資源簡介

跨學(xué)科綜合實(shí)踐專題三水質(zhì)檢測及自制凈水器導(dǎo)學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.從化學(xué)、生物學(xué)、物理、地理等多學(xué)科視角分析并檢測水質(zhì)，體會科學(xué)、技術(shù)、工程融合解決問題的基本方法。
2.了解本地天然水的組成成分；了解水的凈化過程，掌握分離和提純的基本方法及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。認(rèn)識小卵石、石英砂、活性炭等凈水材料的性質(zhì)與 用途。
3.通過“自制凈水器”的方案設(shè)計、動手制作、展示交流、反思改進(jìn)等環(huán)節(jié)認(rèn)識到“天然水”向“凈化水”變化的實(shí)質(zhì)，增強(qiáng)“凈水方法”與“實(shí)際運(yùn)用”的聯(lián)系。
自主預(yù)習(xí)填空
1.水質(zhì)檢測的指標(biāo)通常包括______、______、______、______等。
2.自制凈水器通常用到的材料有______、______、______、______等。
學(xué)習(xí)過程
環(huán)節(jié)一：提高認(rèn)知
根據(jù)各小組課前分配的任務(wù)，分享查閱資料。
請說說我們身邊的生活用水來源有哪些？
飲用水的發(fā)展歷史。
在家長陪同下去離家最近的水域取水，觀察水質(zhì)的顏色，氣味，污染物等。
經(jīng)過凈化的水怎么知道是不是符合生活用水標(biāo)準(zhǔn)？檢測的指標(biāo)有哪些？
任務(wù)一：自然界的水經(jīng)過哪些過程才能達(dá)標(biāo)成為生活用水？
各小組用3分鐘時間，利用所學(xué)知識繪制凈水流程圖
環(huán)節(jié)二：水質(zhì)檢測
任務(wù)二：水質(zhì)檢測
參照表
檢測指標(biāo) 檢測方法 標(biāo)準(zhǔn)值 備注
色度 肉眼觀察 無色
濁度 肉眼觀察 澄清
臭和味 聞 無異臭、異味
pH 精密pH試紙 6.5≤pH≤8.5 pH大于7為堿性，等于7為中性， 小于7為酸性
硬度 肥皂水 軟水 泡沫多為軟水，泡沫少或有浮渣為硬水
游離氯 余氯試劑 0.05mg/L~2 mg/L 自來水采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣等消毒方式時，應(yīng)測定游離氯。
溶解性總固體(TDS) 水質(zhì)檢測儀 限值1000 mg/L
總有機(jī)碳(TOC) 水質(zhì) 檢測儀 限值５mg/L 數(shù)值越高，則水中有機(jī)物含量越高
高錳酸鹽指數(shù)(COD） 水質(zhì)檢測儀 限值３mg/L 數(shù)值越大，說明水受有機(jī)物污染物的污染程度越大
菌落總數(shù) 平皿計數(shù)法 100ＭＰＮ／ｍＬ或ＣＦＵ／ｍＬ 要進(jìn)行空白對照 實(shí)驗(yàn)
小組完成
檢測指標(biāo) 檢測結(jié)果
河水 自來水 直飲水
色度
濁度
臭和味
pH
硬度
游離氯
溶解性總固體(TDS)
總有機(jī)碳(TOC)
高錳酸鹽指數(shù)(COD）
菌落總數(shù)
小組完成后，展示小組水質(zhì)的表，并分享得到的感悟。
環(huán)節(jié)三：水的凈化
以小組為單位列出自制凈水器所需的材料，并繪制出安裝原理圖。提供的材料：小卵石、
細(xì)沙（或石英砂）、活性炭、紗布、棉花、玻璃棒、渾濁的泥水.可參照右圖
任務(wù)三：動手制作
選取凈水材料，以小組為單位進(jìn)行安裝，并用事先準(zhǔn)備好的河水檢驗(yàn)自制凈水器的效果。
環(huán)節(jié)四：學(xué)習(xí)的內(nèi)化與鞏固
機(jī)場、車站等公共場所設(shè)有許多直飲水機(jī)， 能將自來水進(jìn)一步凈化處理得到可直接飲用 水，其處理水的過程如圖所示。
