第四单元 自然界的水单元整体教学---我为天宫供水 教学设计

基于大概念的项目式单元整体教学设计
——我为“天宫”供水
教学内容基本信息
学科 化学 实施年级 九年级
课程标准模块 初中化学主题：物质性质与应用、组成与结构、物质的化学变化
使用的教材 人教版九年级上册
单元名称 第四单元 自然界的水
单元课时 3
引领性学习主题
【研读课标找到依据】
初中化学课程标准是中考命题、教材编写的主要依据，也是教师课堂教学的依据，要依据课程标准发展学生素养。本单元对应课标为主题 2 物质的性质及其应用和主题3物质的组成与结构，其具体内容如下：
认识水的组成，知道水是一种溶剂，了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。本项目的主题是水，围绕这一主题教材介绍了四部分知识:一是水在自然界的作用、水资源状况及其保护等社会热点问题，属于联系实际的内容;二是水的净化，属于化学学科知识;三是水循环，节水的意义，也属于化学学科知识，四是如何治水，树立环保意识，提高社会责任感。
通过了解水的组成、结构、性质、转化、应用，认识五个角度之间的关系，体会物质性质的利用对人类生活和科技进步的贡献。
认识依据物质的组成和性质可以对物质进行分类，知道物质可以分成纯净物和混合物、单质和化合物等；认识水的组成，知道水是一种重要的溶剂，了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。
认识物质的组成与结构的思路与方法：通过科学史实体会科学家探索物质的组成与结构的智慧，知道可以通过实验、想象、推理、假说、模型等方法探索物质的结构；初步学习利用物质的性质和化学反应探究物质组成的基本思路与方法。
了解人类对物质的组成与结构的探索是不断发展的，初步认识物质的组成、结构与性质之间的关系，了解研究物质组成与结构对认识和创造物质的重要意义。
初步形成基于元素和分子、原子认识物质及其变化的视角，建立物质的宏观和微观视角之间的关联，知道物质的性质与组成、结构有关。能基于真实情境，从元素、原子、分子的视角分析有关物质及其变化的简单问题，并作出合理的解释和判断。
结合学生熟悉的现象和已有的经验，通过实验探究、模型拼插等活动或动画模拟等可视化手段，充分发挥学生的想象力，引导学生建构宏观与微观间的联系。
基于“宏观-微观-符号”多重表征设计学习活动，促进学生形成化学思维方式，引导学生认识物质的组成、结构与性质之间的关系。
【梳理教材准确定位】
本节课的核心是通过自然界与纯水的区别以及净化，形成混合物分离的一般思路和方法。本节课以我为天宫供水为情境，主要通过空间站水的来源，引导学生从知识内容中分析概括认识物质的角度；从空间站的水途径出发，引出识水、净水、节水、治水这四条情景线。
水的组成是初中化学的重要教学内容，也是未来进一步研究和认识其他物质组成与结构的重要基础。本节课以中国太空站供水为教学线索，宇航员需要的水、氧气从哪里来为教学情境,从物质组分视角、元素视角、微粒视角、符号视角形成认识物质组成与结构的一般思路与方法,培养学生化学学科思维，探索以素养为本的教学模式。这部分内容的教学不仅让学生掌握具体的化学知识，更重要的是帮助学生形成认识物质组成与结构的方式方法。建立研究物质组成与结构的思维模型，实现从教知识到教技能，教思想的教学方式转换。
本节课的核心是建构多角度认识水的模型，进而形成多角度认识物质的思路方法。本节课以我为天宫供水为情境，主要通过寻找水的认识角度，引导学生从知识内容中分析概括认识物质的角度；从空间站的四个供水途径出发，以微观视角揭示过滤的本质，以宏-微-符三种表征认识水的再生，关联并丰富水的认识角度；进而建构并完善多角度认识物质的模型；最后运用模型认识新物质双氧水。
核心素养的发展离开不了核心知识的支持，课堂教学同样离不开核心知识的建构。通过梳理教材明确教学中的核心知识是单元教学设计必不可少的一步。
【主题知识结构】
【了解学情有的放矢】
