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任务三 制作净水器
活动5 了解家用净水器的净水原理,选择合适的物品,根据物质的性质和分离提纯的方法,动手制作净水器。
提示:
步骤1:明确任务目标。课前调查和课上讨论水在生活中的应用及各类用途对水质要求的不同。体会任务的意义和价值。思考自制净水器需要考虑哪些方面的问题,设计思路是什么。研讨确定净水器的设计和制作目标。
步骤2:建构净水模型。通过学习自来水厂净水过程,观察过滤、吸附、蒸馏等实验,了解常见的净水方法及达到的效果。小组讨论初步建立自制净水器的一般思路和方法,形成模型。
步骤3:制作净水装置。应用一般思路,结合学校或学生实际,选择多种净水方法,绘制改进设计图,小组合作动手制作简易净水器,并利用检测手段检测净化前后的水质改善情况。通过多轮次的“设计—行动—反思”对简易净水器进行试验和优化。
步骤4:装置展示交流。小组展示、交流和评价制作的简易净水器。反思和总结净水器制作的经验,提炼解决作品制作类问题的思路与方法。
活动6 利用自制净水器净化天然水,从技术与工程的角度进行评价,并进一步优化自制净水器。
提示:参考自评和互评表(样表)改进自制净水器。
自制净水器自评和互评表(样表)
续表
【展示与交流】
1.与同学交流你选取的水质检测指标,以及检测时用到的方法与技术手段。
2.展示自制的净水器,与同学交流制作方法、使用说明及净水效果等,并相互评价。
3.选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板,走进社区,宣传水资源保护,共建优良的供水和用水环境。
提示:
1.话题参考:(1)水是生命之源;(2)共建节水社会;(3)节约用水从我做起;(4)养成节约用水好习惯。
2.制作科技小报或展板,注意主题突出,符合新时代节水宣传要求,贯彻绿色发展、创新发展、共享发展等理念,谱写节水型社会新篇章。
活动5 了解家用净水器的净水原理,选择合适的物品,根据物质的性质和分离提纯的方法,动手制作净水器。
提示:
步骤1:明确任务目标。课前调查和课上讨论水在生活中的应用及各类用途对水质要求的不同。体会任务的意义和价值。思考自制净水器需要考虑哪些方面的问题,设计思路是什么。研讨确定净水器的设计和制作目标。
步骤2:建构净水模型。通过学习自来水厂净水过程,观察过滤、吸附、蒸馏等实验,了解常见的净水方法及达到的效果。小组讨论初步建立自制净水器的一般思路和方法,形成模型。
步骤3:制作净水装置。应用一般思路,结合学校或学生实际,选择多种净水方法,绘制改进设计图,小组合作动手制作简易净水器,并利用检测手段检测净化前后的水质改善情况。通过多轮次的“设计—行动—反思”对简易净水器进行试验和优化。
步骤4:装置展示交流。小组展示、交流和评价制作的简易净水器。反思和总结净水器制作的经验,提炼解决作品制作类问题的思路与方法。
活动6 利用自制净水器净化天然水,从技术与工程的角度进行评价,并进一步优化自制净水器。
提示:参考自评和互评表(样表)改进自制净水器。
自制净水器自评和互评表(样表)
续表
【展示与交流】
1.与同学交流你选取的水质检测指标,以及检测时用到的方法与技术手段。
2.展示自制的净水器,与同学交流制作方法、使用说明及净水效果等,并相互评价。
3.选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板,走进社区,宣传水资源保护,共建优良的供水和用水环境。
提示:
1.话题参考:(1)水是生命之源;(2)共建节水社会;(3)节约用水从我做起;(4)养成节约用水好习惯。
2.制作科技小报或展板,注意主题突出,符合新时代节水宣传要求,贯彻绿色发展、创新发展、共享发展等理念,谱写节水型社会新篇章。
答案
解：
1. 选取的水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
1. 选取的水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
解析
【分析】