吸附罐中固體顆粒的主要作用是（ ），固體顆粒可選用（ ），紫外線燈管照射的作用是（ ）。
課堂小結(jié)：本節(jié)課你有哪些收獲？跨學(xué)科綜合實(shí)踐專題三水質(zhì)檢測及自制凈水器
教學(xué)設(shè)計
一、課標(biāo)分析
人教版九年級化學(xué)上冊跨學(xué)科實(shí)踐活動3，屬于義務(wù)教育化學(xué)課程五個學(xué)習(xí)主題中“化學(xué)與社會 跨學(xué)科實(shí)踐”中的主題內(nèi)容。新課標(biāo)在“課程內(nèi)容”當(dāng)中再次凸顯了“化學(xué)與社會 跨學(xué)科實(shí)踐”的重要性，明確要求其所用課時不少于化學(xué)學(xué)科總課時的10%。
“水質(zhì)檢測及自制凈水器”項(xiàng)目是作品制作類綜合實(shí)踐活動。“水質(zhì)檢測”包含多種檢測范圍和多項(xiàng)檢測指標(biāo)。“凈水器”是按對水的使用要求對水質(zhì)進(jìn)行深度過濾、凈化處理的水處理設(shè)備。在設(shè)計、制作“凈水器”過程中應(yīng)考慮對物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、微生物指標(biāo)的改善。
該項(xiàng)目綜合體現(xiàn)“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”學(xué)習(xí)主題的大概念及核心知識，涉及“化學(xué)與社會·跨學(xué)科實(shí)踐”學(xué)習(xí)主題中化學(xué)與資源、化學(xué)與環(huán)境、化學(xué)與健康的相關(guān)內(nèi)容，幫助學(xué)生建構(gòu)元素觀、變化觀等化學(xué)觀念，促進(jìn)“系統(tǒng)與模型”“結(jié)構(gòu)與功能”等跨學(xué)科大概念的進(jìn)一步發(fā)展。該項(xiàng)目要求學(xué)生有意識地應(yīng)用化學(xué)核心知識，自主調(diào)用物理和數(shù)學(xué)等多個學(xué)科的相關(guān)知識，應(yīng)用技術(shù)與工程的方法解決問題，參與多種實(shí)踐活動，自主反思、不斷改進(jìn)，提升合作解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
“水質(zhì)檢測及自制凈水器”項(xiàng)目雖然只是凈水器的簡易制作與水質(zhì)的初步檢測，但也是一個綜合、復(fù)雜、開放的實(shí)踐活動。故設(shè)計本課學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：
1.了解水質(zhì)檢測的基本項(xiàng)目，關(guān)注水質(zhì)要求。
2.能夠遵從作品制作的一般過程和方法，要在整體設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行制作，在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化方案并完善作品。
3.了解分離和提純的基本方法及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。認(rèn)識小卵石、石英砂、活性炭等凈水材料的性質(zhì)與用途。
4.能夠展示自制凈水器及其凈水效果,小組評價。
三、教學(xué)過程
