基于新课程标准发展核心素养下化学综合实践活动-水的净化及自制净水器 论文

基于新课程标准发展核心素养下化学综合实践活动 ——水的净化及自制净水器

摘要：化学作为一门实用性很强的学科，不但要培养学生学习化学知识，还要培养学生的实践能力和现实中生活能力。综合实践活动，能更好激发学生学习化学兴趣，拉近学生与化学知识之间的距离，拉近学生与生活知识之间的距离，帮助学生理论联系实际，学以致用，进而增强学生的学科素养。本文具体介绍了<水的净化及自制净水器>为主题的初中化学综合实践活动。活动设计按照《中小学生综合实践活动课程指导纲要》【1】的要求，通过实验探究、社会服务、亲手制作、参观访问等活动解决问题，从而促使学生全面发展。同时今年新的课程标准明确设计了十个跨学科实践活动【2】，意在提高学生的科学素养。学生化学学科素养的培养和形成并不能单纯的依赖课堂教学来实现，而是要让学生参与综合实践活动，让学生在活动过程中，动脑、动手，不断地体验，不断地思考，积累经验，最终提高学生的化学学习能力，发展学生各方面的素养，让学生成为全面发展的人。关键词综合实践水的净化学科素养引言：在培养学生化学学科核心素养的过程中，我们发现综合实践活动是落实核心素养的重要方式之一。化学学科的综合实践活动，依赖于课本知识，同时也可以创造性的拓展，以此来帮助学生积累生活经验，开阔学生的视野。一、主题的确定：在一次课间活动时，学生问井水和自来水能直接饮用吗？我回答不能，接着他拿出了户外饮水器，有了这个它们能饮用了吗？我说这下能了，井水和自来水看起来虽然清澈，但里面带了大量的细菌，另外有较多的可溶性钙镁化合物等杂质，可能是硬水，对人体是有害的，容易导致结石病呢……。然而听了我的的话后，该同学就疑惑，水明明是可以流动的啊，怎是硬的呢，还有生命吸管可以除去它们以及杀菌吗？＂看着同学们疑惑的表情，我说：＂要想知道问题的真相，我们回家查阅有关资料，然后在实践活动课一探究竟如何？＂在学生了解水的硬度等有关水的一系列知识后，布置同们学利用周末时间去和州湖公园散步，随后收集了鹰潭水库的水、长江水、学校自来水以及市面上出售的各种饮用水的水样。学生在取水的时发现水面上漂浮着一些生活垃圾。同时布置了查阅有关世界及我国水资源构成、水体污染等问题的资料，然后实践活动课对水的净化、硬度、ｐＨ进行了实验探究，并针对世界以及我国水资源构成、水体污染等问题进行了一系列的调査活动。并且我在淘宝上买来了一个户外饮水器（如图1）。探究它是如何净化水，对水杀菌的。并自制净水器。同学们表现出了极大的学习热情，大家共同确定了本次实践活动的主题＂关注生命之水——饮用安全之水＂。图1生命之管二、活动目标1.知识目标：让学生了解水的净化、硬度、ｐＨ，以及饮用水安全等方面的知识！让学生进一步了解世界化及我国水资源紧缺、浪费、污染的现状，不仅造成了巨大的经济损失，加剧了水资源的危机，而且水资源的污染还会损害人体健康，危害动植物生长，了解过滤、ｐＨ传感器的基本使用方法。2.能力目标：能独立完成过滤实验，自主使用ｐＨ传感器并写出实验报告；能对学校、家庭水资源浪费现象进行简单的调査，并写成简单的调査报告；通过利用信息技术工具，对收集到的世界以及我国水资源构成、水体污染等问题的资料进行归纳整理。通过活动，培养学生的实验探究能力、调査能力和处理信息的能力。3.情感目标：让学生在自己的日常生活中注意到饮水安全问题，让学生意识到保护水资源是我们每一个人义不容辞的责任。通过活动，让学生关注社会、关注生活，激发学生节约水资源、保护水资源的责任意识。三、活动对象九年级学生四、活动过程1.主题关注生命之水——饮用安全之水2.小组任务安排表一分组安排组别任务1采集你能想到的各种水的水样，但一定要注意安全，收集一些有关由长江生产自来水的知识以及自来水二次污染。查阅有关生命吸管的资料。23自制净水器，设计实验探究采集水样的硬度、ｐＨ，调査水的硬度、ｐＨ对我们生活的影响。45收集有关世界以及我国水资源构成、水体污染等问题的资料并调査学校、家庭水资源使用和的情浪费况63.活动实施第１、２组通过各种途径收集实验需要的水体样本，了解自来水生产的知识和二次污染知识；在收集市面上出售的饮用水，通过查阅网站有关生命吸管的知识。第３、４组小组成员通过巧论交流，分头设计实验方案，对水进行净化，探究采集水样的硬度、pH。然后汇总实验设计方案，与老师讨论交流，相互补充、完善实验方案，并准备实验用品，自制净水器。通过图书馆、互联网等査阅有关水的硬度、ｐＨ对人体健康的影响的资料。第５、６组通过走访调查，了解学校、家庭自来水使用和水资源浪费情况。通过利用各种信息技术工具和渠道，査阅有关世界以及我国水资源构成、水体污染等问题的资料。进行实验时，将１、２、５、６小组成员平均分配到３、４组，由组长向未参加实验设计的小组成员讲解实验方案和ｐＨ传感器的使用方法。4.实践活动安排：第一部分调查活动及查阅资料制定方案；第二部分实验活动及自制净水器；第三部分填写报告，制作总结报告。5.实验ｉ．实验用品：铁架台（带铁夹）、漏斗、滤纸、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、ｐＨ传感器、三脚架、石棉网、酒精灯、采集到的各种水样、肥皂水、稀盐酸、PP棉、UF超滤膜、矿泉水瓶。ｉｉ．实验步骤：ａ．观察采集到的鹰潭水和长江水浑浊，为了排除不溶性杂质对后续实验的干扰，先对水样进行过滤。ｂ．分别向烧杯中倒入体积相同的过滤后的水样、学校自来水、市售饮用水水样等，用胶头滴管吸取肥皂水向水样中滴入１０－１５滴，并观察实玻璃棒搅拌，将实验现象，记录于表-2中。Ｃ．重复取上述等体积水样于烧杯中，插入ｐＨ传感器，分别测量水样的ｐＨ，待数据稳定后，记录于表-2中。ｄ．取十只干净的烧杯分别装入等量的采集水样，然后用酒精灯加热，并蒸发全部的水，将实验现象记泉于表-2中。ｅ．向有固体残渣的烧杯中加入稀盐酸，并将实验现象记录于表-2中。表-2实验现象分析水

