跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)2自制凈水器一、知識(shí)目標(biāo)1.進(jìn)一步鞏固水凈化的原理和方法；2.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)單的凈水器；3.綜合運(yùn)用化學(xué)、技術(shù)、工程及跨學(xué)科知識(shí)，并對(duì)自制凈水器進(jìn)行評(píng)價(jià)、改進(jìn)和優(yōu)化，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)及敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過觀察渾濁河水經(jīng)自制凈水器后變澄清的宏觀現(xiàn)象，關(guān)聯(lián)微觀層面過濾層阻隔不溶性雜質(zhì)（利用顆粒大小差異）、活性炭多孔結(jié)構(gòu)吸附色素和異味的凈化原理，建立宏觀凈水效果與微觀物質(zhì)分離作用的認(rèn)知關(guān)聯(lián)，理解凈水材料組成和結(jié)構(gòu)對(duì)其功能的影響。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：基于不同小組凈水器的凈水效果差異，結(jié)合選用材料和裝置結(jié)構(gòu)的不同，推理各類材料的核心作用；通過歸納沉淀、過濾、吸附的分步凈化過程，構(gòu)建分層材料實(shí)現(xiàn)分步凈化的通用凈水模型；依據(jù)實(shí)驗(yàn)探究數(shù)據(jù)推導(dǎo)水流速度等因素對(duì)凈水效率的影響，形成基于證據(jù)的邏輯推理能力。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：在設(shè)計(jì)自制凈水器時(shí)提出材料堆疊順序、成本控制等探究問題，通過控制變量法開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；結(jié)合凈水原理、材料、成本等評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)化裝置設(shè)計(jì)，體現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用；在改進(jìn)過程中通過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)整參數(shù)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新實(shí)踐能力。一、教學(xué)重點(diǎn)1.鞏固水凈化的原理和方法，明確過濾、吸附等凈化過程的作用機(jī)制；2.掌握簡(jiǎn)易凈水器的設(shè)計(jì)思路和制作方法，能合理選用材料完成裝置搭建；3.學(xué)會(huì)從凈水原理、選用材料、成本、使用效果等維度對(duì)凈水器進(jìn)行評(píng)價(jià)與初步改進(jìn)。二、教學(xué)難點(diǎn)1.綜合運(yùn)用化學(xué)凈化原理與工程設(shè)計(jì)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與凈水效果的匹配；2.控制變量探究?jī)羲实挠绊懸蛩?，清晰推?dǎo)材料堆疊順序、水流速度等與凈水效果的因果關(guān)系；3.結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)化裝置設(shè)計(jì)，解決材料混合、成本控制等實(shí)操問題，實(shí)現(xiàn)理論設(shè)計(jì)到實(shí)際效果的轉(zhuǎn)化。本實(shí)踐活動(dòng)“自制凈水器”植根于初中化學(xué)“水的凈化”核心知識(shí)單元。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用關(guān)于水中雜質(zhì)類型、基本凈化原理以及關(guān)鍵材料特性等知識(shí)。教材設(shè)計(jì)了兩個(gè)層次清晰、目標(biāo)明確的任務(wù)。任務(wù)一“自制凈水器并交流互評(píng)”聚焦知識(shí)的實(shí)踐轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊材料，將抽象的凈化原理轉(zhuǎn)化為具體的簡(jiǎn)易凈水器裝置。