学生通过对人教版初中化学第一单元至第二单元的学习，对氧气等物质有了一定的了解，这是认识物质的入门期；本节课通过对爱护水资源及水的净化和水的组成的学习，虽然已经学习了水的相关知识内容，有了一定的认识角度，但是还没有形成对物质分离的一般思路，虽然掌握了一些有关水的具体知识，但是缺乏在真实情境中体会知识的应用。在形成混合物分离的教学中，加强了学生爱水、节水意识，有利于提高学生进一步从学科角度认识水的积极性。
对于现阶段的学生，他们对水的组成与结构有一定的了解，也初步掌握了简单的化学实验基本操作技能,从物质变化与转化的事实中提取证据，但学生还不能深入了解物质组成是如何确定的。对于化学探究学习方法上处于启蒙阶段，不能有意识地从宏观和微观收集证据，仍需鼓励发展勇于创新的意识，但他们对化学具有强烈的好奇心和求知欲。这是我们开展课堂教学活动的基础。
学生通过对人教版初中化学第一单元至第二单元的学习，对氧气等物质有了一定的了解，这是认识物质的入门期；通过对第三单元《物质构成的奥秘》的学习，进入了宏观与微观的视角认识物质，这是认识物质的发展期；通过对水的净化和水的组成的学习，形成了宏-微-符认识物质的视角，这是认识物质的突破期；虽然已经学习了水的相关知识内容，有了一定的认识角度，但是还没有形成对物质有序、系统的认识，还没建立物质的组成、结构、性质、转化及应用角度之间的关联，学生虽然掌握了一些有关水的具体知识，但是缺乏在真实情境中体会知识的应用。
【创设情境提炼问题】
真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实地表现机会。因此，本单元的教学中要创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。本单元选用我为“天宫”供水作为本单元的教学情境。该情境具有以下特点：
1、播放视频“空间站的水哪里来” 基于真实情景，感受化学学科的社会价值。
2、观看视频：萨巴蒂尔反应，知道科学和技术有助于解决工程问题。
3、建构多角度认识水的模型目的是认识新物质。
4、天上之水何处来——我为天宫供水的途径一和途径二，建立认识角度之间的关联。
素养导向的学习目标
基于真实的情景，引导学生回顾水资源状况，绘制水净化思维导图，设计空间站水循环装置，以及节水的措施，发展学生“化学观念”“科学思维”等化学学科核心素养。
“物质成分的探究”是“物质的组成与结构”学习主题的大概念的导引课。该内容的素养发展功能在于引导学生初步建构有关物质组成的大概念,初步形成认识物质元素组成的宏观视角和分子、原子微观视角,并建立认识物质组成宏观和微观视角之间的关联。
基于宏观的现象分析微观的结构，引导学生通过现象进行微观上的解释，揭示宏观现象的本质；基于宏观组成与微观构成预测反应产物，并用符号进行表征；建立多角度认识物质的模型并运用模型解释、预测物质可能具有的性质，发展学生“化学观念”“科学思维”等化学学科核心素养。
【单元活动的规划与拆解】
第 1课时:走进水世界——形成混合物分离的一般思路和方法
第 2 课时
我为天宫造水---形成认识物质组成与结构的一般思路和方法
第 3 课时:我为天宫供水 ——多角度认识物质的思路方法
【课时教学设计】
第 1 课时 走进水世界 ——形成混合物分离的一般思路和方法 1课时
第 2 课时 我为天宫造水——认识物质组成与结构的一般思路和方法 1课时
第 3 课时 我为天宫供水——多角度认识物质的思路和方法 1课时
【课时教材分析】
第1课时的核心是通过自然界与纯水的区别以及净化，形成混合物分离的一般思路和方法。本节课以我为天宫供水为情境，主要通过空间站水的来源，引导学生从知识内容中分析概括认识物质的角度；从空间站的水途径出发，引出识水、净水、节水、治水这四条情景线。
第2课时以中国太空站供水为教学线索，宇航员需要的水、氧气从哪里来为教学情境,从物质组分视角、元素视角、微粒视角、符号视角形成认识物质组成与结构的一般思路与方法,培养学生化学学科思维，探索以素养为本的教学模式。这部分内容的教学不仅让学生掌握具体的化学知识，更重要的是帮助学生形成认识物质组成与结构的方式方法。建立研究物质组成与结构的思维模型，实现从教知识到教技能，教思想的教学方式转换。
