跨学科实践活动3教学设计-2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册

跨学科实践活动3
水质检测及自制净水器
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。

课题水质检测及自制净水器课型新授课
素养目标1.了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。

2.从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法。

3.关注饮用水安全与人体健康的关系。

教学
重点
水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法。

教学
难点
运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策。

教具准备资料：与水有关的最新科技发展资料，自来水生产过程资料。

材料：两个塑料瓶、一些石头(或砾石)、沙子、活性炭、细棉布(或滤纸)、剪刀、棉絮。

课前预习（1）自来水的净化过程：天然水−
−
−→
−加混凝剂沉淀→过滤−
−→
−活性炭吸附→消毒→自来水。

（2）常用的混凝剂有明矾，硫酸铝、聚合氯化铝等。

投药消毒常用氯气（Cl2）、二氧化氯（ClO2）或臭氧（O3）等。

新课导入
水是人类宝贵的自然资源，前面我们已经学习过，地球上的水资源储量丰富，但可利用的淡水资源很少，而海水淡化广泛应用还有一定的困难，所以我们要珍惜淡水资源，那么自然界中的但是可以直接被人类利用吗？为了保障身体健康，人类饮用水需要达到一定的标准，为此国家制定了有关水的各项标准，下面通过项目式学习，了解我们的“生命之源”--水的净化过程。

进行新课
任务一调查参观
［展示］教师多媒体展示我国科技进步为保障安全饮水，促进人类健康作出的贡献。

资料：
（1）基于航天技术的太空制水机，在净水的基础上再制水，并添加钙、镁、锌、钠等矿物质，促进人体健康。

（2）针对砷和氟超标等问题，科学团队研发了一系列新材料，可以有效地吸附砷和氟，并在过去的研究基础之上，开发了“大通量电渗析技术”，可以廉价又高效地去除水中的氟和钙。

（3）“水专项”工程针对我国饮用水源的问题、水污染事件频发和供水系统的安全隐患，系统地研发了水源保护、水质净化、管网输配、水质监测、预警应急和安全管理等关键技术，有效解决了藻类、臭味、氨氮、砷等有毒有害物质去除等难题，建立了“从水源地到水龙头”全流程的饮用水安全保障技术体系。

［交流］同学们自由交流科技发展对保障生活用水，提高生活质量的作用，并结合生活分享自己对提高饮用水质量的认识。

［提问］现代社会是的自来水系统已经比较完善了，能较大程度的满足人们的生活需求，那么，我们的饮用水的经历了怎样的发展历史呢？
［答］地表水（江河湖泊）→井水→自来水→瓶裝水。

［讲解］人类最早的饮用水直接来源于江河湖泊，先民们为了喝水方便，就住在河边，所以水资源丰富的地区人口会相对密集。

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卫生安全可饮用水，但井的出现开启了人类饮用水的革命。

19世纪以前，工业的发展带来了水的污染，水中的微生物引起各种传染病，夺走了千百人的生命。

1897年,人们发现氯可以用来消毒饮水。

1902年比
进行新课利时开始采用氯气来消毒供水，氯战胜了水中生物污染，制止了瘟疫的流行，产生了流入千家万户的自来水，这就是第二次饮用水的革命。

上个世纪90年代引发了新一轮饮水革命，主要针对饮水中“加氯消毒法”和管网的二次污染，经深度处理的各种饮用水雨后春笋般蓬勃而出。

如纯净水、矿泉水、蒸馏水、矿化水等等，被称为第三代饮用水。

其中以纯净水和矿泉水为代表。

这也就是第三次饮水革命：桶裝水、瓶裝水时代。

纯净水安全无毒，无污染，应该说安全系数更高，可以避免不良水质对健康的影响，但社会上对其意见并不一致，而矿泉水以含有一定的矿物质和微量元素为显著特征，是较为理想的饮用水。

［布置任务］回顾我们前面学过的自来水生产流程将下图方框中的内容补充完整。

任务二水质检测
［过渡］自来水生产过程中的每一个步骤都是为了获得安全卫生的饮用水，那么如何确定饮用水是否卫生呢？
［讲解］国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于2022年3月15日发布了《生活饮用水卫生标准》，自2023年4月1日起实施。