通過動(dòng)手制作、檢驗(yàn)凈水效果，并依據(jù)教材提供的評(píng)價(jià)表從凈水原理、選用材料、成本、使用效果四個(gè)維度進(jìn)行結(jié)構(gòu)化小組互評(píng)，學(xué)生完成了一個(gè)包含設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試與初步反饋的工程實(shí)踐循環(huán)，深刻體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際環(huán)境問題如凈化渾濁河水的應(yīng)用價(jià)值。任務(wù)二“探究?jī)羲实挠绊懸蛩亍眲t顯著提升了科學(xué)探究的深度。它引導(dǎo)學(xué)生從任務(wù)一中觀察到的不同裝置凈水效果差異出發(fā)，自然地提出科學(xué)問題，并遵循教材提供的完整探究流程框架，即明確問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究收集證據(jù)、得出結(jié)論交流分享，系統(tǒng)探究影響凈水效率的關(guān)鍵變量，如材料選擇、裝置結(jié)構(gòu)、材料堆疊順序、水流速度等。這一任務(wù)設(shè)計(jì)將實(shí)踐應(yīng)用引向深入分析與規(guī)律探索，強(qiáng)化了控制變量等核心科學(xué)方法的訓(xùn)練。整個(gè)活動(dòng)是一個(gè)典型的微型STSE項(xiàng)目，其跨學(xué)科性鮮明：以化學(xué)知識(shí)為核心，涉及凈化原理與物質(zhì)性質(zhì)用途關(guān)系；融入技術(shù)層面，體現(xiàn)材料選擇加工與裝置制作工藝；貫穿工程思維，實(shí)踐設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、評(píng)估與優(yōu)化的迭代過程；同時(shí)自然關(guān)聯(lián)物理學(xué)中的流體力學(xué)與過濾機(jī)制，以及環(huán)境科學(xué)中的水資源保護(hù)與水質(zhì)評(píng)價(jià)。從課程標(biāo)準(zhǔn)視角審視，本活動(dòng)精準(zhǔn)對(duì)接《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。學(xué)生在辨識(shí)不同材料凈水宏觀現(xiàn)象并探析其微觀結(jié)構(gòu)作用機(jī)制的過程中，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)。通過基于凈化原理和材料性質(zhì)證據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)建凈水器模型，并利用實(shí)驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)、互評(píng)結(jié)果和探究結(jié)論來評(píng)估模型有效性、推理影響因素及修正模型，扎實(shí)鍛煉證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力。更重要的是，活動(dòng)貫穿全程的動(dòng)手實(shí)踐、基于證據(jù)的評(píng)價(jià)反思、發(fā)現(xiàn)問題的優(yōu)化改進(jìn)以及綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新性解決方案的嘗試，全面培育科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)，并滲透敢于質(zhì)疑現(xiàn)有方案、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)分析證據(jù)、持續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的科學(xué)態(tài)度。因此，該實(shí)踐活動(dòng)不僅是鞏固應(yīng)用水凈化知識(shí)的平臺(tái)，更是促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)融合發(fā)展的有效載體。