《家庭饮用水净化器的研究》教案-2025-2026学年苏少版（新教材）初中综合实践活动八年级下册

《家庭饮用水净化器的研究》教案-2025-2026学年苏少版（新教材）初中综合实践活动八年级下册一、学情分析八年级学生对“水”的认知源于生活，知道饮用水需干净卫生，具备基础的观察、实验与动手能力，对净水、环保类探究活动兴趣浓厚，乐于动手制作生活实用装置。学生已在科学课中接触过滤、吸附等简单净水方法，但对家庭饮用水污染来源、多级净水原理、滤材功能差异、装置系统设计的认知较浅显、零散；实践中，存在实验操作不规范、滤材选择搭配不合理、净水器密封与水流控制设计不足、实验现象分析不深入等问题。同时，学生具备一定小组合作经验，但在分工协作、实验记录、成果交流的条理性上有待提升。本节课贴合学生生活实际，依托教材生活化案例，通过情境探究、原理学习、方案设计、动手制作、实验检测，引导学生整合科学知识、提升实践能力，契合八年级学生具象思维为主、乐于动手探究的认知特点。二、教材分析《家庭饮用水净化器的研究》是苏少版（2026新教材）八年级下册第三单元《科创新天地》的参考活动2，属于生活探究与工程实践类活动，聚焦“健康饮水、环保科创”核心主题。教材编排遵循“生活情境—问题探究—原理学习—方案设计—制作检测—总结拓展”的逻辑，对应教材“情境导入、调查研究、知识链接、方案设计、动手制作、水质检测”六大板块。教材先从家庭饮用水安全切入，引导学生调查自来水水质问题；再讲解家庭常见污染物（泥沙、细菌、异味、重金属）及过滤、吸附、沉淀、消毒等净水原理；接着指导学生选择简易滤材（小卵石、石英砂、活性炭、纱布、棉花）设计多级净水器方案；最后引导学生动手制作装置并通过简单实验检测净水效果。本节课承接前期简单手工、科学探究活动，是跨科学、技术、工程、环保的综合实践课，侧重培养学生生活探究、工程设计、动手实践、环保责任能力，为后续生活类科创、环保实践活动奠定基础，是落实综合实践活动“生活探究与技术实践”核心素养的重要载体。三、核心素养教学目标依据2022版义务教育课程方案及苏少版新教材核心素养要求，结合活动特点，制定目标如下：科学探究能力：了解家庭饮用水的常见污染类型与来源，掌握过滤、吸附、沉淀等基础净水原理，学会用简易方法检测水质，经历“提出问题—调查探究—实验验证”的科学探究过程。工程思维：能结合家庭用水需求与滤材特性，设计多级简易净水器方案，绘制结构示意图，合理搭配滤材层级，具备初步的净水装置设计与系统整合能力。实践创新能力：掌握简易净水器的制作方法，能规范使用工具裁剪、拼接、密封装置，合理填充滤材；能根据净水效果优化滤材搭配与装置结构，培养动手实践与创新优化能力。环保与健康意识：认识水污染的危害与健康饮水的重要性，了解净水技术对改善水质、保障健康的意义，树立“节约用水、保护水资源、健康生活”的环保与健康意识。责任担当：关注家庭饮用水安全问题，能运用所学知识为家庭饮水健康提供建议，感受科技对生活品质的提升作用，培养关注生活、服务家庭、践行环保的责任意识。四、教学重难点重点：理解过滤、吸附等净水原理及多级净水器的层级设计逻辑；掌握简易净水器的方案设计、滤材填充与制作方法。难点：合理搭配滤材层级、控制水流速度与装置密封性；规范完成水质检测实验并分析净水效果，优化装置设计。五、教学过程（一）情境导入，聚焦饮水安全师：同学们，水是生命之源，我们每天都要喝水、用水，家庭饮用水的安全直接关系到身体健康。大家平时有没有观察过家里的自来水？有没有发现自来水有泥沙、异味、浑浊等问题？

