“水資源保護(hù)與利用”的跨學(xué)科主題活動(dòng)設(shè)計(jì)

〔摘" "要〕" 小學(xué)是學(xué)生接觸科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要階段?；诤诵乃仞B(yǎng)的科學(xué)教學(xué)以科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任為核心，強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科知識(shí)的整合。本文以“核心素養(yǎng)”為目標(biāo)，構(gòu)建“水資源保護(hù)與利用”的跨學(xué)科主題活動(dòng)。圍繞“水龍頭滴水”這一現(xiàn)象，在教學(xué)活動(dòng)中融合科學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模、語文表達(dá)、德育實(shí)踐等多學(xué)科內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)觀念—系統(tǒng)思維—實(shí)踐創(chuàng)新—社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)鏈條，為小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)提供可實(shí)踐的路徑。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；核心素養(yǎng)；跨學(xué)科教學(xué)

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0070-03

隨著課程改革的深化，核心素養(yǎng)成為小學(xué)教育的關(guān)鍵目標(biāo)。在小學(xué)科學(xué)教育中，核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任，不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，也是未來生活和學(xué)習(xí)的重要能力。然而，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)科割裂現(xiàn)象仍然較為突出，學(xué)生對(duì)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力較弱。基于此，跨學(xué)科教學(xué)策略的探索對(duì)于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展具有重要意義。

一、設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

通過觀察“水龍頭滴水現(xiàn)象”，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)微觀現(xiàn)象中的科學(xué)規(guī)律，理解“量變引起質(zhì)變”的守恒觀，并能用數(shù)據(jù)量化水資源浪費(fèi)的影響，增強(qiáng)科學(xué)思維能力。

學(xué)生能夠運(yùn)用“控制變量法”開展實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確測量滴水量，并通過數(shù)據(jù)計(jì)算推算長期水資源浪費(fèi)情況。在實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的精細(xì)測量能力、數(shù)據(jù)分析能力和推理能力，讓“探究”成為科學(xué)學(xué)習(xí)的核心驅(qū)動(dòng)力。

學(xué)生能夠利用“單位換算+數(shù)學(xué)建模”方法，推算不同時(shí)間段的漏水總量，并用數(shù)據(jù)可視化方式呈現(xiàn)水資源損失趨勢，培養(yǎng)數(shù)學(xué)邏輯思維和跨學(xué)科應(yīng)用能力。

學(xué)生能夠基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，理解“個(gè)人行為—社會(huì)影響—環(huán)境保護(hù)”的邏輯鏈條，認(rèn)識(shí)到個(gè)人節(jié)水行為對(duì)于社會(huì)的深遠(yuǎn)影響，并能夠提出有針對(duì)性的節(jié)水改進(jìn)方案，體現(xiàn)系統(tǒng)思維的價(jià)值。

學(xué)生能夠以數(shù)據(jù)分析結(jié)果為依據(jù)，設(shè)計(jì)“節(jié)水倡議書”或“節(jié)水科普海報(bào)”，并通過校內(nèi)外宣傳活動(dòng)影響他人，使科學(xué)學(xué)習(xí)從課堂走向現(xiàn)實(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)行動(dòng)力。

二、實(shí)施教學(xué)活動(dòng)

（一）觀察現(xiàn)象，從日常細(xì)節(jié)培養(yǎng)科學(xué)思維

1.設(shè)疑導(dǎo)入，從“滴水”引發(fā)思考

課堂開始時(shí)，教師可以播放一段水龍頭滴水的視頻，讓學(xué)生觀察水滴落下的頻率、聲音，并思考一個(gè)問題：“這么幾滴水，真的會(huì)對(duì)生活造成影響嗎？”接著，教師可以拋出幾個(gè)啟發(fā)性問題，如：如果水龍頭一天都這樣滴水，會(huì)浪費(fèi)多少水？如果每個(gè)家庭都有一個(gè)漏水的水龍頭呢？這些浪費(fèi)的水，最終去了哪里？會(huì)帶來哪些影響？通過問題引導(dǎo)，學(xué)生會(huì)意識(shí)到微小的水滴背后可能隱藏著更大的科學(xué)問題，為后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。

2.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，用“視頻記錄”捕捉科學(xué)現(xiàn)象

為了讓學(xué)生更加深入地觀察水龍頭滴水現(xiàn)象，教師可以布置一個(gè)家庭觀察任務(wù)：請(qǐng)學(xué)生回家觀察家中水龍頭，錄制1分鐘滴水視頻，并嘗試記錄滴水的頻率（如每秒滴幾滴）。在課堂上，學(xué)生可以分享自己拍攝的視頻，并討論他們觀察到的現(xiàn)象。例如：有的水龍頭滴水較快，有的較慢，這可能是什么原因？不同家庭的水龍頭滴水速度是否一致？為什么？水滴的形狀是否變化？滴落時(shí)有什么特征？這一過程不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)觀察的興趣，也讓他們學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)和事實(shí)來描述和比較現(xiàn)象。

3.觀察引導(dǎo)，讓“定性觀察”走向“定量分析”