學(xué)生在進(jìn)行“自制凈水器”跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)前，已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了水的組成、水的凈化方法（如沉降、過濾、吸附等）以及常見凈水材料如活性炭、明礬、石英砂的作用等基礎(chǔ)知識(shí)，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過簡(jiǎn)單的過濾操作，具備一定的動(dòng)手實(shí)踐基礎(chǔ)。他們對(duì)利用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，尤其是動(dòng)手制作類活動(dòng)通常表現(xiàn)出較高的興趣和熱情。然而，學(xué)生將零散的凈化原理和方法整合應(yīng)用于一個(gè)具體裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可能面臨挑戰(zhàn)，往往停留在模仿層面，對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)（如活性炭的多孔性）如何決定其宏觀凈水效果的理解可能不夠深入，自主設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料選擇依據(jù)、層疊順序的優(yōu)化原理認(rèn)識(shí)模糊。此外，雖然學(xué)生接觸過單一變量的實(shí)驗(yàn)，但在復(fù)雜情境中自主識(shí)別影響凈水效率的關(guān)鍵變量、嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)控制變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案、系統(tǒng)收集和分析數(shù)據(jù)以得出可靠結(jié)論的能力，尚處于發(fā)展階段，需要教師搭建腳手架進(jìn)行引導(dǎo)。在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)生容易聚焦于裝置外觀、制作難易度等直觀感受，對(duì)凈水原理的科學(xué)性、材料選用的合理性以及成本效益的綜合性分析可能缺乏深度，提出的改進(jìn)建議也可能流于表面，缺乏基于證據(jù)的深入思考和創(chuàng)新性。同時(shí)，將化學(xué)知識(shí)主動(dòng)與工程技術(shù)、物理原理（如水流速度對(duì)過濾效果的影響）乃至環(huán)境需求進(jìn)行跨學(xué)科融合的意識(shí)和能力，仍需在實(shí)踐活動(dòng)中重點(diǎn)培養(yǎng)和提升。因此，本活動(dòng)既是鞏固和應(yīng)用“水的凈化”知識(shí)的良機(jī)，也是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決復(fù)雜問題、發(fā)展系統(tǒng)性思維、工程迭代能力和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵載體，需要教師有效引導(dǎo)他們從“知道怎么做”向“理解為什么這么做”以及“如何做得更好”的層次邁進(jìn)。教學(xué)環(huán)節(jié)一新課導(dǎo)入【提問】同學(xué)們，如果我們?nèi)ヒ巴馓诫U(xiǎn)或者遇到緊急情況，發(fā)現(xiàn)了一條小河，河里的水看起來有些渾濁。這個(gè)時(shí)候，我們能直接飲用這些河水嗎？為什么？請(qǐng)大家思考一下，說說你的看法和理由。【學(xué)生回答】不能，因?yàn)樗镉心嗌场⑴K東西；可能有細(xì)菌喝了會(huì)生?。豢雌饋砗軠啙岵桓蓛舻??！局v解】大家說的都很有道理。確實(shí)，野外的天然水源，即使是看起來清澈的河水，也可能含有肉眼看不見的泥沙、黏土、藻類，更可怕的是可能含有致病的細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等微生物。直接飲用非常容易導(dǎo)致腹瀉、腹痛、嘔吐等疾病，危害我們的健康。【引入】那么，在缺乏干凈水源的野外，如何保障我們的飲水安全呢？今天，我們就來挑戰(zhàn)一個(gè)任務(wù)：利用身邊的材料，設(shè)計(jì)和制作一個(gè)簡(jiǎn)易的凈水器！看看我們能不能把渾濁的河水變得相對(duì)干凈、安全一些。這就是我們本節(jié)課要進(jìn)行的“跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)2：自制凈水器”。