第3课时的核心是建构多角度认识水的模型，进而形成多角度认识物质的思路方法。本节课以我为天宫供水为情境，主要通过寻找水的认识角度，引导学生从知识内容中分析概括认识物质的角度；从空间站的四个供水途径出发，以微观视角揭示过滤的本质，以宏-微-符三种表征认识水的再生，关联并丰富水的认识角度；进而建构并完善多角度认识物质的模型；最后运用模型认识新物质双氧水。
【课时重点】
第1课时：水中所含杂质的分离及水的的净化过程
第2课时：通过化学史、实验探究得出研究物质的组成的方法。
第3课时：1.关联并丰富多角度认识物质
2.建构多角度认识物质的模型
【课时难点】
第一课时：形成混合物分离的思路和方法
第二课时：通过分析、归纳建构认识物质组成与结构的思维模型
第三课时：建构多角度认识物质的思维模型
【课时教学目标】
第一课时：
1.通过交流、讨论活动，梳理具体物质水的知识内容，学会从不同角度认识自然界和纯水的区别。
2.通过为空间站供水的情境，关联并丰富水的认识角度，发展科学思维，经历科学探究。
3.通过识水、净水、节水、治水，提高对世界和我国的水资源状况、水污染、水枯竭等水危机问题的认识，培养社会责任感。
4.通过分析太空中水的供给及循环再生，了解我国科技前沿成果，体会航天事业的飞速发展，激发爱国热情和民族自豪感。
第二课时：
1、通过分析水的元素组成、结构、微观构成、符号，构建认识物质组成的思维模型。
2、发展证据推理素养，构建研究物质组成的思维模型，形成严谨求实的科学态度和勇于创新的科学精神。
3、以甲烷燃烧为例,初步了解探究物质组成与结构的一般思路方法。
4、通过科学史实体会科学家探索物质组成的智慧,了解人类对物质组成与结构的探索是不断发展的。
第三课时：
1.通过交流、讨论活动，梳理具体物质水的知识内容，提炼物质组成、结构、性质、转化、应用的认识角度。
2.通过为空间站供水的情境，关联并丰富水的认识角度，发展科学思维，经历科学探究，从宏观和微观层面深化对角度的认识，利用宏-微-符多重表征将知识结构化。
3.通过净水、制水、制氧、循环再生，感受认识模型建构的动态过程，形成多角度认识物质的思路方法，养成以化学观念关注生活中问题、运用模型解决实际问题的意识。
4.通过分析太空中水的供给及循环再生，了解我国科技前沿成果，体会航天事业的飞速发展，激发爱国热情和民族自豪感。
第一课时教学过程
【情境】播放视频“空间站的水哪里来？”
【问题1-1】从这段视频里，你获得哪些供水的途径？
【活动1-1】学生思考，寻找并分析归纳，将供水任务拆解成三个子任务。
设计意图：基于真实情景，感受化学学科的社会价值。
任务一：识水
【情境】天上之水何处来——自然界中的水
【活动1】讨论交流水资源现状
小组讨论，归纳总结我国水资源的现状，淡水资源的匮乏。
【归纳】通过查阅资料、相关图表反映真实状况
【活动2】从物质类别认识自然界中的水和纯水。
小组讨论，归纳从水中含有的杂质进行区分。
【过渡】自然界的水：含有许多不溶性杂质和可溶性杂质等，不溶性杂质使其呈浑浊，可溶性杂质可能使其有气味和颜色。那么如何分离呢
任务二：净水
【情境】天上之水何处来——自然界中的水如何净化
【活动1】绘制净化水的思维导图
【归纳】展示学生绘制的思维导图。让各个小组分析如何除去混合物里面的成分，进一步强化混合物分离的思路。
【活动2】活动2：水的净化在生活中的应用
【归纳】生活中的家用净水器，从化学角度丰富、深化学生对水的认识。
【过渡】从节水的角度如何实现了空间站水循环？
任务三：节水
【活动1】查阅资料了解空间站废水来源及其回收，大胆展开想象力。运用所学知识绘制水循环利用装置模型
小组协作，尝试设计模型。
【活动2】展示成果
【归纳】揭示谜题，播放视频，感受科技的力量。自然界的水是混合物，如何做到分离，让学生体会化学服务于生活！
任务四：治水
【情境】爱护水资源面临的现状。
【活动1】交流讨论，治水措施，畅所欲言。
【归纳】本节课的知识线，通过空间站水来源的途径，自主提炼出“物质分离与提纯的思路”。