本任务为实践探究类活动，需从三个核心维度展开思考：①确定水质检测指标及对应方法，需结合不同杂质的特性（如不溶性杂质影响浑浊度、可溶性钙镁化合物影响硬度）匹配检测手段；②设计制作净水器，需利用不同材料的净水作用（小卵石、石英砂过滤不溶物，活性炭吸附色素异味），按水流方向合理分层铺设材料并控制水流速度；③完成展示交流与节水宣传，需提炼实践经验并结合环保主题制作宣传内容，落实绿色发展理念。
【解析】
1. 水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
【答案】
1. 选取的水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
【知识点】
水的净化方法、硬水与软水的检验、水资源保护
【点评】
本题为跨学科实践类题目，将化学净水知识与工程实践、环保宣传相结合，引导学生通过动手操作深化对净水原理的理解，培养实践能力、评价反思能力及节水环保意识，符合新课标对实践探究的要求。
【难度系数】
0.6
本任务为实践探究类活动，需从三个核心维度展开思考：①确定水质检测指标及对应方法，需结合不同杂质的特性（如不溶性杂质影响浑浊度、可溶性钙镁化合物影响硬度）匹配检测手段；②设计制作净水器，需利用不同材料的净水作用（小卵石、石英砂过滤不溶物，活性炭吸附色素异味），按水流方向合理分层铺设材料并控制水流速度；③完成展示交流与节水宣传，需提炼实践经验并结合环保主题制作宣传内容，落实绿色发展理念。
【解析】
1. 水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
【答案】
1. 选取的水质检测指标与对应检测方法：
① 浑浊度：取等体积净化前后的水样，分别放在印有相同文字的白纸上方，透过水样观察下方文字的清晰程度，对比判断水样浑浊度的变化；也可使用相同规格的滤纸分别过滤两份等量水样，晾干后对比滤渣的质量，定量衡量不溶性杂质的去除率。
② 色度：将两份水样置于相同规格的透明烧杯中，放在纯白色背景下，对比水样的颜色深浅，判断有色杂质的去除效果。
③ 气味：用正确的闻气法对比净化前后水样的异味强弱，判断异味去除情况。
④ 硬度：向两份等量的水样中分别加入足量且等量的肥皂水，充分振荡后对比产生泡沫的体积、浮渣的多少，判断水样中可溶性钙镁化合物的含量变化。
2. 自制净水器相关说明：
制作方法：取一个空的塑料饮料瓶，剪去瓶底，将瓶口朝下倒置，在瓶口处塞入打了多个小孔的橡胶塞，从下到上（按照水流通过的顺序）依次铺设材料：
第一层（靠近瓶口处）：铺垫2层蓬松的纱布；
第二层：加入2cm~3cm厚度的活性炭；
第三层：铺垫2层纱布，加入3cm~4cm厚度的石英砂；
第四层：铺垫2层纱布，加入4cm~5cm厚度的洗净细沙；
第五层：铺垫2层纱布，加入5cm~6cm厚度的洗净小卵石；
各层之间用纱布隔开，避免不同净水材料混合。
使用说明：将待净化的天然水样从净水器上端（原瓶底开口处）缓慢倒入，控制水流速度每秒1~2滴，在下方瓶口处用洁净烧杯承接净化后的水，避免倒入的水样溢出装置。
净水效果：可有效去除天然水中的不溶性悬浮杂质、大部分色素和异味，得到澄清、无明显异色异味的水。
互评参考：对照评价量表，若自主设计时在出水口加装了可调节流速的夹子，精准控制水流速度保障净水效果，所有材料均选用生活易得的物品制作，装置成本低廉，同时通过肥皂水实验定量对比了净化前后的水样硬度，可评定为优秀等级。
3. 科技小报制作方案：
选定宣传主题“节约用水从我做起”，版面设计如下：
① 第一板块：科普我国淡水资源人均占有量仅为世界平均水平1/4的现状，介绍水体污染的主要来源，说明保护水资源的重要意义；
② 第二板块：展示自制简易净水器的实物图，讲解简易沉降、过滤、吸附的净水原理，科普日常生活可操作的节水小技巧，比如用洗菜水浇花、随手关闭未关紧的水龙头等；
③ 第三板块：张贴节水宣传标语，号召社区居民养成节水习惯；
④ 第四板块：设置节水承诺签名区，邀请社区居民签字践行节水理念，整体版面风格简洁环保，符合绿色发展的宣传要求。
【知识点】
水的净化方法、硬水与软水的检验、水资源保护
【点评】
本题为跨学科实践类题目，将化学净水知识与工程实践、环保宣传相结合，引导学生通过动手操作深化对净水原理的理解，培养实践能力、评价反思能力及节水环保意识，符合新课标对实践探究的要求。
【难度系数】
0.6
