2024秋初中化學(xué)九年級上冊教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）跨學(xué)科實(shí)踐活動4

PAGEPAGE3跨學(xué)科實(shí)踐活動4基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器本課題主要包含“了解供氧需求”“認(rèn)識簡易供氧器”和“制作簡易供氧器”三部分內(nèi)容?；顒訌难鯕獾男再|(zhì)出發(fā)，落實(shí)到氧氣的制取與應(yīng)用中，要求同學(xué)們認(rèn)識“在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的重要性，形成合理利用物質(zhì)的意識，能從物質(zhì)及其變化的視角初步分析、解決一些與化學(xué)相關(guān)的簡單的實(shí)際問題，通過動手實(shí)踐和動腦思考，發(fā)展多角度分析和解決實(shí)際問題以及合作、實(shí)踐、創(chuàng)新等能力。課題基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器課型新授課素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)一步鞏固對氧氣性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理與裝置的認(rèn)識。了解實(shí)現(xiàn)物質(zhì)定量轉(zhuǎn)化的方法。綜合應(yīng)用多學(xué)科知識和工程技術(shù)手段解決實(shí)際問題。發(fā)展多角度分析和解決實(shí)際問題以及合作、實(shí)踐、創(chuàng)新等能力。教學(xué)重點(diǎn)氧氣的制取原理及方法。教學(xué)難點(diǎn)比較建議供氧器及實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，理解供氧器的工作原理和特點(diǎn)。教具準(zhǔn)備多媒體工具、供氧器的產(chǎn)品介紹資料。課前預(yù)習(xí)1.氧氣的性質(zhì)：無色、無味的氣體，密度比空氣略大，不易溶于水。能支持燃燒，支持呼吸作用。課前預(yù)習(xí)2.氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取原理：①高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；②過氧化氫水+氧氣。新課導(dǎo)入氧氣與人體健康關(guān)系密切，在特定環(huán)境下，人們需要攜帶方便、操作簡單、安全可靠，且成本較低的供氧器。我們能不能利用生活中的材料和相關(guān)試劑，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡易供氧器呢?下面我們就來進(jìn)行一系列的相關(guān)實(shí)踐活動吧！進(jìn)行新課任務(wù)一了解需求［展示］教師多媒體展示有關(guān)供氧器使用的特定人群、場景、地域等圖片或視頻資料。［交流］同學(xué)們自由交流資料中展示的內(nèi)容，總結(jié)出供氧器的使用條件和其所具備的特點(diǎn)。［總結(jié)］供氧器的適用人群、場景、地域及應(yīng)具備的特點(diǎn)：適用人群、場景或地域供氧器應(yīng)具備的特點(diǎn)患有哮喘、肺炎或慢性肺病的患者安全、操作簡單手術(shù)后、意外傷害、中毒等急救情況產(chǎn)氧速率快、產(chǎn)氧率高高強(qiáng)度體育訓(xùn)練或比賽安全、便攜高原缺氧、空氣污染等影響呼吸的環(huán)境安全、便攜、成本低［提問］根據(jù)以上供氧器的使用需求及特點(diǎn)，我們能知道簡易供氧器的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮那些方面？［答］簡易供氧器的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮使用是否方便，產(chǎn)氧速率，是否便于攜帶等。［活動］分組討論簡易供氧器的制作方案，可繪制簡易的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行展示。任務(wù)二獲取信息［過渡］供氧器作為一種特殊用途的工具，在市場上已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。［展示］教師多媒體展示市場上常見的供氧器類型及產(chǎn)品資料進(jìn)行新課資料：根據(jù)供氧器的具體設(shè)計(jì)和性能特點(diǎn)，可將其分為以下幾類：（1）液態(tài)供氧器：一般使用液氧作為氧氣來源，將液氧加壓并通過蒸發(fā)器轉(zhuǎn)化為氧氣。該型供氧器適用于長時(shí)間、大流量的氧氣需求場景，如重癥監(jiān)護(hù)室、手術(shù)室等。（2）氣動供氧器：通常采用氣動驅(qū)動泵或壓縮機(jī)來加壓提供氣氧混合物，它具有氣源質(zhì)量穩(wěn)定、噪聲小、便攜等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、急救車、家庭護(hù)理等場景。（3）電動供氧器：通常采用電動泵或壓縮機(jī)來加壓氧氣，它具有自動化、便攜等特點(diǎn)，常用于長期的家庭護(hù)理。［講解］通常供氧器的氧氣來源有兩種，一種是分離液態(tài)空氣獲得，加壓液化后貯存，待需要時(shí)釋放即可，優(yōu)點(diǎn)是氧氣流量大；另一種是通過化學(xué)方法制得，現(xiàn)制現(xiàn)用，優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶。