小學(xué)科學(xué)教育科學(xué)六年級下冊環(huán)境和我們污水的處理項目之我們的凈水器教學(xué)案例李玉慶

我們的凈水器四川省成都市溫江區(qū)光華大道三段281號成都七中實驗學(xué)校李玉、項目背景在淡水資源緊缺的情況下，水污染更給人類和其他生物造成了威脅。全世界由于污染造成的水質(zhì)型缺水情況十分嚴(yán)重，目前，有近40%的人口難以喝上潔凈的水。日益嚴(yán)重的污染導(dǎo)致我國許多地方出現(xiàn)住在水邊沒水喝的尷尬局面。各種各樣的污染物通過飲水進入人體，直接威脅著人們的身體健康，地表水因為污染而不再適合用于農(nóng)業(yè)灌溉。同時由于城市人口的不斷增多，城市生活污水處理問題日益凸顯。城市生活污水主要來源于家庭、學(xué)校、商業(yè)等一系列城市公共場所、公用設(shè)施。污水處理問題迫在眉睫！請你聯(lián)合你的小伙伴，設(shè)計一個污水處理方案，制作一個凈水器吧！相信你們的設(shè)計也一定會幫助那些水污染嚴(yán)重地區(qū)的人們！二、學(xué)習(xí)目標(biāo)S（科學(xué)）：1.了解污水處理廠的一般流程；2.污水一般通過三種方法進行處理，物理凈化（過濾，吸附）、生物凈化（放入細(xì)菌群）、化學(xué)凈化。3.通過物理方法（過濾和吸附）可去除水中不溶性的雜質(zhì)。T（技術(shù)）：1.設(shè)計并制作簡易凈水器。2.會使用濁度計和PH試紙對水質(zhì)進行檢測。E（工程）：1.能繪制簡單的凈水器裝置設(shè)計圖。2.能按照設(shè)計圖制作簡易的凈水器裝置，并進行測試。3.不斷優(yōu)化自己的簡易凈水器，使凈水器效果更佳。M（數(shù)學(xué)）：1.計算凈水器的造價2.繪制設(shè)計實驗表格，并記錄分析實驗數(shù)據(jù)。三、適用年級小學(xué)四至六年級四、課時設(shè)置4課時五、學(xué)習(xí)流程1、引入問題與確定需求——————污水處理之設(shè)計制作簡易凈水器2、調(diào)查研究與學(xué)習(xí)支持——————活動一觀察比較自來水與生活污水活動二污染源的討論活動三了解污水處理廠的處理流程活動四了解凈水機的原理。3、分析觀點與建立模型——————活動五設(shè)計并制作簡易凈水器4、測試優(yōu)化與解決問題——————活動六凈水器的測試與改進活動七凈水器的展示與評價活動一觀察比較自來水與生活污水1.出示污水與自來水，討論有哪些方法對兩種水進行對比。通過用眼睛看它的顏色，透明度，雜質(zhì)，沉淀物，聞它的氣味，摸它的粘稠度，測定它的PH值，和TDS值等來進行比較。2.明確污水處理標(biāo)注，以自來水的標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)?；顒佣廴驹吹挠懻?.分小組對污染源進行討論，完成書面P82頁網(wǎng)狀圖。2.意識到絕大多數(shù)的水污染都是由人類的活動引起的?；顒尤私馕鬯幚韽S的處理流程1.自學(xué)：閱讀P83“污水處理廠的流程”。2.交流：污水處理廠的處理步驟。物理處理→生物處理→化學(xué)處理活動四了解凈水機的原理。1.凈水機構(gòu)造：5微米PP棉→活性炭→1微米PP棉→RO滲透膜孔徑越來越小，第一層過濾，第二層吸附有毒有害物質(zhì)，第三層再次過濾更小的微粒，最后RO滲透膜只能讓水分子大小的物質(zhì)通過，除去水中更小的微粒，達到凈化水的目的?；顒游逶O(shè)計并制作簡易凈水器1.認(rèn)識材料活性炭，細(xì)沙，可濕水衛(wèi)生紙，脫脂棉，紗布，過濾棉，塑料瓶名稱活性炭細(xì)沙衛(wèi)生紙脫脂棉紗布過濾棉塑料瓶價格1元/盒1元/盒元/張元/團元/小張元/小張2元/個2.招聘員工，明確職責(zé)材料超市店長：對項目組購買材料以及消費情況進行統(tǒng)計污水處理廠廠長：分發(fā)污水，對污水處理情況進行評價信用卡銀行行長：監(jiān)督信用卡升級及消費情況監(jiān)工：監(jiān)督各個項目組施工情況授權(quán)信用卡4.討論并進行設(shè)計分小組進行設(shè)計，并分享設(shè)計，相互評價給出建議活動六凈水器的測試與改進1.根據(jù)設(shè)計要求，購買材料2.修改設(shè)計并測試效果分享測試效果，并分析原因，全班分享經(jīng)驗3.繼續(xù)修改設(shè)計方案并進行2次或者更多次進行設(shè)計并測試評價“污水處理”項目之我的凈水器班級：項目組員：材料：設(shè)計圖：發(fā)現(xiàn)：改進：（互評）建議：活動七凈水器的展示與評價通過對過濾水的顏色，透明度，沉淀物，氣味，渾濁度，TDS值，PH值，造價，美觀度進行比較。指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)自評分互評顏色（共3★）無色3★渾濁2★深色1★污水的顏色0★透明度（共2★）透明2★半透明1★不透明0★沉淀物（共2★）沒有沉淀2★少量沉淀1★大量沉淀0★氣味（共1★）無異味1★有異味0★PH試紙（共1★）PH<6，0★PH>8，0★6<PH<8，1★濁度計（TDS值）（共1★）TDS值>200,0★TDS值<200,1★造價，美觀度，展示過程等（附加分5★）造價合理，不超過預(yù)算；外觀整潔；展示過程完整，反思分析有理有據(jù)?？