第四单元跨学科水质检测及自制净水器 教学设计 化学人教版九上

中小学教育资源及组卷应用平台
水质检测及自制净水器教学设计
教学分析
课程标准依据
课标分析
依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》，围绕"水的净化""环境保护"等内容，要求学生能理解净水原理，掌握水质检测和简易净水技术，体会跨学科知识在实际中的应用，形成水资源保护意识，发展科学探究与创新能力，强化"科学态度与社会责任"核心素养。
教材分析
本节课的内容是水相关知识的延伸、拓展与深化。在思维层面上，完善了分离、提纯物质的一般思路和方法的模型。在内容层面上，与生物、地理等学科紧密融合，考查了学生对多元跨学科知识的掌握情况。因此，本节课是一个很好的教学平台，能帮助学生在未来面对诸如资源和环境等不确定性问题时，更好地运用所学的知识。
学情分析
已知点：学生在之前的学习中已经掌握了关于水的组成、性质、净化等基础知识，并获得了简单化学实验仪器的操作技能，且对生活的水资源问题兴趣浓厚，乐于参加实践活动。
障碍点：通过前期问卷调查得知，16.2%的学生见过家用净水器，5.6%的学生了解水质的检测方法。对水质检测方法掌握程度低，难以将化学、生物、地理的知识有机结合。
发展点：通过真实情境下开展“水质检测及自制净水器”跨学科实践活动，加深学生对水的多角度认识，期间通过水质检测让学生了解身边水环境的状况，认识到水资源保护的重要性和紧迫性。“自制净水器”项目能让学生在操作中深层次理解水净化的原理与方法，提高学生的动手能力和创造性思维，培养环保意识和社会责任感。
教学目标
熟悉水质检测的方法,了解部分水质指标及水净化的步骤,认识吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法,以及在化学实验中用于分离混合物的技术,掌握物质分离的基本原理。
能够设计净水器的方案并制作简易净水器, 测试其净水效果,总结制作净水器的建议与改进建议。
知道保护地球水资源的重要性,知道可持续发展是实现人与自然协调发展的根本途径。
教学重点和难点
教学重点:水质检测及净化。
教学难点:净水器的制作与效果检验。
教学设计思路
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课前调研 布置任务 收集资料,了解唐山市自来水水源、水质检测标准等信息； 自制简易净水器，在家长的陪同下到附近的水域取样,初步测试，录制视频发给教师。 提前开展 “自制净水器 + 水样测试”，既呼应教学目标中 “设计制作净水器” 的要求，又让学生在动手过程中初步感知净水材料、结构与效果的关联，为课堂深度探究铺垫经验；录制视频则能倒逼学生规范操作、梳理思路，培养初步的实验记录与表达能力
环 节 一： 认 识 水 源 【素材】观看唐山水质检测报告 【提问】衡量水样是否合格的标准是什么？ 【素材】水质检测报告 【过渡】这些危害人体的物质通过什么方法检出？让我们走进水质检测员的世界 【视频】水质检测员的一天 【提问】实验室的方法是多种多样的，在生活中我们可以使用水族检测试纸或者水质检测笔来进行粗略检测。 【实验】指挥学生用水质检测笔测量纯净水 组织学生进行水质检测。 【过渡】校园池塘中的水能否饮用呢？请同学们测一测。 分析图片获得信息：唐山集中供水水源地，水源分类，是否达标。 生活饮用水标准。 水中的重金属、微生物、泥沙、细菌都会威胁人体健康 观看视频 ①使用肥皂水检测硬度。②使用pH试纸或pH计检测酸碱度。③使用培养基检测大肠杆菌。④用碘量法检验溶解氧。⑤氮、磷元素等可用光谱仪进行检测。 读数，记录，判定水质是否合格 【实验】用水族检测试纸对水样1（校园池塘中的水）进行检测,并记录结果 【结果分析】与比色卡对比后,得出结论。 引导学生聚焦本地（唐山市）水资源，将抽象的 “水质” 知识与生活场景绑定，解决学情中 “对水质检测方法掌握度低” 的初始障碍，让学生从 “被动学” 转向 “主动探究身边水问题” 先通过 “水质检测员的一天” 视频展示实验室专业检测（如光谱仪测氮磷、培养基测大肠杆菌），再过渡到生活中易操作的 “试纸 / 检测笔”，符合学生 “从复杂到简单、从专业到日常” 的认知规律，解决 “水质检测方法难掌握” 的障碍点。
环 节 二： 分 享 并 优 化 简 易 净 水 器 【过渡】看来校园池塘水并没有达到饮用标准，在课前同学们已经自制了简易的净水器，净水效果如何呢？组织“问题诊断”小组活动，让学生相互检查对方的净水器模型，并提出改进建议。 【师生交流】讨论交流净水材料的选择与其结构可能对净水效果的影响 以小组为单位，互相介绍，评价优点和不足 【结论】净水材料的颗粒度、用量影响净水效果。在等量过滤材料的条件下,颗粒度较低时过滤效果较好,但过滤时间长。在同种材料的情况下,用量越多,过滤效果越好。③上层选用孔径较大的材料,快速过滤大部分大颗粒杂质;下层选用孔径小的材料,过滤剩余的少量杂质;活性炭应放在最下层。 【实验】改进装置 通过 “问题诊断” 小组活动，让学生跳出 “自我设计” 的局限，以 “评价者” 视角分析他人净水器的优缺点，既锻炼 “发现问题、提出建议” 的批判性思维，又通过小组交流强化团队协作能力，呼应 “培养学生团队合作精神” 的目标
环 节 三： 产 品 发 布 请各个小组展示净水器并介绍净水器的品牌、理念、净水效果 组织学生从定性和定量的角度对自制净水器过滤后的水进行检测 小组学生分别扮演净水器公司的工程师、市场营销人员等，从不同角度讨论净水器的设计和推广； 开展小组竞赛，在净水器性能测试环节，评选出特等殊荣奖、一等卓越奖、最佳设计优胜奖、最佳美观甄选奖、最佳实用精选奖、最佳创新先锋奖 通过实验观察并记录水样1和水样2的试纸示数、TDS数值、浊度，对实验数据进行分析讨论，总结发言。 提供一个平台让学生展示自己的成果，并通过测试验证净水器的净水效果，增强学生的成就感。 通过现象证据和数据证据，从定性和定量的视角进行分析，得出合理解释，培养学生的实验观察能力和注重实证的科学精神
环 节 四： 情 感 升 华 【视频】自制净水器并不能让水达到自来水厂的标准，他们是怎么做的呢？播放自来水厂净水视频 【升华】净水与未来：让生命之源更清澈 增加了投药消毒的步骤，规模更大 革新水质检测技术 优化净水方法 青年学子的使命担当 通过播放 “自来水厂净水视频”，让学生了解 “简易净水器” 与 “工业净水” 的差异（如投药消毒、规模化处理），打破 “课堂制作即专业标准” 的认知局限，建立 “从个人实践到社会工程” 的宏观认知，深化对 “水净化” 的全面理解
环 节 五： 评 价 组织学生完成互评量表，在每个维度的相应评价等级后打勾进行评价。 对各小组制作的净水器进行全面评价 通过互评，学生不仅能客观评估各小组的成果，还能从他人的设计中汲取经验，反思自身不足，从而进一步提升实践能力和团队协作精神
21世纪教育网(www.21cnjy.com)