生1：有时候停水后再来水，自来水会很浑浊，有泥沙。

生2：自来水有时候有消毒水的味道，直接喝不好喝。

生3：听说自来水里可能有细菌、重金属，长期喝不安全。

师：大家说得很真实！教材开篇就提到，我国部分地区家庭自来水存在泥沙杂质、余氯异味、微量细菌、重金属残留等污染问题，直接饮用会影响健康。那怎么解决这个问题呢？很多家庭会安装净水器，净化自来水。今天我们就一起来研究家庭饮用水净化器，了解净水原理，设计并制作简易净水器，守护家庭饮水健康。

设计意图：结合家庭饮水生活场景，依托教材情境问题，通过师生对话引发学生对饮水安全的关注，激发探究兴趣，明确活动核心任务，建立“生活健康—净水科创”的关联。（二）教材调查研究，探究水质问题师：要研究家庭饮用水净化器，首先得搞清楚：家庭自来水有哪些污染物？这些污染物从哪里来？我们一起完成教材“调查研究”板块的内容。家庭自来水污染物类型（教材梳理）

师：教材中列出了家庭自来水的4类常见污染物，我们逐一了解：①悬浮杂质：泥沙、铁锈、虫卵，来自管道老化、水源浑浊；②异味物质：余氯（消毒水味）、有机物异味，来自自来水消毒、水源污染；③微生物：细菌、病毒，来自水源污染、管道二次污染；④微量重金属：铅、汞、镉，来自工业污染、管道腐蚀。

师：这些污染物会对人体造成什么危害？

生：泥沙会导致肠胃不适，细菌会让人生病，重金属长期积累会中毒。家庭净水需求分析（教材讨论题）

师：结合教材讨论题，小组讨论：家庭饮用水净化需要达到什么标准？

生1：要清澈透明，没有泥沙、浑浊物。

生2：没有异味，没有消毒水味。

生3：细菌、重金属要减少，符合饮用标准。

师：总结起来，家庭净水核心需求是去浊、去味、除菌、减害，这也是我们设计净水器的核心目标。

设计意图：依托教材调查研究板块，梳理污染物类型、来源与危害，引导学生明确净水需求，为后续原理学习、方案设计奠定现实基础，培养科学探究意识。（三）教材知识链接，学习净水原理师：了解了水质问题，接下来我们学习教材“知识链接”板块，搞懂常用净水方法和原理，这是设计净水器的关键。基础净水方法（教材示意图讲解）

师：教材中介绍了4种核心净水方法，我们结合示意图学习：沉淀：让大颗粒泥沙、杂质在水中自然沉降，分离上层清水，去除大颗粒悬浮杂质。过滤：用多孔材料（纱布、石英砂、小卵石）阻挡水中细小杂质、虫卵，让水通过，实现固液分离。吸附：用活性炭的多孔结构吸附水中异味、色素、余氯和微量有机物，去除异味、改善口感。消毒：用煮沸、紫外线、消毒剂杀灭水中细菌、病毒，保障饮水卫生。

师：简单说，沉淀去大颗粒、过滤去小杂质、吸附去异味、消毒杀细菌。多级净水器设计逻辑（教材层级图）

师：单一净水方法效果有限，教材给出了多级净水器的设计逻辑：从下到上（或从上到下），按“大颗粒→小杂质→异味→除菌”的顺序，层层净化。我们常用的简易滤材层级搭配（教材推荐）：小卵石（底层，去大颗粒）→石英砂（中层，去小杂质）→活性炭（上层，去异味）→纱布/棉花（顶层，防滤材流失）。

师：为什么要这样搭配？

生：先去大颗粒，避免堵塞上层滤材，再去小杂质、异味，层层净化，效果更好。

设计意图：依托教材知识链接与示意图，通俗讲解净水原理与多级设计逻辑，拆解抽象知识，降低理解难度，让学生掌握核心技术原理，为后续方案设计与制作奠定理论基础，落实科学探究能力与工程思维。（四）教材方案设计，绘制净水装置图师：原理我们懂了，接下来进入教材“方案设计”板块，小组合作，设计简易家庭饮用水净化器方案，绘制结构示意图，合理搭配滤材层级。明确制作材料（教材推荐）