偡?0★+5★六、教學(xué)反思還記得剛開始接觸項目式學(xué)習(xí)這個概念的時候，覺得這個詞很新穎，很吸引人，在學(xué)習(xí)了解了STEAM理念和項目式學(xué)習(xí)的相關(guān)知識后，我認(rèn)識到項目式學(xué)習(xí)是一把能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力、發(fā)展核心素養(yǎng)的鑰匙。當(dāng)區(qū)研培中心決定讓我們承擔(dān)一次區(qū)級展示活動的時候，我的心里特別激動，但又忽然感到千頭萬緒，不知從何下手。近年來，我們七中實驗學(xué)校小學(xué)科學(xué)組也相繼開展過一些關(guān)于STEAM教育的研究和實踐，在這次區(qū)級任務(wù)的驅(qū)動下，我們更認(rèn)為應(yīng)該更加有計劃、有步驟、有深度的系統(tǒng)研究。為了提升研究和展示的質(zhì)量，我們經(jīng)歷了一系列的嘗試。(一)選題最開始選擇了第一單元《微小世界》的單元融合課，用顯微鏡觀察水中的微生物，發(fā)現(xiàn)本課的工程目標(biāo)要求不明確，學(xué)生動手制作要求不高。后來選擇垃圾的分類和處理，讓學(xué)生學(xué)會分類，并制作堆肥箱對廚余垃圾進行處理，發(fā)現(xiàn)這個活動比較單一，學(xué)生思維得不到項目式的提升。最后選擇污水的處理，這個內(nèi)容源自教材中要求學(xué)生做一個過濾器，書面提示學(xué)生用沙進行過濾，效果是不理想的，需要經(jīng)過比較復(fù)雜的處理才能使污水得到凈化。于是產(chǎn)生了讓學(xué)生設(shè)計制作一個污水處理比較理想的過濾器，本次項目課題就此誕生。(二)研究從課標(biāo)教材入手，《污水的處理》是六年級下期第四單元內(nèi)容，污水要經(jīng)過復(fù)雜的處理才能被凈化，那么怎樣才能被凈化干凈呢，這就要學(xué)生自己設(shè)計制作凈水器來達到這個項目目標(biāo)。當(dāng)然這個想法也是得到了劉老師的指點。于是開始了我對凈水器的研究。這個項目結(jié)合了STEM的科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)的理念，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出解決方案，設(shè)計方案，制作，測試，評價，計算造價等。（三）測試我自己先測試了項目的可實施性，也是設(shè)計制作了5組簡易凈水器，也用濁度計（TDS筆）進行了測試，發(fā)現(xiàn)效果并不好。后來對制作好的凈水器做了一晚上的清洗，第二天來測試的時候，過濾出來的水果然清澈很多了?？墒菍W(xué)生不可能花大量時間對過濾器進行清洗了再測試，于是和學(xué)生一起對材料進行了清洗。（四）實施然后，對于課程的設(shè)置上，起初是想在一堂課上將項目的各個環(huán)節(jié)都呈現(xiàn)出來，第一次試上污水的處理，整個環(huán)節(jié)完全沒有明確的工程目標(biāo)，學(xué)生能夠動手制作的就是一個過濾水裝置。思維能力并沒有呈現(xiàn)出有提升的感覺。經(jīng)過研究之后，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)一句話提示了我，讓我這堂課可以做成較長周期的項目，并不一定在一堂課上呈現(xiàn)出所有探究的環(huán)節(jié)。這也剛好能和我校的科技節(jié)活動聯(lián)系起來。所以最后這個項目開發(fā)成了一個周期為2周，4課時的短期項目。課時主要內(nèi)容第一課時創(chuàng)設(shè)情境，聚焦污水處理問題；對比污水和自來水，探究評價標(biāo)準(zhǔn)；污染源的討論；了解污水處理廠的處理流程。第二課時討論物理方法處理污水可以使用的材料，以及材料的主要作用；給出材料報價，選擇合適的材料設(shè)計凈水器，并全班分享設(shè)計，互評建議。第三課時購買材料，設(shè)計制作凈水器，嘗試多次設(shè)計并改進設(shè)計與制作，測試，評價及建議。第四課時改進凈水器，修改設(shè)計，展示評價自己的凈水器；選拔優(yōu)秀凈水器進行全校展示。（五）成效在經(jīng)歷這樣一場項目式學(xué)習(xí)之后，學(xué)生老師都變了。六年級孩子現(xiàn)階段的積極性比較弱，課堂上比較懶惰，不愛動腦筋，不積極發(fā)言，很多時候是老師拉著學(xué)生走，但是經(jīng)歷這樣一場項目之后，學(xué)生特別主動，不僅僅在課堂上……在課堂外也是積極的探索，主動要求完善過濾器。這是自發(fā)的，內(nèi)驅(qū)力去做的，而且到現(xiàn)在已經(jīng)歷時3周時間。一代二代三代過濾器在他手中不停變換，對材料不斷改進，嘗試，這不僅是一場項目，更是考驗學(xué)生的耐心，思維能力，解決問題能力，分析問題的能力。這可能就是所謂科學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)吧。當(dāng)然，對我來說，這場項目，也在讓我們改變了，我的教學(xué)在改變，平時關(guān)注學(xué)生知識的廣度，項目以后，更加注重關(guān)注學(xué)生知識的深