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂上，學(xué)生往往停留在定性描述，如“水龍頭在滴水”，但科學(xué)思維的培養(yǎng)需要引導(dǎo)他們進(jìn)一步進(jìn)行定量分析。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生思考：如何用數(shù)據(jù)描述滴水現(xiàn)象？（如1分鐘滴多少滴？1滴大約多少毫升？）怎樣用科學(xué)工具進(jìn)行測量？（如使用量筒收集水滴，并記錄其體積）如何將微觀的滴水現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為宏觀的水資源浪費(fèi)？（如計(jì)算一天、一年的總滴水量）這種從觀察現(xiàn)象到數(shù)據(jù)量化的思維訓(xùn)練，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)觀念，也為接下來的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)打下了基礎(chǔ)。

4.關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)責(zé)任感

在學(xué)生完成觀察任務(wù)后，教師可以進(jìn)一步拓展，引導(dǎo)他們思考水資源浪費(fèi)對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響。例如：我國哪些地區(qū)水資源緊缺？為什么節(jié)水很重要？滴水現(xiàn)象是否與家庭經(jīng)濟(jì)、公共資源消耗有關(guān)？我們應(yīng)該如何改進(jìn)家庭或?qū)W校的用水習(xí)慣？通過討論這些問題，學(xué)生不僅能夠認(rèn)識(shí)到科學(xué)現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)意義，還能激發(fā)他們的社會(huì)責(zé)任感，從“觀察滴水”到“思考節(jié)水”，進(jìn)而萌生主動(dòng)探究和解決問題的意識(shí)。

（二）實(shí)踐探究，用數(shù)據(jù)測量引發(fā)科學(xué)推理

科學(xué)不僅僅是觀察和思考，更重要的是通過實(shí)踐和數(shù)據(jù)分析來揭示客觀規(guī)律。在本次活動(dòng)中，學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)測量滴水量，并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法推算水資源的浪費(fèi)情況。培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)分析能力，幫助他們建立量變引起質(zhì)變的科學(xué)觀念，進(jìn)一步提升科學(xué)推理能力。

1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——用數(shù)據(jù)“丈量”滴水現(xiàn)象

教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，通過量筒收集水滴，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的滴水量，并據(jù)此推算長期水資源浪費(fèi)情況。實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：量筒、秒表、滴水的水龍頭、小本子；測量單次滴水量：用量筒收集100滴水，測量總體積，并計(jì)算每滴水的平均體積；測量單位時(shí)間滴水量：設(shè)置秒表，記錄1分鐘內(nèi)水龍頭滴水的總滴數(shù)；推算長期水浪費(fèi)：將1分鐘滴水量換算成1小時(shí)、1天、1年的水浪費(fèi)量；分析記錄數(shù)據(jù)：學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫到任務(wù)單上，并進(jìn)行計(jì)算，得到最終結(jié)果。

2.量化分析——從“毫升”到“噸”的科學(xué)計(jì)算

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，1分鐘僅有幾毫升水滴落，但一年下來卻可能浪費(fèi)數(shù)噸水。教師可以引導(dǎo)他們進(jìn)行如下計(jì)算：假設(shè)測得1分鐘滴水量為3mL，那么：1小時(shí)浪費(fèi)水量：3mL×60=180mL；1天（24小時(shí)）浪費(fèi)水量：180mL×24=4.32L；1年（365天）浪費(fèi)水量：4.32L×365≈1580L。

教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：1.58噸水是什么概念？如果100個(gè)家庭的水龍頭都漏水呢？通過數(shù)學(xué)計(jì)算，學(xué)生能夠直觀感受到“小水滴”與“大浪費(fèi)”之間的關(guān)系，增強(qiáng)他們的科學(xué)推理能力和環(huán)境保護(hù)責(zé)任感。

3.認(rèn)知沖突——從微觀現(xiàn)象到宏觀影響

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后，教師可以提出進(jìn)一步思考問題，幫助學(xué)生深化理解，問題如下：“僅僅幾滴水，怎么就能造成這么大的浪費(fèi)？”“我們的生活中還有哪些類似的‘量變引起質(zhì)變’的現(xiàn)象？”這一過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：水龍頭滴水現(xiàn)象不僅僅是家庭問題，而是一個(gè)社會(huì)性問題。教師可以舉例補(bǔ)充，如：地球溫度每年僅升高0.01℃，但長期累積會(huì)導(dǎo)致全球變暖；森林每年減少僅0.3%，但幾十年后，森林覆蓋率可能大幅下降；生活中每天浪費(fèi)幾分鐘，長期來看可能會(huì)影響學(xué)習(xí)和工作效率。微觀現(xiàn)象到宏觀影響的辯證思維方式，讓學(xué)生從科學(xué)實(shí)驗(yàn)走向更深層次的科學(xué)思考，培養(yǎng)他們的系統(tǒng)性科學(xué)思維。

4.結(jié)果應(yīng)用——從數(shù)據(jù)到行動(dòng)

