九年級化學人教版跨學科實踐3水質(zhì)檢測及自制凈水器教學設計

跨學科綜合實踐專題3水質(zhì)檢測及自制凈水器教學設計

一、課標分析人教版九年級化學上冊跨學科實踐活動3，屬于義務教育化學課程五個學習主題中“化學與社會?跨學科實踐”中的主題內(nèi)容。新課標在“課程內(nèi)容”當中再次凸顯了“化學與社會?跨學科實踐”的重要性，明確要求其所用課時不少于化學學科總課時的10%?！八|(zhì)檢測及自制凈水器”項目是作品制作類綜合實踐活動?！八|(zhì)檢測”包含多種檢測范圍和多項檢測指標?！皟羲鳌笔前磳λ氖褂靡髮λ|(zhì)進行深度過濾、凈化處理的水處理設備。在設計、制作“凈水器”過程中應考慮對物理指標、化學指標、微生物指標的改善。該項目綜合體現(xiàn)“物質(zhì)的性質(zhì)與應用”學習主題的大概念及核心知識，涉及“化學與社會·跨學科實踐”學習主題中化學與資源、化學與環(huán)境、化學與健康的相關(guān)內(nèi)容，幫助學生建構(gòu)元素觀、變化觀等化學觀念，促進“系統(tǒng)與模型”“結(jié)構(gòu)與功能”等跨學科大概念的進一步發(fā)展。該項目要求學生有意識地應用化學核心知識，自主調(diào)用物理和數(shù)學等多個學科的相關(guān)知識，應用技術(shù)與工程的方法解決問題，參與多種實踐活動，自主反思、不斷改進，提升合作解決問題的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)造力。學習目標“水質(zhì)檢測及自制凈水器”項目雖然只是凈水器的簡易制作與水質(zhì)的初步檢測，但也是一個綜合、復雜、開放的實踐活動。故設計本課學習目標如下：1.了解水質(zhì)檢測的基本項目，關(guān)注水質(zhì)要求。2.能夠遵從作品制作的一般過程和方法，要在整體設計的基礎上進行制作，在多次試驗的基礎上優(yōu)化方案并完善作品。3.了解分離和提純的基本方法及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。認識小卵石、石英砂、活性炭等凈水材料的性質(zhì)與用途。4.能夠展示自制凈水器及其凈水效果,小組評價。三、教學過程[導入新課]播放《深圳大梅沙海水糞超標事件》視頻，問看起來清澈的海水實際上有很多我們看不見的污染物，所以我們應該關(guān)注水質(zhì)狀況！環(huán)節(jié)一：調(diào)查參觀（一）課前調(diào)查活動課前布置了調(diào)查任務，分小組分享交流結(jié)果。1、說說我們身邊生活用水來源。2、飲用水發(fā)展史。3、學生在家長的陪同下到附近的玉帶河流域取水樣；觀察水樣的顏色，嗅聞水樣的氣味；用漏勺或紗網(wǎng)將水樣過濾一遍，觀察漏勺或紗網(wǎng)上的殘留物；用手電筒照射水樣，觀察水樣中的懸浮物質(zhì)；將以上收集到的信息匯總。4、水質(zhì)檢測的標準。學生分享后，教師播放《水質(zhì)檢測項目》視頻，完善學生所得信息。設計意圖：通過網(wǎng)上查閱資料，增加學生自主學習的能力，通過對身邊物質(zhì)的探究，可以拉近學生與知識間的距離，激發(fā)學生的探究欲望。在經(jīng)過了對水質(zhì)的初步檢測之后，學生便會對雜質(zhì)的種類有了較為明確的認知，這也為接下來的實踐環(huán)節(jié)做好了鋪墊。過渡：同學們對自然界的水有了一定的了解，那么自然界的水經(jīng)過哪些過程才能達標成為生活用水？任務一：各小組用3分鐘時間，利用所學知識繪制凈水流程圖并分享。環(huán)節(jié)二：水質(zhì)檢測過渡：剛才同學們都分享了本組繪制的凈水圖，現(xiàn)在每個小組的桌上有三種水質(zhì)，我們選取了幾種重要的指標對這三種水樣進行檢測及標準，投屏檢測指標檢測方法標準值備注色度肉眼觀察無色濁度肉眼觀察澄清臭和味聞無異臭、異味pH精密pH試紙6.5≤pH≤8.5pH大于7為堿性，等于7為中性，小于7為酸性硬度肥皂水軟水泡沫多為軟水，泡沫少或有浮渣為硬水游離氯余氯試劑0.05mg/L~2

