《水質(zhì)檢測及自制凈水器》導學案

《水質(zhì)檢測及自制凈水器》導學案一、教材分析1、教材版本：滬科版（五四學制）（2024）。2、所屬冊數(shù)：八年級全一冊。3、章節(jié)：主題三物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)，專題4水的性質(zhì)與組成中的跨學科實踐活動。4、主題類型：跨學科實踐活動。本專題的內(nèi)容重點在于讓學生通過實踐活動，深入了解水的性質(zhì)與組成，同時提升學生的科學探究能力、動手能力以及跨學科綜合運用知識的能力。這不僅是對前面理論知識的實踐應用，更是培養(yǎng)學生環(huán)保意識和解決實際問題能力的重要環(huán)節(jié)。二、學情分析八年級的學生已經(jīng)具備了一定的化學基礎知識，對水的基本性質(zhì)也有了初步的認識。他們思維活躍，好奇心強，對于實踐活動充滿熱情。然而，在實驗操作技能方面可能還不夠熟練，對于一些復雜的科學探究過程可能存在理解困難。此外，學生的團隊協(xié)作能力和解決實際問題的能力也有待進一步提高。三、教學目標（一）知識與技能目標1、學生能夠理解水質(zhì)檢測的基本原理和方法，包括酸堿度（pH）的測定、水中溶解氧的測定、水中雜質(zhì)的檢測等。2、掌握自制凈水器的基本原理和制作方法，了解不同材料在凈水器中的作用。3、學會運用所學知識解釋水質(zhì)檢測結(jié)果和凈水器的凈化效果。（二）過程與方法目標1、通過參與水質(zhì)檢測實驗和自制凈水器的活動，提高學生的實驗操作能力和科學探究能力。2、培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納和總結(jié)數(shù)據(jù)的能力，能夠根據(jù)實驗結(jié)果提出合理的改進建議。3、讓學生在小組合作中學會分工協(xié)作，提高團隊合作能力和溝通能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標1、增強學生的環(huán)保意識，認識到水資源保護的重要性。2、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，激發(fā)學生對化學學科的興趣。3、讓學生體驗科學探究的樂趣，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和責任感。四、教學重難點（一）教學重點1、水質(zhì)檢測的原理和方法。2、自制凈水器的原理和制作步驟。（二）教學難點1、理解水質(zhì)檢測中各項指標的意義及其相互關(guān)系。2、如何根據(jù)實際情況選擇合適的材料制作高效的凈水器。五、教學方法1、講授法對于水質(zhì)檢測和自制凈水器的基本原理等抽象知識，通過簡潔明了的講解，讓學生初步理解相關(guān)概念。2、實驗探究法組織學生進行水質(zhì)檢測實驗和自制凈水器的實踐活動，讓學生在親身體驗中掌握知識和技能。3、小組合作學習法將學生分成小組，讓他們在小組中共同完成實驗任務和討論問題，培養(yǎng)學生的團隊合作能力和溝通能力。4、問題引導法在教學過程中設置一系列問題，引導學生思考和探究，逐步深入理解教學內(nèi)容。六、教學過程（一）導入（5分鐘）同學們，咱們都知道水是生命之源，沒有水就沒有生命。可是現(xiàn)在呢，隨著工業(yè)的發(fā)展和人類活動的增加，很多地方的水都受到了污染。你們看（展示一些水污染的圖片或者視頻，像河流里漂浮著垃圾、水的顏色變得渾濁不堪等），這多可怕呀。那我們怎么知道水是不是被污染了呢？又怎么能讓臟水變成干凈的水呢？今天啊，咱們就來當一回小科學家，做水質(zhì)檢測和自制凈水器的活動。（二）知識講解（15分鐘）1、水質(zhì)檢測酸堿度（pH）的測定首先啊，老師要給大家講講酸堿度是個啥東西。簡單來說呢，酸堿度就是用來表示溶液酸性或者堿性強弱的程度。咱們用pH值來表示，pH值在0到14之間。如果pH值等于7呢，這個溶液就是中性的，像純水就是中性的；要是pH值小于7，溶液就是酸性的，比如說檸檬汁就很酸，它的pH值就比較??；要是pH值大于7呢，溶液就是堿性的，像肥皂水就是堿性的。那怎么測水的pH值呢？咱們會用到一種叫pH試紙的東西。（拿出pH試紙給學生展示）把這個pH試紙放到要檢測的水里，然后拿出來和標準比色卡對比一下，就能知道水的pH值大概是多少啦。不過這里面有個小細節(jié)，同學們猜猜是什么？（引導學生思考，比如是不是要等試紙顏色穩(wěn)定了再對比等）水中溶解氧的測定接下來，咱們再說說水中的溶解氧。同學們想啊，水里的魚能活著，是因為水里有氧氣，這個氧氣就是溶解在水里的。那怎么知道水里溶解了多少氧氣呢？這里面就有個比較有趣的方法。有一種試劑，當它遇到水里的溶解氧時會發(fā)生化學反應，然后我們根據(jù)反應的情況就能算出溶解氧的含量。不過這個實驗有點小復雜，大家要認真聽哦。（詳細講解測定溶解氧的實驗步驟和原理）水中雜質(zhì)的檢測最后呢，我們來看看水里的雜質(zhì)。水里的雜質(zhì)可分為看得見的和看不見的?？吹靡姷南衲嗌持惖?，咱們一眼就能看出來?？