《环境和我们》单元教材分析
一、 单元概述
环境,人类赖以生存的条件,人类总是在与环境进行着频繁的物质、能量交换。然而,环境问题已成了当代人类面临的重大社会问题,直接危害着整个人类的健康和安全,保护环境成了人类共同的影响深远的战略性任务。
《科学课程标准》十分重视对学生的环境教育。在总日标中和内容标准中都提出了具体的要求。科学课中的环境保护内容侧重于环境与人的关系,特别是人类活动对环境的影响。
虽然学生在此前参与了有关生命和物质世界的许多探究活动,尤其是五年级时已渗透了一些环境教育的内容,但还没有对我们生活的地球有一个整体的认识。以前的研究是静态的,重在了解、分析,现在对环境的研究则要求学生带有价值判断,引领学生们关心有关地球整体的环境问题,并力图影响他们的日常行为习惯。 本单元试图从科学的角度指导学生了解人类活动对环境的影响、环境保护的重要性,培养他们的环境保护意识,并能够从身边的点滴小事做起,开展环境保护行动。
二、本单元内容结构
本单元内容分为三部分。
第一部分是“对垃圾的研究”,包括1-4课。以学生认识发展的过程为线索,从研究“我家一天的垃圾”开始,认识垃圾的数量、成分,引起学生对垃圾问题的关注,了解垃圾处理的方法。知道可以通过自己的行动减少垃圾和对垃圾进行科学化的处理。期望通过活动,使学生对垃圾带来的问题和解决这些问题的科学方法有比较全面的了解,把对环境保护的认识体现在行动上。
第二部分是“对生活用水的研究”,包括5-7课。学生将统计家庭一天的用水量,了解人们日常生活对淡水资源的巨大需求,改变“地球是水的星球,水资源取之不尽”的错误观念,培养节约用水的意识。探索水污染的成因,了解污水处理的方法,感受净水的来之不易。进而实际考察家乡的自然水域,了解家乡水环境存在的问题。
第三部分是“环境问题和我们的行动”,为第8课。了解人类面临的主要环境问题,人类的活动造成的环境问题,认识人类应该约束自己的行为,减少对环境的破坏进而改善环境。
三、科学概念
(一)单元的核心概念:
我们人类生活在一定的环境中,人类面临多种环境问题,环境问题主要是人为造成的,环境问题的解决要靠人类自己。我们每个人都可以为保护和改善环境作力所能及的事。
解决环境问题要用科学合理的方法,避免产生新的环境问题。每一个环境问题的解决都是一个系统工程。
(二)单元的具体概念:
1.《一天的垃圾》——人们在生活中要产生大量成分复杂的垃圾;丢弃的垃圾危害环境。
2.《垃圾的处理》——处理垃圾的方法有填埋、焚烧等,但填埋、焚烧的方法还是会影响环境;设计合理的垃圾填埋场能有效减少对环境的污染。
3.《减少丢弃及重新利用》——减少垃圾很重要,常用的方法是减少丢弃和重新使用;过度包装会造成资源浪费而且产生大量垃圾
4.《分类和回收利用》——垃圾中的一些原材料可以重新回收利用,这样可以减少垃圾、节约资源;垃圾分类、分装便于垃圾回收利用和对一些有毒垃圾的处理;堆肥法可以有效减少垃圾并形成肥料。
5.《一天的生活用水》——人们生活中要用掉大量的水,淡水资源很紧缺。
6.《污水和污水处理》——水污染主要是人类的活动造成的;污水需经过复杂的处理才能使用。
7.《考察家乡的自然水域》——水污染主要是人类的活动引起的。
8.《环境问题和我们的行动》——当前突出的环境问题有大气污染、白色污染、物种灭绝速度加快等,人类正着力于相应的环境保护行动。
四、单元教学目标
科学概念
1、人们在生活中要产生大量成分复杂的垃圾,垃圾危害环境。
2、处理垃圾的方法有填埋、焚烧等。
3、设计合理的垃圾填埋场能有效减少对环境的污染,但填埋、焚烧的方法还是会影响环境。
4、减少固体垃圾的科学方法是减少丢弃、重新使用和回收利用。
5、垃圾分类、分装便于垃圾回收利用。
6、人们生活中要用掉大量的水,淡水资源很紧缺。
7、水污染主要是人类的活动引起的,污水需经过复杂的处理才能使用。
8、大气污染、白色污染、物种灭绝速度加快是当前突出的环境问题,人类正着力于采取相应的环境保护行动。
过程与方法
1、调查统计家庭一天的垃圾数量和种类。
2、做垃圾填埋模拟实验,经历设计合理的垃圾填埋场的活动。
3、研究包装盒是否过度包装,设计物品的重新使用。
4、对垃圾进行分类分装,参与回收利用活动。
5、统计、分析、比较家庭一天的生活用水。
6、做污水净化实验,考察家乡的自然水域。
情感态度价值观
1、认识到人类活动对环境产生的严重影响。
