跨學(xué)科實踐活動3

水質(zhì)檢測及自制凈水器

水的凈化屬于我們身邊的化學(xué)。核心素養(yǎng)之“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”要求同學(xué)們在理解

科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐步形成運(yùn)用化學(xué)知識對生活及社會實際問

題作出判斷和決策的意識以及節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的習(xí)慣等。飲用水安全與人們的健康息

息相關(guān)。水的凈化和水質(zhì)檢測是保障飲用水安全的重要環(huán)節(jié)。

課題水質(zhì)檢測及自制凈水器課型新授課

1.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。

素養(yǎng)2.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

目標(biāo)術(shù)、工程融合解決問題的基本方法。

3.關(guān)注飲用水安全與人體健康的關(guān)系。

教學(xué)

水的凈化過程，掌握分離和提純的基本方法。

重點(diǎn)

教學(xué)

運(yùn)用化學(xué)知識對生活及社會實際問題作出判斷和決策。

難點(diǎn)

資料：與水有關(guān)的最新科技發(fā)展資料，自來水生產(chǎn)過程資料。

教具

材料：兩個塑料瓶、一些石頭(或礫石)、沙子、活性炭、細(xì)棉布(或濾紙)、剪刀、

準(zhǔn)備

棉絮。

加混凝劑活性炭

（1）自來水的凈化過程：天然水沉淀→過濾吸附→消毒

課前

→自來水。

預(yù)習(xí)

（2）常用的混凝劑有明礬，硫酸鋁、聚合氯化鋁等。投藥消毒常用氯氣（Cl2）、

二氧化氯（ClO2）或臭氧（O3）等。

1

水是人類寶貴的自然資源，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過，地球上的水資源儲量豐富，

但可利用的淡水資源很少，而海水淡化廣泛應(yīng)用還有一定的困難，所以我們要珍

新課

惜淡水資源，那么自然界中的但是可以直接被人類利用嗎？為了保障身體健康，

導(dǎo)入

人類飲用水需要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，為此國家制定了有關(guān)水的各項標(biāo)準(zhǔn)，下面通過

項目式學(xué)習(xí)，了解我們的“生命之源”--水的凈化過程。

任務(wù)一調(diào)查參觀

［展示］教師多媒體展示我國科技進(jìn)步為保障安全飲水，促進(jìn)人類健康作出

的貢獻(xiàn)。

資料：

（1）基于航天技術(shù)的太空制水機(jī)，在凈水的基礎(chǔ)上再制水，并添加鈣、鎂、

鋅、鈉等礦物質(zhì)，促進(jìn)人體健康。

（2）針對砷和氟超標(biāo)等問題，科學(xué)團(tuán)隊研發(fā)了一系列新材料，可以有效地吸

附砷和氟，并在過去的研究基礎(chǔ)之上，開發(fā)了“大通量電滲析技術(shù)”，可以廉

價又高效地去除水中的氟和鈣。

（3）“水專項”工程針對我國飲用水源的問題、水污染事件頻發(fā)和供水系統(tǒng)的

安全隱患，系統(tǒng)地研發(fā)了水源保護(hù)、水質(zhì)凈化、管網(wǎng)輸配、水質(zhì)監(jiān)測、預(yù)警應(yīng)

進(jìn)行

急和安全管理等關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了藻類、臭味、氨氮、砷等有毒有害物質(zhì)

新課

去除等難題，建立了“從水源地到水龍頭”全流程的飲用水安全保障技術(shù)體系。

［交流］同學(xué)們自由交流科技發(fā)展對保障生活用水，提高生活質(zhì)量的作用，

并結(jié)合生活分享自己對提高飲用水質(zhì)量的認(rèn)識。

［提問］現(xiàn)代社會是的自來水系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了，能較大程度的滿足人們

的生活需求，那么，我們的飲用水的經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷史呢？

［答］地表水（江河湖泊）→井水→自來水→瓶裝水。

［講解］人類最早的飲用水直接來源于江河湖泊，先民們?yōu)榱撕人奖悖?/p>

住在河邊，所以水資源豐富的地區(qū)人口會相對密集。旱地上只有掘井取地下水生

活，但地下水并也不一定是符合衛(wèi)生安全可飲用水，但井的出現(xiàn)開啟了人類飲用

水的革命。19世紀(jì)以前，工業(yè)的發(fā)展帶來了水的污染，水中的微生物引起各種傳

染病，奪走了千百人的生命。1897年,人們發(fā)現(xiàn)氯可以用來消毒飲水。1902年比

2

利時開始采用氯氣來消毒供水，氯戰(zhàn)勝了水中生物污染，制止了瘟疫的流行，產(chǎn)

生了流入千家萬戶的自來水，這就是第二次飲用水的革命。上個世紀(jì)90年代引發(fā)

了新一輪飲水革命，主要針對飲水中“加氯消毒法”和管網(wǎng)的二次污染，經(jīng)深度

處理的各種飲用水雨后春筍般蓬勃而出。如純凈水、礦泉水、蒸餾水、礦化水等

等，被稱為第三代飲用水。其中以純凈水和礦泉水為代表。這也就是第三次飲水

革命：桶裝水、瓶裝水時代。純凈水安全無毒，無污染，應(yīng)該說安全系數(shù)更高，

可以避免不良水質(zhì)對健康的影響，但社會上對其意見并不一致，而礦泉水以含有

一定的礦物質(zhì)和微量元素為顯著特征，是較為理想的飲用水。

［布置任務(wù)］回顧我們前面學(xué)過的自來水生產(chǎn)流程將下圖方框中的內(nèi)容補(bǔ)充

完整。

進(jìn)行

新課

任務(wù)二水質(zhì)檢測

［過渡］自來水生產(chǎn)過程中的每一個步驟都是為了獲得安全衛(wèi)生的飲用水，

那么如何確定飲用水是否衛(wèi)生呢？

［講解］國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2022年3月15

日發(fā)布了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，自2023年4月1日起實施。了解相關(guān)內(nèi)容，

