阶梯式净水装置

吴常名

摘要：在学习水的净化的基础上，将课外实验中简易净水器进行拆分，设计出能直观观察净水效果、速度的阶梯式净水装置。学生利用生活中易得的材料自制阶梯式净水裝置，培养学生的创新能力 。

关键词：净水效果；净水速度；阶梯式；自制装置

文章编号：1008-0546（2017）03-0096-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.035

一、设计理念

新课标赋予化学实验更多的内涵和教学功能，教材中除了课堂上探究实验活动外，还增加了课外实验，课外实验的引入使课堂教学延伸至课外，是学习化学的第二课堂。它对激发学习兴趣、巩固知识技能、培养能力、拓展思维起到了一定作用。这需要我们转变传统的实验教学理念：教师在实验教学中要转变角色，做学生实验的示范者、合作者；实验的过程要注重自主探究，增强学生的参与性、探究性；实验内容的选择与呈现注重学生的生活体验，尽可能趣味化、生活化。

二、设计方法

生活中参加结婚典礼，其中有这样一个环节：一对新人打开香槟，将香槟酒缓缓倒入摆好的杯塔内，香槟从一支酒杯慢慢流淌到另一支酒杯，让我联想到人教版九年级化学上册第四单元课题2“水的净化”的课外实验：自制简易净水器，见图1。取一个空塑料瓶，剪去底部，瓶口用带导管的单孔橡胶塞塞紧，将瓶子倒置，瓶内由下向上分层放置洗净的蓬松棉、纱布、活性炭等，就得到一简易净水器。

学生按照操作步骤，只能观察到整套装置的净水效果，无法直观观察小卵石、石英砂和活性炭的净水的效果，从而无法理解合理放置它们的原因。

因此，在设计该实验时，将整个装置拆分成三个净化器，见图2，分别用小卵石、石英砂和活性炭对污水进行净化，通过对实验现象的观察和比较，领悟它们在净化水的过程中所起的作用，从而探讨出最合理的净化顺序，设计科学的净水装置。

三、教学目标

1. 知识与技能：

能够区分小卵石、石英砂和活性炭净化水的效果与速度，确定净水的最佳顺序。

2. 过程与方法：

能够用对比的学习方法，设计净水装置。

3.情感态度与价值观：

通过分组实验及分析研讨，培养学生的观察能力、动手能力和创新能力。

四、实验过程

1. 各显其能——比较净水效果和速度

分别用小卵石、石英砂和活性炭净化污水，首先观察它们净化水的效果：小卵石仅能过滤较大的固体颗粒，水仍然浑浊；细沙净化后的水较澄清，但有颜色；活性炭净化后的水无色透明，见图3。接着比较它们净化水的速度：小卵石净化速度快；细沙净化速度较慢；活性炭净化速度很慢，见图4。

2. 改曲易调——改变进出水口的位置

活性炭净水时进、出水口的位置对净化效果有没有影响呢？将一定质量的活性炭放入漏斗内部，将水从漏斗中注入，形成水从上往下进入活性炭的净化装置，见图5。在漏斗的下端固定有孔隔板，将等质量的活性炭放在漏斗和收集装置之间，将水从漏斗中注入到收集装置的底端。水浸泡过活性炭后从支管口流出，形成水从下往上浸没活性炭的净化装置，见图6。一起完成这组对比实验：分别将水从上、下入水口进入净化装置，比较活性炭的净化效果。通过实验发现：水从下入水口进入活性炭的净水效果好于从上入水口进入活性炭。

3. 相得益彰——设计阶梯式净水装置

学生自主确定三个净化装置的顺序，通过比较最终的净化效果，探讨出净水的最佳方案，从上向下依次是：小卵石、细沙、活性炭。把它们连接起来，就设计成阶梯式净水装置。将水从最上方注入净水装置，收集装置中水满后从支管口溢入下一个净水装置，这样便于观察、对比它们的净水效果，领悟它们在净水过程中发挥的作用。

4. 奇思妙想——自制阶梯式净水装置

学生是怎样用生活用品来自制阶梯式净水装置的呢？同学们有很多创新：用注射器做过滤器、将输液器的一端粘在注射器上，见图8，这样可从输液器观察到净化水的效果；将有孔活塞压入注射器一半位置，在活塞上方装满活性炭，用乳胶管将两个注射器对接在一起，见图9，这样就自制出能改变进水口，比较上、下进水后活性炭净水的效果的装置。把自制装置连接起来，分别填入小卵石、细沙和活性炭，形成自制阶梯式净水器，见图10。

五、实验反思

本节课学生通过交流合作设计的阶梯式净水装置，实验效果好，生动形象的演绎了净水的过程，让学生直观地观察到不同物质净水效果。学生用生活中易得的材料，经过简单加工自制有创意阶梯式净水装置，培养了学生的创新能力，同时让学生收获成功的喜悦。

参考文献

[1] 人民教育出版社课程教材研究所.义务教育教科书·化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012：77