人教版九年级化学上册《跨学科实践活动3：水质检测及自制净水器》教学设计

人教版九年级化学上册《跨学科实践活动3：水质检测及自制净水器》

教学设计

教学目标

一、知识目标

1.了解我国生活饮用水卫生标准，知晓生活饮用水的发展历史、自来水生产的工艺流程及混合物分离的一

般思路。

2.明确生活饮用水的检测指标，掌握对水样进行色度、浊度、pH值、TDS值等检测的方法.

3.理解家用净水器的净水原理，掌握常用过滤膜的特点及作用・能利用生活材料自制净水器0

二、核心素养目标

I.宏观辨识与微观探析：从宏观上了解不同类型饮用水的特点削净化过程，从微观上理解过滤膜对不同杂

质的过滤原理。

2.科学探究与创新意识：通过对水样的检测和净水器的自制，培养科学探究能力和创新思维，体会科学、

技术、工程融合解决问题的方法。

3.科学态度与社会责任：关注饮用水安全与人体健康的关系，增强社会责任感，养成节约用水和保护水资

源的意识。

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教学重难点

一、教学重点

在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进

和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑、严谨求实的科学态度。

二、教学难点

体会物质分离的•般思路和方法，发展科学思维。

教材分析

本节教学内容源自人教版2024年九年级化学上册第四单元《自然界的水》中的跨学科实践活动“水质

检测及自制净水器水是生活中常见且重要的物质，本活动围绕水的净化和水质检测展开，具有很强的

实用性和现实意义。它不仅是对本单元水的相关知识的深化和拓展，还融合了化学、生物学、物理、地理

等多学科知识，体现了学科之间的交叉与融合，有助于培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。

教材首先介绍了我国生活饮用水卫生标准，让学生了解饮用水的质量要求；接着回顾生活饮用水的发

展历史，从天然水到自来水、桶装水、直饮水，展现了人类对饮用水安全和品质追求的过程；详细阐述自

来水生产的工艺流程和混合物分离的一般思路，为后续水质检测和净水器制作奠定理论基础。水质检测部

分介绍了多种检测指标和方法，让学生学会科学地评价水质。动手制作环节则引导学生利用生活材料自制

净水器，加深对水净化原理的理解和应用。

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学情分析

教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识，对水的组成、性质等有了初步的了

解，但对于水的净化过程和水质检测方法还不够深入。在思维能力方面，九年级学生正处于从形象思维向

抽象思维过渡的阶段，他们对直观、有趣的实验和实践活动充满兴趣，但在综合运用多学科知识解决问题

时可能会遇到困难。学生在生活中接触过各种饮用水，但对于饮用水的安全和质量标准缺乏系统的认识。

通过本活动的学习，学生能够将化学知识与生活实际紧密联系起来，提高学习化学的兴趣和积极性。

然而，在自制净水器的过程中，学生可能会在材料选择、装置设计和优化等方面遇到挑战，需要教师给予

适当的指导和启发。同时，部分学生在合作学习和展示表达方面可能存在不足，教师应注重培养学生的团

队协作能力和语言表达能力，让学生在实践活动中全面提升综合素质。

教学过程

教学环节一活动引入

【创设情境】饮用水安全与人们的健康息息相关。水的净化和水质检测是保障饮用水安全的重要环节。

教学环节二活动设计与实施

任务一：调查参观

活动一：了解我国生活饮用水卫生标准

【引入】同学们，饮用水安全与我们的健康息息相关，保障饮用水安全离不开水的净化和水质检测。而我

国有专门的生活饮用水卫生标准来规范饮用水的质量。那大家知道我国现行的生活饮用水卫生标准是怎样

的吗？下面我们就一起来了解一下。

【问题】我国现行的《生活饮用水卫生标准》是哪一年发布和执行的？它主要关注哪些方面的指标？

【学生思考】学生阅读课件相关内容后回答：2022年3月15日国家发布、执行GB5749-2022《生活饮

用水卫生标准》，该标准关注感官指标、消毒副产物(如具有致癌、致畸、致突变风险的消毒副产物)、

重金属及化学残留等。

【讲解】评价、强调：这个标准对提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全发挥了重要作用，大家要重