設(shè)計(jì)意圖1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣：以野外生存取水的實(shí)際問題切入，貼近生活，引發(fā)學(xué)生共鳴和思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和解決問題的欲望。2.明確問題，導(dǎo)入主題：通過討論野外水源的危險(xiǎn)性，自然引出本節(jié)課的核心任務(wù)——自制凈水器，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。3.滲透安全意識(shí)：強(qiáng)調(diào)飲用不潔水的危害，滲透健康生活、安全飲水的意識(shí)。教學(xué)環(huán)節(jié)二實(shí)踐活動(dòng)活動(dòng)一：了解自來水廠和家用凈水器的凈水原理【引入】要設(shè)計(jì)凈水器，首先得明確凈水的基本原理。我們先從自來水廠的凈水過程入手，梳理常見的凈水方法。【提問】結(jié)合課件中的自來水生產(chǎn)流程圖，思考：天然水要經(jīng)過沉降、過濾、殺菌消毒等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)分別除去什么雜質(zhì)？【學(xué)生回答】沉降：使液體中懸浮的固體凝聚而沉降，過濾：除去液體中的不溶性固體，殺菌消毒：消毒、滅殺細(xì)菌。【講解】非常好！沉降（常加明礬加速）去除大顆粒懸浮物；過濾主要去除小顆粒不溶物；消毒（常用氯氣或臭氧）殺滅微生物。經(jīng)過這些處理，我們得到了自來水?！咎釂枴刻烊凰?jīng)處理后得到的自來水是純凈物還是混合物？【學(xué)生回答】自來水中還含有可溶性雜質(zhì)，是混合物?！咎釂枴咳绾纬プ詠硭械目扇苄噪s質(zhì)，使其變成純凈物？【學(xué)生回答】可以使用蒸餾的方法，加熱水至沸騰，再將水蒸氣冷凝，收集得到蒸餾水，蒸餾水是純凈物。這是凈化程度最高的方法之一?！居懻摻涣鳌繌淖詠硭畯S凈水到蒸餾得到純水，這個(gè)過程中蘊(yùn)含了混合物分離的什么一般思路？【講解】核心思路是：分析混合物中的雜質(zhì)成分→根據(jù)雜質(zhì)的特點(diǎn)（如顆粒大小、溶解性、是否有顏色氣味、是否為微生物）→選擇針對(duì)性的分離方法（沉降→過濾→吸附→消毒→蒸餾）→凈化程度由低到高。這是設(shè)計(jì)任何凈水裝置的基礎(chǔ)邏輯?！咎釂枴孔詠硭畯S凈化處理過的水能夠直接飲用嗎？【學(xué)生回答】不能，可能還有殘留的消毒劑、微生物等等?！局v解】是的，自來水中可能殘留消毒劑（余氯）、管道中的雜質(zhì)或微生物，不宜直飲，需煮沸或使用家用凈水器二次過濾?！居^看視頻】播放家用凈水器工作原理視頻，家用凈水器內(nèi)部通常裝有多層濾芯。展示常見濾膜（PP棉、活性炭、反滲透RO膜）及其孔徑?！咎釂枴空故灸硟羲髟砗?jiǎn)圖：PP棉(5μm)→活性炭→PP棉(1μm)→RO膜(0.1-1nm)→活性炭）大家觀察這個(gè)凈水器的濾芯排列順序，它遵循了什么原則？【學(xué)生回答】“先大后小”原則：先用孔徑較大的濾芯（如PP棉）去除較大的顆粒雜質(zhì)，保護(hù)后面精密的濾芯；再用活性炭吸附顏色、異味、部分有機(jī)物；再用孔徑最小的濾芯（如RO膜）去除微小顆粒、離子、微生物等；最后用活性炭除色素異味，改善口感。順序不能顛倒，否則小孔徑濾芯會(huì)很快被大顆粒堵塞。【思路整理】了解了自來水廠和家用凈水器，請(qǐng)大家思考：設(shè)計(jì)我們自制的簡(jiǎn)易凈水器，有哪些關(guān)鍵注意事項(xiàng)可以借鑒？【引導(dǎo)歸納】關(guān)鍵三點(diǎn)：按凈化程度從低到高排序方法，粗過濾（去大顆粒）→吸附（去顏色氣味）→（若有條件，精過濾/消毒）；按雜質(zhì)從大到小依次去除，大顆粒難溶物→小顆粒難溶物/膠體→可溶性雜質(zhì)/顏色氣味→微生物（簡(jiǎn)易裝置通常不考慮）；根據(jù)雜質(zhì)選方法和材料，如砂石、紗布過濾大顆粒；活性炭吸附小顆粒、顏色氣味。設(shè)計(jì)意圖1.知識(shí)基礎(chǔ)鋪墊：系統(tǒng)回顧水的凈化原理（沉降、過濾、吸附、蒸餾）和自來水廠流程，為自制凈水器提供理論依據(jù)。2.提煉設(shè)計(jì)思路：通過分析家用凈水器的“先大后小”原則和分層過濾邏輯，引導(dǎo)學(xué)生理解凈水裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵策略，為后續(xù)設(shè)計(jì)活動(dòng)搭建認(rèn)知框架。3.建立模型認(rèn)知：將混合物分離的化學(xué)原理（物質(zhì)性質(zhì)、分離方法）轉(zhuǎn)化為具體裝置設(shè)計(jì)的工程思路（材料選擇、層疊順序）。4.