2025 小学五年级科学上册自来水净化过程模拟实验课件

一、实验背景与设计意图：为什么要模拟自来水净化？演讲人CONTENTS实验背景与设计意图：为什么要模拟自来水净化？教学目标：三维目标下的实验设计实验准备：从材料到心理的全面铺垫实验实施：从操作到思维的深度探究拓展延伸：从实验室到生活的科学迁移总结与反思：让科学课“有温度，更有深度”目录2025小学五年级科学上册自来水净化过程模拟实验课件作为一名深耕小学科学教育十余年的教师，我始终相信：让知识“落地生根”的最佳方式，是带领学生用双手触摸科学、用眼睛观察现象、用大脑思考本质。今天要呈现的“自来水净化过程模拟实验”，正是基于五年级学生已掌握“水的三态变化”“混合物分离”等基础知识，通过动手操作还原自来水厂的核心工艺，帮助他们理解“从自然水到饮用水”的科学原理，同时埋下“珍惜水资源”的情感种子。以下，我将从实验背景、教学目标、准备与实施、现象分析、拓展延伸五个模块展开详细说明。01实验背景与设计意图：为什么要模拟自来水净化？1课标与教材的双重呼应《义务教育科学课程标准（2022年版）》在“物质的变化”主题中明确要求：“知道水的天然循环和人工净化方法，了解水对生命活动的重要意义”；人教版五年级上册《地球与宇宙科学领域》单元中，“水的净化”是继“我们的水钟”“光的传播”后，衔接“地球的表面”“材料与结构”的关键课时。通过模拟实验，能将抽象的“净化流程”转化为可操作、可观察的具体行为，符合五年级学生“以具体形象思维为主，逐步向抽象逻辑思维过渡”的认知特点。2生活与科学的深度联结我曾在课前调查中问学生：“你们知道家里的自来水从哪里来吗？”78%的孩子回答“水库”或“河流”，但当追问“浑浊的河水如何变成透明的自来水”时，只有3个孩子能说出“过滤”。这组数据让我意识到：学生对“自来水”的认知停留在“水龙头流出的水”这一结果，缺乏对“过程”的理解。而模拟实验正是打破这种“认知断层”的钥匙——当学生亲手将浑浊的河水通过沉降、过滤、消毒变成澄清的水时，“科学服务生活”的理念会真正扎根。3能力与素养的综合培养实验过程中，学生需要完成“观察记录—操作对比—分析推理”的完整探究链：用玻璃棒搅拌明矾溶液时观察沉降速度，用纱布制作过滤层时比较不同材料的过滤效果，用碘酒模拟消毒时记录颜色变化……这些操作不仅能提升动手能力，更能培养“基于证据的科学表达”“合作探究的团队意识”等核心素养。02教学目标：三维目标下的实验设计教学目标：三维目标下的实验设计基于课标要求与学生实际，我将本节课的教学目标设定为：1知识目标01能说出自来水净化的主要步骤：沉降→过滤→消毒（杀菌）；02理解明矾、活性炭等材料在净化过程中的作用；03知道天然水需经过多道处理才能达到饮用水标准。2能力目标能独立完成“沉降—过滤—消毒”模拟实验的操作，正确使用烧杯、玻璃棒、漏斗等实验器材；能通过观察实验现象（如沉淀量、滤液透明度、消毒后气味变化）记录数据，并分析各步骤的效果；能结合生活经验，解释“为什么自来水不能直接饮用生水”等实际问题。0102033情感态度与价值观目标01.通过实验体验“从浑浊到澄清”的转化过程，感受科学技术对改善生活的重要性；02.意识到水资源的珍贵，产生“节约每一滴水”的行动意愿；03.在小组合作中体会分工的重要性，培养“尊重他人观点、乐于分享发现”的科学态度。03实验准备：从材料到心理的全面铺垫1实验材料的选择与处理为确保实验效果，我提前两周开始准备：水源模拟：取学校附近池塘水（含泥沙、浮游生物）与细沙、泥土按1:1:0.5比例混合，制成“浑浊水样”，既贴近真实自然水状态，又避免微生物过多影响后续消毒观察；沉降材料：明矾（十二水合硫酸铝钾）粉末，提前研磨成细粉（便于溶解），分装成5g/包（每组1包）；过滤材料：纱布（3层）、小石子（直径1-2cm）、粗沙（粒径0.5-1cm）、活性炭颗粒（食品级，提前清洗去粉尘）、塑料瓶（剪去底部，倒置作为漏斗）；消毒材料：稀释碘酒（碘伏与水按1:50比例混合，避免颜色过深影响观察）、PH试纸（检测酸碱性变化）；辅助工具：玻璃棒、量筒（100mL）、烧杯（250mL×2）、计时器、记录单（含“现象描述”“我的推测”“结论”三栏）。2学生基础的前测与引导课前通过“科学小调查”了解学生已有经验：85%的学生知道“过滤能分离固体和液体”，但仅12%能说出“明矾的作用”；63%认为“澄清的水就是干净的水”。针对这些前概念误区，我设计了“问题链”引导思考：“如果直接用纱布过滤浑浊的水，会发生什么？”（引出“大颗粒易过滤，小颗粒难去除”）“为什么妈妈做凉粉时会加明矾？”（联系生活经验，理解“明矾的絮凝作用”）“你见过消毒水吗？