小小發(fā)明家系列課講義電子學模塊第一講：空氣凈化器一、課程目標知識學習目標：1.重點掌握空氣的主要成分和用處氮（制造肥料液氮低溫氧（呼吸、助燃、二氧化碳光合作用、滅火、其他（水蒸氣和稀有氣體等）2.重點了解空氣凈化器的工作原理：電機帶動風扇轉(zhuǎn)動，使得空氣通過高效空氣濾網(wǎng)進行過濾。3.一般了解空氣組成各部分成分含量。4.一般了解空氣污染物（主要講解PM2.5、空氣污染危害以及防治。探究學習目標：1.通過讓空氣現(xiàn)身的小游戲，讓學生了解到空氣是可以感受到的，對空氣建立一個認知。2.通過空氣里有什么這個實驗以及趣味科學故事使學生更清楚的了解空氣中的組成成分和特點等。3.通過凈水實驗演示和互動參與激發(fā)學生主動思考和探索，學習掌握空氣凈化器的原理，體驗科學的樂趣。火星盒子制作目標：1.觀察和認識空氣凈化器的組成部分和主要元件2.在教師指導(dǎo)下動手組裝完成空氣凈化器的制作3.學會空氣凈化器的使用方法和生活應(yīng)用場景二、課堂組織形式1.組織開放式問題討論2.問答式課堂互動3.隨堂趣味測試題4.融入趣味故事講解5.設(shè)計互動探究實驗6.火星盒子制作演示和指導(dǎo)7.課后習題鞏固三、課堂準備名稱內(nèi)容來源備注1PPT課件課程全流程演示文稿火星人課件2組裝制作說明視頻組裝制作空氣凈化器的說明視頻火星人備課視頻組裝流程視頻說明3互動實驗教具“讓空氣現(xiàn)身氣球書本口哨塑料瓶、注射器、玻璃杯、水盆、紙巾、水“不會濕的紙巾：玻璃杯、紙巾、水盆、水“空氣里有什么”系列實驗：蠟燭一只、杯子一個、打火機、盤子、水“水的凈化：凈水器套裝、臟水需教師自己準備（詳細方法參考火星人備課視頻）4學生組裝器材及工具火星盒子——空氣凈化器（每人一套、螺絲刀（每人一套）火星盒子需按學生數(shù)量在商城訂購；螺絲刀需根據(jù)學生數(shù)量由教師提前準備。注意事項：火星盒子和螺絲刀提前收好，需要在理論講解之后，如果在課前即擺在學生面前，會極大分散學生的注意力，不利于理論知識講解和課堂互動。5課后習題考核本科學習知識點，客觀題+主觀題本講義最后部分四、詳細上課流程本節(jié)課括課熱和7步具體：（首先通火星講解課的故景。（通過提及知譜講解式回節(jié)內(nèi)容。（）第-5步為論講解時長需在0分鐘內(nèi)，過證明氣存小游戲小實出課程題空通過實驗出空大體組成分處引出氣成和用處解霧霾生的原和防法學習氣凈器原理。（）第6步為動手操組裝空氣凈器，師指導(dǎo)維護、保證全，控制在-5分。（）第7步為總結(jié)，長為0鐘。（）第8步為作業(yè)布，把內(nèi)容延到生。（總時長為120分鐘，預(yù)留5-10分鐘休息時間）上課步驟主要內(nèi)容注意事項【課堂預(yù)熱自我介紹+背景引入【對應(yīng)PPT】火星來信【時長】3min【新學員介紹】如果不是首節(jié)課，則不需要完全進行，重點介紹新學員與老學員互相認識，快速融入班級【情景引入】前幾天去地球旅行，發(fā)現(xiàn)地球的空氣好差啊，天都是黃色的，出門必須要戴口罩才行，家里面的空氣也變得很差，可是戴口罩真的好悶啊，我可不能在家里一直帶著口罩，我都沒辦法吃東西了，地球朋友們，你們有什么解決的辦法嗎？【銜接話術(shù)】老師：有沒有小朋友已經(jīng)想到好辦法了？