［過渡］根據(jù)供氧器的氧氣來源與使用方式的不同，其結(jié)構(gòu)往往會有所差異，下面我們來認(rèn)識一下便攜式供氧器。［展示］教師利用多媒體工具展示便攜式供氧器結(jié)構(gòu)圖。便攜式供氧器：便攜式供氧器結(jié)構(gòu)圖： 進(jìn)行新課［講解］這種便攜供氧器使用了過碳酸鈉為供氧劑(2Na2CO3·3H2O2)，過碳酸鈉遇水會分解生成碳酸鈉和過氧化氫，過氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣。2Na2CO3·3H2O2==2Na2CO3+3H2O；2H2O2MnO22H2O+O2↑。我們可以看到便攜式供氧器內(nèi)部有兩個(gè)倉室，分別為反應(yīng)倉和過濾加濕倉，兩倉間用導(dǎo)管連接，使用時(shí)應(yīng)按如下步驟進(jìn)行操作：①向過濾加濕倉和反應(yīng)倉中加清水至對應(yīng)水位線。②向反應(yīng)倉中先加入制氧劑A（過碳酸鈉），再加入制氧劑B（二氧化錳），反應(yīng)迅速發(fā)生。③蓋好密封蓋，保證裝置氣密性良好，扳正提手，插好吸氧管。當(dāng)從觀察窗中看到有連續(xù)均勻的氣泡冒出時(shí)，即可開始吸氧。④若反應(yīng)倉內(nèi)不再冒氣泡，表示供氧完畢，打開密封蓋，取出內(nèi)桶，倒出殘液，清洗干凈。［討論］比較便攜式供氧器和實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的過程，兩者有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢？［匯報(bào)］學(xué)生匯報(bào)討論結(jié)果，并相互進(jìn)行補(bǔ)充和評價(jià)。［小結(jié)］便攜式供氧器與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的異同：制氧原理收集方法儀器裝置便攜式供氧器過碳酸鈉和過氧化氫分解不收集,用水潤濕后直接使用固液常溫型實(shí)驗(yàn)室制取氧氣高錳酸鉀或過氧化氫分解排水法或向上排空氣法固體加熱型或固液常溫型［提問］比較前面我們提出的供氧器設(shè)計(jì)需要考慮的因素，想想便攜式供氧器的組成特點(diǎn)有哪些？［答］使用方便，產(chǎn)氧快，便于攜帶。［講解］市面上比較常見的供氧器的工作原理的一般原理有：分子篩原理、電解水原理、化學(xué)反應(yīng)制氧原理等。任務(wù)三設(shè)計(jì)制作［設(shè)計(jì)］以小組為單位合作完成建議供氧器的設(shè)計(jì)圖的繪制。［展示］設(shè)計(jì)圖完成后以小組為單位進(jìn)行展示和介紹，引導(dǎo)其他學(xué)生有理有據(jù)的對設(shè)計(jì)圖進(jìn)行評價(jià)，或提出修改意見［制作］學(xué)生按設(shè)計(jì)圖制作簡易供氧器，教師注意巡查指導(dǎo)。［試驗(yàn)］對產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，了解其供氧效果。|進(jìn)行新課［評價(jià)］對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從供養(yǎng)速率快慢，操作是否簡便，是否易于攜帶等方面進(jìn)行綜合評價(jià)。［優(yōu)化］從工程技術(shù)角度進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品，編寫自制供氧器的使用說明書。教學(xué)板書跨學(xué)科實(shí)踐活動4基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器本實(shí)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.獲取信息常見的供氧器：液態(tài)供氧器、氣動供氧器、氣動供氧器。認(rèn)識便攜式供氧器：①結(jié)構(gòu)②組成③工作原理2Na2CO3·3H2O2==2Na2CO3+3H2O2H2O2MnO22H2O+O2↑④操作方法3.設(shè)計(jì)制作設(shè)計(jì)→展示→制作→試驗(yàn)→評價(jià)→優(yōu)化。課堂小結(jié)課堂小結(jié)通過“基于特定需求設(shè)計(jì)和制作簡易供氧器”系列實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對氧氣的性質(zhì)和用途有了更加直觀的認(rèn)識，通過教師的資料分享，了解了市場上常見供氧器的相關(guān)資料，認(rèn)識到化學(xué)的對人類生活的影響，雖然前面進(jìn)行過“水質(zhì)檢測機(jī)及自制凈水器”系列實(shí)踐活動，學(xué)生在活動中發(fā)展合作、分享、反思、優(yōu)化等思維，初步形成合作意識，但是供氧器的原理更加復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)更加靈活多變，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，活動過程也更加充滿趣味。布置作業(yè)：嘗試在家里制作一臺簡易供氧器備用。教學(xué)反思本節(jié)課是學(xué)生第四次進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐活動，學(xué)生對這種啟發(fā)性的實(shí)踐活動擁有更多