资源简介

跨学科综合实践专题三水质检测及自制净水器导学案
学习目标
1.从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法。
2.了解本地天然水的组成成分；了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。认识小卵石、石英砂、活性炭等净水材料的性质与 用途。
3.通过“自制净水器”的方案设计、动手制作、展示交流、反思改进等环节认识到“天然水”向“净化水”变化的实质，增强“净水方法”与“实际运用”的联系。
自主预习填空
1.水质检测的指标通常包括______、______、______、______等。
2.自制净水器通常用到的材料有______、______、______、______等。
学习过程
环节一：提高认知
根据各小组课前分配的任务，分享查阅资料。
请说说我们身边的生活用水来源有哪些？
饮用水的发展历史。
在家长陪同下去离家最近的水域取水，观察水质的颜色，气味，污染物等。
经过净化的水怎么知道是不是符合生活用水标准？检测的指标有哪些？
任务一：自然界的水经过哪些过程才能达标成为生活用水？
各小组用3分钟时间，利用所学知识绘制净水流程图
环节二：水质检测
任务二：水质检测
参照表
检测指标 检测方法 标准值 备注
色度 肉眼观察 无色
浊度 肉眼观察 澄清
臭和味 闻 无异臭、异味
pH 精密pH试纸 6.5≤pH≤8.5 pH大于7为碱性，等于7为中性， 小于7为酸性
硬度 肥皂水 软水 泡沫多为软水，泡沫少或有浮渣为硬水
游离氯 余氯试剂 0.05mg/L~2 mg/L 自来水采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙等消毒方式时，应测定游离氯。
溶解性总固体(TDS) 水质检测仪 限值1000 mg/L
总有机碳(TOC) 水质 检测仪 限值５mg/L 数值越高，则水中有机物含量越高
高锰酸盐指数(COD） 水质检测仪 限值３mg/L 数值越大，说明水受有机物污染物的污染程度越大
菌落总数 平皿计数法 100ＭＰＮ／ｍＬ或ＣＦＵ／ｍＬ 要进行空白对照 实验
小组完成
检测指标 检测结果
河水 自来水 直饮水
色度
浊度
臭和味
pH
硬度
游离氯
溶解性总固体(TDS)
总有机碳(TOC)
高锰酸盐指数(COD）
菌落总数
小组完成后，展示小组水质的表，并分享得到的感悟。
环节三：水的净化
以小组为单位列出自制净水器所需的材料，并绘制出安装原理图。提供的材料：小卵石、
细沙（或石英砂）、活性炭、纱布、棉花、玻璃棒、浑浊的泥水.可参照右图
任务三：动手制作
选取净水材料，以小组为单位进行安装，并用事先准备好的河水检验自制净水器的效果。
环节四：学习的内化与巩固
机场、车站等公共场所设有许多直饮水机， 能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用 水，其处理水的过程如图所示。
吸附罐中固体颗粒的主要作用是（ ），固体颗粒可选用（ ），紫外线灯管照射的作用是（ ）。
课堂小结：本节课你有哪些收获？跨学科综合实践专题三水质检测及自制净水器
教学设计
一、课标分析
人教版九年级化学上册跨学科实践活动3，属于义务教育化学课程五个学习主题中“化学与社会 跨学科实践”中的主题内容。新课标在“课程内容”当中再次凸显了“化学与社会 跨学科实践”的重要性，明确要求其所用课时不少于化学学科总课时的10%。
“水质检测及自制净水器”项目是作品制作类综合实践活动。“水质检测”包含多种检测范围和多项检测指标。“净水器”是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。在设计、制作“净水器”过程中应考虑对物理指标、化学指标、微生物指标的改善。
该项目综合体现“物质的性质与应用”学习主题的大概念及核心知识，涉及“化学与社会·跨学科实践”学习主题中化学与资源、化学与环境、化学与健康的相关内容，帮助学生建构元素观、变化观等化学观念，促进“系统与模型”“结构与功能”等跨学科大概念的进一步发展。该项目要求学生有意识地应用化学核心知识，自主调用物理和数学等多个学科的相关知识，应用技术与工程的方法解决问题，参与多种实践活动，自主反思、不断改进，提升合作解决问题的能力，激发学生的创造力。
学习目标