學生：自由回答老師：出門的話就必須要帶口罩了，那么在家里的話，要是能夠凈化一下家里的空氣這樣就不用擔心呼吸問題了，小朋友們你們的家里有凈化空氣的東西嗎？學生：自由回答老師：空氣凈化器就是一個可以凈化空氣的機器，那么我們今天就要制作一個這樣的機器。【銜接話術(shù)】哎，小朋友們，說到空氣，老師一直在想，這看不到（1）不要在課程開始時發(fā)給學生盒子器材，會分散學生注意力。（2初步認識產(chǎn)生基本信任感，減少緊張和陌生情緒。摸不到的空氣真的存在嗎？【第1步】驗證空氣的存在【對應(yīng)PPT“讓空現(xiàn)身”部分讓空氣現(xiàn)身”部分【時長】10in【銜接話術(shù)】你們能驗證一下空氣是不是真的存在？老師這里準備了一些材料，看看你們能不能用這些材料就能夠證明空氣是真的存在的？【實驗/游戲】實驗一：讓空氣現(xiàn)身實驗材料：氣球、書本、口哨、塑料瓶、注射器、玻璃杯、水盆、水實驗過程：讓學生去用已有的實驗材料去自己嘗試能不能驗證空氣是確實存在的。（1“感受空氣課本快速翻頁產(chǎn)生風吹氣球后松手氣球飛了、（2“聽見”空氣：吹空塑料瓶發(fā)聲、吹口哨、（3“看到”空氣：塑料瓶放在水盆中灌水會冒泡、實驗注意：1、隨手可得的一些生活中的物品都可以用來做實驗。2、主要是讓學生去做實驗，去參與感受整個過程，如果有實驗成功的學生，那么要讓學生自己總結(jié)描述一下實驗現(xiàn)象和結(jié)果鍛煉他們的表達和總結(jié)能力。3、在此游戲過程中老師可給予適當提示。【銜接話術(shù)】小朋友們都做的很棒，你們都能夠有很多想法去進行驗證，那么老師也有一個方法，是一個小實驗，首先先讓你們來試一試，如何讓放在杯子里的紙巾沒入水中也不會濕？（學生自由發(fā)揮，可以讓學生嘗試一下）【提問】小朋友們都表現(xiàn)的很棒，那老師有一個方法，那我要把這個裝了紙巾的杯子倒扣在水底，你們猜紙巾會不會濕？【銜接話術(shù)】那么選好了答案就不能變了，我們來一起看一看。【實驗/游戲】實驗二：不會濕的紙巾實驗材料：玻璃杯、紙巾、水盆、水實驗步驟：1、首先將紙巾塞到玻璃杯底部，然后將玻璃杯平行的倒扣到水盆里。2、將玻璃杯從水盆底部拿起（平行的，拿出水面。3、將杯口擦干，讓小朋友將紙巾取出，觀察紙巾有沒有變濕。【講解】總結(jié)實驗現(xiàn)象紙巾沒有濕。【銜接話術(shù)】為什么紙巾是干的呢？【講解】因為杯子中有空氣，將杯子扣入水中時有一些空氣也被扣在了杯子中，所以保護紙巾，不會濕。【總結(jié)】我們可以聽到看到感受到空氣的存在。用書扇風，吹空塑料瓶，塑料瓶浸入水中會冒氣泡都是因為有空氣。【第2步】空氣的成分【對應(yīng)PT“空氣里有什么？”部分【時長】25in

【銜接話術(shù)】我們已經(jīng)驗證了空氣確實是存在的了，那么我們空氣中有什么呢？我們也沒有辦法看到他，所以不好判斷，我們通過實驗來看一看。【實驗/游戲】實驗三：空氣能支持燃燒嗎？實驗材料：蠟燭一只，杯子一個，打火機實驗步驟：將蠟燭點燃，選擇一名學生將杯子倒扣住蠟燭，觀察蠟燭是否熄滅。實驗現(xiàn)象：杯子里面的蠟燭熄滅【提問】蠟燭為什么會熄滅呢?【銜接話術(shù)】我們一起看一看杯子里面發(fā)生了什么。這樣看是看不出來的，那我們可以借助一些別的東西來看看。在剛剛我們“不會濕的紙巾”的實驗是將杯子倒扣在水中發(fā)現(xiàn)空氣存在的。那么如果我將實驗放在水中的話，是不是也可以將我們看不到的實驗現(xiàn)象變成可見的呢？【實驗/游戲】實驗四：空氣只有一種成分嗎？實驗材料：蠟燭一只，杯子一個，打火機，盤子，水實驗步驟：將蠟燭放在在盤子中，在盤子中加水，將蠟燭點燃，將