聯(lián)系生活實(shí)際：認(rèn)識(shí)家用凈水器和自來水安全知識(shí)，體現(xiàn)化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系?；顒?dòng)二：自制凈水器并交流互評(píng)【引入】現(xiàn)在，我們就要學(xué)以致用了！任務(wù)目標(biāo)：利用生活中的常見材料（如礦泉水瓶、紗布、鵝卵石、沙子、活性炭、蓬松棉等），設(shè)計(jì)并制作一款能凈化模擬渾濁河水（含泥沙、可能有顏色）的簡(jiǎn)易凈水器?！静贾萌蝿?wù)】①小組討論：根據(jù)任務(wù)一中總結(jié)的注意事項(xiàng)，分析河水中的主要雜質(zhì)（大顆粒泥沙、小顆粒懸浮物、可能的顏色氣味），確定需要去除的目標(biāo)。②選擇材料：從提供的材料中選擇合適的種類（思考每種材料的作用：鵝卵石？沙子？活性炭？紗布？蓬松棉？瓶子的哪部分作容器？哪部分作漏斗？）。③設(shè)計(jì)順序：按照什么順序堆疊這些材料？理由是什么？（強(qiáng)調(diào)“先大后小”原則）④繪制草圖：在紙上畫出凈水器的設(shè)計(jì)示意圖，標(biāo)明各層材料和預(yù)期功能。⑤動(dòng)手制作：根據(jù)設(shè)計(jì)圖，小組合作搭建凈水器。（教師巡視指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)安全、合作）【講解】制作完成后，取100mL配制的有顏色渾濁水樣（模擬河水），緩慢注入凈水器。從以下角度觀察評(píng)價(jià)效果：肉眼觀察：凈化前后水的渾濁度、顏色變化。氣味比較：凈化前后是否有異味去除。TDS筆檢測(cè)：測(cè)量?jī)艋昂笏畼拥腡DS值（溶解性總固體含量），數(shù)值降低越多，說明去除可溶性雜質(zhì)效果越好（注：簡(jiǎn)易凈水器主要去除不溶物和吸附有機(jī)物，對(duì)溶解性離子去除有限，TDS值變化可能不大，重點(diǎn)在于理解其指示意義）?！净ピu(píng)活動(dòng)】小組展示：展示本組凈水器，介紹設(shè)計(jì)思路（材料選擇、堆疊順序及理由）。效果演示：展示凈化前后的水樣對(duì)比（及可能的TDS值）。填寫評(píng)價(jià)表：各小組根據(jù)課件提供的“表2-8凈水裝置的分析與評(píng)價(jià)”，從凈水原理、選用材料、成本、使用效果四個(gè)維度對(duì)其他小組的凈水器進(jìn)行評(píng)價(jià)（用簡(jiǎn)潔語言），并提出改進(jìn)建議。【優(yōu)化設(shè)計(jì)】各小組根據(jù)互評(píng)反饋和自我檢驗(yàn)結(jié)果，討論本組設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和不足，提出優(yōu)化改進(jìn)方案（如調(diào)整材料順序、更換材料類型、改進(jìn)結(jié)構(gòu)等）。設(shè)計(jì)意圖1.實(shí)踐應(yīng)用與工程設(shè)計(jì)：將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為動(dòng)手實(shí)踐，經(jīng)歷完整的工程設(shè)計(jì)流程：明確問題→設(shè)計(jì)解決方案（畫圖）→制作原型→測(cè)試性能→評(píng)估反饋→優(yōu)化設(shè)計(jì)。培養(yǎng)技術(shù)實(shí)踐和工程思維能力。2.模型構(gòu)建與證據(jù)收集：學(xué)生構(gòu)建自己的凈水器物理模型，并通過實(shí)驗(yàn)（觀察、TDS檢測(cè)）收集證據(jù)來評(píng)估模型的有效性，實(shí)踐“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”。3.合作學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)反思：通過小組合作、展示交流、互評(píng)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生溝通協(xié)作能力，學(xué)習(xí)從多維度（原理、材料、成本、效果）科學(xué)評(píng)價(jià)作品，培養(yǎng)批判性思維和反思改進(jìn)能力。4.