第五单元跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第五单元跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第五单元跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册教学内容本节课内容为人教版九年级化学上册第五单元跨学科实践活动4《基于特定需求设计和制作简易供氧器》。主要内容包括：了解氧气在人体中的作用，认识供氧器的原理和结构；学习如何利用化学反应产生氧气，设计并制作简易供氧器；通过实验验证供氧器的效果，培养学生的创新意识和实践能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：1.科学探究能力，通过实验设计和操作，提升学生观察、分析、推理和实验技能；2.创新实践能力，鼓励学生在设计简易供氧器过程中发挥创意，解决实际问题；3.合作交流能力，在小组合作中，培养学生沟通、协作和团队精神；4.环保意识，引导学生认识到氧气对生命的重要性，培养节约资源和环保的价值观。学情分析九年级学生正处于青春期，思维活跃，好奇心强，对新鲜事物充满探索欲望。在知识层面，他们已经具备了一定的化学基础知识，对化学反应和物质性质有一定的了解。然而，由于化学实验操作经验相对较少，对实验原理和步骤的理解可能存在困难。

在能力方面，学生的动手实践能力有待提高。他们可能缺乏实验操作的经验，对实验仪器的使用不够熟练，这可能会影响他们在实验过程中的表现。此外，学生的创新意识和解决问题的能力需要进一步培养，尤其是在设计简易供氧器这样的跨学科实践活动中。

从素质角度来看，学生的合作意识和团队精神有待加强。在小组合作中，学生可能存在沟通不畅、分工不明确等问题，这会影响实验的顺利进行。同时，学生的安全意识也需要提高，特别是在进行化学实验时，要确保操作规范，避免安全事故的发生。

行为习惯方面，部分学生可能存在注意力不集中、学习积极性不高的情况，这可能会影响他们在课堂上的学习效果。此外，学生在实验过程中可能存在实验记录不完整、实验报告撰写不规范等问题。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解氧气的作用、供氧器原理等基础知识，为学生提供理论框架。

2.讨论法：引导学生就简易供氧器的设计方案进行讨论，激发思维，培养合作能力。

3.实验法：组织学生进行实际操作，通过实验验证理论，提高实践技能。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示氧气性质、供氧器结构等内容，增强直观性。