實驗注意：實驗現(xiàn)象讓學生來總結(jié)。實驗四老師需要注意水盆或者盤子都可以，目的是看上去比較明顯能夠直接看到有水倒吸入杯子杯子扣在蠟燭上，觀察實驗現(xiàn)象。觀察實驗現(xiàn)象。中。實驗現(xiàn)象：蠟燭熄滅，一部分水被吸到杯子中。【講解】倒扣的杯子中含有空氣，蠟燭可以在杯子中燃燒，但是因為杯子中空氣有限，所以燃燒一會兒就滅了。證明了空氣可以支持燃燒。扣住燃燒蠟燭的玻璃杯中的水面上升了，但是沒有全部將杯子填滿，所以說杯子里面還是有一部分空氣的，那么我們發(fā)現(xiàn)，蠟燭燃燒不會把所有的空氣都燒掉，會剩下一部分，那么我們發(fā)現(xiàn)空氣是一個混合的氣體，不是單一成分的，我們根據(jù)實驗得出：空氣就被大體上分為兩部分，一部分是支持燃燒的，另一部分是不支持燃燒的。【銜接話術(shù)】那么最早在200年前已經(jīng)有學家發(fā)現(xiàn)了這個現(xiàn)象，并且研究出來了兩種支持燃燒和不支持燃燒的氣體是什么，并且通過實驗得出了兩種氣體分別在空氣中的占多少。這個科學家的名字叫做拉瓦錫。【故事】詳細故事見附2【隨堂小測試】那么剛才提到氮氣和氧氣，哪個是支持燃燒，哪個是不支持燃燒的呢？【講解】氧氣是支持燃燒的，氮氣是不支持燃燒的。【銜接話術(shù)】我們通過拉瓦錫的實驗知道了空氣中是含有氮氣和氧氣的，后來人們研究發(fā)現(xiàn)，空氣中還有別的一些氣體，我們來看一下。【講解】氮氣是在空氣中含量最多的，占了一大半，如果把空氣裝到瓶子里那么一大部分都是氮氣大概能占到這個瓶子的4/5氣是含量第二大的大概能占這個瓶子的1/其他還有一些別的氣體，比如二氧化碳、水蒸氣等，它們都是不支持燃燒的，占的比重就非常的少了。下面我們來一起了解一下空氣中的氣體。【講解】首先我們先了解一下占比例最多的氣體—氮氣。氮氣在我們的生活中應(yīng)用的很多，首先我們非常熟悉的薯片里面就有氮氣。用氮氣放在包裝袋里有很多作用，第一，可以保護食品，防止在運輸途中因為擠壓而碎掉。第二呢，氮氣很懶惰一般不會和別的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以，放在包裝袋里可以防止食物變質(zhì)，受潮。【提問】小朋友們你們有沒有吃過冰淇凌？（學生做答）【講解老師吃過這樣的冰淇（播放圖片那么這種冰淇凌是液氮做出來的，什么是液氮呢？在空氣中，氮氣是以氣體的形式存在的，如果你把他變成液體，像水一樣，它的溫度特別低，可以達到零下200度左右-16°，這個溫度太低了可能會導(dǎo)致凍傷，所以我們不能用手直接去接觸，平時都是把他存儲在大罐子里面的。如果需要的話，就把他倒出來，利用他的超低溫，直接讓冰淇凌液體結(jié)成冰，就有超級美味的冰淇凌啦！【講解下面到我們的氧氣啦氧氣剛剛我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他可以助燃，如果我們在空氣中去點燃一根鐵絲，肯定是點不著的，但是如果我把這根鐵絲放在純氧中那么他將會燃燒（播放圖片那么還有一個非常大的用處就是我們呼吸和生存都需要氧氣我們吸進去氧氣，吐出來的是二氧化碳。在缺氧的條件下，我們會覺得頭昏惡心，充足的氧氣就會讓我們覺得神清氣爽了。