样鹰

潭

水长

江

水自

来

水矿

物

质

水纯

净

水饮

用

天

然

水井

水苏

打

水净水机净化后的水生命吸管吸出的水加

肥

皂

水泡

沫

较

少泡

沫

较

少泡

沫

较

少泡

沫

较

少很

多

泡

沫泡

沫

较

少无泡

沫，

很多浮渣泡

沫

较

多很多泡沫很

多

泡

沫pH6.86.76.97.36.57.47.68.06.56.8蒸

干残

渣残

渣残

渣残

渣无

残

渣残

渣残

渣无

残

渣无

残

渣无

残

渣加

稀

盐

酸气

泡

产

生气

泡

产

生气

泡

产

生气

泡

产

生无

气

泡气

泡

产

生气

泡

产

生无

气

泡无

气

泡无

气

泡由于鹰潭水、长江水、学校自来水水样中泡沫较少，且有很多浮渣，说明这些水样属于硬水。再加热后，有固体残渣出现，加入稀盐酸，残渣溶解并且有气泡产生，说明水样中含有较多的可溶性钙镁的化合物。矿物质水、纯净水、饮用天然水、净水机净化的水、生命吸管的水水样中有大量的泡沫，无浮渣出现，说明这些水样属于软水。阅读了饮用水水样的产品标签后发现，虽然里面都含有一定量的钙镁离子，可能含量虽较少，加热后只有饮用天然水有很少量的残渣出现，其余两个并无固体残渣。通过使用ｐＨ传感器分别检测水样的ｐＨ值，发现鹰潭水、长江水、学校自来水、饮用天然水、井水呈碱性，矿物质水、纯净水呈酸性。通过査阅资料，资料显示纯净水是因为它最大限度地除去了水中杂质和各种人体必须的矿物元素，所以水质偏酸性。目前矿物质水的生产工艺是在纯净水中人工添加含氯化钾、硫酸镁，这些物质在水中溶解，产生大量镁离子和硫酸根离子，会使水质呈酸性。6.成果汇报展示各小组整理实验记录，写出实验报告。然后由１、２小组成员汇报展示长江水生产自来水和生命吸管的知识，由３、４小组成员展示水的硬度、ｐＨ对人体健康的影响的一些小知识及展示自制净水器（如图2）。由５、６小组成员分析生命吸管的原理，展示查阅出的水资源构成、水污染等的情况，与全班同学分享交流。（见附录）五、活动反思与评价图--2本次综合实践由学生喝水问题的引发，学生在掌握了水的软硬度知识后，教师在活动前布置学生查阅了一些有关ｐＨ、可溶性钙镁盐的检验方法等小资料作为引导，以及简单的ｐＨ传感器使用方法的介绍，为学生设计实验方案、査阅资料等指明了方向，让学生有一个清晰的思路，不至于无从下手。通过实验探究活动、调査活动，学生不仅树立了自主利用技术的意识，而且学习到了很多隐含于生活背后的科学知识。学生在一系列的活动中，体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法，在亲身实践中，培养了学生在日常的生活中注意饮水健康的意识，珍惜水资源的责任感。但是综合实践活动课时较长，需要四个课时，不能在一个星期结束。结论化学学习需要以生活经验为基础，更需要学生会应用化学知识。日常化学课堂的实验活动仅是化学学习的一部分。教师要丰富课程资源，拓展学生的化学学习渠道。综合实践活动的开展，一方面拓宽了学生的学习渠道，另一方面，为学生提供了化学知识的应用和展示的平台。综合实践活动的设计依据教师教学和学生学习