資源簡介

人教版九年級化學上冊
《跨學科實踐活動1微型空氣質量“檢測站”的組裝與使用》
教學設計
【教材分析】
《微型空氣質量“檢測站”的組裝與使用》這一跨學科項目,是針對全球日益嚴峻的空氣質量問題以及在國家大力倡導生態文明背景下設計的,屬于“化學與環境”領域的行動改進類探究實踐活動,具有較大的現實教育意義。本項目涉及的化學核心知識，包含“物質的性質與應用”主題中的空氣的組成、空氣質量檢測,以及空氣污染防治。項目運用技術與工程方法組裝微型空氣質量“檢測站”,結合化學、地理、道德與法治等學科知識,嘗試利用微型空氣質量“檢測站”進行校園內空氣質量檢測,形成“化學與可
持續發展”的學科大概念,培養學生的科學探究與實踐、科學態度與責任等核心素養。
【學情分析】
培養學生的核心素養是當前基礎教育改革的重要目標。學生只有在面對真實和不確定的問題情境時,通過解決具有挑戰性的問題以及實踐體驗，才能逐步形成核心素養。在化學課程中開展跨學科實踐活動,讓學生直面真實的問題,結合多學科知識，利用科學、技術、工程與環境等知識解決真實問題，從中認識到化學對社會的價值,體會化學對促進人類進步的重要貢獻,全面提升學生科學探究與實踐、科學態度與責任的核心素養。
【教學目標】
1.通過閱讀教材和查閱資料,了解空氣的主要成分和主要污染源,以及空氣污染源對人體的危害，了解空氣質量檢測的主要指標。
2.學會將實際生產生活問題轉化并提煉出化學元素,轉化成化學問題,形成綜合運用化學、地理、道德與法治等跨學科知識解決真實問題的思路與方法。
3.通過微型空氣質量“檢測站”的組裝與使用，提升對科學、技術、工程與環境之間關系的理解,提高小組合作與交流能力,加深學生對生態文明理念的理解,提升學生科學態度與責任核心素養。
【教學重點】
將實際生產生活問題轉化并提煉出化學元素,轉化成化學問題,形成綜合運用化學、地理、道德與法治等跨學科知識解決真實問題的思路與方法。
【教學難點】
將實際生產生活問題轉化并提煉出化學元素,轉化成化學問題,形成綜合運用化學、地理、道德與法治等跨學科知識解決真實問題的思路與方法。
【教學方法】
自主學習法、探究學習法、合作學習法
【教學準備】
教師準備：多媒體課件。
學生準備：復習分子原子知識。
【教學過程】
【新課導入】空氣質量檢測一般通過檢測空氣中主要污染物的含量來評價空氣質量。我們可以通過組裝與使用微型空氣質量“檢測站”來獲取相關數據，從而了解空氣質量狀況。引入新課。
【設計意圖】使學生認識到探究學習跨學科學習的必要性。
【探索新知】
【活動設計與實施】：任務一：認識空氣質量檢測的意義
1.空氣污染：（1）主要污染物及來源（2）污染危害
2.空氣質量日報：
(1)空氣質量日報的主要內容： ①空氣質量指數；②首要污染物；③空氣質量狀況等。
(2) 空氣質量指數：依據常規監測的幾種空氣污染物濃度計算得到的。
(3) 目前計入空氣質量評價的主要污染物：
二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）和臭氧等。
3.①對人體健康的影響：空氣污染會引起人體呼吸道疾病與生理機能障礙，嚴重時甚至會造成急性污染中毒或使病狀惡化。
②對農作物生長的影響:當空氣污染物濃度超過植物的耐受限度時，會造成植物細胞或組織器官受損，生理功能受阻，甚至造成植物個體死亡，導致農作物產量下降或品質變差。
任務二：參觀與訪談
1.了解空氣質量檢測站
（1）監測站安裝的儀器：空氣質量監測儀，氣象數據采集器，各類傳感器
（2）監測站監測的數據：空氣污染物的濃度、氣象環境溫度濕度、大氣壓力、風速風向、雨量雪量等。
（3）數據的處理：傳感器將檢測結果轉化成電信號，再通過無線網絡上傳至云端，實現環境數據的自動存儲和在線分析監測，用戶通過管理平臺或 APP 獲取區域內相關監測數據，實現實時監測、精準分析。
2.氣象條件對空氣質量的影響
(1)氣溫：當氣溫較高時，上層空氣對流旺盛，有助于污染物向上擴散，從而緩解了空氣的污染；當氣溫較低時，上層空氣對流不顯著，容易出現逆溫現象，不利于大氣污染物的擴散和稀釋，容易出現霧霾等重污染天氣。
(2) 氣壓：在同一季節，氣壓相對較高的時候不容易出現污染，氣壓相對較低的時候容易出現污染。氣壓較高時，氣流會使污染物向周邊地區擴散，從而減輕空氣污染；氣壓較低時，氣流會將周邊地區的污染物向中心堆積，從而加重空氣污染。
（3）風速：風速越大，空氣質量越好，因為風速越大，越有利于空氣中污染物的稀釋擴散。
（4）降雨：降雨量越大，空氣質量越好，因為自然降雨，降雪對空氣污染物起著清除和沖刷作用。此外,降水過后往往伴有冷空氣過境，風力大且地面沒有揚沙，浮塵，非常有利于空氣中污染物的擴散。
3.其他條件對空氣質量的影響：汽車尾氣、生活廢水、生活垃圾，工業三廢。
任務三：微型空氣質量“檢測站”的組裝
1.借鑒監測站檢測空氣質量的思路,結合本地空氣污染的特征，選擇所需要的傳感器(如二氧化硫、PM2.5等傳感器)。
2.同時檢測空氣中多種成分的含量,研究并設計傳感器、數據采集器和計算機的組裝方案。
3.在教師的指導下，根據組裝方案,把所需用品按要求進行組裝，并在計算機上安裝相應軟件進行測試。
任務四：微型空氣質量“檢測站”的使用
選擇不同地點，檢測并記錄空氣質量。
根據檢測結果，對空氣質量進行分析和評價。
【思考】如何利用微型空氣質量檢測站的數據，為改善環境提出建議。
【展示與交流】
1.展示自己組裝的微型空氣質量“檢測站”，與同學交流組裝方法、使用說明及檢測結果等，并相互評價。
2.在組裝的“檢測站”中，你使用什么設備來處理和顯示檢測數據 與同學交流使用不同設備的利弊。
【課后小結】
認識微型空氣質量監測站的意義
微型空氣質量監測站的使用
【板書設計】
【課后作業】
1.利用設計的微型空氣質量檢測站對家庭附近的場所進行檢測。
2.根據數據做好防止空氣污染的宣傳活動
【教學反思】
亮點：本項目以“微型空氣質量‘檢測站’的組裝和使用”這一真實情境展開,學生通過閱讀教材、查閱資料,融合化學、地理、道德與法治等多學科知識,提高閱讀能力、信息獲取能力、動手實踐能力和跨學科解決問題能力。
不足：九年級學生面臨中考的壓力,化學教學課時緊張,學生的課外實踐活動時間被大大壓縮,導致實踐活動時長受到一定的限制,一些學生十分感興趣的問題無法深入探究。再次,在課堂小組討論中,因為課時限制,沒有辦法讓更多的學生發表看法。
教學建議：在教學中把握好知識的深度和難度，引導學生抓重點。

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