过渡：空间站中宇航员呼吸的氧气来自哪里？
设计意图：为下节课认识水的组成与结构埋下伏笔。
课时板书设计
1、识水
2、净水：思维导图展示
3、节水：绘制水循环装置
4、治水：
课时教学反思
本课题的重点是通过识水、净水，了解水净化系统，实现认识沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水的常用方法，初步体会利用物质差异对物质进行分离、提纯的思路和方法，巩固必备化学实验基础知识与基本技能，从而形成混合物分离的方法与思路。
课时教学评价
本项目实施提高了学生实践应用、迁移创新的能力，有利于学生化学学科核心素养的发展，尤其是“科学探究”以及“科学态度与社会责任”学科核心素养的发展。同时，使学生感受到化学、物理、工程技术知识与生活的紧密联系，体验到知识转化为技术成果的实践价值，感受完整的工程设计过程，获得自己动手、小组合作、与人交流的乐趣。开发出更多内容紧扣教材、又与生产生活紧密联系的项目，辅助应用于教学中，以更好地帮助学生从真实情境中发现和挖掘化学问题，利用化学知识、技能解决真实问题，提升学生的化学学科核心素养。
第二课时教学过程
任务一、为水定制名片—我认识的水
【活动1-1】展示学生绘制的有关水的名片
【活动1-2】学生讨论、点评、归纳
【归纳1-1】总结归纳水的类别、组成、结构、符号等内容
【过渡】在历史发展的长河中.科学家们是如何研究水的呢
【情境】播放视频：水的探索史
设计意图：通过追溯化学史，了解化学科学发展历程的经典实验,学习和体会化学家进行科学探究的智慧和方法,理解科学探究的本质。
【问题1-1】通过刚才的了解，同学们，你有什么感悟吗？
【归纳1-2】同学说：科学的发展历程是曲折而漫长的。
同学说：科学家们对水进行了反复、多次的研究，他们的这种坚韧不拔的精神值得我们学习……
【过渡】水是宝贵的资源，也是人类不可缺少的生命源泉。在上节课中我们了解到了空间站是一个密闭、狭小的空间，空间站中所储存的水也是有限的。那么，我们能不能设计方案来为空间站中辛勤工作的各位宇航员们造水呢？
【问题1-2】请思考要想制水，对于反应物的元素组成上有什么要求？
任务二、我为天宫造水-认识物质元素组成
【归纳1-2】在化学反应前后元素种类不变
【问题2-1】①你能说出生成水的反应吗？
②在空间站中最可能实现的化学反应是哪一个呢？
【归纳2-1】氢气的燃烧
【问题2-2】氢气是氢元素组成的单质，氧气是氧元素组成的单质，水是氢元素和氧元素组成的化合物。由此同学们可得出什么结论呢？
【归纳2-2】在化学变化中元素的种类不变
【问题2-3】宇航员是否像我们在实验室里让氢气在氧气里燃烧得到水吗？为什么？
【归纳2-3】氢气易燃、易爆,有安全隐患
【过渡】在空间站里科学家们如何实现氢气和氧气的反应呢？
【情境】观看图片：氢氧燃料电池工作原理
设计意图：设计和开展具有挑战性的实践任务,充分利用资源,促进校内外联动。让学生经历创意设计、方案评价、展示表达、反思改进等多样化活动,促进学生形成运用多学科知识、技术、工程融合解决问题的系统思维。
【过渡】科学家们把氢气和氧气在氢氧燃料电池中反应，不仅反应生成水，还得到源源不断的电能。用氢氧燃料电池制水，只是水的来源的一小部分，还有其他方式能够生成水吗？要通过化学反应生成水，大家已经知道反应物中一定含有氢元素、氧元素。同学们在空间站中能否寻找一些含氢元素、氧元素的物质呢？
【问题2-4】①生活垃圾如何处理呢？
②尿液如何处理呢？
③呼出气体属于哪一类物质呢？如何处理呢？
④空间站内所有的物质都是宝贵的。二氧化碳是否可以再利用呢？
【归纳2-4】物质循环再利用
【过渡】由于空间站是一个密闭空间，过多的二氧化碳会危害宇航员生命健康，我们能不能把二氧化碳重新利用起来呢？从元素的角度分析，二氧化碳能提供氧元素，我们还缺少含有氢元素的物质，如何获得呢？
【问题2-5】同学们，那你们知道空间站中宇航员除了需要水来维持生命之外，还需要哪些物质？
【归纳2-5】氧气、食物
【问题2-6】在空间站中怎样为宇航员提供氧气呢
【归纳2-6】从地面携带到空间站;电解水.