“水质检测及自制净水器”项目虽然只是净水器的简易制作与水质的初步检测，但也是一个综合、复杂、开放的实践活动。故设计本课学习目标如下：
1.了解水质检测的基本项目，关注水质要求。
2.能够遵从作品制作的一般过程和方法，要在整体设计的基础上进行制作，在多次试验的基础上优化方案并完善作品。
3.了解分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系。认识小卵石、石英砂、活性炭等净水材料的性质与用途。
4.能够展示自制净水器及其净水效果,小组评价。
三、教学过程
[导入新课]播放《深圳大梅沙海水粪超标事件》视频，问看起来清澈的海水实际上有很多我们看不见的污染物，所以我们应该关注水质状况！ 环节一：调查参观 （一）课前调查活动 课前布置了调查任务，分小组分享交流结果。 1、说说我们身边生活用水来源。 2、饮用水发展史。 3、学生在家长的陪同下到附近的玉带河流域取水样；观察水样的颜色，嗅闻水样的气味；用漏勺或纱网将水样过滤一遍，观察漏勺或纱网上的残留物；用手电筒照射水样，观察水样中的悬浮物质；将以上收集到的信息汇总。 4、水质检测的标准。 学生分享后，教师播放《水质检测项目》视频，完善学生所得信息。 设计意图：通过网上查阅资料，增加学生自主学习的能力，通过对身边物质的探究，可以拉近学生与知识间的距离，激发学生的探究欲望。在经过了对水质的初步检测之后，学生便会对杂质的种类有了较为明确的认知，这也为接下来的实践环节做好了铺垫。 过渡：同学们对自然界的水有了一定的了解，那么自然界的水经过哪些过程才能达标成为生活用水？ 任务一：各小组用3分钟时间，利用所学知识绘制净水流程图并分享。 环节二：水质检测 过渡：刚才同学们都分享了本组绘制的净水图，现在每个小组的桌上有三种水质，我们选取了几种重要的指标对这三种水样进行检测及标准，投屏 检测指标检测方法标准值备注色度肉眼观察无色浊度肉眼观察澄清臭和味闻无异臭、异味pH精密pH试纸6.5≤pH≤8.5pH大于7为碱性，等于7为中性， 小于7为酸性硬度肥皂水软水泡沫多为软水，泡沫少或有浮渣为硬水游离氯余氯试剂0.05mg/L~2mg/L自来水采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙等消毒方式时，应测定游离氯。溶解性总固体(TDS)水质检测仪限值1000mg/L总有机碳(TOC)水质 检测仪限值５mg/L数值越高，则水中有机物含量越高高锰酸盐指数(以O2计,旧称COD）水质 检测仪限值３mg/L数值越大，说明水受有机物污染物的污染程度越大菌落总数平皿计数法100ＭＰＮ／ｍＬ 或ＣＦＵ／ｍＬ要进行空白对照 实验
问：同学们知道检测方法的有哪些？ 答：色度、浊度、臭和味。 教师：我们一起来把三种样品的这三种指标填写在导学案上。 检测指标检测结果河水自来水直饮水色度浊度臭和味pH硬度游离氯溶解性总固体(TDS)总有机碳(TOC)高锰酸盐指数(以O2计,旧称COD）
教师：请各位同学从坐上的仪器中找到pH试纸，我们看一下检测方法。 播放视频。 学生实验并填表。 教师：接下来是硬度的检测，我们看一下检测方法。 播放视频。 学生实验并填表。 教师：请同学们参照pH试纸的使用方法，进行余氯的检测。 教师：最后请同学们来看一下水质检测仪的使用方法。 播放视频。 学生实验并填表。 教师：菌落检测需要的时间比较长，本次课我们就不做要求。我们通过观看视频学习一下方法。 小组完成后，展示小组水质的表，并分享得到的感悟。 设计意图：学生通过实践，提高动手能力，通过比较，感悟科学技术对生活的影响。 环节三：水的净化 教师：通过比较河水和自来水水样数据和各小组绘制的自来水厂净水图，讨论净水的每一步用的材料，主要除去了什么杂质，影响水质指标的哪一项。 学生：明矾除去悬浮的小颗粒；纱网过滤难溶性杂质；活性炭吸附颜色和异味；最后投氯杀菌消毒。 教师：同学们都总结的很好，也能知道每个材料的用途。接下来我们根据桌子上提供的材料自制净水器。 任务三：自制净水器 以小组为单位列出自制净水器所需的材料，并绘制出安装原理图。教师对完成设计的小组进行检查，并提出问题，例如“活性炭粉会不会成为新的杂质”“如何防止石英砂掉落”“除杂的顺序是否最优”等，使方案能够切实可行。 选取净水材料，以小组为单位进行安装，并用事先准备好的河水检验自制净水器的效果，对于效果不理想的净水器教师要对装置是否漏水、材料填充是否充分等方面给予引导，确保学生能够在实践中获得成就感。 设计意图：实践活动要体现学生的主体性。