2.实验演示：通过视频或现场演示实验步骤，帮助学生掌握实验操作技巧。

3.在线资源：利用网络平台提供实验指导、学习资料，方便学生课后复习和拓展学习。教学过程设计**用时：45分钟**

**一、导入环节（5分钟）**

1.**情境创设**：播放一段关于高原反应的纪录片片段，引导学生思考人体在高海拔地区缺氧的原因。

2.**提出问题**：提出问题“如何为高原地区的居民提供氧气供应？”激发学生对氧气重要性和供氧器设计的兴趣。

3.**引入主题**：总结讨论，引出本节课的主题“基于特定需求设计和制作简易供氧器”。

**二、讲授新课（15分钟）**

1.**氧气的作用**：讲解氧气在人体中的作用，强调氧气对生命的重要性。

2.**供氧器原理**：介绍供氧器的原理，包括化学反应产生氧气、氧气储存和释放等。

3.**设计要求**：明确设计简易供氧器的具体要求，如材料选择、结构设计、氧气产生量和释放方式等。

**三、实验操作演示（10分钟）**

1.**实验准备**：展示实验所需的材料和仪器，确保学生了解实验过程。

2.**操作演示**：教师进行实验操作演示，包括化学反应的引发、氧气的产生和收集等。

3.**注意事项**：强调实验过程中的安全操作和注意事项。

**四、学生分组设计（10分钟）**

1.**分组**：将学生分成小组，每组4-5人，确保每组都有不同的知识和技能组合。

2.**讨论**：每组讨论并设计自己的简易供氧器，记录设计思路和方案。

3.**指导**：教师巡回指导，解答学生疑问，提供设计建议。

**五、课堂提问与讨论（5分钟）**

1.**提问**：针对设计过程中的关键问题进行提问，如“如何提高氧气的产生效率？”“如何确保供氧器的安全性？”等。

2.**讨论**：各小组分享设计心得，讨论解决实际问题的方法。

**六、巩固练习（5分钟）**

1.**练习题**：发放练习题，让学生根据所学知识进行解答。

2.**答案讲解**：教师讲解练习题答案，帮助学生巩固知识点。

**七、总结与反思（5分钟）**

1.**总结**：回顾本节课的重点内容，强调氧气的重要性和供氧器设计的重要性。

2.**反思**：引导学生反思自己在设计过程中的收获和不足，鼓励学生继续探索和改进。

**八、课后作业（2分钟）**

1.**布置作业**：要求学生完成一份简易供氧器的设计报告，包括设计原理、实验步骤、结果分析等。

2.**作业要求**：强调作业的完成质量和提交时间。学生学习效果学生学习效果主要表现在以下几个方面：

1.**知识掌握**：

-学生能够准确描述氧气在人体中的作用，理解氧气供应不足对人体健康的影响。

-学生掌握了化学反应产生氧气的基本原理，了解了供氧器的结构和功能。

-学生熟悉了简易供氧器的制作步骤，包括材料选择、结构设计和实验操作。

2.**能力提升**：

-学生通过实验操作，提高了观察、分析、推理和实验技能。

-学生在设计和制作简易供氧器的过程中，培养了创新意识和解决问题的能力。

-学生在小组合作中，提升了沟通、协作和团队精神。

3.**素质培养**：

-学生增强了环保意识，认识到氧气对生命的重要性，培养节约资源和环保的价值观。

-学生在实验过程中养成了严谨的科学态度和安全意识。

-学生通过实验报告的撰写，提高了科学写作和表达的能力。

4.**实践应用**：

-学生能够将所学知识应用于实际生活中，如设计简易供氧器应用于户外活动或紧急救援场景。

-学生在实践过程中，学会了如何将理论知识与实际操作相结合，提高了问题解决能力。

5.**情感态度**：

-学生对化学学科的兴趣和热情得到提升，增强了学习化学的自信心。

-学生在完成实验和设计任务后，体验到成功的喜悦，增强了学习动力。

-学生在团队协作中，学会了相互尊重、理解和帮助，培养了良好的社交情感。

总体而言，通过本节课的学习，学生不仅在知识、能力和素质方面取得了显著进步，而且在情感态度和实践应用上也取得了良好的效果。这些学习成果将有助于学生在未来的学习和生活中更好地应对挑战，发挥自己的潜能。内容逻辑关系①氧气的作用：

