2024秋初中化學九年級上冊教學設計（教案）跨學科實踐活動3

PAGEPAGE3跨學科實踐活動3水質(zhì)檢測及自制凈水器水的凈化屬于我們身邊的化學。核心素養(yǎng)之“科學態(tài)度與責任”要求同學們在理解科學、技術(shù)、社會、環(huán)境相互關(guān)系的基礎上，逐步形成運用化學知識對生活及社會實際問題作出判斷和決策的意識以及節(jié)約資源、保護環(huán)境的習慣等。飲用水安全與人們的健康息息相關(guān)。水的凈化和水質(zhì)檢測是保障飲用水安全的重要環(huán)節(jié)。課題水質(zhì)檢測及自制凈水器課型新授課素養(yǎng)目標了解水的凈化過程，掌握分離和提純的基本方法及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。從化學、生物學、物理、地理等多學科視角分析并檢測水質(zhì)，體會科學、技術(shù)、工程融合解決問題的基本方法。關(guān)注飲用水安全與人體健康的關(guān)系。教學重點水的凈化過程，掌握分離和提純的基本方法。教學難點運用化學知識對生活及社會實際問題作出判斷和決策。教具準備資料：與水有關(guān)的最新科技發(fā)展資料，自來水生產(chǎn)過程資料。材料：兩個塑料瓶、一些石頭(或礫石)、沙子、活性炭、細棉布(或濾紙)、剪刀、棉絮。課前預習自來水的凈化過程：天然水沉淀→過濾吸附→消毒→自來水。常用的混凝劑有明礬，硫酸鋁、聚合氯化鋁等。投藥消毒常用氯氣（Cl2）、二氧化氯（ClO2）或臭氧（O3）等。新課導入水是人類寶貴的自然資源，前面我們已經(jīng)學習過，地球上的水資源儲量豐富，但可利用的淡水資源很少，而海水淡化廣泛應用還有一定的困難，所以我們要珍惜淡水資源，那么自然界中的但是可以直接被人類利用嗎？為了保障身體健康，人類飲用水需要達到一定的標準，為此國家制定了有關(guān)水的各項標準，下面通過項目式學習，了解我們的“生命之源”--水的凈化過程。進行新課任務一調(diào)查參觀［展示］教師多媒體展示我國科技進步為保障安全飲水，促進人類健康作出的貢獻。資料：（1）基于航天技術(shù)的太空制水機，在凈水的基礎上再制水，并添加鈣、鎂、鋅、鈉等礦物質(zhì)，促進人體健康。（2）針對砷和氟超標等問題，科學團隊研發(fā)了一系列新材料，可以有效地吸附砷和氟，并在過去的研究基礎之上，開發(fā)了“大通量電滲析技術(shù)”，可以廉價又高效地去除水中的氟和鈣。（3）“水專項”工程針對我國飲用水源的問題、水污染事件頻發(fā)和供水系統(tǒng)的安全隱患，系統(tǒng)地研發(fā)了水源保護、水質(zhì)凈化、管網(wǎng)輸配、水質(zhì)監(jiān)測、預警應急和安全管理等關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了藻類、臭味、氨氮、砷等有毒有害物質(zhì)去除等難題，建立了“從水源地到水龍頭”全流程的飲用水安全保障技術(shù)體系。［交流］同學們自由交流科技發(fā)展對保障生活用水，提高生活質(zhì)量的作用，并結(jié)合生活分享自己對提高飲用水質(zhì)量的認識。［提問］現(xiàn)代社會是的自來水系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了，能較大程度的滿足人們的生活需求，那么，我們的飲用水的經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷史呢？［答］地表水（江河湖泊）→井水→自來水→瓶裝水。［講解］人類最早的飲用水直接來源于江河湖泊，先民們?yōu)榱撕人奖?，就住在河邊，所以水資源豐富的地區(qū)人口會相對密集。旱地上只有掘井取地下水生活，但地下水并也不一定是符合衛(wèi)生安全可飲用水，但井的出現(xiàn)開啟了人類飲用水的革命。19世紀以前，工業(yè)的發(fā)展帶來了水的污染，水中的微生物引起各種傳染病，奪走了千百人的生命。1897年,人們發(fā)現(xiàn)氯可以用來消毒飲水。1902年比進行新課利時開始采用氯氣來消毒供水，氯戰(zhàn)勝了水中生物污染，制止了瘟疫的流行，產(chǎn)生了流入千家萬戶的自來水，這就是第二次飲用水的革命。上個世紀90年代引發(fā)了新一輪飲水革命，主要針對飲水中“加氯消毒法”和管網(wǎng)的二次污染，經(jīng)深度處理的各種飲用水雨后春筍般蓬勃而出。