關鍵詞:初中物理;跨學科項目;綜合實踐;水資源
中圖分類號:G633.7" " 文獻標識碼:B" " 文章編號:1009-010X(2024)29-0059-03
一、案例背景
《義務教育物理課程標準(2022年版)》中,物理的教育理念突出從生活走向物理,從物理走向生活,在課程內容中增加了實驗探究和跨學科實踐兩個一級主題。物理是一門與實際生活聯系比較緊密的學科,在物理教學中融入其他學科教學內容,開展跨學科項目化學習,有利于實現核心素養目標,提升學生的綜合能力。
在學習“物態變化”課后,學生對水的三種狀態及水循環有了一定的了解,同時通過學習“科學世界”欄目,了解到中國是一個水資源匱乏的國家。這與學生的生活經驗和認知形成沖突,很多學生認為水資源是很充足的,因此缺少節約用水意識。為此,課題組組織學生對固安縣水資源進行了一系列調查活動,力求了解固安縣水資源的發展情況,增強學生節水意識。
二、案例主題
水是生命之源,我們的生存離不開水。立足固安實際用水情況,課題組利用“問卷星”設計了關于家庭用水情況的調查問卷,初步了解固安家庭用水和節水意識情況。調查顯示,固安縣家庭用水存在浪費、循環用水等節水措施不足情況,公民節水意識需要加強。為此,課題組選擇以“水是生命之源,我們如何保護她”為主題的調查實踐活動開展初中物理跨學科項目化學習,以增強學生社會責任感和使命感。
三、案例細節
課題組聯合固安縣水務局、自來水廠、固安二中學校后勤部、學生家長等,積極輔助學生的調查工作,使學生充分了解本縣的水資源利用情況。
(一)家庭用水調查
課前任務:1.學生提前復習教材65~66頁,了解全球的水循環情況;2.收集家庭用水和節水情況的相關資料,思考測量家庭用水的方法。
課中任務:播放缺水地區的視頻紀錄片,提醒學生思考問題:“為什么有些地區水資源匱乏嚴重?”(可結合地理、歷史、生物、物理等學科知識說明)
調查分工:1.推舉組長,確定各人員分工;2.組內設計調查問卷的內容,組間交流,形成最終的調查問卷;3.教師指導學生利用信息技術“問卷星”軟件完成問卷的制作和發布(調查顯示,有91.16%的人有節水意識,其中只有32.65%使用節水器具,57.82%偶爾重復用水);4.組內討論利用身邊的物品測量家庭用水量方案,教師引導與評估方案設計與制定;5.點評各組表現。
課后任務:1.學生采訪家庭成員,填寫調查問卷;2.利用身邊的物品測量家庭用水量。
設計意圖:以學生最熟悉的家庭為對象,開展調查實踐活動,鍛煉學生搜集信息、制作問卷、語言表達和科學探究能力。
(二)學校用水調查
課前任務:1.整理家庭用水調查情況;2.搜集學校有關用水情況的相關信息。
課中任務:1.組內討論家庭用水情況,形成調查報告,小組展示,組間補充與評價,完善調查報告,教師點評;2.組內討論訪談提綱,組間交流,教師引導,完成訪談提綱;3.組內學生模擬訓練,組間相互交流,完善并確定訪談提綱;4.教師對學生的表現進行點評。
課后任務:采訪學校教師、學生及后勤等工作人員用水情況,并用視頻、文字、圖片等形式記錄相關信息和資料;2.學生整理資料,并撰寫活動反思。
設計意圖:通過討論撰寫調查報告,提升學生的分析數據的能力;通過模擬訪談,鍛煉學生的表現力,增強學生的自信心;通過采訪學校的教師、學生及后勤人員了解學校用水情況,加強學生節約用水的意識。
調查結果:通過采訪固安二中后勤主任,了解到學校的人均日用水量高達150L,學校浪費水的情況比較嚴重。主要原因是師生節水意識比較薄弱,在洗手、沖廁、涮洗墩布等行為中存在浪費水的現象。學校的飲用水凈化的過程包含利用抽水機從地下抽上來水,再經過沉淀、過濾、消毒、除味、除臭、凈化、過凈、燒開、飲用等工序。
(三)固安縣自來水廠、水務局采訪
課前任務:1.學生提前復習教材65~66頁,了解全球的水循環情況;2.查閱資料,了解中國的水資源情況;3.完成訪談提綱。
課中任務:1.教師帶領學生考查小組到水務局和水廠實地參觀,并了解相關工作;2.學生采訪工作人員,提出水資源的相關問題,并記錄。
課后任務:1.學生整理記錄資料,匯總固安縣水資源的相關情況,最終得出固安縣水資源的利用情況;2.學生撰寫活動反思;3.自來水采訪資料整理。
設計意圖:通過實地考查水廠和水務局,開拓學生的視野,加深對固安縣水資源緊缺情況的認識深度,同時鍛煉學生的語言表達能力。
