资源简介

3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器
第2课时 自制净水器
素养目标
设计并制作简易净水器。
净水器的测试与优化。
3.学习混合物分离的一般思路与方法。
教学重点
简易净水器的设计与制作
教学难点
简易净水器的设计与制作
教学工具
多媒体课件、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉、塑料瓶等。
教学课时
一课时
教学过程
项目2 设计与制作净水器
[新课导入]应急情况下，我们可以利用生活中常见的物品，使用学过的净水方法,
制作简易的净水器，对自然界中的水进行初步净化，满足生活需要。
［展 示］请同学观察实验桌上的物品，说出他们的名称。[教师分法活动材料]
［学生回答］塑料瓶、石英砂、小卵石、纱布、活性炭、蓬松棉活性炭、剪刀等。
［布置任务］分小组合作，按照课本P105实践活动1方案设计“方案一”制作净水器。教师巡查指导学生方案设计并及时纠正操作失误。
活动步骤：（1）切割瓶子：用剪刀将其中一个塑料瓶底部剪掉，在瓶盖上打一个小孔，插入导管。
（2）放置材料：将去底塑料瓶倒放固定在铁架台上，并向其中依次放置蓬松棉、纱布、活性炭、纱布、小卵石、纱布和石英砂。
［评 价］小组展示各组制作的净水器，相互进行评价。
［功能测评］用另一个塑料瓶取适量天然水，并将其缓慢倒人净水器中进行净化，对净水器的净水效果进行测试，并将测试结果记录在课本P105对应表格中。
［交流讨论］根据测评结果相互交流净水效果，并讨论改变哪一种因素(如填料的厚度、顺序等)可以提升方案一的净水效果。
[学生活动]完成方案二的设计，并测试净水效果（由教师引导进行，必要时给出评价和建议）。
[成果展示]
[提出问题]比较方案一与方案二，你能发现什么相同点和不同点？
[学生回答]相同点：使用的材料种类相同。不同点：但材料厚度与填料顺序不同。
[讨论交流]（1）对比方案一与方案二的净水效果的数据或描述(如时间、回收水量、浑浊度、颜色、气味等)，你能得出什么结论？
（2）你认为还有哪些措施(如串联装置)可以提升净水效果
[讲师讲解]（1）为了达到更好的净水效果,在设计净水器时应考虑先除去较大颗粒不溶性杂质,再除去小颗粒不溶性杂质,最后除去可溶性杂质。
将出水口连接一个由石英砂、活性炭、蓬松棉组成的二级净水器,对水进行二次净化，可提升净水效果。
[学生活动]组织学生分组合作，选择合适材料,设计并画出简易净水器方案图。
可选材料：塑料瓶、剪刀、棉花、活性炭、细石英砂(粒径：0.5～1mm)、粗石英砂(粒径：3～4mm)、小卵石(粒径：4～8mm)、纱布等。
设计要求：可净化100mL浑浊的天然水。
[展示交流]
设计图 制作过程
(１)清洗材料：将所选材料用水洗净备用。 (２)切割瓶子：旋开瓶盖，用剪刀将塑料瓶从中间剪开，使之成为一个开口容器和一个漏斗状的过滤器。 (３)放置材料：如图，将塑料瓶的底部放在桌面上，作为收集滤液的容器，将漏斗状的过滤器倒放在容器上，并向其中依次放置棉花、纱布、活性炭、纱布、细石英砂、纱布、粗石英砂、纱布和小卵石。
[布置任务]接下来，请同学们按照设计图来制作出简易的净水器吧。
项目3 测试并优化净水器
［布置任务］取100mL有颜色的浑浊的天然水，慢慢注入自已小组制作的净水器中，注意不要让水溢出，记录净水效果。
[实验记录]参考数据：
净化100mL水用时 回收水的体积 浑浊度 颜色 气味
53s 89mL 不浑浊 无色 无气味
[交流讨论]根据测评结果相互交流净水效果，并讨论造成净水效果不同的原因，相互给出修改意见。
［优化设计］根据交流结果对自己小组的净水器进行优化改进。
[教师讲解]混合物分离是利用混合物中不同组分的性质差异，选择合适的方法将杂质分离。其主要步骤有：分析混合物成分、比较物质性质差异、明确分离方法。
利用物质溶解性的不同进行物质分离是常用的分离思路,过滤是其中常用的分离方法。
项目4 展示与评价净水器
[布置任务]请各小组给小组净水器产品设计名字与商标，撰写一份说明书。
[实践活动]每个小组派出一名组员，参加展览会，展示净水器，介绍并说明净水器设计的优点与特色。
[交流评价]各小组从净水效果、过滤速率、制作工艺等角度进行自评与互评。
[优化改进]对比其他小组的产品，分析自己小组产品的问题，进一步改进净水器。
[拓展活动]对比自已小组的净水器和常见家用净水器，分析二者构造和净水效果差异，查阅资料了解家用净水器常使用的反渗透(RO)膜的作用，思考如何改进和提高自已小组净水器的净水效果。
课后作业
完成练习册本课时课后练习。

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