墒悄切┛床灰姷碾s質(zhì)怎么辦呢？這時候就需要用到一些特殊的儀器或者方法啦。比如說，我們可以用過濾的方法把一些大顆粒的雜質(zhì)過濾掉，然后再用化學方法檢測那些微小的雜質(zhì)，像一些金屬離子之類的。（簡單介紹一些檢測金屬離子的方法，如利用化學反應產(chǎn)生沉淀等）2、自制凈水器原理那現(xiàn)在咱們知道了水有污染，也知道怎么檢測水質(zhì)了，下面就來學習怎么自制凈水器，讓臟水變干凈。自制凈水器的原理呢，其實就是利用不同材料的吸附、過濾等作用，把水里的雜質(zhì)去掉。比如說，活性炭有很強的吸附性，它能吸附水里的異味和一些小顆粒雜質(zhì)；小石子和沙子呢，可以起到過濾的作用，把大顆粒的雜質(zhì)擋住。材料準備那我們制作凈水器都需要哪些材料呢？同學們可以先想想，如果讓你做一個凈水器，你會用到什么東西？（讓學生發(fā)言，然后老師總結(jié)）我們需要用到一個塑料瓶（最好是大一點的，像礦泉水瓶就可以）、活性炭、小石子、沙子、棉花、剪刀、吸管等材料。制作步驟下面老師就來給大家講講具體的制作步驟。首先呢，我們用剪刀把塑料瓶的底部剪掉，然后在瓶口附近扎一個小孔，把吸管插進去，這就是凈水器的出水口啦。接著呢，我們在瓶子里先鋪上一層棉花，這就像一個小篩子，能擋住一些小顆粒。然后依次鋪上沙子、小石子和活性炭，每一層都要鋪得均勻一些哦。最后再鋪上一層棉花，把這些材料都固定住。這樣，一個簡單的自制凈水器就做好啦。（邊講解邊示范，如果條件允許，可以讓學生跟著一起做）（三）小組實驗（30分鐘）1、小組分工把學生分成小組，每個小組4~5人。小組成員要分工明確，比如有負責取水樣的、有負責做水質(zhì)檢測的、有負責制作凈水器的、有負責記錄數(shù)據(jù)的。2、水質(zhì)檢測實驗各小組按照前面講的方法進行水質(zhì)檢測實驗。首先取不同來源的水樣，比如學校附近的小河里的水、自來水等。然后用pH試紙測定水樣的酸堿度，用合適的方法測定溶解氧的含量，再檢測水中的雜質(zhì)情況。在實驗過程中，要注意操作規(guī)范，認真觀察實驗現(xiàn)象，準確記錄數(shù)據(jù)。3、自制凈水器制作與測試小組成員合作制作自制凈水器。制作完成后，把之前取的臟水樣倒入自制凈水器中，觀察經(jīng)過凈水器過濾后的水的情況。可以用干凈的杯子接住過濾后的水，然后再對過濾后的水進行一次水質(zhì)檢測，看看各項指標有沒有改善。（四）數(shù)據(jù)整理與分析（20分鐘）1、小組內(nèi)討論各小組成員把自己記錄的數(shù)據(jù)拿出來，一起討論分析?？纯床煌畼拥乃|(zhì)有什么區(qū)別，自制凈水器對水質(zhì)的改善效果如何。比如，自來水的pH值是多少，經(jīng)過凈水器過濾后的水的pH值有沒有變化；原來水樣中的溶解氧含量是多少，過濾后又變成了多少；水中雜質(zhì)的含量在過濾前后有什么變化等等。2、小組匯報每個小組派一名代表向全班匯報本小組的實驗結(jié)果。在匯報的時候，要重點說明水質(zhì)檢測的結(jié)果、自制凈水器的制作過程和對水質(zhì)的改善效果，以及在實驗過程中遇到的問題和解決方法。（五）問題探討與拓展（20分鐘）1、問題探討根據(jù)各小組的匯報情況，老師提出一些問題讓大家一起探討。比如：為什么有的小組制作的凈水器凈化效果好，有的小組效果不好呢？這可能跟哪些因素有關(guān)呢？（引導學生思考材料的選擇、裝填順序、制作工藝等因素）再比如，對于那些水質(zhì)污染比較嚴重的水樣，我們只用這種簡單的自制凈水器能完全凈化嗎？如果不能，還需要采取哪些措施呢？（讓學生思考更高級的凈化方法，如化學處理、生物處理等）2、知識拓展老師給大家介紹一些現(xiàn)代的水質(zhì)檢測儀器和先進的凈水技術(shù)。比如說，現(xiàn)在有一些高精度的水質(zhì)檢測儀器，可以精確地檢測出水中極微量的有害物質(zhì)；還有一些大型的凈水設備，采用了反滲透、超濾等技術(shù)，能把水凈化到非常高的標準。這些儀器和技術(shù)在我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有著非常重要的應用呢。（可以結(jié)合一些實際的例子，如海水淡化工程等）（六）總結(jié)歸納（10分鐘）老師和同學們一起回顧本節(jié)課的內(nèi)容。首先回顧水質(zhì)檢測的方法，包括酸堿度、溶解氧和雜質(zhì)的檢測；然后總結(jié)自制凈水器的原理、制作步驟和對水質(zhì)的改善效果；最后強調(diào)水資源保護的重要性，鼓勵同學們在日常生活中節(jié)約用水，保護水資源。（七）課后作業(yè)（5分鐘）1、書面作業(yè)讓學生寫一篇關(guān)于本次水質(zhì)檢測和自制凈水器活動的心得體會，要求字數(shù)在300~500字之間。在心得體會中，要包括自己在活動中的收獲、遇到的問題以及對水資源保護的新認識。2、實踐作業(yè)讓學生回家后用自制凈水器對家庭中的洗菜水或者其他生活污水進行過濾處理，觀察過濾效果，并記錄下來。然后思考如何改進自制凈水器，使其凈化效果更好。七、教學反思在本次教學過程中，通過實驗探究和小組合作學習，學生的積極性得到了很大的提高，大部分學生能夠掌握