[導(dǎo)入新課]播放《深圳大梅沙海水糞超標(biāo)事件》視頻，問看起來清澈的海水實(shí)際上有很多我們看不見的污染物，所以我們應(yīng)該關(guān)注水質(zhì)狀況！ 環(huán)節(jié)一：調(diào)查參觀 （一）課前調(diào)查活動 課前布置了調(diào)查任務(wù)，分小組分享交流結(jié)果。 1、說說我們身邊生活用水來源。 2、飲用水發(fā)展史。 3、學(xué)生在家長的陪同下到附近的玉帶河流域取水樣；觀察水樣的顏色，嗅聞水樣的氣味；用漏勺或紗網(wǎng)將水樣過濾一遍，觀察漏勺或紗網(wǎng)上的殘留物；用手電筒照射水樣，觀察水樣中的懸浮物質(zhì)；將以上收集到的信息匯總。 4、水質(zhì)檢測的標(biāo)準(zhǔn)。 學(xué)生分享后，教師播放《水質(zhì)檢測項(xiàng)目》視頻，完善學(xué)生所得信息。 設(shè)計意圖：通過網(wǎng)上查閱資料，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，通過對身邊物質(zhì)的探究，可以拉近學(xué)生與知識間的距離，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。在經(jīng)過了對水質(zhì)的初步檢測之后，學(xué)生便會對雜質(zhì)的種類有了較為明確的認(rèn)知，這也為接下來的實(shí)踐環(huán)節(jié)做好了鋪墊。 過渡：同學(xué)們對自然界的水有了一定的了解，那么自然界的水經(jīng)過哪些過程才能達(dá)標(biāo)成為生活用水？ 任務(wù)一：各小組用3分鐘時間，利用所學(xué)知識繪制凈水流程圖并分享。 環(huán)節(jié)二：水質(zhì)檢測 過渡：剛才同學(xué)們都分享了本組繪制的凈水圖，現(xiàn)在每個小組的桌上有三種水質(zhì)，我們選取了幾種重要的指標(biāo)對這三種水樣進(jìn)行檢測及標(biāo)準(zhǔn)，投屏 檢測指標(biāo)檢測方法標(biāo)準(zhǔn)值備注色度肉眼觀察無色濁度肉眼觀察澄清臭和味聞無異臭、異味pH精密pH試紙6.5≤pH≤8.5pH大于7為堿性，等于7為中性， 小于7為酸性硬度肥皂水軟水泡沫多為軟水，泡沫少或有浮渣為硬水游離氯余氯試劑0.05mg/L~2mg/L自來水采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣等消毒方式時，應(yīng)測定游離氯。溶解性總固體(TDS)水質(zhì)檢測儀限值1000mg/L總有機(jī)碳(TOC)水質(zhì) 檢測儀限值５mg/L數(shù)值越高，則水中有機(jī)物含量越高高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計,舊稱COD）水質(zhì) 檢測儀限值３mg/L數(shù)值越大，說明水受有機(jī)物污染物的污染程度越大菌落總數(shù)平皿計數(shù)法100ＭＰＮ／ｍＬ 或ＣＦＵ／ｍＬ要進(jìn)行空白對照 實(shí)驗(yàn)
問：同學(xué)們知道檢測方法的有哪些？ 答：色度、濁度、臭和味。 教師：我們一起來把三種樣品的這三種指標(biāo)填寫在導(dǎo)學(xué)案上。 檢測指標(biāo)檢測結(jié)果河水自來水直飲水色度濁度臭和味pH硬度游離氯溶解性總固體(TDS)總有機(jī)碳(TOC)高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計,舊稱COD）
教師：請各位同學(xué)從坐上的儀器中找到pH試紙，我們看一下檢測方法。 播放視頻。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)并填表。 教師：接下來是硬度的檢測，我們看一下檢測方法。 播放視頻。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)并填表。 教師：請同學(xué)們參照pH試紙的使用方法，進(jìn)行余氯的檢測。 教師：最后請同學(xué)們來看一下水質(zhì)檢測儀的使用方法。 播放視頻。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)并填表。 教師：菌落檢測需要的時間比較長，本次課我們就不做要求。我們通過觀看視頻學(xué)習(xí)一下方法。 