-人体需要氧气进行呼吸作用。

-氧气是细胞呼吸的必需物质。

-缺氧会导致人体机能下降。

②供氧器原理：

-供氧器利用化学反应产生氧气。

-化学反应的类型，如过氧化钠与水反应产生氧气。

-供氧器的结构设计，包括氧气发生装置、储存装置和释放装置。

③简易供氧器设计：

-材料选择，如过氧化钠、水、塑料瓶等。

-结构设计，包括氧气发生装置、氧气储存和释放装置的连接方式。

-实验操作步骤，如化学反应的引发、氧气的收集和测试。

④实验注意事项：

-安全操作，如佩戴防护眼镜、手套等。

-实验过程中的观察记录，如氧气产生速度、氧气纯度等。

-实验结果的讨论和分析。课后作业1.**设计任务**：设计一个简易供氧器，并撰写设计报告。要求：

-选择合适的化学反应产生氧气。

-设计供氧器的结构，包括氧气发生装置、储存装置和释放装置。

-描述实验操作步骤，包括如何引发化学反应、如何收集氧气、如何测试氧气纯度。

-分析实验结果，讨论设计的优缺点。

2.**实验分析**：分析以下实验现象，并解释原因。

-实验中，将过氧化钠与水混合时，产生了大量气泡。

-实验结束后，发现供氧器中的氧气浓度低于预期。

3.**材料选择**：选择以下材料中的一种，设计一个简易供氧器，并说明理由。

-A.过氧化钠与水

-B.过氧化氢与二氧化锰

-C.碳酸钙与盐酸

4.**安全注意事项**：列出在制作和使用简易供氧器时需要遵循的安全规则，至少写出三条。

5.**拓展应用**：思考以下问题，并给出你的建议。

-如何改进简易供氧器的设计，使其更适合户外活动使用？

-在紧急救援情况下，简易供氧器可以如何帮助受伤者？

答案示例：

1.设计报告：

-反应：过氧化钠与水反应产生氧气。

-结构：氧气发生装置为塑料瓶，内部加入过氧化钠；储存装置为密封的塑料袋；释放装置为塑料管。

-操作步骤：将过氧化钠放入塑料瓶中，加入适量水，密封瓶口，通过塑料管收集氧气。

-结果分析：实验成功产生氧气，氧气纯度达到90%以上。

2.实验分析：

-气泡产生：过氧化钠与水反应剧烈，产生大量气体。

-氧气浓度低：可能是因为供氧器设计不合理，氧气泄漏或反应速率过快。

3.材料选择：

-选择A：过氧化钠与水。理由：反应简单，操作方便，氧气产生速率适中。

4.安全注意事项：

-避免直接接触过氧化钠，以免引起皮肤刺激。

-实验过程中，确保供氧器密封良好，防止氧气泄漏。

-使用实验设备时，严格按照操作规程进行。

5.拓展应用：

-改进设计：增加氧气储存容量，提高供氧器便携性。

-紧急救援：在供氧器设计中加入报警功能，以便及时发现问题。教学反思与总结今天上了这节课，我觉得收获颇丰，但也发现了一些可以改进的地方。

首先，我觉得在导入环节做得还不错。通过播放高原反应的纪录片，孩子们对氧气的重要性有了直观的认识，这也激发了他们对供氧器设计的兴趣。在提问环节，我看到了他们积极思考的样子，这让我感到很欣慰。

在讲授新课的时候，我尽量用通俗易懂的语言解释了氧气的作用和供氧器的原理。我发现，孩子们对化学反应产生氧气的原理理解得比较快，但在设计供氧器的时候，他们对材料选择和结构设计有些迷茫。这可能是因为他们对实际操作的经验不足。所以，在接下来的教学中，我可能会增加一些实际操作的演示，让孩子们更加直观地理解设计过程。

实验操作演示环节，我尽量详细地讲解了每个步骤，但也有一些学生反映实验操作比较复杂。这说明我在讲解时可能没有考虑到所有学生的接受能力。因此，我会在今后的教学中，针对不同层次的学生进行分层教学，确保每个学生都能跟上进度。

在学生分组设计的时候，我看到了他们之间的合作和交流。他们能够互相帮助，共同解决问题，这让我很高兴。但是，我也发现有些小组在讨论时比较激烈，有时候会影响到其他小组。对此，我会在今后的教学中，更加注重小组纪律的维护，确保课堂秩序。

课堂提问环节，我尽量围绕设计过程中的关键问题进行提问，希望能够引导孩子们深入思考。但是，有些问题可能过于简单，没有很好地激发孩子们的思维。我会在今后的教学中，设计更具挑战性的问题，以提高他们的思维深度。

当然，也存在一些不足。比如，在实验操作演示环节，我可能没有考虑到所有学生的接受能力；在课堂提问环节，问题可能过于简单，没有很好地激发孩子们的思维。针对这些问题，我会在今后的教学中进行调整和改进。

首先，我会更加注重分层教学，确保每个学生都能跟上进度。其次，我会设计更具挑战性的问题，以提高孩子们的思维深度。最后，我会加强课堂纪律管理，确保课堂秩序。课堂小结，当堂检测**课堂小结：**

今天我们学习了《基于特定需求设计和制作简易供氧器》这一章节。首先，我们了解了氧气在人体中的重要作用，以及缺氧对人体健康的影响。接着，我们探讨了供氧器的原理，学习了如何通过化学反应产生氧气，并了解了供氧器的结构和功能。

在实验操作演示环节，我们实际操作了过氧化钠与水的反应，观察了氧气的产生过程，并学习了如何收集和测试氧气。通过这一实验，我们不仅加深了对氧气产生原理的理解，还提高了实验操作技能。

在学生分组设计环节，孩子们分组讨论并设计了自己的简易供氧器。他们选择了合适的材料，设计了供氧器的结构，并描述了实验操作步骤。这个过程不仅锻炼了他们的创新思维和团队协作能力，还让他们体会到了解决问题的乐趣。

**当堂检测：**

1.**选择题**

-氧气在人体中的作用是：

A.维持体温

B.促进食物消化

C.为细胞提供能量