视这些指标，因为它们直接关系到我们的健康。

活动二：探究生活饮用水的发展历史

【引入】在不同的历史时期，人们饮用的水的类型和获取方式都有所不同。那生活饮用水经历了怎样的发

展历程呢？下面我们一起来探究一下。

【问题】请同学们阅读教材或课件内容，总结不同历史时期生活饮用水的类型、来源、净化方式以及优缺

点。

【学生思考】学生自主阅读后进行总结，并分组交流讨论。代表发言：

(1)

19世纪之前，饮用天然水，来源是江河湖泊、山泉水井，一般就地取水。净化方式有通过加热煮沸杀死水

中的细菌及微生物，利用静置沉淀或砂石过滤，或者白研沉降过滤提高水质的澄清度。

(2)19世纪初.

20世纪80年代，饮用自来水。1897年人们发现氯可以消毒净水，1908年兴建了第一家自来水厂，通过加混

凝剂(明矶)混凝、沉淀、过滤、加氯消毒等工序制得自来水。

(3)20世纪90年代-

至今，桶装水，经反渗透、电渗析、蒸储等工艺处理后灌装至PC桶，主要分为纯净水、矿泉水和矿物质水

三类。优点是水质优于自来水，减少重金属和细菌风险，含矿物质更健康，适合泡茶、煲汤，适用于家庭

、办公等多场景，可应急储备；缺点是可能存在运输污染或塑料微粒问题。

(4)20世纪90年代末-

至今，直饮水，通过净水设备对自来水进行深度处理后可直接饮用，具有安全性、便捷性、健康性等优点

，在欧美等发达国家普及率很高，在我国现阶段普及率非常低，仅在大城市的一些高档小区采用。

【讲解】评价、总结学生的发言，强调不同时期饮用水发展的送步以及各自的特点和适用场景。

活动三：学习自来水生产的工艺流程及混合物分离的一般思路

【引入】我们日常使用的自来水是经过一系列工艺生产出来的，那自来水的生产流程是怎样的呢？在这个

过程中乂涉及到哪些混合物分离的方法呢？下面我们一起来学习。

【问题】请同学们观察课件中的自来水生产工艺流程示意图，思考每个步骤的作用以及涉及的混合物分离

方法。并总结混合物分离的一般思路。

【学生思考】学生观察、思考后回答：

（1）

自来水生产流程：使悬浮颗粒发生凝聚而沉降（加混凝剂），除去不溶性杂质（过滤），沉降杂质，除去

色素、异味（吸附），杀菌消毒。

（2）

混合物分离方法：针对泥沙等不可溶杂质采用沉降、过滤；针对色素、异味（可溶且能被吸附）采用吸附

;针对微生物采用消毒。

（3）混合物分离的一般思路：分析混合物成分，寻找成分性质差异，找到分离方法。

【讲解】评价、强调：对学生的回答进行补充和完善，强调每个步骤的重要性以及混合物分离思路的关键

在于利用成分性质差异。

任务二：水质检测

活动一：明确生活饮用水的检测指标

【引入】为了确保生活饮用水的安全和质显，我们需要对水进行检测。那生活饮用水的检测指标有哪些呢

?下面我们来学习一下。

【问题】请同学们阅读教材或课件内容，找出生活饮川水的检测指标。

【学生思考】学生阅读后回答：生活饮用水的检测指标包括色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH值、