創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)：鼓勵(lì)學(xué)生在材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上發(fā)揮創(chuàng)意，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果和他人建議進(jìn)行優(yōu)化，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。活動(dòng)三：探究?jī)羲实挠绊懸蛩亍疽搿吭趧偛诺幕ピu(píng)中，我們發(fā)現(xiàn)不同小組的凈水器效果有差異。哪些因素會(huì)影響凈水器的效率呢？請(qǐng)大家結(jié)合制作和觀察經(jīng)驗(yàn)，提出可能的猜想?！緦W(xué)生回答】材料種類（有沒有活性炭？）、材料堆疊順序（砂石和活性炭誰在上？）、材料用量（活性炭放得多不多？）、水流速度（倒水快慢）、水的初始渾濁度等。【講解】強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法：要科學(xué)地探究一個(gè)因素（如水流速度）的影響，必須使用控制變量法：只改變我們要研究的那個(gè)因素（自變量），保持其他可能影響結(jié)果的因素（因變量）完全相同?！驹O(shè)計(jì)示例】以探究水流速度對(duì)凈水效率的影響為例①明確問題：水流速度的快慢是否影響凈水效率？②提出假設(shè)：水流速度越快，凈化效率越低（水與材料接觸時(shí)間短）。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：自變量：水流速度（快vs慢-可通過傾倒速度或用注射器控制）。因變量：凈水效率（通過觀察凈化水渾濁度/顏色變化，或比較TDS值變化）?？刂谱兞浚合嗤膬羲餮b置、相同的待凈化水樣（體積、初始渾濁度）、相同的檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)組：快速注入水樣。對(duì)照組：緩慢注入（相同體積）水樣。④實(shí)驗(yàn)探究收集證據(jù)：分別收集兩組凈化后的水，對(duì)比渾濁度/顏色/氣味，或記錄TDS值。⑤得出結(jié)論交流分享：根據(jù)對(duì)比結(jié)果，分析水流速度的影響，得出結(jié)論?！狙由焖伎肌窟@只是探究一個(gè)因素的例子。課后大家可以嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其他因素的影響（如材料堆疊順序：砂石在下活性炭在上vs活性炭在下砂石在上），注意控制好變量。設(shè)計(jì)意圖1.深化科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題（效率差異），學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)控制變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)來探究影響因素（如水流速度、材料順序），培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究思維和方法。2.深化原理理解：從“現(xiàn)象差異”推導(dǎo)“因果關(guān)系”，讓學(xué)生明白裝置優(yōu)化需基于數(shù)據(jù)支撐，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。3.強(qiáng)化安全意識(shí)：再次明確簡(jiǎn)易凈水器凈化水的局限性，強(qiáng)調(diào)飲用水安全（需煮沸），培養(yǎng)健康生活觀念?？鐚W(xué)科實(shí)踐活動(dòng)2自制凈水器一、核心任務(wù)探究?jī)羲怼灾撇?yōu)化凈水器二、凈水核心原理主要方法：沉降（除大顆粒）、過濾（除小顆粒）、吸附（除色素異味）、消毒（殺菌）關(guān)鍵邏輯：分步凈化（先除大雜質(zhì)，后除小雜質(zhì)）三、自制凈水器設(shè)計(jì)材料與作用：小卵石/石英砂→過濾（粗→細(xì)）活性炭→吸附（色素、異味）紗布→隔離材料（防混合）結(jié)構(gòu)順序：小卵石→石英砂→活性炭→紗布（從下到上）四、評(píng)價(jià)與優(yōu)化評(píng)價(jià)維度：原理合理性、材料成本、凈水效果改進(jìn)方向：調(diào)整材料松緊度、增加活性炭層數(shù)五、凈水效率探究影響因素：水流速度、材料順序、活性炭層數(shù)方法：控制變量法（單一變量，對(duì)比實(shí)驗(yàn)）1.（2025·河北·中考真題）“中國水周”期間，學(xué)生制作了簡(jiǎn)易凈水器，其中主要用于吸附水中色素的材料是（）A．小卵石 B．石英砂 C．活性炭 D．