【过渡】工程师如何解决空间站供氧呢
【情境】观看视频：空间站氧气从哪里来
【过渡】电解水得到氧气，同时得到氢气！氢气是氢元素组成的单质，空间站内的物质是非常宝贵的，要把空间站内的物质充分利用。合成水需要什么样的物质呢？
【问题2-7】请同学们尝试从空间站内寻找含氢元素氧元素的物质。
【归纳2-7】二氧化碳、水
【过渡】能否把人体代谢产物二氧化碳和电解水得到的副产品氢气从新合成水呢？刚才我们从宏观元素守恒，这一视角认识了化学反应。化学反应的微观本质是什么呢？
任务三、构建微观模型-认识物质微粒构成
【活动3-1】在空间站中怎样把物质变废为宝呢？假如二氧化碳与氢气反应。通过绘制二氧化碳与氢气反应的微观示意图，推测可能的生成物是什么？
【活动3-1】展示学生猜想
设计意图：基于“宏观-微观-符号”多重表征设计学习活动,促进学生形成化学思维方式,引导学生认识物质组成与结构的关系.从元素、原子、分子的视角分析物质及其变化,并作出合理的解释和判断。落实“教-学-评一体化” 。
【过渡】同学们都能深入思考化学反应的本质。下面咱们共同了解科学家如何实现二氧化碳和氢气的反应。
任务四、构建符号模型-认识物质间反应
【情境】①观看视频：萨巴蒂尔反应
②观看图片：萨巴蒂尔反应器工作原理
设计意图：知道科学和技术有助于解决工程问题,使用科学和技术时要考虑其对社会和环境的影响。认识在解决实际问题时,需要综合运用各学科知识,采用合适的方法和工具,以及系统规划和实施;体会有效使用科学技术,以及合作、协同创新解决问题的重要性。
【过渡】二氧化碳和氢气通过萨巴蒂尔反应器得到甲烷和水，甲烷若能得到充分利用，会更好地实现空间站内物质循环再利用。甲烷是家用天然气的主要成分，因此它具有可燃性。
【问题3-1】由甲烷的元素组成，推测它充分燃烧的产物是什么？如何检验？
【归纳3-1】二氧化碳、水;用无水硫酸铜检验水、用澄清石灰水检验二氧化碳
【活动3-2】①讨论、优化实验方案，小组汇报实验方案
②演示实验-甲烷的燃烧
③学生观察并记录在学习任务单上
④归纳实验结论:甲烷具有可燃性
(
点燃
)
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
设计意图：掌握化学实验基本技能,知道化学实验是进行科学探究的重要方式。通过观察和实验等方法获取证据,基于证据进行分析推理及形成结论。养成严谨求实的科学态度,勇于质疑、批判和创新的精神;培养团结协作、攻坚克难的品格。
【问题3-2】甲烷在空间站中能否循环利用呢？
【情境】观看图片：甲烷燃料电池、甲烷航天发动机
【过渡】我希望同学们通过不断学习，掌握更先进的科学知识，更好地实现我们的飞天梦想。
【归纳3-3】共同建构认识物质组成与结构的思维模型。
【课外延伸】 探索星辰大海，我们一直在路上。未来人类将进行星际移民，除了解决水和氧气之外，还亟需解决食物问题。目前人类食物中主要的供能物质为淀粉【(C6H10O5)n 】，试分析可能合成淀粉的原料有哪些？并查阅资料加以验证。
课时板书设计
我为天宫造水
认识水的物质类别
寻找含氢氧元素的物质造水
物质的微观构成
认识物质间的反应
课时教学反思
在本课时教学中，以中国太空站供水为教学线索，宇航员需要的水、氧气从哪里来为情境,从物质组分视角、元素视角、微粒视角、符号视角形成认识物质组成与结构的思路与方法,培养学生化学学科思维，探索以素养为本的教学模式。需要教师转变教学观念，课堂教学中要以素养为本，换个角度看知识，让核心知识为素养服务。从学生的表现来看，学生期待着新问题的出现，对问题也能运用物质的转化的思路解决，不仅激发学生的兴趣，引导学生对新技术的关注，更能培养学生的思维。