师：教材推荐的简易材料（生活易获取）：空塑料饮料瓶（1.5L，剪去底部）、小卵石、石英砂、活性炭（颗粒状）、纱布、脱脂棉花、剪刀、胶带、打孔器、烧杯、漏斗、玻璃棒。小组讨论，确定设计思路

师：结合教材设计要求，小组讨论3个问题：①净水器的结构：塑料瓶倒置，瓶口朝下（出水），瓶底朝上（进水）；②滤材层级：从瓶口到瓶底，依次填充棉花、纱布、活性炭、石英砂、小卵石（与教材层级逻辑一致）；③关键设计：瓶口打孔控制水流速度（缓慢滴水，延长净水时间）、每层滤材间用纱布隔离（防止混合）。

（学生小组讨论，教师巡视指导，引导学生简化设计，贴合简易制作条件，强调“层级清晰、水流缓慢、密封良好”）绘制示意图，完善方案

师：参考教材结构示意图，小组绘制简易净水器设计草图，标注：塑料瓶结构、滤材层级（名称、厚度）、纱布位置、进水口、出水口、水流方向。

（学生绘制草图，教师巡视，针对层级混乱、滤材厚度不合理、无隔离纱布的小组，结合教材案例指导修改）

师：请小组代表展示草图，说说设计思路，其他小组结合教材要求补充建议。

生（小组代表）：我们用1.5L塑料瓶，剪去底部倒置，瓶口打孔做出水口，从下到上（瓶口到瓶底）依次放棉花、纱布、活性炭（3cm厚）、石英砂（4cm厚）、小卵石（5cm厚），每层用纱布隔开，水从瓶底倒入，经过滤材净化后从瓶口流出。

师：设计完全符合教材要求，层级合理、逻辑清晰，能实现多级净水，非常好。

设计意图：依托教材方案设计板块，明确材料与要求，通过小组讨论、草图绘制、展示交流，引导学生将理论原理转化为具象设计方案，培养工程设计与创新思维，落实工程思维与实践创新能力。（五）教材动手制作，搭建简易净水器师：方案确定后，我们进入教材“动手制作”板块，小组合作，按照设计草图，制作简易家庭饮用水净化器，注意安全操作、滤材填充均匀、装置密封良好。处理塑料瓶，制作容器

师：第一步，取1.5L塑料饮料瓶，清洗干净，用剪刀剪去底部（瓶口保留），边缘修剪平整，避免划伤；用打孔器在瓶口中心打一个小孔（直径约0.5cm），作为出水口，孔不宜过大，控制水流缓慢滴水。

（学生动手处理塑料瓶，教师巡视，指导学生安全使用剪刀、打孔器，避免受伤）分层填充滤材（教材层级要求）

师：第二步，倒置塑料瓶（瓶口朝下），从瓶口开始，分层填充滤材，每层之间用纱布隔离，填充时轻轻压实，避免空隙过大：①最底层（瓶口处）：铺1cm厚脱脂棉花，覆盖瓶口，防止滤材漏出；②铺一层纱布，隔离棉花与活性炭；③填充3cm厚颗粒活性炭，均匀铺开；④铺一层纱布，隔离活性炭与石英砂；⑤填充4cm厚石英砂，均匀铺开；⑥铺一层纱布，隔离石英砂与小卵石；⑦最上层：填充5cm厚小卵石，均匀铺开，作为进水层。

（学生分层填充滤材，教师巡视，指导学生“每层厚度均匀、纱布铺平、滤材不混合”，避免填充过松或过紧）固定组装，初步试水

师：第三步，用胶带固定纱布边缘，防止滑动；将制作好的净水器放在支架上（或烧杯上方），瓶口对准烧杯；缓慢倒入浑浊的自来水（提前准备，加少量泥沙、墨水模拟污染水），观察水流是否缓慢滴水、滤材是否漏出、装置是否漏水。

