九年級化學(xué)人教版跨學(xué)科實(shí)踐3水質(zhì)檢測及自制凈水器教學(xué)設(shè)計(jì)

跨學(xué)科綜合實(shí)踐專題3水質(zhì)檢測及自制凈水器教學(xué)設(shè)計(jì)

一、課標(biāo)分析人教版九年級化學(xué)上冊跨學(xué)科實(shí)踐活動3，屬于義務(wù)教育化學(xué)課程五個(gè)學(xué)習(xí)主題中“化學(xué)與社會?跨學(xué)科實(shí)踐”中的主題內(nèi)容。新課標(biāo)在“課程內(nèi)容”當(dāng)中再次凸顯了“化學(xué)與社會?跨學(xué)科實(shí)踐”的重要性，明確要求其所用課時(shí)不少于化學(xué)學(xué)科總課時(shí)的10%。“水質(zhì)檢測及自制凈水器”項(xiàng)目是作品制作類綜合實(shí)踐活動。“水質(zhì)檢測”包含多種檢測范圍和多項(xiàng)檢測指標(biāo)?！皟羲鳌笔前磳λ氖褂靡髮λ|(zhì)進(jìn)行深度過濾、凈化處理的水處理設(shè)備。在設(shè)計(jì)、制作“凈水器”過程中應(yīng)考慮對物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、微生物指標(biāo)的改善。該項(xiàng)目綜合體現(xiàn)“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”學(xué)習(xí)主題的大概念及核心知識，涉及“化學(xué)與社會·跨學(xué)科實(shí)踐”學(xué)習(xí)主題中化學(xué)與資源、化學(xué)與環(huán)境、化學(xué)與健康的相關(guān)內(nèi)容，幫助學(xué)生建構(gòu)元素觀、變化觀等化學(xué)觀念，促進(jìn)“系統(tǒng)與模型”“結(jié)構(gòu)與功能”等跨學(xué)科大概念的進(jìn)一步發(fā)展。該項(xiàng)目要求學(xué)生有意識地應(yīng)用化學(xué)核心知識，自主調(diào)用物理和數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識，應(yīng)用技術(shù)與工程的方法解決問題，參與多種實(shí)踐活動，自主反思、不斷改進(jìn)，提升合作解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)習(xí)目標(biāo)“水質(zhì)檢測及自制凈水器”項(xiàng)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(gè)綜合、復(fù)雜、開放的實(shí)踐活動。故設(shè)計(jì)本課學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：1.了解水質(zhì)檢測的基本項(xiàng)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行制作，在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)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(rèn)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(jià)。三、教學(xué)過程[導(dǎo)入新課]播放《深圳大梅沙海水糞超標(biāo)事件》視頻，問看起來清澈的海水實(shí)際上有很多我們看不見的污染物，所以我們應(yīng)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(wù)，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(xué)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(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生分享后，教師播放《水質(zhì)檢測項(xiàng)目》視頻，完善學(xué)生所得信息。設(shè)計(jì)意圖：通過網(wǎng)上查閱資料，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，通過對身邊物質(zhì)的探究，可以拉近學(xué)生與知識間的距離，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。在經(jīng)過了對水質(zhì)的初步檢測之后，學(xué)生便會對雜質(zhì)的種類有了較為明確的認(rèn)知，這也為接下來的實(shí)踐環(huán)節(jié)做好了鋪墊。過渡：同學(xué)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(dá)標(biāo)成為生活用水？任務(wù)一：各小組用3分鐘時(shí)間，利用所學(xué)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(xué)們都分享了本組繪制的凈水圖，現(xiàn)在每個(gè)小組的桌上有三種水質(zhì)，我們選取了幾種重要的指標(biāo)對這三種水樣進(jìn)行檢測及標(biāo)準(zhǔn)，投屏檢測指標(biāo)檢測方法標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，應(yīng)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(jī)碳(TOC)水質(zhì)檢測儀限值５mg/L數(shù)值越高，則水中有機(jī)物含量越高高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計(jì),舊稱COD）水質(zhì)檢測儀限值３mg/L數(shù)值越大，說明水受有機(jī)物污染物的污染程度越大菌落總數(shù)平皿計(jì)數(shù)法100ＭＰＮ／ｍＬ或ＣＦＵ／ｍＬ要進(jìn)行空白對照實(shí)驗(yàn)問：同學(xué)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(biāo)填寫在導(dǎo)學(xué)案上。檢測指標(biāo)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(jī)碳(TOC)高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計(jì),舊稱COD）教師：請各位同學(xué)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(xué)生實(shí)驗(yàn)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(xué)生實(shí)驗(yàn)并填表。教師：請同學(xué)們參照pH試紙的使用方法，進(jìn)行余氯的檢測。教師：最后請同學(xué)們來看一下水質(zhì)檢測儀的使用方法。播放視頻。學(xué)生實(shí)驗(yàn)并填表。教師：菌落檢測需要的時(shí)間比較長，本次課我們就不做要求。我們通過觀看視頻學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過實(shí)踐，提高動手能力，通過比較，感悟科學(xué)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(biāo)的哪一項(xiàng)。學(xué)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(xué)們都總結(jié)的很好，也能知道每個(gè)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(wù)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(shè)計(jì)的小組進(jìn)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(shí)可行。選取凈水材料，以小組為單位進(jìn)行安裝，并用事先準(zhǔn)備好的河水檢驗(yàn)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(dǎo)，確保學(xué)生能夠在實(shí)踐中獲得成就感。設(shè)計(jì)意圖：實(shí)踐活動要體現(xiàn)學(xué)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(shè)計(jì)安裝環(huán)節(jié)都要留出足夠的時(shí)間讓學(xué)生充分表達(dá)與交流，這樣才能讓學(xué)生明白知識與實(shí)踐之間的距離。（三）課后交流活動以小組為單位，請實(shí)驗(yàn)效果較好小組對凈水器的制作要點(diǎn)進(jìn)行講解，便于其他小組發(fā)現(xiàn)問題；環(huán)節(jié)四：學(xué)習(xí)的內(nèi)化與鞏固機(jī)場、車站等公共場所設(shè)有許多直飲水機(jī)，能將自來水進(jìn)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?？蛇x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(yīng)該怎么做。教學(xué)反思本節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐課在新課標(biāo)的引導(dǎo)下，結(jié)合“河水質(zhì)檢測與凈化”這個(gè)實(shí)例，從“水質(zhì)變化”的視角培養(yǎng)學(xué)生變化觀。在經(jīng)歷了調(diào)查探究、方案設(shè)計(jì)、動手制作、展示表達(dá)、反思改進(jìn)等多樣化的活動之后，學(xué)生對凈水材料的性質(zhì)與運(yùn)用、凈水器中的物理變化有了切實(shí)的認(rèn)識，同時(shí)能夠充分認(rèn)識到化學(xué)是推動人類可持續(xù)發(fā)展的重要力量，每個(gè)人都該主動踐行節(jié)約資源的生活方式。實(shí)踐課雖然突出了學(xué)生的主體性和教師的引導(dǎo)性