无论是水质初检的交流环节，还是小组的设计安装环节都要留出足够的时间让学生充分表达与交流，这样才能让学生明白知识与实践之间的距离。 （三）课后交流活动 以小组为单位，请实验效果较好小组对净水器的制作要点进行讲解，便于其他小组发现问题； 环节四：学习的内化与巩固 机场、车站等公共场所设有许多直饮水机，能将自来水进一步净化处理得到可直接饮用水，其处理水的过程如图所示。 吸附罐中固体颗粒的主要作用是（），固体颗粒可选用（），紫外线灯管照射的作用是（）。 　本节课小结：说说本节课你的感悟。 环节五：情感升华 播放大梅沙海水污染事件对游客的启发，我们应该怎么做。 教学反思　　 本节跨学科实践课在新课标的引导下，结合“河水质检测与净化”这个实例，从“水质变化”的视角培养学生变化观。在经历了调查探究、方案设计、动手制作、展示表达、反思改进等多样化的活动之后，学生对净水材料的性质与运用、净水器中的物理变化有了切实的认识，同时能够充分认识到化学是推动人类可持续发展的重要力量，每个人都该主动践行节约资源的生活方式。 实践课虽然突出了学生的主体性和教师的引导性，但不该回避教师的讲授性。本节课有比较清晰的问题线，但是对于知识的逻辑线没有进行很好的梳理，不利于学生知识网络的建立，这是今后要改进的一个方向。其次，在授课过程中应该发掘使用计时器、小组积分等信息2.0工具，创造小组之间的良性竞争环境，烘托课堂氛围，培养学生的协同能力与团结意识。(共21张PPT)
水质检测及自制净水器
导入
水是生命之源
关注水质状况，
关注水的净化！
一、调查参观
1、请说说我们身边的生活用水来源有哪些？
2、饮用水的发展历史。
根据各小组课前分配的任务，分享查阅资料。
4、经过净化的水怎么知道是不是符合生活用水标准？检测的指标有哪些？
3、在家长陪同下去离家最近的水域取水，观察水质的颜色，气味，污染物等。
一、调查参观
任务一：
各小组用3分钟时间，利用所学知识绘制净水流程图
自然界的水经过哪些过程才能达标成为生活用水？
一、调查参观
自来水厂净水过程
二、水质检测
（1）河水
（2）自来水
（3）直饮水机水
1.待测水样：
2.检测项目
检测指标 检测方法 标准值 备注
色度 肉眼观察 无色
浊度 肉眼观察 澄清
臭和味 闻 无异臭、异味
pH 精密pH试纸 6.5≤pH≤8.5 pH大于7为碱性，等于7为中性，小于7为酸性
硬度 肥皂水 软水 泡沫多为软水，泡沫少或有浮渣为硬水
【参考《生活饮用水标准检验方法》（GBT 5750.1～5750.13—2023）】
2.检测项目（续表）
检测指标 检测方法 标准值 备注
游离氯 余氯试剂 0.05mg/L~2 mg/L 自来水采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙等消毒方式时，应测定游离氯。
溶解性总固体(TDS) 水质检测仪 限值1000 mg/L
2.检测项目（续表）
检测指标 检测方法 标准值 备注
总有机碳(TOC) 水质 检测仪 限值５mg/L 数值越高，则水中有机物含量越高
高锰酸盐指数(以O2计,旧称COD） 水质 检测仪 限值３mg/L 数值越大，说明水受有机物污染物的污染程度越大
2.检测项目（续表）
检测指标 检测方法 标准值 备注
菌落总数 平皿计数法 100ＭＰＮ／ｍＬ 或ＣＦＵ／ｍＬ 要进行空白对照
实验
视频：课前对水样进行菌落检测
任务二：水的检测
检测指标 检ji测检测结果结果
河水 自来水 直饮水
色度
浊度
臭和味
pH
硬度
游离氯
溶解性总固体(TDS)
总有机碳(TOC)
高锰酸盐指数(以O2计,旧称COD）
参考《生活饮用水标准检验方法》小组内分任务完成3组水样的检测，并填写表格。
三、水的净化
1.自来水厂净水过程
课前准备的材料：500mL的塑料瓶
剪去底部
瓶盖打孔，插上短吸管
任务三：制作净水器
请利用所提供的材料和自备的材料，制作净水器，并进行测试、优化，填写实验报告。
提供的材料：小卵石、
细沙（或石英砂）、
活性炭、纱布、棉花、
玻璃棒、浑浊的泥水
四、展示与交流
五、小结及自我评价
请你谈谈上完本节课后，对水质检测和水的净化的一些想法和打算。
谢谢观看！
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测定余氯的方法
谢谢
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