第三课时教学过程
环节一：寻找认识角度
【情境】回顾自然界的水循环
【问题1-1】从这段视频里，你获得哪些关于水的知识？
【活动1-1】学生思考，寻找并分析，初步提炼几种认识物质的角度。
【归纳1-1】从物质类别、构成、物理性质及变化、用途等角度认识水。
设计意图：利用探查学生所学过的知识，促进学生反思已有知识，把零散的知识提炼为认识角度，感受化学学习有规律可循、使知识结构化的重要性。
环节二：关联认识角度
【情境】天上之水何处来——我为天宫供水的途径一和途径二
【问题串2-1】通过我为天宫供水的途径，你获得哪些关于水的知识？涉及哪些认识角度？这些认识角度之间存在关联？两种供水途径的相同点？
【活动2-1】小组讨论，分析提炼认识角度，建立认识角度之间的关联。
从变化的角度分析两种供水途径的相同点。
【归纳2-1】建立性质决定变化、变化反映性质，性质决定用途、用途反映性质的关联角度认识水，归纳供水途径一和途径二的相同点：净化水。
【问题2-2】途径一和途径二都是对宏观物质的分离，微观的分子、原子、离子能否分离？
【活动2-2】实验探究、追寻本质。半透膜实验。
【归纳2-2】根据不同孔径，可以过滤不同物质，大到不溶物，小到分子离子都可以实现分离。
【过渡】前面两种供水途径，共同特点是净化水，物理变化。有没有通过化学变化的供水途径？
环节三：丰富认识角度
【情境】天上之水何处来——我为天宫供水的途径三
【任务3-1】如何通过化学变化制备水？
【活动3-1】通过宏观组成—微观构成—符号表征，认识氢气与氧气反应制备水以及空间站使用的氢氧燃料电池。
【归纳3-1】从组成—结构—制备的方面，丰富认识角度，这是合成水。
【问题3-2】空间站内的水很宝贵，除了供给航天员生活饮用和开展实验，还有什么用途呢？
【活动3-2】通过水的组成—化学性质—制备氧气，认识水的分解及其应用。
【归纳3-2】从水的组成—化学性质—制备氧气，丰富认识角度，这是分解水。
【过渡】净水、制水、供水、供氧有机的结合，实现了空间站水循环。
【问题3-3】如何解决呼吸产生的二氧化碳和电解水产生的氢气？
【活动3-3】通过宏观预测—微观模拟—符号表征，认识萨巴蒂尔反应。
【归纳3-3】从宏—微—符三重表征，丰富认识角度，实现水的循环再生及最大利用率，这是合成水。
环节四：建构认识模型
【情境】净化水—合成水—分解水，不同角度认识水。
【任务4-1】建构多角度认识水的模型
【活动4-2】小组协作，尝试设计认识水的思维导图。
【归纳4-3】自然界的水是混合物，首先分离出纯水，然后多角度认识它，如纯水的组成、结构、性质、转化及其应用，各角度并不是孤立存在的，而是存在着一定的关联，建立水的认识模型！
环节五：应用认识模型
【情境】建构多角度认识水的模型目的是认识新物质。
【任务4-1】多角度认识双氧水
【活动4-2】交流讨论，利用模型认识双氧水。
【归纳4-3】双氧水是混合物，它的主要成分是过氧化氢，通过过氧化氢的组成、结构、性质、转化、应用五个认识角度并进行角度关联，这样我们就学会了多角度认识物质的思路方法。
课时板书设计
课时教学反思
