跨学科实践活动4教学设计-2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册.docxVIP

跨学科实践活动4

基于特定需求设计和制作简易供氧器

本课题主要包含“了解供氧需求”“认识简易供氧器”和“制作简易供氧器”三部分内容。活动从氧气的性质出发，落实到氧气的制取与应用中，要求同学们认识“在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化”的重要性，形成合理利用物质的意识，能从物质及其变化的视角初步分析、解决一些与化学相关的简单的实际问题，通过动手实践和动脑思考，发展多角度分析和解决实际问题以及合作、实践、创新等能力。

课题

基于特定需求设计和制作简易供氧器

课型

新授课

素养目标

进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识。

了解实现物质定量转化的方法。

综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。

发展多角度分析和解决实际问题以及合作、实践、创新等能力。

教学重点

氧气的制取原理及方法。

教学难点

比较建议供氧器及实验室制取氧气的方法，理解供氧器的工作原理和特点。

教具

准备

多媒体工具、供氧器的产品介绍资料。

课前预习

1.氧气的性质：无色、无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水。能支持燃烧，支持呼吸作用。

课前预习

2.氧气的实验室制取原理：

①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；②过氧化氢水+氧气。

新课导入

氧气与人体健康关系密切，在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本较低的供氧器。我们能不能利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器呢?下面我们就来进行一系列的相关实践活动吧！

进行新课

任务一了解需求

［展示］教师多媒体展示有关供氧器使用的特定人群、场景、地域等图片或视频资料。

［交流］同学们自由交流资料中展示的内容，总结出供氧器的使用条件和其所具备的特点。

［总结］供氧器的适用人群、场景、地域及应具备的特点：

适用人群、场景或地域

供氧器应具备的特点

患有哮喘、肺炎或慢性肺病的患者

安全、操作简单

手术后、意外伤害、中毒等急救情况

产氧速率快、产氧率高

高强度体育训练或比赛

安全、便携

高原缺氧、空气污染等影响呼吸的环境

安全、便携、成本低

［提问］根据以上供氧器的使用需求及特点，我们能知道简易供氧器的设计应该考虑那些方面？

［答］简易供氧器的设计应该考虑使用是否方便，产氧速率，是否便于携带等。

［活动］分组讨论简易供氧器的制作方案，可绘制简易的设计图进行展示。

任务二获取信息

［过渡］供氧器作为一种特殊用途的工具，在市场上已经有成熟的产品。

［展示］教师多媒体展示市场上常见的供氧器类型及产品资料

进行新课

资料：

根据供氧器的具体设计和性能特点，可将其分为以下几类：

（1）液态供氧器：一般使用液氧作为氧气来源，将液氧加压并通过蒸发器转化为氧气。该型供氧器适用于长时间、大流量的氧气需求场景，如重症监护室、手术室等。

（2）气动供氧器：通常采用气动驱动泵或压缩机来加压提供气氧混合物，它具有气源质量稳定、噪声小、便携等特点，被广泛应用于医院、急救车、家庭护理等场景。

（3）电动供氧器：通常采用电动泵或压缩机来加压氧气，它具有自动化、便携等特点，常用于长期的家庭护理。

［讲解］通常供氧器的氧气来源有两种，一种是分离液态空气获得，加压液化后贮存，待需要时释放即可，优点是氧气流量大；另一种是通过化学方法制得，现制现用，优点是便于携带。

［过渡］根据供氧器的氧气来源与使用方式的不同，其结构往往会有所差异，下面我们来认识一下便携式供氧器。

［展示］教师利用多媒体工具展示便携式供氧器结构图。

便携式供氧器：

便携式供氧器结构图：

进行新课

［讲解］这种便携供氧器使用了过碳酸钠为供氧剂(2Na2CO3·3H2O2)，过碳酸钠遇水会分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气。2Na2CO3·3H2O2==2Na2CO3+3H2O；2H2O2MnO22H2O+O2↑。

我们可以看到便携式供氧器内部有两个仓室，分别为反应仓和过滤加湿仓，两仓间用导管连接，使用时应按如下步骤进行操作：

①向过滤加湿仓和反应仓中加清水至对应水位线。

②向反应仓中先加入制氧剂A（过碳酸钠），再加入制氧剂B（二氧化锰），反应迅速发生。

③盖好密封盖，保证装置气密性良好，扳正提手，插好吸氧管。当从观察窗中看到有连续均匀的气泡冒出时，即可开始吸氧。

④若反应仓内不再冒气泡，表示供氧完毕，打开密封盖，取出内桶，倒出残液，清洗干净。

［讨论］比较便携式供氧器和实验室制取氧气的过程，两者有哪些相同点和不同点呢？

［汇报］学生汇报讨论结果，并相互进行补充和评价。

［小结］便携式供氧器与实验室制取氧气的异同：

制氧原理

收集方法

仪器装置

便携式供氧器

过碳酸