mg/L自來水采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣等消毒方式時，應測定游離氯。溶解性總固體(TDS)水質(zhì)檢測儀限值1000

mg/L

總有機碳(TOC)水質(zhì)檢測儀限值５mg/L數(shù)值越高，則水中有機物含量越高高錳酸鹽指數(shù)(以O2計,舊稱COD）水質(zhì)檢測儀限值３mg/L數(shù)值越大，說明水受有機物污染物的污染程度越大菌落總數(shù)平皿計數(shù)法100ＭＰＮ／ｍＬ或ＣＦＵ／ｍＬ要進行空白對照實驗問：同學們知道檢測方法的有哪些？答：色度、濁度、臭和味。教師：我們一起來把三種樣品的這三種指標填寫在導學案上。檢測指標檢測結(jié)果河水自來水直飲水色度濁度臭和味pH硬度游離氯溶解性總固體(TDS)總有機碳(TOC)高錳酸鹽指數(shù)(以O2計,舊稱COD）教師：請各位同學從坐上的儀器中找到pH試紙，我們看一下檢測方法。播放視頻。學生實驗并填表。教師：接下來是硬度的檢測，我們看一下檢測方法。播放視頻。學生實驗并填表。教師：請同學們參照pH試紙的使用方法，進行余氯的檢測。教師：最后請同學們來看一下水質(zhì)檢測儀的使用方法。播放視頻。學生實驗并填表。教師：菌落檢測需要的時間比較長，本次課我們就不做要求。我們通過觀看視頻學習一下方法。小組完成后，展示小組水質(zhì)的表，并分享得到的感悟。設計意圖：學生通過實踐，提高動手能力，通過比較，感悟科學技術(shù)對生活的影響。環(huán)節(jié)三：水的凈化教師：通過比較河水和自來水水樣數(shù)據(jù)和各小組繪制的自來水廠凈水圖，討論凈水的每一步用的材料，主要除去了什么雜質(zhì)，影響水質(zhì)指標的哪一項。學生：明礬除去懸浮的小顆粒；紗網(wǎng)過濾難溶性雜質(zhì)；活性炭吸附顏色和異味；最后投氯殺菌消毒。教師：同學們都總結(jié)的很好，也能知道每個材料的用途。接下來我們根據(jù)桌子上提供的材料自制凈水器。任務三：自制凈水器以小組為單位列出自制凈水器所需的材料，并繪制出安裝原理圖。教師對完成設計的小組進行檢查，并提出問題，例如“活性炭粉會不會成為新的雜質(zhì)”“如何防止石英砂掉落”“除雜的順序是否最優(yōu)”等，使方案能夠切實可行。選取凈水材料，以小組為單位進行安裝，并用事先準備好的河水檢驗自制凈水器的效果，對于效果不理想的凈水器教師要對裝置是否漏水、材料填充是否充分等方面給予引導，確保學生能夠在實踐中獲得成就感。設計意圖：實踐活動要體現(xiàn)學生的主體性。無論是水質(zhì)初檢的交流環(huán)節(jié)，還是小組的設計安裝環(huán)節(jié)都要留出足夠的時間讓學生充分表達與交流，這樣才能讓學生明白知識與實踐之間的距離。（三）課后交流活動以小組為單位，請實驗效果較好小組對凈水器的制作要點進行講解，便于其他小組發(fā)現(xiàn)問題；環(huán)節(jié)四：學習的內(nèi)化與鞏固機場、車站等公共場所設有許多直飲水機，能將自來水進一步凈化處理得到可直接飲用水，其處理水的過程如圖所示。吸附罐中固體顆粒的主要作用是（），固體顆粒可選用（），紫外線燈管照射的作用是（）。本節(jié)課小結(jié)：說說本節(jié)課你的感悟。環(huán)節(jié)五：情感升華播放大梅沙海水污染事件對游客的啟發(fā)，我們應該怎么做。教學反思本節(jié)跨學科實踐課在新課標的引導下，結(jié)合“河水質(zhì)檢測與凈化”這個實例，從“水質(zhì)變化”的視角培養(yǎng)學生變化觀。在經(jīng)歷了調(diào)查探究、方案設計、動手制作、展示表達、反思改進等多樣化的活動之后，學生對凈水材料的性質(zhì)與運用、凈水器中的物理變化有了切實的認識，同時能夠充分認識到化學是推動人類可持續(xù)發(fā)展的重要力量，每個人都該主動踐行節(jié)約資源的生活方式。實踐課雖然突出了學生的主體性和教師的引導性