【提問】那么氧氣這么好，小朋友們我們?nèi)绻苯由钤诩冄醯沫h(huán)境里是不是會更舒服呢？（學生自由回答）【講解是不可以的這樣的話氧太多了剛才我們還說氧氣助燃，如果生活中到處都是氧氣，只要有一點火花可能就會著火了。并且我們在純氧環(huán)境中呆久了我們也受不了，會氧中毒。所以適量的氧氣會讓我們的生活很舒適。???? ()? ( )水分，晃動之后產(chǎn)生高壓噴射，可以滅火。第二，可樂里含有二氧化碳,能夠隔絕空氣滅火并且可樂里面的糖分受熱也會變得黏黏的，粘在可燃物的表面，阻止可燃物和氧氣反應(yīng)。我們需要注意，如果是家里的油鍋著火的話，是不能用可樂或者水去滅火的，需要蓋上鍋蓋，目的是為了阻隔氧氣。就像我們的做實驗的蠟燭熄滅時一樣的，都是因為空氣中的氧氣燃燒光了，蠟燭就熄滅了。【講解】除此之外呢，空氣中還有很多別的氣體，含量特別少，我們叫他稀有氣體。這些氣體有獨特的性質(zhì)就是通電可以發(fā)光，在可以用來制作彩燈。【講解】空氣中還有水蒸氣，生活中很多現(xiàn)象都說明了水蒸氣的存在，比如打開口的餅干在屋子里放幾天就潮了，變軟了。這都是水蒸氣搞的鬼。【總結(jié)】空氣是一種混合氣體，其中氮氣占比重最多，氧氣其次，占比最少的是二氧化碳、水蒸氣和一些稀有氣體。【第3步】空氣污染危害【對應(yīng)PPT“被染的空氣—空氣污染”部分【銜接話術(shù)】小朋友們，我們已經(jīng)知道了空氣中有什么，那你們說空氣有顏色嗎？（學生回答）【講解現(xiàn)在呢有些城市的空氣卻被染上顏色了像圖片這（播【時長】15in 放圖片）尤其是到了秋冬季節(jié)會特別嚴重。就像小火星家里一樣，這就是霾，是一種空氣污染（圖片展示）【講解】霾就是空氣中會有很多的懸浮顆粒物，這許多小朋友們你們知道霾是怎么形成的嗎？空氣污染有很多來源主要是汽車尾氣，冬季燒煤產(chǎn)生的廢氣和工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣等。【銜接話術(shù)】那么霾不是一種單純的東西，但是有一種組成成份被認為是造成霾天氣“元兇那就是PM25什么是PM2.5呢？我們通過一個視頻來了解一下（播放PM2.5的頻。【講解】M25是一種非常小的顆粒物，是空氣中直徑小于或者等于2.5微米的顆粒物。【提問】這里提到了微米，那小朋友們還記得微米嗎？微米是多大還記得嗎？【講解】一微米是把一毫米分成一千分，其中的一份那么大就是一微米。那么PM2.5多小呢？把我們大概縮小一百萬倍，我們就成了PM2.5。這種非常小的顆粒物非常厲害，在我們呼吸的過程中，它通過我們的呼吸道，會讓我們產(chǎn)生一些呼吸道疾病，同時它能夠直接鉆到我們的肺里面，由于PM2.5里面很多毒素，所以一旦進入到我們的身體里，就會對我們的身體造成非常多的危害。【第4步】空氣污染的治理【對應(yīng)PPT“守護色天空—空氣治理”部分【時長】10min【銜接話術(shù)】那么空氣污染危害這么大，我們就一定要治理一下空氣，守護住藍色的天空。【提問】小朋友們你們覺得我們能夠有什么方法去治理空氣污染呢？（學生自由回答）【銜接話術(shù)】其實在很多年前，國外就有空氣污染。小朋友們知道英國的倫敦還有另外一個名字嗎？叫做霧都。在英國當時就發(fā)生過特別嚴重的環(huán)境污染事件，我們來一起了解一下（播放視頻）【講解】那我們國家也有比較好的應(yīng)對策略，我們可以從源頭去防御，采取主動出擊的方式。