跨学科实践活动04 基于特定需求设计和制作简易供氧器（活动设计）-2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学教学设计+设计（人教版2024）

跨学科实践活动04基于特定需求设计和制作简易供氧器（活动设计）-2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学教学设计+设计（人教版2024）学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：跨学科实践活动04基于特定需求设计和制作简易供氧器（活动设计）

2.教学年级和班级：2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学

3.授课时间：2024年X月X日第X节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、创新实践能力和跨学科解决问题的能力。通过设计和制作简易供氧器，学生将运用化学知识，结合物理、工程等学科知识，提升实验操作技能，增强对化学现象的理解，同时培养团队合作精神和环保意识。教学难点与重点1.教学重点

-重点一：化学知识的应用。学生需要运用课本中关于氧气生成、化学反应速率等化学知识，设计并制作简易供氧器。

-重点二：实验操作技能。学生需要掌握正确的实验操作步骤，包括试剂的选取、反应条件的控制、气体的收集等。

2.教学难点

-难点一：氧气生成原理的理解。学生需要深入理解过氧化氢分解生成氧气的原理，以及影响反应速率的因素。

-难点二：供氧器的设计与制作。学生需要将理论知识转化为实际操作，设计出既安全又有效的供氧器，这需要创新思维和动手能力。

-难点三：实验误差的控制。学生在实验过程中可能会遇到氧气收集不完全、反应速率不稳定等问题，需要学会分析和解决这些实验误差。

-难点四：跨学科知识的融合。学生需要将化学知识与其他学科知识（如物理、工程等）相结合，进行综合设计和制作。教学资源-软硬件资源：过氧化氢溶液、二氧化锰催化剂、集气瓶、导管、烧杯、试管、镊子、电子秤、计时器

-课程平台：学校实验室预约系统、化学实验视频教程

-信息化资源：化学实验操作步骤电子文档、实验安全知识PPT

-教学手段：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实物模型展示、小组讨论板教学过程一、导入新课

（老师）同学们，大家好！今天我们来学习一个有趣的跨学科实践活动——基于特定需求设计和制作简易供氧器。首先，让我们回顾一下课本中关于氧气的知识，思考一下氧气在生活中的应用和重要性。

（学生）老师，氧气在呼吸、燃烧等过程中都非常重要。

（老师）非常好，氧气确实是我们生活中不可或缺的元素。今天，我们将通过实践活动，亲手制作一个简易供氧器，不仅加深对氧气的理解，还能培养我们的实践能力和创新思维。

二、探究氧气生成原理

（老师）首先，我们需要了解氧气是如何生成的。请同学们打开课本，找到关于过氧化氢分解生成氧气的部分。现在，请大家阅读并总结出氧气的生成原理。

（学生）老师，我找到了，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解，生成水和氧气。

（老师）很好，这就是氧气的生成原理。接下来，我们讨论一下影响反应速率的因素。

（学生）老师，影响反应速率的因素有温度、浓度、催化剂等。

（老师）正确。现在，让我们通过实验来验证这些因素对反应速率的影响。

三、设计简易供氧器

（老师）接下来，我们开始设计简易供氧器。首先，我们需要确定供氧器的结构。请同学们分组讨论，根据氧气的生成原理，设计出一种既安全又有效的供氧器。

（学生）老师，我们想用集气瓶和导管来收集氧气，再用橡胶塞封口，防止氧气泄漏。

（老师）很好，这是一个可行的方案。接下来，我们讨论一下如何控制反应速率，确保供氧器能持续供氧。

（学生）老师，我们可以通过调节过氧化氢溶液的浓度和温度来控制反应速率。

（老师）正确。现在，请大家按照设计方案开始制作供氧器。

四、制作与实验

（老师）同学们，现在开始制作供氧器。在制作过程中，请注意安全，严格按照操作规程进行。如果有任何问题，随时向我或同学求助。

（学生）老师，我们开始制作了。首先，我们用试管和导管将过氧化氢溶液和二氧化锰催化剂连接起来，然后将导管插入集气瓶中。

（老师）很好，接下来，我们需要将集气瓶密封。注意，要用橡胶塞封口，防止氧气泄漏。

（学生）老师，我们已经用橡胶塞封口了。

（老师）好，现在我们来观察氧气收集情况。如果氧气收集不完全，请分析原因，并调整方案。

（学生）老师，我们发现氧气收集不完全，可能是反应速率过快，导致氧气产生得太快，来不及收集。

（老师）分析得很到位。那么，我们可以通过什么方法来调整反应速率呢？

（学生）老师，我们可以降低过氧化氢溶液的浓度或降低反应温度。

（老师）正确。现在，请大家按照调整后的方案再次进行实验。

五、总结与反思

（老师）同学们，通过本节课的学习，我们不仅掌握了氧气的生成原理，还亲手制作了简易供氧器。在制作过程中，大家遇到了哪些问题？又是如何解决的？

（学生）老师，我们遇到了氧气收集不完全的问题，通过降低反应速率来解决了。

（老师）很好，这说明大家在实践中学会了分析问题和解决问题的能力。同时，我们也要总结经验，为今后的实践活动做好准备。

（老师）最后，请大家思考一下，简易供氧器在生活中的应用有哪些？我们可以如何改进它？

（学生）老师，简易供氧器可以用于潜水、登山等需要供氧的场合。我们可以改进它，使其更轻便、更高效。

（老师）同学们，回答得非常好。今天的课程就到这里，希望大家在今后的学习中，不断探索、创新，将所学知识应用于实际生活中。下课！拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《化学中的催化剂》

