“水資源保護與利用”的跨學科主題活動設計

〔摘" "要〕" 小學是學生接觸科學知識、培養科學素養的重要階段?；诤诵乃仞B的科學教學以科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任為核心，強調跨學科知識的整合。本文以“核心素養”為目標，構建“水資源保護與利用”的跨學科主題活動。圍繞“水龍頭滴水”這一現象，在教學活動中融合科學實驗、數學建模、語文表達、德育實踐等多學科內容，培養學生“科學觀念—系統思維—實踐創新—社會責任”的核心素養鏈條，為小學科學跨學科教學提供可實踐的路徑。

〔關鍵詞〕" 小學科學；核心素養；跨學科教學

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）14" " 0070-03

隨著課程改革的深化，核心素養成為小學教育的關鍵目標。在小學科學教育中，核心素養包括科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任，不僅是學生學習科學知識的基礎，也是未來生活和學習的重要能力。然而，小學科學教學中學科割裂現象仍然較為突出，學生對知識的實際運用能力較弱?；诖?，跨學科教學策略的探索對于促進學生科學核心素養的發展具有重要意義。

一、設定教學目標

通過觀察“水龍頭滴水現象”，學生能夠發現微觀現象中的科學規律，理解“量變引起質變”的守恒觀，并能用數據量化水資源浪費的影響，增強科學思維能力。

學生能夠運用“控制變量法”開展實驗，準確測量滴水量，并通過數據計算推算長期水資源浪費情況。在實驗過程中，培養學生的精細測量能力、數據分析能力和推理能力，讓“探究”成為科學學習的核心驅動力。

學生能夠利用“單位換算+數學建?！狈椒ǎ扑悴煌瑫r間段的漏水總量，并用數據可視化方式呈現水資源損失趨勢，培養數學邏輯思維和跨學科應用能力。

學生能夠基于實驗結果，理解“個人行為—社會影響—環境保護”的邏輯鏈條，認識到個人節水行為對于社會的深遠影響，并能夠提出有針對性的節水改進方案，體現系統思維的價值。

學生能夠以數據分析結果為依據，設計“節水倡議書”或“節水科普海報”，并通過校內外宣傳活動影響他人，使科學學習從課堂走向現實，培養社會責任感和科學行動力。

二、實施教學活動

（一）觀察現象，從日常細節培養科學思維

1.設疑導入，從“滴水”引發思考

課堂開始時，教師可以播放一段水龍頭滴水的視頻，讓學生觀察水滴落下的頻率、聲音，并思考一個問題：“這么幾滴水，真的會對生活造成影響嗎？”接著，教師可以拋出幾個啟發性問題，如：如果水龍頭一天都這樣滴水，會浪費多少水？如果每個家庭都有一個漏水的水龍頭呢？這些浪費的水，最終去了哪里？會帶來哪些影響？通過問題引導，學生會意識到微小的水滴背后可能隱藏著更大的科學問題，為后續探究實驗奠定認知基礎。

2.任務驅動，用“視頻記錄”捕捉科學現象

為了讓學生更加深入地觀察水龍頭滴水現象，教師可以布置一個家庭觀察任務：請學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，學生可以分享自己拍攝的視頻，并討論他們觀察到的現象。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？滴落時有什么特征？這一過程不僅增強了學生對科學觀察的興趣，也讓他們學會用數據和事實來描述和比較現象。

3.觀察引導，讓“定性觀察”走向“定量分析”

在傳統的小學科學課堂上，學生往往停留在定性描述，如“水龍頭在滴水”，但科學思維的培養需要引導他們進一步進行定量分析。教師可以鼓勵學生思考：如何用數據描述滴水現象？（如1分鐘滴多少滴？1滴大約多少毫升？）怎樣用科學工具進行測量？（如使用量筒收集水滴，并記錄其體積）如何將微觀的滴水現象轉換為宏觀的水資源浪費？（如計算一天、一年的總滴水量）這種從觀察現象到數據量化的思維訓練，不僅培養了學生的科學觀念，也為接下來的實驗探究環節打下了基礎。

4.關聯現實：培養學生科學責任感

在學生完成觀察任務后，教師可以進一步拓展，引導他們思考水資源浪費對社會和環境的影響。例如：我國哪些地區水資源緊缺？為什么節水很重要？滴水現象是否與家庭經濟、公共資源消耗有關？我們應該如何改進家庭或學校的用水習慣？通過討論這些問題，學生不僅能夠認識到科學現象的現實意義，還能激發他們的社會責任感，從“觀察滴水”到“思考節水”，進而萌生主動探究和解決問題的意識。

（二）實踐探究，用數據測量引發科學推理

科學不僅僅是觀察和思考，更重要的是通過實踐和數據分析來揭示客觀規律。在本次活動中，學生將通過實驗測量滴水量，并運用數學方法推算水資源的浪費情況。培養他們的實驗技能和數據分析能力，幫助他們建立量變引起質變的科學觀念，進一步提升科學推理能力。

1.設計實驗——用數據“丈量”滴水現象

教師可以引導學生設計一個簡單的實驗，通過量筒收集水滴，計算單位時間內的滴水量，并據此推算長期水資源浪費情況。實驗步驟如下：準備實驗器材：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，并計算每滴水的平均體積；測量單位時間滴水量：設置秒表，記錄1分鐘內水龍頭滴水的總滴數；推算長期水浪費：將1分鐘滴水量換算成1小時、1天、1年的水浪費量；分析記錄數據：學生將實驗數據填寫到任務單上，并進行計算，得到最終結果。