它有什么特点？”（关联“消毒需要化学物质或物理方法”）3安全预案与分工指导实验涉及剪刀（剪塑料瓶）、玻璃棒（易碎）、碘酒（染色），我提前做了三项安全提示：剪塑料瓶时由教师示范，学生使用圆头剪刀，操作时瓶口远离身体；玻璃棒搅拌时手腕用力，避免戳破烧杯；碘酒滴加用胶头滴管，若沾到衣物立即用清水冲洗。同时，将4人小组分为“操作员”（负责加明矾、组装过滤装置）、“记录员”（填写现象表）、“观察员”（定时记录沉降高度）、“汇报员”（整理结论），确保人人参与。04实验实施：从操作到思维的深度探究1第一阶段：沉降——让杂质“抱团下沉”操作步骤：每组取100mL浑浊水样倒入烧杯，加入1包明矾粉末；用玻璃棒沿同一方向搅拌30秒（速度均匀，避免溅出）；静置10分钟，每2分钟记录一次烧杯底部沉淀的高度（用直尺测量）。观察与思考：搅拌时，学生发现“原本分散的泥沙逐渐聚成小颗粒”；静置5分钟后，烧杯底部出现明显的“泥沙层”，上层水变浅；10分钟后，沉淀高度约占烧杯的1/3，上层水呈淡黄色（含微小悬浮物）。我适时提问：“明矾在这里起什么作用？”引导学生联系生活中“豆浆点卤”“泥水澄清”的经验，总结出“明矾溶于水后能吸附微小杂质，形成较大颗粒（絮状物），加速沉降”。2第二阶段：过滤——层层拦截“隐形杂质”操作步骤（以塑料瓶自制过滤器为例）：将塑料瓶剪去底部，倒置（瓶口朝下），瓶口处垫一层纱布；从下往上依次装入：小石子（2cm厚）→粗沙（3cm厚）→活性炭（2cm厚）→再铺一层纱布；将沉降后的上层水沿玻璃棒缓缓倒入过滤器，收集滤液于另一个烧杯。观察与对比：未加活性炭的小组滤液呈淡黄色，有轻微土腥味；加入活性炭的小组滤液几乎透明，气味变淡。2第二阶段：过滤——层层拦截“隐形杂质”我引导学生对比不同滤层的作用：“小石子和粗沙能拦截大颗粒（如泥沙），活性炭的多孔结构能吸附色素和异味（如腐殖质），纱布则防止滤料流失。”有学生提出：“如果只用纱布过滤，会怎样？”我们当场验证——滤液仍浑浊，说明“单一滤层效果有限，多层过滤更有效”。3第三阶段：消毒——消灭“看不见的敌人”操作步骤：取10mL滤液于小烧杯，滴入2滴稀释碘酒（模拟氯气消毒）；轻微搅拌，观察颜色变化（碘酒的棕黄色逐渐变淡）；用PH试纸检测消毒后的水（PH值约为7-8，接近中性）。关键讨论：学生疑惑：“过滤后的水已经澄清，为什么还要消毒？”我展示显微镜下的滤液图片（可见细菌、藻类），解释：“自然水中可能含有致病微生物，过滤只能去除固体杂质，无法杀死微生物，消毒是保障安全的最后一关。”有学生问：“可以用其他方法消毒吗？”我们顺势拓展：“除了化学消毒（如氯气、二氧化氯），还可以用物理方法（如紫外线照射、煮沸）。”4综合评价：从现象到结论的思维升华实验结束后，各组展示“净化前后对比图”和“实验记录单”，我引导学生用“三级评价法”总结：一级（现象层）：沉降后水变浅→过滤后水澄清→消毒后无异味；二级（原理层）：明矾絮凝→多层过滤→化学杀菌；三级（应用层）：自来水厂的流程更复杂（如曝气、精密过滤、多次消毒），所以“即使看到水澄清，也不能直接饮用生水”。05拓展延伸：从实验室到生活的科学迁移1真实场景的对比——参观自来水厂（视频辅助）考虑到实地参观的局限性，我播放了本地自来水厂的纪录片，重点展示：01反应池（加絮凝剂，类似明矾的作用）；02沉淀池（比实验中的静置更高效，利用斜管加速沉降）；03滤池（石英砂、无烟煤等多层滤料，比实验中的更精密）；04清水池（加氯消毒，接触时间达30分钟以上）。05学生惊叹：“原来自来水要过这么多关！”“我们的实验只是简化版！”062问题驱动的探究——“如果没有净化会怎样？”我抛出假设：“假设某地区突发洪水，河水被严重污染，如何用身边材料制作简易净水器？”学生分组讨论后，提出“用饮料瓶+石子+棉花+木炭”“用旧袜子做过滤层”等方案，并约定下周带材料验证。这种“开放性任务”既巩固了实验原理，又培养了创新思维。3情感升华的行动——“我是节水小卫士”结合实验中“每一步都需要资源（明矾、活性炭、消毒剂）”的体验，我引导学生计算：“一个家庭每天用100L自来水，背后需要多少能源、材料和人力？”学生自发制定“节水计划”（如用淘米水浇花、缩短洗澡时间），并承诺“向家人宣传自来水的来之不易”。06总结与反思：让科学课“有温度，更有深度”总结与反思：让科学课“有温度，更有深度”本节课的核心，是让学生通过“模拟实验”实现“三重认知跃升”：从“知道水要净化”到“理解净化步骤的原理”，从“动手操作”到“解释生活现象”，从“观察现象”到“产生行动意愿”。当看到学生举着自己净化的水说“原来每一滴自来水都这么来之不易”时，我深切感受到：科学教育