（学生初步试水，教师巡视，记录常见问题：水流过快、装置漏水、滤材漏出、出水仍浑浊）

设计意图：依托教材动手制作板块，分步拆解制作流程，结合层级要求指导实操，强调安全与规范，培养学生动手操作能力与小组协作能力，落实实践创新能力；通过初步试水，发现问题，为后续调试优化铺垫。（六）教材水质检测，验证净水效果师：净水器制作完成后，我们进入教材“水质检测”板块，通过简易实验，对比原水（污染水）和净化水的水质，验证净水效果，分析装置优缺点。外观与气味检测（教材基础检测）

师：第一步，对比观察：原水（浑浊、有泥沙、带墨水颜色）、净化水（清澈透明、无泥沙、颜色变浅/无色）；闻气味：原水有异味（泥沙味、墨水味）、净化水无明显异味。

（学生观察对比，记录现象，教师引导学生描述观察结果）简单杂质检测（教材实验）

师：第二步，取等量原水和净化水，分别倒入透明烧杯，静置几分钟，观察沉淀：原水底部有大量泥沙沉淀，净化水底部无明显沉淀；用玻璃棒搅拌，原水再次浑浊，净化水仍清澈。效果分析与优化（教材改进建议）

师：结合检测结果，小组讨论：简易净水器的净水效果怎么样？还有哪些不足？怎么改进？

生1：能去除泥沙、浑浊和异味，效果不错，但不能完全去除细菌和重金属。

生2：水流有点快，净水时间短，效果不够好，可以把出水口打小一点，让水流更慢。

生3：活性炭层薄了，异味去除不彻底，可以增加活性炭厚度。

师：大家分析得很到位！教材中也提到，简易净水器能有效去除悬浮杂质、异味、色素，但无法完全去除细菌、重金属，家庭实际使用需搭配专业净水设备；简易装置可通过减小出水口、增加活性炭厚度、分层更均匀优化效果。

设计意图：依托教材水质检测板块，通过简易对比实验，直观验证净水效果，引导学生分析优缺点、提出优化方案，培养实验探究与问题解决能力，落实科学探究能力与实践创新能力。（七）成果梳理，总结净水探究流程师：经过大家的努力，各小组都完成了简易家庭饮用水净化器的制作与检测。我们一起回顾教材整个活动流程，梳理生活科创探究的核心步骤。

师：从发现家庭饮水安全问题，到调查水质污染情况、学习净水原理，再到设计方案、动手制作、检测优化，我们完整经历了**“生活问题—调查探究—原理学习—方案设计—动手制作—检测优化”**的生活科创探究流程。这个流程适用于所有解决生活实际问题的探究活动。

师：大家结合教材内容，说说每个步骤的核心要点是什么？

生1：生活问题要关注身边，找和健康、生活相关的真实问题。

生2：调查探究要了解问题现状、原因和需求。

生3：原理学习要掌握相关科学知识，为设计打基础。

生4：方案设计要合理、可行，结合材料和需求。

生5：动手制作要规范、细心，保证装置实用。

生6：检测优化要验证效果，不断改进，让装置更好用。

师：总结得非常全面！这就是生活科创的核心逻辑，科技创新源于生活，服务生活。

设计意图：回归教材整体内容，梳理生活科创探究流程，提炼核心要点，帮助学生构建完整的活动认知，强化科学探究与工程思维，实现从“实践操作”到“方法内化”的提升。六、小结师：今天我们通过一节课的时间，完整完成了《家庭饮用水净化器的研究》综合实践活动。谁来说说，你这节课有哪些收获？

生1：我知道了家庭自来水的污染物有泥沙、异味、细菌、重金属，了解了沉淀、过滤、吸附等净水原理。

生2：我学会了设计简易净水器方案，绘制示意图，还会用塑料瓶、小卵石、活性炭