比如現(xiàn)在的汽車尾號限行，就是在控制汽車尾氣的排放，鼓勵開電車。減少煤的使用，使用清潔能源。出門的時候提倡乘坐公共交通工具等防護措施。【講解】除此之外呢，我們也可以從自身的角度去防護，做一些防護措施，是被動防御的過程。有霾天氣出門要戴口罩，在有霾的天氣少開窗，在家里面使用空氣凈化器凈化家里的空氣，都可以有效的防治空氣污染。【第5步】空氣凈化器的原理【對應(yīng)PPT“空氣化器的原理是什么？”部分【時長】10min

【銜接話術(shù)】提到了空氣凈化器，那么我們今天就要制作一個空氣凈化器，小火星也可以用空氣凈化器去凈化他們家的空氣了。那么空氣凈化器是怎么把空氣變干凈的呢？（學生自由回答）【銜接話術(shù)】我們用一個凈化水的實驗來類比一下。【實驗/游戲】實驗五：水的凈化實驗材料：凈水器套裝、臟水實驗步驟：1、老師講解凈水器套裝內(nèi)部組要組成物質(zhì)。2、將臟水倒入凈水器中，觀察。實驗現(xiàn)象：臟水經(jīng)過濾水器后變得清澈了。【講解】老師：小朋友們看一下，我的水變干凈了，那么水里的臟東西去哪里了呢？學生：臟東西在凈水器里面老師：為什么臟東西會被擋住呢？學生：自由回答【總結(jié)】凈水器可以將大的臟東西擋在凈水器外因為凈水器的縫隙很小，一些很大的東西并不能通過，所以，凈水器里面出來的水就是干凈的了，這種方式呢，我們叫做過濾。【講解】我們的凈水器其實和空氣凈化器非常像，也是把空氣中的臟東西過濾掉，這樣空氣就干凈了，那么用什么過濾呢？用我們的空氣過濾網(wǎng)這個濾網(wǎng)得名字叫做高效空氣濾網(wǎng)他的孔徑只有0.3微米，非常非常得小，還記得我們空氣中的PM2.5這種有害物質(zhì)有多小嗎？他有2.5微米這么大。那霧霾中的PM2.5跟濾網(wǎng)相比大太多，想要通過濾網(wǎng)，就好像大象要過老鼠洞一樣，根本鉆不進去，所以我們的過濾網(wǎng)就將空氣中的污染物都擋住啦，這個就是我們空氣凈化器的原理。【第6步】動手制作空氣凈化器【對應(yīng)PPT“開始手制作啦”部分【視頻輔導(dǎo)】此時可以播放/暫停組裝說明視頻作為指導(dǎo)。①指導(dǎo)學生打開包裝盒，將零件分類擺放整齊在自己前方桌面上。（1）物品擺放不要太靠近自己的身體，否則容易掉在地上.（2）螺絲釘長短不一，要分開放置為避免散亂和掉落也可把螺絲和墊片一直放在袋子內(nèi)。②講解各元器件的形狀和功能，主要的元器件如下：1.講解主要元器件時主要講解空氣凈化器的工作原理和工作過程:【時長】30-5mina.電機：帶動扇葉旋轉(zhuǎn)電機通電后帶動扇葉旋轉(zhuǎn)將空氣吸入在此過程中空氣通過HEPA過濾網(wǎng)，將空氣凈化，再將凈化過的空氣排出。b.高效空氣濾網(wǎng)：過濾空氣注意講請電路連接的邏輯關(guān)系③講解連線方式，并指導(dǎo)學生完成連接。連線圖如下（1底座為電源模塊+開關(guān)連接電機即可。（2）詳細安裝步驟參考火星人備課視頻。【第7步】課程總結(jié)【對應(yīng)PPT“今天學到了什么？”部分【時長】10in老師根據(jù)pt里的識圖譜回顧本節(jié)課學習過的知識要點，然后帶領(lǐng)學生完成課后習題【第8步】課程結(jié)束【對應(yīng)PPT】謝謝頁面回家以后，向爸爸媽媽講述空氣凈化器原理