了解相关内容，可以帮我们更好的认识我们的水资源。

［活动］展示《生活饮用水卫生标准》的部分资料，讲解内容并组织学生分组讨论水质检测是对水的那些指标进行检测。

［汇报］按小组进行汇报，将认为需要进行检测的项目汇总到汇报表中，并按一定的依据进行分类。

进行新课水质检测的指标：
［讲解］以上指标都需要一定的方法来进行检测，确保饮用水符合国家规定，常见的水质检测一般包含四个步骤：
（1）采集水样：选择合适的采样点。

使用干净的容器，按照规定的方法采集水样，注意避免人为污染。

（2）处理水样：除去水样中存在的悬浮物、颗粒物、有机物等，常用的处理方法有沉降、过滤、吸附等。

（3）测定指标：根据实际需求，选择适当的指标进行测定，如硬度、pH、溶解氧、氨氮、总磷等。

使用专业的水质检测仪器进行测定，并按照标准方法进行操作。

（4）分析结果：根据测定结果，进行数据分析和评估。

将实测结果与相关的水质标准进行比较，判断水质是否符合其用途对应的要求。

［小结］水质检测的指标：物理指标、化学指标、生物指标、毒理指标。

水质监测的一般步骤：采集水样→处理水样→测定指标→分析结果。

任务三动手制作
［展示］请同学观察实验桌上的物品，说出他们的名称。

[教师分法活动材料] ［答］两个塑料瓶、一些石头（或砾石）、沙子、活性炭、细棉布(或滤纸)、剪刀、棉絮。

［布置任务］分小组合作，制作净水器。

教师巡查指导学生方案设计并及时纠正操作失误。

活动步骤：（1）切割瓶子：旋开瓶盖，用剪刀将其中一个塑料瓶从中间剪开，使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。

（2）放置材料：如图，将塑料瓶的底部放在桌面上，作为收集滤液的容器。

将漏斗状的过滤器倒放在容器上，并向其中依次放置棉絮、细棉布、活性炭、细棉布、沙子、细棉布和石头。

［评价］小组展示各组制作的净水器，相互对外观，方案合理性进行评价。

［功能测评］用另一个塑料瓶取适量天然水，并将其缓慢倒人净水器中进行净化，并将所得水与天然水比较。

［交流］根据测评结果相互交流净水效果，并讨论造成净水效果不同的原因，相互给出修改意见（有教师引导进行，必要时给出评价和建议）。

［优化］根据交流结果对自己小组的净水器进行优化改进。

布置作业：查阅水资源保护相关资料，就我国水资源保护政策与措施的发展写一篇小论文。

教学反思
本节课是学生第二次进行跨学科实践活动，学生对这种拓展型实践探究活动已经有了一个初步的认识，发表意见能进行得更充分和灵活，水资源的相关资料很多，教师要有针对性的进行选择，提高课堂效率，让同学们在活动中积累实践经验与提升环保意识的同时尽可能丰富活动内容，调动学生的积极性，让学生感受探究的乐趣的同时感受到科学与生活息息相关，萌发发出提高自我学习能力，探索自然世界的信念
教学反思
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
教 学 板 书
跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器
本实践活动流程：
1.调查参观
自来水的发展：地表水（江河湖泊）→井水→自来水→瓶裝水 2.水质检测
检测指标：物理指标、化学指标、生物指标、毒理指标。

一般步骤：采集水样→处理水样→测定指标→分析结果。

3.动手制作
（1）制作净水器；（2）优化净水器
课堂
小结 通过“水质检测机及自制净水器”系列实践活动，加深了对水资源的认识，了解饮用水的发展历史，和水质检测的相关指标和方法，加深了对水的净化步
骤的理解和应用，进一步发展了应用化学知识解决生活实际问题的能力。

在活
动中发展合作、分享、反思、优化等思维，初步形成合作意识，完成了反思与
改进的思维发展，为后续进行科学探究形成的基础。