九年级化学人教版基于特定需求设计和制作简易供氧器（教学设计）.docx

跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器

教学设计

活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器

课时

1

授课年级

初三

活动分析

《跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器》主要涵盖人教版教材九年级《化学（上册）》第2单元和第5单元的内容，纵向结合了新课标课程内容中主题15的相关内容，综合体现“物质的化学变化”“物质的性质与应用”等主题的大概念与核心知识，同时也承载了“氧气的制取与性质”这一学生必做实验，对“化学与社会·跨学科实践”主题中的化学与健康、材料等相关内容也有所涉及，不仅有助于学生建构变化观、元素观等化学观念，发展建构思维模型等，也有利于培养学生的科学态度与社会责任，促进“比例和定量”等跨学科大概念的发展和完善，促进核心素养发展的育人价值。

学情分析

本课的授课对象是9年级的学生，经过一段时间的化学学习，学生们已经初步理解了化学变化的定义和本质，掌握了实验室制取氧气的基本知识，能够进行简单的实验操作，书写化学方程式，并理解质量守恒定律，能够利用这一定律进行简单的计算。然而，他们还不熟悉什么是项目式学习，缺乏项目规划的能力；只具备简单的实验操作技能，实验设计、反思和改进等探究能力较为薄弱；难以将具体的知识与实际问题建立联系，缺乏运用知识解决实际问题的能力；知识比较零散单薄，缺乏系统化和结构化的知识经验。

活动目标

1.通过讨论供氧器的应用范围和场景，明确项目需要解决的问题和研究的价值，体会化学物质及其变化在保障人体健康等方面的重要性。

2.通过复习氧气制取实验，将知识经验结构化，初步形成从原理到装置，再到实验室制取气体的一般思路。

3.通过对项目任务的拆解和规划，初步结合工程技术方法，建立基于特定需求设计供氧器的一般流程和方法，形成模型。

4.通过选择原理、绘制草图、动手制作等小组合作活动，综合应用化学与工程技术等跨学科知识，初步制作项目作品，并进行反思和改进。

活动重、难点

重点：通过对项目任务进行拆解和规划，初步融合工程技术方法，建立基于特定需求设计供氧器的一般程序和方法，形成模型。

难点：综合应用化学与工程技术方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。

核心素养

化学观念：涵盖“物质的化学变化”“物质的性质与应用”等大概念和核心知识，学生能够建构变化观、元素观等化学观念，理解化学物质的本质及其变化规律。

科学思维：活动中要求学生进行实验设计、绘制草图、动手制作和反思改进，这些步骤发展了学生的建构思维模型能力，培养了他们的科学思维方式和解决问题的能力。

科学探究与实践：学生需要进行“氧气的制取与性质”这一必做实验，综合应用化学与工程技术等跨学科知识，亲自动手制作供氧器。这一过程强化了他们的实验操作能力和探究能力，促进了科学探究与实践素养的发展。

科学态度与责任：通过对项目任务的拆解和规划，学生不仅学习了科学方法，还培养了严谨的科学态度和社会责任感，理解化学在保障健康、改善生活方面的实际应用，推动了学生科学态度与责任感的培养。

教学过程

活动引入

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？引入新课。

活动设计与实施

任务一：了解需求

1.讨论：哪些人群在哪些场景或地域会用到供氧器？

供氧器的使用范围或场景有：家用保健型供氧，在高原、火灾、矿难等危险环境中的救治型供氧，老人保健吸氧、孕期保健吸氧，大型化工生产或水下作业的供氧，医疗急救供氧，航空航天以及水产养殖、粮食或食品贮存对供氧和耗氧的双向需求等……需求的场景不同，制氧的原理也不同，优质的供氧设备能够有效地提升人们的生活水平。

讨论：相应的供氧器应具有怎样的特点？

优点：便利，在家可以吸氧，制氧成本低。

不足：需要通电，出门无法使用。

优点：氧气纯度高；有医生的指导，更专业。

不足：受地方限制，不能即时吸氧；费用较高。

优点：随身可携带，氧气纯度高。

不足：成本较高；一次性使用，丢弃的瓶子造成资源浪费。

优点：提高溶氧量，减少水温不一致，净化水质。

不足：寿命短，耗电能力强，噪音比较大。

2.交流：选择其中一种情况，通过讨论确定简易供氧器的设计和制作目标。

任务二：获取信息

1.查阅资料：目前商业化的供氧器有哪些类型呢？

2.结合本组的目标，阅读有参考价值的供氧器的说明书，尝试进行实物演示与拆解，了解其组成、结构、工作原理和操作方法。

氧立得是一款化学药剂家用制氧机，如下是其拆解后的结构。

氧立得的使用说明

（1）性状：

A剂：固体氧释放剂(白色颗粒)，采用先进工艺生产，颗粒均匀，保质期长。

B剂：催化剂(黑色粉末或颗粒)，采用特殊工艺生产，保证出氧量稳定。

（2）规格：A剂：100g/包