人教版（2024）九年级上册（2024）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及反思

这是一份人教版（2024）九年级上册（2024）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及反思，共4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。
教学设计
【教材分析】
《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】
本课的授课对象为9年级的学生。经过一段时间的化学学习，学生已初步领悟了化学变化的定义和实质，了解了实验室制取氧气的基本知识，会进行简单的实验操作，会书写化学方程式，知道质量守恒定律，会利用质量守恒定律进行简单的计算。但是还不知道什么是项目式学习，缺乏项目规划的能力；只会简单的实验操作，实验设计、反思、改进等探究能力比较薄弱；难以将具体的知识与真实问题建立联系，缺乏运用知识解决真实问题的能力；知识零散单薄，缺乏知识经验的结构化。
【教学目标】
通过研讨供氧器的使用范围与情境，明确项目要解决的问题及研究价值，感受化学物质及其变化在维护人体健康等方面的重要作用。
通过氧气制取实验的复习，使知识经验结构化，初步形成原理→装置→实验室制取气体的一般思路。
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。
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方法等跨学科知识初步制作项目作品，并作反思和改进。
【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。
【教学难点】
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。
【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：复习氧气的制取。
【教学过程】
【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?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：了解需求
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。
任务二：制氧剂的选择
1.回忆制取氧气的方法
根据沸点不同分离液态空气、高锰酸钾加热制取氧气、过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气、电解水制取氧气。
分析优缺点：
过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气：反应条件是常温、产物环保，但见光易分解，不易储存和取用；
高锰酸钾加热制取氧气：反应条件加热，安全性不高；
电解水制取氧气：反应条件是通电，安全性不高；
分离液态空气、光合作用制取氧气：对温度光照要求比较高。
分析氧立得供氧器的原理
制氧机说明书：
(1)反应仓内应加入自来水(凉水)，严禁使用热水。
(2)反应仓加水后，先投入A剂，再投入B剂。每次供氧停止后，将反应残液倒洗清空。供水困难时，可在残液冷却时，补充A剂(不加B剂)连续供氧。
主要结构：主要由内桶、外桶、上盖，吸氧管和制氧剂组成，发生器接口应密封性能良好，无漏气现象。
反应原理：利用水溶解制氧剂，使制氧剂发生化学反应，从而产生氧气。
任务三：设计制作
以小组为单位绘制简易供氧器的草图，自己选择材料（矿泉水瓶、水杯、油壶、塑料桶、注射器、吸管、胶皮管等）设计制作。
药品选择：
1.双氧水和二氧化锰；过碳酸钠和二氧化锰；
2.固体体积比液体小，更方便储存和取用，因此过碳酸钠作制氧剂比双氧水更好。
加湿仓的用途：
1.起到过滤、调节氧气纯度的作用，增加湿度，人呼吸湿润一点的氧气可能更舒适；
2.有个透明窗口可以看到产生氧气的速率，属于可视化设计。
拓展视野一分子筛制氧机
一种采用分子筛变压吸附技术制取高浓度氧气的设备它通过分子筛的吸附和解吸作用，将空气中的氮气和其他杂质分离出去，从而得到富氧空气(较纯净的氧气)。
【课后小结】
本次实践活动使学生了解到各种供氧装置在实际生活中的重要作用，通过他们亲身体验供氧器的制作过程，感受化学等学科知识在解决生活实际问题中的重要意义，提升化学学习的兴趣，提高实践能力与创新能力，形成严谨求实的科学品质，树立为人类生活与社会进步作贡献的科学态度与责任。
【板书设计】
【课后作业】
【教学反思】
亮点：学生的学习热情高涨，学习兴趣浓厚，通过积极讨论并交流供氧器的需求场景，明确了项目要解决的问题及研究价值，感受到了物质及其化学变化对维护人体健康的重要意义；通过归纳实验室制取氧气的方法，形成思路模型，达到了复习核心知识并使知识结构化的目标；
不足：因为准备时间有限，没有对作业制作详细的评价量表，后续教学应对此继续完善，充分落实“教-学-评”一体化。
教学建议：跨学科项目式学习有助于发展学生理性面对未来陌生问题挑战的能力，培养具有创新能力的综合型人才。作为教师有责任更新教学思维，结合项目式教学的特点和优势，深度挖掘真实情景素材，设计跨学科实践活动，有意识地培养学生的综合科学素养。