小組完成后，展示小組水質(zhì)的表，并分享得到的感悟。 設(shè)計意圖：學(xué)生通過實(shí)踐，提高動手能力，通過比較，感悟科學(xué)技術(shù)對生活的影響。 環(huán)節(jié)三：水的凈化 教師：通過比較河水和自來水水樣數(shù)據(jù)和各小組繪制的自來水廠凈水圖，討論凈水的每一步用的材料，主要除去了什么雜質(zhì)，影響水質(zhì)指標(biāo)的哪一項(xiàng)。 學(xué)生：明礬除去懸浮的小顆粒；紗網(wǎng)過濾難溶性雜質(zhì)；活性炭吸附顏色和異味；最后投氯殺菌消毒。 教師：同學(xué)們都總結(jié)的很好，也能知道每個材料的用途。接下來我們根據(jù)桌子上提供的材料自制凈水器。 任務(wù)三：自制凈水器 以小組為單位列出自制凈水器所需的材料，并繪制出安裝原理圖。教師對完成設(shè)計的小組進(jìn)行檢查，并提出問題，例如“活性炭粉會不會成為新的雜質(zhì)”“如何防止石英砂掉落”“除雜的順序是否最優(yōu)”等，使方案能夠切實(shí)可行。 選取凈水材料，以小組為單位進(jìn)行安裝，并用事先準(zhǔn)備好的河水檢驗(yàn)自制凈水器的效果，對于效果不理想的凈水器教師要對裝置是否漏水、材料填充是否充分等方面給予引導(dǎo)，確保學(xué)生能夠在實(shí)踐中獲得成就感。 設(shè)計意圖：實(shí)踐活動要體現(xiàn)學(xué)生的主體性。無論是水質(zhì)初檢的交流環(huán)節(jié)，還是小組的設(shè)計安裝環(huán)節(jié)都要留出足夠的時間讓學(xué)生充分表達(dá)與交流，這樣才能讓學(xué)生明白知識與實(shí)踐之間的距離。 （三）課后交流活動 以小組為單位，請實(shí)驗(yàn)效果較好小組對凈水器的制作要點(diǎn)進(jìn)行講解，便于其他小組發(fā)現(xiàn)問題； 環(huán)節(jié)四：學(xué)習(xí)的內(nèi)化與鞏固 機(jī)場、車站等公共場所設(shè)有許多直飲水機(jī)，能將自來水進(jìn)一步凈化處理得到可直接飲用水，其處理水的過程如圖所示。 吸附罐中固體顆粒的主要作用是（），固體顆粒可選用（），紫外線燈管照射的作用是（）。 　本節(jié)課小結(jié)：說說本節(jié)課你的感悟。 環(huán)節(jié)五：情感升華 播放大梅沙海水污染事件對游客的啟發(fā)，我們應(yīng)該怎么做。 教學(xué)反思　　 本節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐課在新課標(biāo)的引導(dǎo)下，結(jié)合“河水質(zhì)檢測與凈化”這個實(shí)例，從“水質(zhì)變化”的視角培養(yǎng)學(xué)生變化觀。在經(jīng)歷了調(diào)查探究、方案設(shè)計、動手制作、展示表達(dá)、反思改進(jìn)等多樣化的活動之后，學(xué)生對凈水材料的性質(zhì)與運(yùn)用、凈水器中的物理變化有了切實(shí)的認(rèn)識，同時能夠充分認(rèn)識到化學(xué)是推動人類可持續(xù)發(fā)展的重要力量，每個人都該主動踐行節(jié)約資源的生活方式。 實(shí)踐課雖然突出了學(xué)生的主體性和教師的引導(dǎo)性，但不該回避教師的講授性。本節(jié)課有比較清晰的問題線，但是對于知識的邏輯線沒有進(jìn)行很好的梳理，不利于學(xué)生知識網(wǎng)絡(luò)的建立，這是今后要改進(jìn)的一個方向。其次，在授課過程中應(yīng)該發(fā)掘使用計時器、小組積分等信息2.0工具，創(chuàng)造小組之間的良性競爭環(huán)境，烘托課堂氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同能力與團(tuán)結(jié)意識。(共21張PPT)
水質(zhì)檢測及自制凈水器
導(dǎo)入
水是生命之源