可以幫我們更好的認(rèn)識我們的水資源。

［活動］展示《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的部分資料，講解內(nèi)容并組織學(xué)生分

組討論水質(zhì)檢測是對水的那些指標(biāo)進(jìn)行檢測。

［匯報］按小組進(jìn)行匯報，將認(rèn)為需要進(jìn)行檢測的項目匯總到匯報表中，并

按一定的依據(jù)進(jìn)行分類。

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水質(zhì)檢測的指標(biāo)：

［講解］以上指標(biāo)都需要一定的方法來進(jìn)行檢測，確保飲用水符合國家規(guī)定，

常見的水質(zhì)檢測一般包含四個步驟：

（1）采集水樣：選擇合適的采樣點(diǎn)。使用干凈的容器，按照規(guī)定的方法采

集水樣，注意避免人為污染。

（2）處理水樣：除去水樣中存在的懸浮物、顆粒物、有機(jī)物等，常用的處

理方法有沉降、過濾、吸附等。

（3）測定指標(biāo)：根據(jù)實際需求，選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)進(jìn)行測定，如硬度、pH、

溶解氧、氨氮、總磷等。使用專業(yè)的水質(zhì)檢測儀器進(jìn)行測定，并按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)

行操作。

（4）分析結(jié)果：根據(jù)測定結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和評估。將實測結(jié)果與相關(guān)

進(jìn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判斷水質(zhì)是否符合其用途對應(yīng)的要求。

新課［小結(jié)］水質(zhì)檢測的指標(biāo)：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)、毒理指標(biāo)。水

質(zhì)監(jiān)測的一般步驟：采集水樣→處理水樣→測定指標(biāo)→分析結(jié)果。

任務(wù)三動手制作

［展示］請同學(xué)觀察實驗桌上的物品，說出他們的名稱。[教師分法活動材料]

［答］兩個塑料瓶、一些石頭（或礫石）、沙子、活性炭、細(xì)棉布(或濾紙)、

剪刀、棉絮。

［布置任務(wù)］分小組合作，制作凈水器。教師巡查指導(dǎo)學(xué)生方案設(shè)計并及時

糾正操作失誤。

活動步驟：（1）切割瓶子：旋開瓶蓋，用剪刀將其中一個塑料瓶從中間剪開，

使之成為一個開口容器和一個漏斗狀的過濾器。

（2）放置材料：如圖，將塑料瓶的底部放在桌面上，作為收集濾液的容器。

將漏斗狀的過濾器倒放在容器上，并向其中依次放置棉絮、細(xì)棉布、活性炭、細(xì)

棉布、沙子、細(xì)棉布和石頭。

［評價］小組展示各組制作的凈水器，相互對外觀，方案合理性進(jìn)行評價。

［功能測評］用另一個塑料瓶取適量天然水，并將其緩慢倒人凈水器中進(jìn)行

凈化，并將所得水與天然水比較。

［交流］根據(jù)測評結(jié)果相互交流凈水效果，并討論造成凈水效果不同的原因，

相互給出修改意見（有教師引導(dǎo)進(jìn)行，必要時給出評價和建議）。

［優(yōu)化］根據(jù)交流結(jié)果對自己小組的凈水器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

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跨學(xué)科實踐活動3

水質(zhì)檢測及自制凈水器

本實踐活動流程：

教1.調(diào)查參觀

學(xué)自來水的發(fā)展：地表水（江河湖泊）→井水→自來水→瓶裝水

板2.水質(zhì)檢測

書檢測指標(biāo)：物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)、毒理指標(biāo)。

一般步驟：采集水樣→處理水樣→測定指標(biāo)→分析結(jié)果。

3.動手制作

（1）制作凈水器；（2）優(yōu)化凈水器

通過“水質(zhì)檢測機(jī)及自制凈水器”系列實踐活動，加深了對水資源的認(rèn)識，

了解飲用水的發(fā)展歷史，和水質(zhì)檢測的相關(guān)指標(biāo)和方法，加深了對水的凈化步

課堂

驟的理解和應(yīng)用，進(jìn)一步發(fā)展了應(yīng)用化學(xué)知識解決生活實際問題的能力。在活

小結(jié)動中發(fā)展合作、分享、反思、優(yōu)化等思維，初步形成合作意識，完成了反思與

改進(jìn)的思維發(fā)展，為后續(xù)進(jìn)行科學(xué)探究形成的基礎(chǔ)。

布置作業(yè)：查閱水資源保護(hù)相關(guān)資料，就我國水資源保護(hù)政策與措施的發(fā)展寫一篇小

論文。

本節(jié)課是學(xué)生第二次進(jìn)行跨學(xué)科實踐活動，學(xué)生對這種拓展型實踐

探究活動已經(jīng)有了一個初步的認(rèn)識，發(fā)表意見能進(jìn)行得更充分和靈活，

水資源的相關(guān)資料很多，教師要有針對性的進(jìn)行選擇，提高課堂效率，

教學(xué)反思

讓同學(xué)們在活動中積累實踐經(jīng)驗與提升環(huán)保意識的