TDS值等，还可以使用16合1水质检测试纸检测余氯、总硬度、重金属（铅/铜/汞/钵）等16项指标。

【讲解】评价、强调：这些检测指标都与我们的健康密切相关，不同的指标反映了水的不同性质和质量状

况V

活动二：对水样进行检测

【引入】了解了检测指标后，我们就要实际对水样进行检测了。下面我们将分别采用不同的方法对水样的

各项指标进行检测。

【问题】请同学们分组，按照课件中介绍的检测方法，对给定的水样进行“色度”“浊度”等感官性状检测、

用pH检测笔测定pH值、用TDS笔脸测水的TDS值以及使用16合1水质检测试纸检测水的各项指标。并记录

检测结果。

【学生思考】学生分组进行实验操作，分工合作，完成各项检测任务，并记录检测结果。

【讲解】巡视各小组的实验操作，及时给予指导和纠正。强调实验操作的规范性和准确性，以及记录结果

的重要性。

任务三：动手制作

活动一：了解家用净水器的净水原理

【引入】我们了解了水的净化和检测知识，那如何利用这些知识制作一个简单的净水器呢？首先我们要了

解家用净水器的净水原理。

【问题】播放家用净水器净水原理的视频，让学生观看后思考：家用净水器常用的过滤膜有哪些？它们是

如何按照“先大后小”原理依次过滤水中杂质的？

【学生思考】学生观看视频后回答：家用净水器常用的过滤膜有PP棉（5用力、1卜皿）、活性炭、反渗透膜

RO（0.1-

Inm）等。进水口的PP棉（5pm）先除去泥沙、铁锈等大颗粒杂质，然后活性炭除去色素异味、部分有机

物,接着PP棉（Ipim）除去大分子杂质，反渗透膜RO除去重金属，钙、镁化合物，细菌病毒等，最后出水

口的活性炭除去色素异味，改善口感。

【讲解】评价、强调：对学生的问答进行总结和补充，强调不同过滤膜的作用和“先大后小”过滤原理的重

要性，这样可以提高净水器的过滤效率和效果。

活动二：动手实践：设计、制作和评价自制净水器

【引入】了解了家用净水器的原理后，我们就利用生活中的材料来自制净水器。

【问题】请同学们分组，利用矿泉水瓶、纱布、鹅卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等材料，按照教材或课件

中给出的设计思路，自制净水器。完成后分组展示，并从材料填充顺序、水流方式、外壳材质、调整材料

厚度、填料层数等角度进行评价和优化。

【学生思考】学生分组进行制作，讨论材料的填充顺序和净水器的结构设计。制作完成后，各小组展示自

己的净水器，并介绍设计思路和制作过程。然后各小组之间相互评价，提出优化建议。

【讲解】巡视各小组的制作过程，给予指导和帮助。对各小组的展示和评价进行总结和点评，强调在制作

和评价过程中要注重科学性和实用性。

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课堂小结

我国生活饮用水卫生标准

生活饮用水的发展历史

自来水生产的工艺流程

学

混合物分离的一般思路

科

实

r生活饮用水的检测指标

践

活L对水样进行检测

动

3一家用净水器的净水原埋

-动手实践

7板书设计

跨学科实践活动3

任务一：调杳参观

任务二：水质检测

任务三：动手制作

8随堂练习

1.在评价自制净水器时，下列不属于评价要点的是（）

A.材料填充顺序B.水流速度C.外壳颜色

D.净化效果

2.如图所示是某化学兴趣小组设计的可视化净水装置，下列说法正确的是（）

压缩活性发

A.将水加压水分子变小更有利于净水B.活性炭的作用是过滤和吸附

C.可视化装置可用塑料瓶或玻璃瓶等材料D.该净水装置得到的水是纯净水

3.某同学自制的简易净水器如图所示，卜列说法错误的是（)

一小卵右

纱布■

卜石英砂

卜活性炎

L毯松棉

A.活性炭可吸附水中的色素和异味B.该装置可除去泥沙等难溶性杂质

C.该装置能降低水的硬度D.河水经该装置净化后仍是混合物

4.某小组利用蓬松棉、纱布、活性炭、小卵石、石英砂等设计了如下装置，下列说法合理的是（)