2.量化分析——從“毫升”到“噸”的科學計算

經過實驗后，學生會發現，1分鐘僅有幾毫升水滴落，但一年下來卻可能浪費數噸水。教師可以引導他們進行如下計算：假設測得1分鐘滴水量為3mL，那么：1小時浪費水量：3mL×60=180mL；1天（24小時）浪費水量：180mL×24=4.32L；1年（365天）浪費水量：4.32L×365≈1580L。

教師可以進一步引導學生思考：1.58噸水是什么概念？如果100個家庭的水龍頭都漏水呢？通過數學計算，學生能夠直觀感受到“小水滴”與“大浪費”之間的關系，增強他們的科學推理能力和環境保護責任感。

3.認知沖突——從微觀現象到宏觀影響

實驗數據分析后，教師可以提出進一步思考問題，幫助學生深化理解，問題如下：“僅僅幾滴水，怎么就能造成這么大的浪費？”“我們的生活中還有哪些類似的‘量變引起質變’的現象？”這一過程中，學生會發現：水龍頭滴水現象不僅僅是家庭問題，而是一個社會性問題。教師可以舉例補充，如：地球溫度每年僅升高0.01℃，但長期累積會導致全球變暖；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；生活中每天浪費幾分鐘，長期來看可能會影響學習和工作效率。微觀現象到宏觀影響的辯證思維方式，讓學生從科學實驗走向更深層次的科學思考，培養他們的系統性科學思維。

4.結果應用——從數據到行動

科學探究的最終目的是解決問題。實驗結束后，教師可以引導學生討論如何減少水資源浪費，讓他們結合數據提出改進方案。例如：檢查家庭水龍頭是否漏水，并及時修理；洗手、刷牙時及時關閉水龍頭，避免浪費；向學?；蛏鐓^發起“節水倡議”，通過調查宣傳提升大家的節水意識。教師還可以讓學生用自己的實驗數據制作節水宣傳海報，通過柱狀圖、折線圖向更多人展示滴水的影響。這不僅能培養學生的科學表達能力，還能增強他們的社會責任感，讓科學學習真正落地。

三、教學活動評估

（一）評估科學思維的培養效果

本次活動以“水龍頭漏水”這一生活化現象為切入點，培養學生從觀察現象、記錄數據、分析問題到得出結論的完整科學思維過程。在評估時，教師可以設置任務單，讓學生回顧自己在實驗中的思考路徑，如：是否能夠準確觀察并描述滴水現象？是否能夠通過數據計算推導出水資源浪費的規模？是否能夠從實驗現象出發，聯想到更廣泛的環境問題？教師可采用課堂提問、小組討論、實驗報告等方式，觀察學生是否能形成“數據—推理—結論”的思維鏈條。如果學生能從“滴水量小”這一認知跳躍到“長期積累帶來巨大浪費”的科學推理，則說明他們在科學思維方面取得了明顯進步。教師還可以通過“學生自評+同伴互評”方式，鼓勵學生反思自己的思維過程，促進深度學習。

（二）評估探究能力的提升水平

科學探究的核心在于動手實驗和數據分析。本次活動中，學生需要進行數據測量、數學計算、實驗變量控制等操作，教師可以通過以下方式評估學生的探究能力。實驗操作能力：學生是否能正確使用量筒、秒表等實驗工具？是否能精準測量滴水量？數據處理能力：是否能正確計算水量換算？是否能合理解釋實驗數據？實驗變量控制：在實驗過程中，學生是否能考慮溫度、氣壓等可能影響滴水速率的因素，并嘗試優化實驗方案？評估方式包括實驗報告、課堂展示、小組討論等。例如，學生在小組討論中是否能主動質疑他人數據的合理性，是否能給出改進方案，都是評估探究能力的有效指標。

（三）評估核心素養的發展能力

科學教學不僅僅是傳授知識，更重要的是培養學生的社會責任感和科學態度。在評估核心素養時，要明確學生是否能理解“量變引起質變”這一核心科學原理，是否能聯系其他科學現象，是否意識到水資源浪費的嚴重性，是否能在日常生活中踐行節水行動，是否能運用數學計算分析問題，是否能用語言表達實驗結論并影響他人，教師可以通過課堂討論、學生行動記錄、節水宣傳作品展示等方式進行評估。例如，要求學生提交一份“節水倡議書”或“節水宣傳海報”，觀察他們是否能基于實驗數據進行有效的科學表達。如果學生能在生活中主動采取節水行動，如提醒家人修理漏水龍頭、在學校發起節水倡議等，則說明他們的科學核心素養得到了有效提升。

綜上所述，小學科學教育不僅是知識的傳授，更是學生核心素養培養的重要途徑。科學教育應著眼于學生的全面發展，融合項目教學、實驗活動、生活教學等多種策略，培養學生的科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任。本活動通過“現象觀察—實驗探究”，將科學、數學、語文等學科知識融合，構建完整的科學核心素養培養鏈條。學生不僅理解了“水資源保護”的科學原理，還通過實驗探究和數學計算深化認識，最終形成“個人行為對環境的長期影響”的系統觀念，提升了社會責任感。

參考文獻

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