第五单元跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器---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-教学设计

课题：跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器

课时

1

授课年级

九年级

教材

分析

知识融合：该实践活动主要涵盖了人教版教材九年级《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”主题的大概念与核心知识。

实验承载：承载了“氧气的制取与性质”这一学生必做实验，让学生在实践中深化对氧气制取和性质的理解，同时也对“化学与社会?跨学科实践”主题中的化学与健康、材料相关内容有所涉及。

素养培养：有助于学生建构变化观、元素观化学观念，发展建构思维模型，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”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。

教学目标

理解氧气的性质和用途，掌握氧气的简易制取方法，过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。

了解不同制氧方法的优缺点，能根据特定需求选择合适的制氧剂和反应原理。

熟悉简易供氧器的基本构造和工作原理，学会设计并制作简易供氧器。

教学重、难点

教学重点：

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。

掌握氧气制取的原理和方法，以及简易供氧器的制作原理和关键步骤，包括制氧剂的选择、装置的设计和组装。

教学难点：

综合应用化学与工程技术方法跨学科知识，根据特定需求设计并制作出符合要求的简易供氧器，并对作品进行反思和改进。

何引导学生在实践活动中深入思考化学原理与实际应用的关系，培养学生运用跨学科知识解决复杂问题的能力和创新思维，以及在制作过程中遇到问题时能够灵活运用所学知识进行调整和优化。

教学过程

教学环节

教学活动

新课讲解

教师活动：

开场导入：教师首先通过多媒体展示一些常见供氧器的视频，家用制氧机、医疗急救用氧气袋，并简要介绍它们的用途和工作原理。

情境设定：假设我们现在处于一个偏远地区，医疗设备有限，需要紧急为一位需要氧疗的病人提供氧气。在此情境下，我们何利用现有的化学知识和材料，设计并制作一个简易的供氧器？

引发思考：提出问题：供氧器需要满足哪些基本需求？我们有哪些可选的化学反应来产生氧气？何确保氧气的纯度和安全性？

设计意图：

引入供氧器的概念，激发学生对实践活动的兴趣。

设定情境，引导学生思考何在特定需求下设计和制作供氧器。

激发学生的思维活动，为接下来的设计和制作环节打下基础。

知识回顾与理论铺垫

教师活动：

知识回顾：回顾质量守恒定律、化学方程式书写和配平方法、常见气体的化学性质。

理论铺垫：介绍过氧化氢（H?O?）分解产生氧气和水的化学反应，以及该反应在供氧器设计中的潜在应用。

讨论交流：引导学生讨论过氧化氢分解反应的条件、产物纯化方法以及可能遇到的挑战。

设计意图：

巩固学生的化学基础知识，为后续的设计活动提供理论支持。

加深学生对过氧化氢分解反应的理解，为供氧器的设计提供科学依据。

通过讨论交流，培养学生的批判性思维和团队合作能力。

设计与制作前的准备

教师活动：

材料准备：提供给学生制作简易供氧器所需的材料清单，包括锥形瓶、玻璃管、橡皮塞、气球、过氧化氢溶液、二氧化锰（催化剂）。

工具介绍：介绍实验过程中可能用到的工具，量筒、漏斗、搅拌棒，并强调安全操作的重要性。

分组与分工：将学生分成若干小组，每组分配不同的设计和制作任务，反应装置设计、氧气收集装置设计、安全装置设计。

设计意图：

确保学生有充足的材料来设计和制作简易供氧器。

让学生了解实验过程中可能用到的工具及其使用方法。

通过分组与分工，培养学生的团队意识和协作能力。

设计与制作环节

教师活动：

设计阶段：

设计讨论：各组在教师的引导下，讨论并确定各自的设计方案，包括反应装置的结构、氧气收集方法、安全装置的设置。

绘制草图：各组根据讨论结果，绘制简易供氧器的草图，并标注各部分的功能和连接方式。

设计评估：教师组织各组展示自己的设计草图，并接受其他组的质疑和建议，进行设计的初步评估和改进。

制作阶段：

组装反应装置：各组根据设计草图，使用提供的材料和工具，组装反应装置，确保各部分连接紧密且稳固。

添加反应物：在教师的指导下，各组向反应装置中加入适量的过氧化氢溶液和二氧化锰催化剂。

收集氧气：将气球连接到反应装置的出口，以收集产生的氧气。

安全监控：设置安全装置，温度传感器、压力传感器（果条件允许），以确保实验过程的安全性。

设计意图：

通过设计讨论和绘制草图，培养学生的设计思维和表达能力。

通过设计评估和改进，培养学生的批判性思维和解决问题的能力。

通过组装反应装置和收集氧气，培养学生的实践操作能力。

强调安全监控的重要性，培养学生的安全意识。

实验与测试环节