本节课从我为天宫供水的情境出发，首先引导学生分析总结认识水的角度，然后通过供水途径一和供水途径二，发现认识角度存在着一定的关联，并得出这两个途径的相同点：净化水。在此基础上进行启发，激发学生深度思考、提升高阶思维，过滤的本质是什么？通过实验探究，宏观的物质、微观的粒子根据孔径的大小都能实现过滤分离，从物理变化实现水的净化、供给。接着我继续引导学生积极思考化学变化途径的供水，从宏-微-符三重表征认识合成水与分解水，引导学生发现问题，解决问题，通过宏观预测-微观模拟-符号表征，实现二氧化碳和氢气反应到水的再生！在此基础上建构认识模型，并完善模型，应用模型认识新物质。初步建构认识物质的角度是多维的且它们之间有着密切的相互联系。
教学设计围绕天宫供水开展，提出问题、寻找认识角度、关联认识角度、丰富认识角度、建构模型、应用模型，理论和实验结合，微观和宏观对照，将理论的学习融入实际问题的探究中，提高学生的学习兴趣，激发学生的探究欲望。结合初中学生的认知特点，对于萨巴蒂尔反应采用宏观预测、微观模拟，尽可能直观化、形象化，有助于学生认识水的再生。
课时教学评价
1．立足情境，引发学生深度学习
本节课遵循深度学习基本教学模式：情境—问题/任务—活动—知识—素养。真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。深度学习也始于情境，教学中创设了半透膜实验的情境、宏观预测—微观模拟—符号表征实现水的再生等真实情境，并立足于这些真实情境，设置进阶性问题启迪学生全身心的投入学习，如半透膜实验，引导学生深入思考、进行解释，促使学生反思原有的过滤分离，在活动中深入认识过滤，引发学生的高阶思维，体现了深度学习的活动与体验、迁移与应用、价值与评价的特征。
2．突出活动，促进学习方式转变
活动是指主体通过行为与客观世界相互作用的实践过程。它是个体心理发展的基础，是意识能动性和个体能动性的高级形式。本节课的整体思路由情境到问题或任务，再将问题的解决或任务的完成转化为学生的活动，活动是本节课的中心。学生化学学科核心素养的发展是在具体的活动中自我建构、不断提升的过程，而不是靠教师简单的教授。活动为学生主动建构知识、发展核心素养提供“场所”，促进了学生学习方式的改变。本节课注重引导学生寻找提炼认识角度、证据与推理、模型与解释、符号表征等形式多样的活动，在这些具体的活动中建构认识模型，并通过观察、思考、表达、交流等多样化的问题解决过程中发展了学生的化学学科核心素养——“化学观念”“科学思维”等。
3．基于问题，培养学生创新能力
指向核心素养的课堂教学不能脱离核心知识，知识是发展核心素养的载体，而创新是知识的转化和整合，培养学生的创新能力，离不开对知识的深度理解。学生建构化学知识一般要经历感知、理解、保持和应用四种心理过程，从认知到理解直至内化化学知识应该是一个显性的过程。本节课从创设的真实情境中设置“问题”，用问题把化学知识从外延到内涵逐层清晰地呈现给学生，帮助学生自主建构和理解，并真正认识化学本质。如天宫供水的四个途径，设置进阶性问题，引导学生深度思考天宫中的水循环就是净化水—合成水—分解水—再生水。
4．关注评价，探查课堂学习效果
本节课的教学是将素养导向的学习任务嵌入到课堂教学过程中，通过学生活动、教师的追问来外显学生的思维过程，更利于教师基于证据判断学习目标的达成情况。如环节三中的设置“宏观预测—微观模拟—符号表征”的活动，该活动具有素养诊断价值，诊断同学是否可以通过二氧化碳和氢气的宏观组成预测可能合成水，诊断同学是否可以从微观的视角模拟化学变化，诊断学生能否用符号表征该化学反应。对于仅处于“知识关联”水平的学生，要再进一步引导，以形成化学观念，解决实际问题，以此来发展学生的核心素养。