調查結果:(1)自來水廠。固安縣的水資源是貧乏的,主要原因為固安縣地表水已被污染,為了補充水源,固安縣引入了南水北調的水。目前固安的居民主要喝地下和南水北調的混合水,兩者使用比例為4:6。在自來水廠水的凈化工藝流程為:南水北調的水流過計流間,可以得到關于水的流量、壓力、PH等各項參數,然后進入混合反應沉淀池進行沉淀和過濾,最后進入清水池,通過加入試劑對水起到凈化的作用,利用吸水泵床進行加壓后送入千家萬戶。為了保證飲用水安全,占地40畝的水廠安裝了將近40個360°高清攝像頭,實行24小時無死角監控,同時每天進行兩次進出水檢測,每月和每季度都會有第三方不定時抽測外檢。自來水廠在設計過程中會考慮水的重復利用,即固安縣的污水先經過沉淀過濾后再循環沉淀過濾,實現重復利用。
(2)水務局。固安每日用水量為2.5~3萬立方米。固安年降水量580立方米左右,相對較少,所以固安屬于水資源缺乏地區。南水北調極大解決了固安水資源匱乏問題,減小了地下水的過度開發。固安縣節約用水采取的舉措:更新管道,減少跑漏滴漏問題;普及節水器具;提高人們的節水意識;階梯計價,提高水費;在農業中推廣微噴灌(因受本地農村土地制度和經濟條件的制約,目前還不能全面推廣微噴灌)。
(四)根據用水情況提出節水方案
課前任務:分析調查報告、訪談的相關資料。
課中任務:1.小組討論并分析訪談資料,形成調查報告并展示;2.組間交流,并完善調查報告;3.小組討論并制作節水方案并展示(形式:宣傳語、視頻、學校廣播報道等);4.教師帶領學生做項目總結,并進行整體評價。
課后任務:1.學生撰寫活動反思;2.在學校、社區等公共場所主動宣傳節水措施。
設計意圖:通過對家庭、學校、水廠和水務局水資源利用情況的調查,學生加強對固安縣水資源緊缺情況的認識深度,樹立節水意識。鼓勵學生提出節水方案,并將節水方案在社區和學校等公共場所進行宣傳。
四、案例效果
(一)學生制作手抄報
學生利用課后時間制作精美的手抄報,并在學校的宣傳欄和教室外的展示欄進行宣傳展示,積極倡導大家節約用水。
(二)學生提出的節水建議
1.洗澡節水:用噴頭洗淋浴、學會調節冷熱水比例、不要將噴頭的水自始至終一直開著,更不應開到最大。
2.廁所節水:換用節水馬桶、用收集的家庭廢水沖廁所。
3.洗衣機節水:多用手洗、減少漂洗次數。洗衣機洗衣物,既省力又方便,但也有不足,用水量比用手工洗多五分之三,怎樣盡量節約用水量呢?三件以上的衣物可用洗衣機洗,小的一二件的則手洗,特別是應先甩盡泡沫后漂洗,這樣漂洗兩遍衣物也就干凈了。如此可節約三分之一多的用水。
4.一水多用節水:洗臉水用后可以洗腳,然后沖廁所;家中應預備一個收集廢水的大桶,以保證沖刷所需要的水量;淘米水、煮過面條的水,用來洗碗筷,去油又節水;養魚的水澆花,能促進花木生長。
5.洗餐具節水:家里洗餐具,最好先用紙把餐具上的油污擦去,再用熱水洗一道,最后才用較多的溫水或冷水沖洗干凈。
6.政府利用新聞、媒體手段開設節水欄目,學校設置水資源利用實踐課,向中小學宣傳節水舉措,利用有獎問答,督促全民參與其中。
7.作為一名中學生,可以從點滴開始,培養自己的節約用水習慣,以自己的言行影響身邊的人。好好學習科學文化知識,增強本領,長大后為固安縣的水資源建設貢獻自己的力量。
(三)學生提出的宣傳標語
1.舉手之勞,滴水不漏。
2.節約用水,從家開始。
3.水是生命之源,請節約每一滴水。
4.節約用水就是珍惜生命。
5.大力普及節水型生活用水器具。
6.珍惜水,保護水,讓水造福人類。
7.珍惜資源永續利用,綠化環境凈化心靈。
8.浪費用水可恥,節約用水光榮。
9.惜水愛水節水,從我做起。
10.依法管水,科學用水,自覺節水。
五、教學反思
本次授課歷時一個月,課題組指導學生撰寫調查問卷,組織學生對學校、自來水廠和水務局等進行實地調查,并對調查結果進行整理歸納;通過騰訊會議網上平臺進行交流互動,實現跨地域的線上教研活動,并及時交流案例中出現的問題,總結經驗,調整教學策略。該案例在綜合實踐活動中融入了較多的物理元素,具有開放性、多元性、動態性,極富現代化教育的時代新特征。本次活動主要在固安縣城開展,農村中學有豐富獨特的課程資源,在開發綜合實踐活動方面具有無限的潛能,課題組希望通過此次活動為農村同行開展綜合實踐活動提供參考。
本文系河北省教育科學“十四五”規劃2021年度一般課題“初中物理大三環魅力邏輯課堂理論與實踐研究 ”(課題編號:2103246)研究成果。