初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用教案

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用教案，共6页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重点，教学难点，教学方法，教学准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教材分析】
《微型空气质量“检测站”的组装与使用》这一跨学科项目,是针对全球日益严峻的空气质量问题以及在国家大力倡导生态文明背景下设计的,属于“化学与环境”领域的行动改进类探究实践活动,具有较大的现实教育意义。本项目涉及的化学核心知识，包含“物质的性质与应用”主题中的空气的组成、空气质量检测,以及空气污染防治。项目运用技术与工程方法组装微型空气质量“检测站”,结合化学、地理、道德与法治等学科知识,尝试利用微型空气质量“检测站”进行校园内空气质量检测,形成“化学与可
持续发展”的学科大概念,培养学生的科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。
【学情分析】
培养学生的核心素养是当前基础教育改革的重要目标。学生只有在面对真实和不确定的问题情境时,通过解决具有挑战性的问题以及实践体验，才能逐步形成核心素养。在化学课程中开展跨学科实践活动,让学生直面真实的问题,结合多学科知识，利用科学、技术、工程与环境等知识解决真实问题，从中认识到化学对社会的价值,体会化学对促进人类进步的重要贡献,全面提升学生科学探究与实践、科学态度与责任的核心素养。
【教学目标】
1. 知识与技能：学生能掌握微型空气质量检测站的组装方法，了解空气污染物的主要类型和检测原理，能正确使用检测站进行空气质量检测。
2. 过程与方法：通过实践活动，培养学生的动手能力和问题解决能力，体验科学探究的过程。
3. 情感态度与价值观：提高学生对环境保护的意识，理解科学与社会、生活的关系。
【教学重点】
将实际生产生活问题转化并提炼出化学元素,转化成化学问题,形成综合运用化学、地理、道德与法治等跨学科知识解决真实问题的思路与方法。
【教学难点】
将实际生产生活问题转化并提炼出化学元素,转化成化学问题,形成综合运用化学、地理、道德与法治等跨学科知识解决真实问题的思路与方法。
【教学方法】
自主学习法、探究学习法、合作学习法
【教学准备】
教师准备：多媒体课件。
学生准备：复习分子原子知识。
【教学过程】
【新课导入】空气质量检测一般通过检测空气中主要污染物的含量来评价空气质量。我们可以通过组装与使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，从而了解空气质量状况。引入新课。
【设计意图】使学生认识到探究学习跨学科学习的必要性。
【探索新知】
【活动设计与实施】：任务一：认识空气质量检测的意义
1.空气污染：（1）主要污染物及来源（2）污染危害
2.空气质量日报：
(1)空气质量日报的主要内容： ①空气质量指数；②首要污染物；③空气质量状况等。
(2) 空气质量指数：依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。
(3) 目前计入空气质量评价的主要污染物：
二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。
3.①对人体健康的影响：空气污染会引起人体呼吸道疾病与生理机能障碍，严重时甚至会造成急性污染中毒或使病状恶化。
②对农作物生长的影响:当空气污染物浓度超过植物的耐受限度时，会造成植物细胞或组织器官受损，生理功能受阻，甚至造成植物个体死亡，导致农作物产量下降或品质变差。
任务二：参观与访谈
1.了解空气质量检测站
（1）监测站安装的仪器：空气质量监测仪，气象数据采集器，各类传感器
（2）监测站监测的数据：空气污染物的浓度、气象环境温度湿度、大气压力、风速风向、雨量雪量等。
（3）数据的处理：传感器将检测结果转化成电信号，再通过无线网络上传至云端，实现环境数据的自动存储和在线分析监测，用户通过管理平台或 APP 获取区域内相关监测数据，实现实时监测、精准分析。
2.气象条件对空气质量的影响
(1)气温：当气温较高时，上层空气对流旺盛，有助于污染物向上扩散，从而缓解了空气的污染；当气温较低时，上层空气对流不显著，容易出现逆温现象，不利于大气污染物的扩散和稀释，容易出现雾霾等重污染天气。
(2) 气压：在同一季节，气压相对较高的时候不容易出现污染，气压相对较低的时候容易出现污染。气压较高时，气流会使污染物向周边地区扩散，从而减轻空气污染；气压较低时，气流会将周边地区的污染物向中心堆积，从而加重空气污染。
（3）风速：风速越大，空气质量越好，因为风速越大，越有利于空气中污染物的稀释扩散。
（4）降雨：降雨量越大，空气质量越好，因为自然降雨，降雪对空气污染物起着清除和冲刷作用。此外,降水过后往往伴有冷空气过境，风力大且地面没有扬沙，浮尘，非常有利于空气中污染物的扩散。
3.其他条件对空气质量的影响：汽车尾气、生活废水、生活垃圾，工业三废。
任务三：微型空气质量“检测站”的组装
1.借鉴监测站检测空气质量的思路,结合本地空气污染的特征，选择所需要的传感器(如二氧化硫、PM2.5等传感器)。
2.同时检测空气中多种成分的含量,研究并设计传感器、数据采集器和计算机的组装方案。
3.在教师的指导下，根据组装方案,把所需用品按要求进行组装，并在计算机上安装相应软件进行测试。
任务四：微型空气质量“检测站”的使用
选择不同地点，检测并记录空气质量。
根据检测结果，对空气质量进行分析和评价。
【思考】如何利用微型空气质量检测站的数据，为改善环境提出建议。
【展示与交流】
1.展示自己组装的微型空气质量“检测站”，与同学交流组装方法、使用说明及检测结果等，并相互评价。
2.在组装的“检测站”中，你使用什么设备来处理和显示检测数据?与同学交流使用不同设备的利弊。
【课后小结】
认识微型空气质量监测站的意义
微型空气质量监测站的使用
【板书设计】
【课后作业】
1.利用设计的微型空气质量检测站对家庭附近的场所进行检测。
2.根据数据做好防止空气污染的宣传活动
【教学反思】
亮点：本项目以“微型空气质量‘检测站’的组装和使用”这一真实情境展开,学生通过阅读教材、查阅资料,融合化学、地理、道德与法治等多学科知识,提高阅读能力、信息获取能力、动手实践能力和跨学科解决问题能力。
不足：九年级学生面临中考的压力,化学教学课时紧张,学生的课外实践活动时间被大大压缩,导致实践活动时长受到一定的限制,一些学生十分感兴趣的问题无法深入探究。再次,在课堂小组讨论中,因为课时限制,没有办法让更多的学生发表看法。
教学建议：在教学中把握好知识的深度和难度，引导学生抓重点。