科學(xué)探究的最終目的是解決問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論如何減少水資源浪費(fèi)，讓他們結(jié)合數(shù)據(jù)提出改進(jìn)方案。例如：檢查家庭水龍頭是否漏水，并及時(shí)修理；洗手、刷牙時(shí)及時(shí)關(guān)閉水龍頭，避免浪費(fèi)；向?qū)W?；蛏鐓^(qū)發(fā)起“節(jié)水倡議”，通過調(diào)查宣傳提升大家的節(jié)水意識(shí)。教師還可以讓學(xué)生用自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作節(jié)水宣傳海報(bào)，通過柱狀圖、折線圖向更多人展示滴水的影響。這不僅能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力，還能增強(qiáng)他們的社會(huì)責(zé)任感，讓科學(xué)學(xué)習(xí)真正落地。

三、教學(xué)活動(dòng)評(píng)估

（一）評(píng)估科學(xué)思維的培養(yǎng)效果

本次活動(dòng)以“水龍頭漏水”這一生活化現(xiàn)象為切入點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生從觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、分析問題到得出結(jié)論的完整科學(xué)思維過程。在評(píng)估時(shí)，教師可以設(shè)置任務(wù)單，讓學(xué)生回顧自己在實(shí)驗(yàn)中的思考路徑，如：是否能夠準(zhǔn)確觀察并描述滴水現(xiàn)象？是否能夠通過數(shù)據(jù)計(jì)算推導(dǎo)出水資源浪費(fèi)的規(guī)模？是否能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)，聯(lián)想到更廣泛的環(huán)境問題？教師可采用課堂提問、小組討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式，觀察學(xué)生是否能形成“數(shù)據(jù)—推理—結(jié)論”的思維鏈條。如果學(xué)生能從“滴水量小”這一認(rèn)知跳躍到“長期積累帶來巨大浪費(fèi)”的科學(xué)推理，則說明他們?cè)诳茖W(xué)思維方面取得了明顯進(jìn)步。教師還可以通過“學(xué)生自評(píng)+同伴互評(píng)”方式，鼓勵(lì)學(xué)生反思自己的思維過程，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

（二）評(píng)估探究能力的提升水平

科學(xué)探究的核心在于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析。本次活動(dòng)中，學(xué)生需要進(jìn)行數(shù)據(jù)測量、數(shù)學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)變量控制等操作，教師可以通過以下方式評(píng)估學(xué)生的探究能力。實(shí)驗(yàn)操作能力：學(xué)生是否能正確使用量筒、秒表等實(shí)驗(yàn)工具？是否能精準(zhǔn)測量滴水量？數(shù)據(jù)處理能力：是否能正確計(jì)算水量換算？是否能合理解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？實(shí)驗(yàn)變量控制：在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生是否能考慮溫度、氣壓等可能影響滴水速率的因素，并嘗試優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案？評(píng)估方式包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂展示、小組討論等。例如，學(xué)生在小組討論中是否能主動(dòng)質(zhì)疑他人數(shù)據(jù)的合理性，是否能給出改進(jìn)方案，都是評(píng)估探究能力的有效指標(biāo)。

（三）評(píng)估核心素養(yǎng)的發(fā)展能力

科學(xué)教學(xué)不僅僅是傳授知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)態(tài)度。在評(píng)估核心素養(yǎng)時(shí)，要明確學(xué)生是否能理解“量變引起質(zhì)變”這一核心科學(xué)原理，是否能聯(lián)系其他科學(xué)現(xiàn)象，是否意識(shí)到水資源浪費(fèi)的嚴(yán)重性，是否能在日常生活中踐行節(jié)水行動(dòng)，是否能運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算分析問題，是否能用語言表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)論并影響他人，教師可以通過課堂討論、學(xué)生行動(dòng)記錄、節(jié)水宣傳作品展示等方式進(jìn)行評(píng)估。例如，要求學(xué)生提交一份“節(jié)水倡議書”或“節(jié)水宣傳海報(bào)”，觀察他們是否能基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的科學(xué)表達(dá)。如果學(xué)生能在生活中主動(dòng)采取節(jié)水行動(dòng)，如提醒家人修理漏水龍頭、在學(xué)校發(fā)起節(jié)水倡議等，則說明他們的科學(xué)核心素養(yǎng)得到了有效提升。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教育不僅是知識(shí)的傳授，更是學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要途徑。科學(xué)教育應(yīng)著眼于學(xué)生的全面發(fā)展，融合項(xiàng)目教學(xué)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、生活教學(xué)等多種策略，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。本活動(dòng)通過“現(xiàn)象觀察—實(shí)驗(yàn)探究”，將科學(xué)、數(shù)學(xué)、語文等學(xué)科知識(shí)融合，構(gòu)建完整的科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)鏈條。學(xué)生不僅理解了“水資源保護(hù)”的科學(xué)原理，還通過實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)學(xué)計(jì)算深化認(rèn)識(shí)，最終形成“個(gè)人行為對(duì)環(huán)境的長期影響”的系統(tǒng)觀念，提升了社會(huì)責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)

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