關(guān)注水質(zhì)狀況，
關(guān)注水的凈化！
一、調(diào)查參觀
1、請說說我們身邊的生活用水來源有哪些？
2、飲用水的發(fā)展歷史。
根據(jù)各小組課前分配的任務(wù)，分享查閱資料。
4、經(jīng)過凈化的水怎么知道是不是符合生活用水標(biāo)準(zhǔn)？檢測的指標(biāo)有哪些？
3、在家長陪同下去離家最近的水域取水，觀察水質(zhì)的顏色，氣味，污染物等。
一、調(diào)查參觀
任務(wù)一：
各小組用3分鐘時間，利用所學(xué)知識繪制凈水流程圖
自然界的水經(jīng)過哪些過程才能達(dá)標(biāo)成為生活用水？
一、調(diào)查參觀
自來水廠凈水過程
二、水質(zhì)檢測
（1）河水
（2）自來水
（3）直飲水機(jī)水
1.待測水樣：
2.檢測項(xiàng)目
檢測指標(biāo) 檢測方法 標(biāo)準(zhǔn)值 備注
色度 肉眼觀察 無色
濁度 肉眼觀察 澄清
臭和味 聞 無異臭、異味
pH 精密pH試紙 6.5≤pH≤8.5 pH大于7為堿性，等于7為中性，小于7為酸性
硬度 肥皂水 軟水 泡沫多為軟水，泡沫少或有浮渣為硬水
【參考《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GBT 5750.1～5750.13—2023）】
2.檢測項(xiàng)目（續(xù)表）
檢測指標(biāo) 檢測方法 標(biāo)準(zhǔn)值 備注
游離氯 余氯試劑 0.05mg/L~2 mg/L 自來水采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣等消毒方式時，應(yīng)測定游離氯。
溶解性總固體(TDS) 水質(zhì)檢測儀 限值1000 mg/L
2.檢測項(xiàng)目（續(xù)表）
檢測指標(biāo) 檢測方法 標(biāo)準(zhǔn)值 備注
總有機(jī)碳(TOC) 水質(zhì) 檢測儀 限值５mg/L 數(shù)值越高，則水中有機(jī)物含量越高
高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計,舊稱COD） 水質(zhì) 檢測儀 限值３mg/L 數(shù)值越大，說明水受有機(jī)物污染物的污染程度越大
2.檢測項(xiàng)目（續(xù)表）
檢測指標(biāo) 檢測方法 標(biāo)準(zhǔn)值 備注
菌落總數(shù) 平皿計數(shù)法 100ＭＰＮ／ｍＬ 或ＣＦＵ／ｍＬ 要進(jìn)行空白對照
實(shí)驗(yàn)
視頻：課前對水樣進(jìn)行菌落檢測
任務(wù)二：水的檢測
檢測指標(biāo) 檢ji測檢測結(jié)果結(jié)果
河水 自來水 直飲水
色度
濁度
臭和味
pH
硬度
游離氯
溶解性總固體(TDS)
總有機(jī)碳(TOC)
高錳酸鹽指數(shù)(以O(shè)2計,舊稱COD）
參考《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》小組內(nèi)分任務(wù)完成3組水樣的檢測，并填寫表格。
三、水的凈化
1.自來水廠凈水過程
課前準(zhǔn)備的材料：500mL的塑料瓶
剪去底部
瓶蓋打孔，插上短吸管
任務(wù)三：制作凈水器
請利用所提供的材料和自備的材料，制作凈水器，并進(jìn)行測試、優(yōu)化，填寫實(shí)驗(yàn)報告。
提供的材料：小卵石、
細(xì)沙（或石英砂）、
活性炭、紗布、棉花、
玻璃棒、渾濁的泥水
四、展示與交流
五、小結(jié)及自我評價
請你談?wù)勆贤瓯竟?jié)課后，對水質(zhì)檢測和水的凈化的一些想法和打算。
謝謝觀看！
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測定余氯的方法
謝謝
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