描述了催化剂在化学反应中的作用和重要性，以及不同催化剂的特点和应用。学生可以通过阅读这篇材料，深入了解催化剂的种类、工作原理及其在工业生产中的应用。

-《氧气的制备与用途》

这篇材料详细介绍了氧气的制备方法、性质、用途以及氧气在不同领域的应用案例，如医疗、环保、能源等。通过阅读，学生可以拓宽对氧气的认识。

-《简易供氧器的改进与创新》

该材料探讨了简易供氧器的改进方法，包括结构优化、材料选择、性能提升等方面。学生可以从中获取创新思路，为实际制作供氧器提供参考。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-学生可以尝试设计更多种类的简易供氧器，如利用植物光合作用、电解水等方法制取氧气。

-引导学生关注与氧气相关的环保、健康、能源等问题，如空气污染、水资源保护等。

-组织学生开展小组合作，共同研究氧气在不同领域的应用，如医疗、航天、海洋等。

-鼓励学生参观相关实验室、工厂等，了解氧气制备、应用等方面的实际操作。

3.知识点拓展

-化学反应速率：学生可以进一步学习影响化学反应速率的因素，如温度、浓度、催化剂等，以及如何通过控制这些因素来调节反应速率。

-催化剂的作用：深入研究催化剂在化学反应中的作用，包括活性、选择性、稳定性等方面。

-氧气在生活中的应用：探讨氧气在不同领域的应用，如医疗、环保、能源等，以及如何利用氧气解决实际问题。

-实验设计：学习实验设计的原理和方法，包括实验目的、实验步骤、实验现象、实验结果分析等。

4.实用性拓展

-学生可以尝试制作便携式简易供氧器，应用于户外活动、应急自救等场景。

-研究氧气在水资源保护中的应用，如利用氧气处理水体中的污染物。

-探索氧气在新能源领域的应用，如利用氧气制取氢能、氧能等。课后拓展1.拓展内容

-阅读材料：《化学实验设计与实践》

这本书提供了丰富的化学实验案例，包括氧气生成实验、催化剂实验等，适合学生课后阅读，以加深对实验原理和操作的理解。

-视频资源：《氧气制备实验演示》

通过观看实验演示视频，学生可以直观地了解氧气制备的过程，以及实验中需要注意的安全事项。

2.拓展要求

-鼓励学生利用课后时间阅读《化学实验设计与实践》一书，挑选感兴趣的实验案例进行研究和尝试。

-观看《氧气制备实验演示》视频，注意观察实验步骤、实验现象和实验结果，思考如何将理论知识应用于实际操作。

-学生可以尝试设计自己的实验方案，如改进简易供氧器的制作方法，或者探索其他制氧方法。

-鼓励学生记录实验过程和结果，撰写实验报告，总结实验中的发现和问题。

-教师可提供以下指导：

-对于实验设计，教师可以引导学生从实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤等方面进行思考。

-在实验操作过程中，教师应强调安全意识，指导学生正确使用实验器材，避免实验事故。

-对于实验报告的撰写，教师可以提供格式要求和写作技巧的指导，帮助学生提高实验报告的质量。

-教师可以组织学生进行实验交流，分享各自的实验心得和成果，促进学生的互相学习和成长。板书设计①氧气生成原理

-过氧化氢分解

-二氧化锰催化

-反应方程式：2H₂O₂→2H₂O+O₂↑

②简易供氧器设计

-供氧器结构：集气瓶、导管、橡胶塞

-反应物：过氧化氢溶液、二氧化锰

-反应条件：适宜的温度、浓度

③实验操作步骤

-准备实验器材

-配制反应溶液

-连接实验装置

-密封集气瓶

-观察氧气收集情况

-记录实验数据

④影响反应速率的因素

-温度：提高温度，加快反应速率

-浓度：增加反应物浓度，加快反应速率

-催化剂：使用催化剂，降低反应活化能，加快反应速率

⑤实验注意事项

-实验安全：佩戴防护眼镜和手套

-防止氧气泄漏：确保密封良好

-实验数据记录：准确记录实验现象和数据教学反思与总结今天的课结束了，我想和大家一起回顾一下这节课的教学过程，以及我在教学中的心得体会。

首先，我觉得这节课的教学效果还是不错的。通过设计和制作简易供氧器的实践活动，学生们不仅对氧气的生成原理有了更深入的理解，而且他们的动手能力和创新思维也得到了锻炼。我看到很多学生在实验过程中非常投入，他们积极地讨论、尝试，这种学习态度让我感到非常欣慰。

在教学方法上，我尝试了以下几种策略：

①我鼓励学生分组合作，这样他们可以在交流中互相学习，共同解决问题。我发现这种方法很有效，因为学生们在讨论中不仅学到了知识，还学会了如何沟通和协作。

②我在课堂上引入了一些视频和图片，帮助学生直观地理解氧气生成和供氧器的结构。这些视觉辅助工具似乎对学生们很有帮助，他们的注意力集中，学习效果也更好。

③我在实验过程中及时给予学生反馈，帮助他们纠正错误，这有助于他们更快地掌握实验技能。

当然，在教学过程中我也遇到了一些挑战：

①有些学生在实验操作上不够熟练，需要我花费额外的时间进行个别指导。这可能是因为他们在课前准备不足或者实验经验不够。

②在讨论氧气应用时，我发现部分学生对某些领域的知识了解不多，这可能需要我在今后的教学中加强相关内容的讲解。

对于教学总结，我认为学生们在以下方面取得了显著的进步：

①知识方面：学生们对氧气的生成原理、供氧器的制作过程有了更清晰的认识。

②技能方面：