跨学科实践活动+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+

实验教学精品课第第页实验教学设计实验课名称基于特定需求设计和制作简易供氧器节点名称基于特定需求设计和制作简易供氧器学科类别请在确认的学科上划“√”□小学数学□小学科学□小学信息科技□小学跨学科实践活动□初中数学□初中物理R初中化学□初中生物学□初中地理□初中信息科技£初中跨学科实践活动□高中数学□高中物理□高中化学□高中生物学□高中地理□高中信息技术□高中通用技术□高中跨学科实践活动实验类别□课标原型实验□课标实验的简单变式实验£基于真实问题情境的实验R跨学科实验实验教学素养目标1、在探究满足氧气流量的最佳滴加速度这一活动中，学习控制变量和对比实验的实验设计方法，增强实验动手能力。2、在设计和制作以及使用简易制氧机这一探究中，培养创新意识和勇于克服困难的品质。3、通过小组实验探究，培养学生形成合作、探究能力，让学生有意识地应用化学，技术、工程及其他学科知识，完成实验探究及跨学科实践活动，初步认识科学、技术、社会、环境的相互关系。实验资源实验仪器：抽滤瓶、分液漏斗、带直角导管的双孔胶塞、带直角导管的单孔胶塞、胶头滴管、2支50mL量筒、水槽、60°玻璃弯管、2根长橡胶导管、带铁夹的铁架台、废液缸、秒表。以及各小组自制简易供氧器（如下图所示）实验药品：5%过氧化氢溶液、二氧化锰防护用品：护目镜、实验服实验设计与创新点实验设计：基于特定需求学生选择测氧气流量的方法及装置的设计。利用测速装置探究满足氧气流量的最佳滴加速度。将最佳滴加速度应用到学生自制制氧机上，判断自制制氧机是否符合特定需求。实验创新点：学生自行设计并改装可以控制反应速率的气体发生装置和量气装置。利用学生自制简易供氧器进行制氧和定量测量其供氧流量实验。实验教学过程实验教学过程实验教学过程实验教学过程实验教学过程实验教学过程一、实验教学流程图二、实验教学具体过程流程教师活动学生活动设计意图知识回顾【投影】：前一节课确定的简易供氧器的特定需求以及基于该需求选择的反应以及实验发生装置。回忆上一节课的学习到的内容回顾上节课的内容为本节课的实验探究做铺垫。项目一：探究满足氧气流量的最佳滴加速度【提问】我们选择的药品和装置如何控制氧气流量的？【提问】液体滴加速度可以看得见，但是气体流量看不见，怎么样监测气体流量即氧气的生成速率？需要测量哪些数据【归纳】方法一：测量相同时间生成气体体积；方法二：测量等量气体所需时间。【提问】哪种方法可行性更强?【解释】方案二更适合本实验。气体体积一直在变动。【提问】完成该探究除了发生装置外还需要哪些装置，请在学案中画出。【展示和归纳】展示优秀设计并补充完善。【实验演示】演示当前选择的装置的不足之处。【提问】对装置进行如何改进，便可弥补不足，并画出最终实验装置。【实验步骤讲述】第一步：搭建量气装置。待所有小组完成第一步再投影和讲述第二步：用量筒量取20mL5%的过氧化氢溶液。将分液漏斗旋塞关闭后再将溶液倒入。确保所有小组完成溶液的装填后进行第三和四步的讲解：各小组调节分液漏斗旋塞，使滴速到达小组指定滴速（1，2小组2滴每；3，4小组4滴每秒；5，6小组液滴连成线但不能完全打开），待流速稳定后，将导管放入量筒中，并立即按下秒表开始计时。待收集满50ml气体后，停止计时。【数据分析】将各小组数据汇总在表格中，并引导学生对数据进行处理。【提问】基于实验数据，得出最佳滴速是？学生思考回答：通过调节分液漏斗旋塞学生思考回答：气体体积和时间。学生思考回答学生思考画出实验装置图。思考和记录。观察现象和思考原因。思考改进方法，并绘制出最终实验装置。认真听讲，并通过小组合作逐步完成实验，记录实验数据。学生汇报各自测量收集50mL气体所需时间，然后将该数据转化为每分钟能生成多少体积氧气。学生结合需求以及实验数据得出结论引出本节课要控制的条件。培养学生理解实验装置的实验方案能力。培养学生实验设计能力。帮助学生形成系统的测量气体体积及气体生成速率的思路和方法。培养学生形成批判性思维。敢于质疑的精神，发展创新思维能力。培养学生实验方案理解能力、实验动手能力以及小组合作能力。培养学生数据分析与处理能力。项目二：自制的供氧器能缓解高原反应吗【过渡】接下来我们将最佳滴速即4滴每秒应用在各小组制作的简易供氧器，看看大家的供氧器是否满足我们的特定需求。【实验步骤讲述】第一步：搭建量气装置。待所有小组完成第一步再投影和讲述第二步：用量筒量取20mL5%的过氧化氢溶液。将分液漏斗旋塞关闭后再将溶液倒入。确保所有小组完成溶液的装填后进行第三和四步的讲解：各小组调节分液漏斗旋塞，使滴速到达小组指定滴速（1，2小组2滴每；3，4小组4滴每秒；5，6小组液滴连成线但不能完全打开），待流速稳定后，将导管放入量筒中，并立即按下秒表开始计时。待收集满50ml气体后，停止计时。除此之外，还需要记录一个时间：便是从反应开始到反应结束的总时长。【数据分析】将各小组数据汇总在表格中，并引导学生对数据进行处理。【点评】结合我们供氧器的特定需求先判断大家的流量是否合适，再综合供氧时长得出最佳产品。学生将注意力转移到自己制作的供氧器上，回想其使用方法。认真听讲，并通过小组合作逐步完成实验，记录数据。学生汇报各自测量收集50mL气体所需时间，然后将该数据转化为每分钟能生成多少体积氧气以及供氧总时长。学生共同参与点评。培养学生实验方案理解能力、实验动手能力以及小组合作能力。培养学生数据分析与处理能力。培养学生客观和多角度分析问题。项目三：交流分享和总结【分享】接下来有请最佳小组来分享一下他们的设计思路，制作过程，如何使用的。【总结】请大家谈谈此次活动的感受。【作业布置】1、基于本实验的恒压分液漏斗对简易供氧器进行进一步升级；设计和制作简易供氧器的净化装置和呼吸口罩。3、调查了解医院给病人输氧的流量以及如何调节控制的。最佳小组展示自的设计稿纸和制作的产品。其他同学聆听和观察。学生结合化学学习、生活实际、社会发展等多方面说出自己的感受。回顾本节课的内容思考下一步的改进方向。培养学生敢于分享的精神。以及善于采纳他人合理的经验的能力。培养学生热爱科学，逐步形成崇尚科学、严谨求实、大胆质疑、追求真理的科学精神以及勇于克服困难的坚毅品质。培养树立自觉的安全意识和观念，提高应对意外伤害事故的意识；培养学生学会批判性思维方法，具有敢于提出并勇于修正或放弃错误观点的科学精神教学反思教学反思课前没有强调制备出来的氧气必须净化才能呼吸，可能存在一定安全隐患。本实验测量氧气流量方式单一，没有运用新技术进行测量，比如有部分学生有接触过的玻璃转子气流计或者用测肺活量的仪器等。本实验用的分液漏斗操作难度过大，不属于初中学生应掌握的实验技能，所以在实际实验过程中重复次数较多，造成了试剂浪费和实验数据的不准确性。分享环节只让最