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【同步课件】实践活动1 微型空气监测站的组装与使用课件+教学设计

2026-08-10 11:45:46

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《微型空气质量 “检测站” 的组装与使用》教学设计

一、教材分析

本课时是跨学科实践活动内容，聚焦于微型空气质量 “检测站” 的组装与使用。

从学科关联来看，该活动融合了化学、物理、信息技术和工程等多学科知识，是初中阶段培养学生综合实践能力和跨学科思维的重要载体。化学学科中关于空气污染物的种类、性质及危害等知识是本活动的重要基础；物理学科中的传感器工作原理、电路连接等内容为 “检测站” 的组装提供了技术支持；信息技术则涉及数据的采集、处理与分析。

从教学价值来看，通过该实践活动，学生能够将书本上的理论知识与实际操作相结合，直观感受空气质量监测的过程和意义，不仅能加深对空气污染物相关知识的理解，还能培养动手实践能力和问题解决能力，同时增强环保意识，体现了 “从生活走向化学，从化学走向社会” 的课程理念。

二、学情分析

从知识储备来看，学生在化学课程中已经学习了空气的组成、空气污染物等相关知识，对 PM2.5、二氧化硫等污染物有了一定的认识；在物理课程中也接触过简单的电路知识，这为本活动的开展奠定了基础。

在能力方面，初中生具备一定的观察能力、动手操作能力和合作探究能力，但对于跨学科知识的综合运用以及较为复杂的仪器组装仍存在困难。他们对实践活动充满兴趣，乐于动手操作，这是开展本活动的有利因素。

从认知特点来说，初中生思维活跃，好奇心强，对与生活密切相关的环境问题关注度较高，但对空气质量监测的具体过程和仪器工作原理了解较少，需要通过直观的实践操作和讲解来帮助他们理解。

三、教学目标

（一）化学观念

明确空气污染物的种类，如吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）、臭氧（O₃）等，认识到这些污染物会对环境和人体健康造成危害，形成物质的性质与环境问题相关联的观念。
理解空气质量监测的化学原理，知道传感器可以通过化学或物理方法检测空气中污染物的浓度，建立化学方法可用于环境监测的观念。

（二）科学思维

通过分析空气污染的成因、危害以及防治措施，运用比较、归纳、推理等科学思维方法，认识各因素之间的内在联系，培养分析和解决环境问题的思维能力。
在组装和使用微型空气质量 “检测站” 的过程中，对出现的问题进行分析和排查，如仪器连接错误导致数据异常等，培养逻辑推理和批判性思维能力。

（三）科学探究与实践

参与微型空气质量 “检测站” 的组装过程，学会识别和使用相关零部件，如单片机处理器、传感器、液晶显示模块等，掌握基本的电路连接和仪器组装技能。
运用组装好的 “检测站” 在不同地点进行空气质量检测，学习数据记录、整理和分析的方法，体验科学探究的完整过程，提高科学探究与实践能力。

（四）科学态度与责任

通过了解空气污染的危害和防治措施，认识到环境保护的重要性，树立绿色发展理念，培养关注环境、爱护环境的科学态度。
在实践活动中，体会科学、技术、社会之间的密切关系，认识到科学技术在解决环境问题中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

四、教学重难点

（一）教学重点

认识空气污染物的种类、危害以及空气质量监测的意义。
微型空气质量 “检测站” 的组装方法和使用技能。
培养学生的跨学科实践能力和环保意识。

（二）教学难点

微型空气质量 “检测站” 的组装过程，尤其是各零部件之间的电路连接。
理解传感器检测空气污染物的工作原理以及数据处理的基本方法。

五、教学过程

教学环节	教师活动	学生活动	设计意图
导入新课	播放空气质量监测的新闻片段，展示空气污染的图片，提问：“同学们，你们知道我们身边的空气质量如何吗？这些空气污染会给我们带来哪些影响呢？” 引导学生思考。引出本节课的主题：微型空气质量 “检测站” 的组装与使用。	观看新闻片段和图片，思考教师提出的问题，对空气质量监测产生兴趣。	通过生活中的实际问题和现象导入，激发学生的学习兴趣和探究欲望，使学生认识到开展空气质量监测的必要性。
认识空气质量检测的意义	1. 提问：“造成空气污染的主要污染物有哪些呢？” 引导学生回忆相关知识并回答。 2. 展示空气污染物的图片和资料，介绍吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO₂）等污染物的性质。 3. 组织学生讨论：“空气污染对人体健康和农作物生长有哪些危害？” 并请学生分享讨论结果。 4. 提问：“我国为防治空气污染采取了哪些措施？” 引导学生结合生活实际回答。	1. 回忆并回答空气污染物的种类。 2. 阅读资料，了解各类空气污染物的性质。 3. 参与讨论，分享对空气污染危害的认识。 4. 思考并回答我国防治空气污染的措施。	使学生明确空气污染物的种类和危害，了解我国在空气污染防治方面的努力，认识到空气质量监测的重要意义，为后续活动奠定基础。
参观与访谈（模拟）	1. 展示空气质量检测站的相关仪器图片，如空气质量检测仪、气象数据采集器、各类传感器等，介绍这些仪器的作用。 2. 提问：“监测站都监测哪些数据呢？” 引导学生从污染物浓度和气象参数等方面回答。 3. 讲解监测数据的处理过程：数据采集与传输、审核与筛选、校准与修正、分析与统计、生成报告。 4. 介绍气象条件对空气质量的影响，如温度、风速和风向、降雨、湿度等因素如何影响污染物的扩散和浓度变化。	1. 观察仪器图片，了解其作用。 2. 思考并回答监测站监测的数据类型。 3. 倾听教师讲解数据处理过程和气象条件对空气质量的影响，做好笔记。	通过模拟参观与访谈，让学生了解专业空气质量检测站的工作内容和原理，拓宽学生的知识面，为微型 “检测站” 的组装和使用提供参考。
微型空气质量 “检测站” 的组装	1. 展示微型空气质量 “检测站” 的内部结构图，介绍各零部件的名称和作用，如液晶显示模块、传感器、单片机处理器等。 2. 讲解组装的大致步骤，强调操作注意事项，如连接电路时要注意正负极、确保各部件连接稳定等。 3. 分组指导学生进行组装，及时解决学生在组装过程中遇到的问题。	1. 观察结构图，了解各零部件的名称和作用。 2. 认真倾听组装步骤和注意事项。 3. 分组进行组装，小组内成员分工合作，遇到问题及时向教师请教。	通过动手组装，培养学生的实践操作能力和团队合作精神，使学生掌握微型 “检测站” 的组装方法，加深对其工作原理的理解。