初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）自制净水器表格教案

这是一份初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）自制净水器表格教案，共4页。
水的净化属于我们身边的化学。核心素养之“科学态度与责任”要求同学们在理解科学、技术、社会、环境相互关系的基础上，逐步形成运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识以及节约资源、保护环境的习惯等。饮用水安全与人们的健康息息相关。水的净化和水质检测是保障饮用水安全的重要环节。
备课笔记
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布置作业：设计并制作垃圾的分类与回收利用的宣传展板。
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课题
自制净水器
课型
新授课
素养目标
1.进一步巩固水净化的原理和方法。
2.学会设计和制作简单的净水器。
3.综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养创新意识及敢于质疑、严谨求实的科学态度。
教学重点
1.巩固水净化的原理和方法，明确过滤、吸附等净化过程的作用机制；
2.掌握简易净水器的设计思路和制作方法，能合理选用材料完成装置搭建；
3.学会从净水原理、选用材料、成本、使用效果等维度对净水器进行评价与初步改进。
教学难点
1.综合运用化学净化原理与工程设计知识，实现材料选择、结构设计与净水效果的匹配；
2.控制变量探究净水效率的影响因素，清晰推导材料堆叠顺序、水流速度等与净水效果的因果关系；
3.结合评价结果优化装置设计，解决材料混合、成本控制等实操问题，实现理论设计到实际效果的转化。
教具准备
多媒体课件。
课前预习
自来水的净化过程：天然水沉淀→过滤吸附→消毒→自来水。
新课导入
[提问]同学们，如果我们去野外探险或者遇到紧急情况，发现了一条小河，河里的水看起来有些浑浊。这个时候，我们能直接饮用这些河水吗?为什么?请大家思考一下，说说你的看法和理由。
[学生回答]不能，因为水里有泥沙、脏东西；可能有细菌喝了会生病；看起来很浑浊不干净等。
[讲解]大家说的都很有道理。确实，野外的天然水源，即使是看起来清澈的河水，也可能含有肉眼看不见的泥沙、黏土、藻类，更可怕的是可能含有致病的细菌、病毒、寄生虫卵等微生物。直接饮用非常容易导致腹泻、腹痛、呕吐等疾病，危害我们的健康。
[引入]那么，在缺乏干净水源的野外，如何保障我们的饮水安全呢?今天，我们就来挑战一个任务：利用身边的材料，设计和制作一个简易的净水器!看看我们能不能把浑浊的河水变得相对干净、安全一些。这就是我们本节课要进行的“跨学科实践活动2：自制净水器”。
进行新课
一、自制净水器并交流互评
[引入]任务目标：利用生活中的常见材料（如矿泉水瓶、纱布、鹅卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等），设计并制作一款能净化模拟浑浊河水（含泥沙、可能有颜色）的简易净水器
[布置任务]①小组讨论：根据任务一中总结的注意事项，分析河水中的主要杂质（大颗粒泥沙、小颗粒悬浮物、可能的颜色气味)，确定需要去除的目标。
②选择材料：从提供的材料中选择合适的种类（思考每种材料的作用：鹅卵石?沙子?活性炭?纱布?蓬松棉?瓶子的哪部分作容器?哪部分作漏斗?）。
③设计顺序：按照什么顺序堆叠这些材料?理由是什么?（强调“先大后小”原则）
④绘制草图：在纸上画出净水器的设计示意图，标明各层材料和预期功能。
⑤动手制作：根据设计图，小组合作搭建净水器。
[讲解]制作完成后，取100 mL 配制的有颜色浑浊水样（模拟河水），缓慢注入净水器。从以下角度观察评价效果：
肉眼观察：净化前后水的浑浊度、颜色变化。
气味比较：净化前后是否有异味去除。
TDS笔检测：测量净化前后水样的TDS值（溶解性总固体含量），数值降低越多，说明去除可溶性杂质效果越好（注：简易净水器主要去除不溶物和吸附有机物，对溶解性离子去除有限，TDS值变化可能不大，重点在于理解其指示意义）。
[互评活动]小组展示：展示本组净水器，介绍设计思路（材料选择、堆叠顺序及理由）。效果演示：展示净化前后的水样对比（及可能的TDS值）。
填写评价表：各小组根据课件提供的“表2-8净水装置的分析与评价”，从净水原理、选用材料、成本、使用效果四个维度对其他小组的净水器进行评价（用简洁语言），并提出改进建议。
[优化设计]各小组根据互评反馈和自我检验结果，讨论本组设计的优点和不足，提出优化改进方案（如调整材料顺序、更换材料类型、改进结构等）。
进行新课
二、探究净水效率的影响因素
[引入]在刚才的互评中，我们发现不同小组的净水器效果有差异。哪些因素会影响净水器的效率呢?请大家结合制作和观察经验，提出可能的猜想。
[学生回答]材料种类（有没有活性炭?）、材料堆叠顺序（砂石和活性炭谁在上面?）、材料用量（活性炭放得多不多?）、水流速度（倒水快慢）、水的初始浑浊度等。
[讲解]强调科学方法：要科学地探究一个因素（如水流速度）的影响，必须使用控制变量法：只改变我们要研究的那个因素（自变量），保持其他可能影响结果的因素（因变量）完全相同。
[设计示例]以探究水流速度对净水效率的影响为例。
①明确问题：水流速度的快慢是否影响净水效率?
②提出假设：水流速度越快，净化效率越低（水与材料接触时间短）。
③设计实验：
自变量：水流速度（快vs慢-可通过倾倒速度或用注射器控制)。
因变量：净水效率（通过观察净化水浑浊度/颜色变化，或比较TDS值变化>。
控制变量：相同的净水器装置、相同的待净化水样（体积、初始浑独度）、相同的检测方法。实验组：快速注入水样。
对照组：缓慢注入（相同体积）水样。
④实验探究收集证据：分别收集两组净化后的水，对比浑浊度/颜色/气味，或记录TDS值。
⑤得出结论交流分享：根据对比结果，分析水流速度的影响，得出结论。
[延伸思考]这只是探究一个因素的例子。课后大家可以尝试设计实验探究其他因素的影响（如材料堆叠顺序：砂石在下、活性炭在上比较活性炭在下、砂石在上），注意控制好变量。
教学板书
跨学科实践活动2 自制净水器
一、自制净水器并交流互评
二、探究净水效率的影响因素
课堂小结
通过水的净化过程，让学生认识通过一些方法可以获取更加健康的饮用水，在老师和同学的帮助下，能比较顺利地设计出净化水的简易装置。学生很有成就感，同时，强化学生的爱水、节水意识，意识到保护水资源的重要性。
教学反思
本课时通过“原理探究一自制净水器一效率探究”的实践链条，有效实现了净水知识与工程设计的跨学科融合。学生能结合自来水厂和家用净水器的流程，理解“沉降一过滤一吸附”的分步净化逻辑，并在自制净水器时合理选用小卵石、活性炭等材料，体现了知识的迁移应用。但教学中发现，部分学生对活性炭吸附作用的微观原理理解表层化，导致材料用量不足影响吸附效果；探究净水效率时，少数小组控制变量不严格（如同时改变材料顺序和水流速度），实验数据说服力不足。后续可增加活性炭吸附色素的直观演示实验，强化微观认知；探究前细化实验指导单，明确变量控制要点，通过小组互评规范实验操作，进一步提升“原理理解一实践落地一科学探究”的转化效果。
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：