如純凈水、礦泉水、蒸餾水、礦化水等等，被稱為第三代飲用水。其中以純凈水和礦泉水為代表。這也就是第三次飲水革命：桶裝水、瓶裝水時代。純凈水安全無毒，無污染，應該說安全系數(shù)更高，可以避免不良水質(zhì)對健康的影響，但社會上對其意見并不一致，而礦泉水以含有一定的礦物質(zhì)和微量元素為顯著特征，是較為理想的飲用水。［布置任務］回顧我們前面學過的自來水生產(chǎn)流程將下圖方框中的內(nèi)容補充完整。任務二水質(zhì)檢測［過渡］自來水生產(chǎn)過程中的每一個步驟都是為了獲得安全衛(wèi)生的飲用水，那么如何確定飲用水是否衛(wèi)生呢？［講解］國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會于2022年3月15日發(fā)布了《生活飲用水衛(wèi)生標準》，自2023年4月1日起實施。了解相關(guān)內(nèi)容，可以幫我們更好的認識我們的水資源。［活動］展示《生活飲用水衛(wèi)生標準》的部分資料，講解內(nèi)容并組織學生分組討論水質(zhì)檢測是對水的那些指標進行檢測。［匯報］按小組進行匯報，將認為需要進行檢測的項目匯總到匯報表中，并按一定的依據(jù)進行分類。 進行新課水質(zhì)檢測的指標：［講解］以上指標都需要一定的方法來進行檢測，確保飲用水符合國家規(guī)定，常見的水質(zhì)檢測一般包含四個步驟：（1）采集水樣：選擇合適的采樣點。使用干凈的容器，按照規(guī)定的方法采集水樣，注意避免人為污染。（2）處理水樣：除去水樣中存在的懸浮物、顆粒物、有機物等，常用的處理方法有沉降、過濾、吸附等。（3）測定指標：根據(jù)實際需求，選擇適當?shù)闹笜诉M行測定，如硬度、pH、溶解氧、氨氮、總磷等。使用專業(yè)的水質(zhì)檢測儀器進行測定，并按照標準方法進行操作。（4）分析結(jié)果：根據(jù)測定結(jié)果，進行數(shù)據(jù)分析和評估。將實測結(jié)果與相關(guān)的水質(zhì)標準進行比較，判斷水質(zhì)是否符合其用途對應的要求。［小結(jié)］水質(zhì)檢測的指標：物理指標、化學指標、生物指標、毒理指標。水質(zhì)監(jiān)測的一般步驟：采集水樣→處理水樣→測定指標→分析結(jié)果。任務三動手制作［展示］請同學觀察實驗桌上的物品，說出他們的名稱。[教師分法活動材料]［答］兩個塑料瓶、一些石頭（或礫石）、沙子、活性炭、細棉布(或濾紙)、剪刀、棉絮。［布置任務］分小組合作，制作凈水器。教師巡查指導學生方案設計并及時糾正操作失誤?；顒硬襟E：（1）切割瓶子：旋開瓶蓋，用剪刀將其中一個塑料瓶從中間剪開，使之成為一個開口容器和一個漏斗狀的過濾器。（2）放置材料：如圖，將塑料瓶的底部放在桌面上，作為收集濾液的容器。將漏斗狀的過濾器倒放在容器上，并向其中依次放置棉絮、細棉布、活性炭、細棉布、沙子、細棉布和石頭。［評價］小組展示各組制作的凈水器，相互對外觀，方案合理性進行評價。［功能測評］用另一個塑料瓶取適量天然水，并將其緩慢倒人凈水器中進行凈化，并將所得水與天然水比較。［交流］根據(jù)測評結(jié)果相互交流凈水效果，并討論造成凈水效果不同的原因，相互給出修改意見（有教師引導進行，必要時給出評價和建議）。［優(yōu)化］根據(jù)交流結(jié)果對自己小組的凈水器進行優(yōu)化改進。教學板書跨學科實踐活動3水質(zhì)檢測及自制凈水器本實踐活動流程：1.調(diào)查參觀自來水的發(fā)展：地表水（江河湖泊）→井水→自來水→瓶裝水2.水質(zhì)檢測檢測指標：物理指標、化學指標、生物指標、毒理指標。一般步驟：采集水樣→處理水樣→測定指標→分析結(jié)果。3.動手制作（1）制作凈水器；（2）優(yōu)化凈水器課堂小結(jié)通過“水質(zhì)檢測機及自制凈水器”系列實踐活動，加深了對水資源的認識，了解飲用水的發(fā)展歷史，和水質(zhì)檢測的相關(guān)指標和方法，加深了對水的凈化步驟的理解和應用，進一步發(fā)展了應用化學知識解決生活實際問題的能力。在活動中發(fā)展合作、分享、反思、優(yōu)化等思維，初步形成合作意識，完成了反思與改進的思維發(fā)展，為后續(xù)進行科學探究形成的基礎。布置作業(yè)：查閱水資源保護相關(guān)資料，就我國水資源保護政策與措施的發(fā)展寫一篇小論文。教學反思本節(jié)課是學生第二次進行跨學科實踐活動，學生對這種拓展型實踐探究活動已經(jīng)有了一個初步的