2、关注垃圾的处理、水污染等环境问题。
3、培养资源意识,养成垃圾分类、节约资源的习惯。
4、树立改善环境问题的信心。
5、增强环保意识和责任感,积极参与环境保护活动。
五、分课时教学建议
第1课《一天的垃圾》
《一天的垃圾》一课是学生认识“我们面临的环境问题”、“认识垃圾对环境带来的危害”的第一课,也是学生从身边的垃圾入手进行调查,了解“环境和我们”的主要探究内容。
本课由两部分组成。
第一部分,调查家中的生活垃圾。教材从“我们每天都要消耗食物、纸张和各种各样的生活用品,与此同时,也产生了许多的垃圾”引入。告诉学生,垃圾“不可能”不产生,那么这些垃圾会带来哪些问题呢?所以,开展一项对垃圾的调查研究是很有意义的。科学课堂上,我们需要学生把调查的结果进行统计汇报,因此,必须提前一周左右进行调查:把作为垃圾扔掉的物品的名称和重量记录下来,并进行分类,填写好“我家一天的垃圾统计”。这项活动,不仅需要学生有一个真正做研究的心态,而且也需要取得家长的理解和支持。如暂时保留垃圾,帮助学生估计垃圾重量,确定分类方法,实事求是地记录等。因为不同的日子产生的垃圾量可能很不一样,为了取得更真实的数据,可以记录几天的情况再算出一天的平均垃圾量。垃圾分类的方法很多,按材料分可以分为塑料、金属、纸、玻璃等类;按原来的用途分可以分为食物、包装、用品、一次性用品(餐巾纸、一次性筷子等)、衣物、家具和电器等;按危害状况分,可以分为有害垃圾和一般垃圾;还可以按它们的来源和处理方法分(见教学参考资料),等等。这里让学生分类的目的是通过对垃圾分类,能较深人地了解垃圾堆里有什么。统计表中的“种类”一栏,一般按材料分类填写,有些物品的“种类”栏可能要填写两三项,如月饼包装,要填写“纸、塑料”。
第二部分,通过研讨初步认识垃圾问题的严重性。这部分内容是让学生了解垃圾的来龙去脉。引导学生认识垃圾的数量惊人,以及垃圾的危害。通过分析小组内垃圾分类的情况,统计全校所有家庭一天产生垃圾的总量,学生对垃圾问题会有进一步真实地认识和感受。了解垃圾去向的同时也就为第二课《垃圾的处理》奠定了基础。最后的插图帮助学生讨论垃圾的危害。
第2课《垃圾的处理》
学生在经历了第一课的学习活动之后,从无意识到有意识地关注生活垃圾、甚至整个城市垃圾产生的现象,进而关注如何处理垃圾的问题。学生凭借着经验知道一些关于垃圾处理的方法,比如:填埋、焚烧、再次利用等。学生虽然知道这些处理方法,但是并不一定知道或者关注在用这些方法处理垃圾时容易产生的问题(有时候同样会污染环境)。
本课由两部分组成。
第一部分,用模拟实验研究垃圾简单填埋是否安全。垃圾填埋,学生并不清楚。其一,学生只知道把垃圾填入地下,具体对垃圾处理的过程和效果不了解;其二,容易产生什么新的问题不清楚。因此,模拟实验研究垃圾简单填埋是否安全,是有意义的。课文首先质疑人们通常使用的挖坑填埋垃圾的方法是否安全。然后介绍了做模拟实验的方法,再后是明确这个实验模拟的是什么,各部分代表着什么,现象说明了什么。最后从模拟实验现象扩展到真正的垃圾填埋场,讨论简单填埋垃圾会对周围环境带来哪些危害。
本课模拟实验是模拟垃圾填埋场在雨水的浸泡下发生的变化一污染地下水。实验中的细石子中的清水模拟土层和地下水;浸过墨水的纸巾模拟被填埋的垃圾;慢慢往上面喷水模拟下雨。在模拟实验中可以观察到埋在细石子中的墨水纸巾经过喷水后把原来瓶底的清水弄成墨水色了,这说明垃圾被埋在地下,其中有害的东西仍会浸滤出来污染地下水。真正的垃圾填埋场还会对周围环境带来哪些危害?源源不断运来的垃圾要散发出恶臭,污染空气;滋生蚊蝇,引发疾病;还会造成土壤污染,影响农业生产等。通过研究,学生会感到简单填埋垃圾不是个好办法!
第二部分,探索垃圾的有效处理方法。 在引发学生关注垃圾填埋中会发生的各种问题之后,让学生自己设计一个合理、清洁的垃圾填埋场,能防止垃圾对周围环境和地下水的污染。再次关注解决问题的主要方法是把垃圾与周围的环境隔离开来。教材用插图介绍了现代清洁填埋场。垃圾场用不透水的衬垫把“垃圾屋”与周围土层隔开;建有垃圾过滤液收集池和处理池,能把从地面渗入垃圾屋和被垃圾污染了的水收集起来进行处理;垃圾堆集发酵会产生大量气体,包括可燃性气体和有毒气体,垃圾场装有气体排放管,可以及时排除这些有危险的气体;还有监测井随时监测垃圾填埋场附近的土壤和地下水的状况。采取清洁填埋场可以有效减少垃圾对地下水、土壤及空气的污染,但是不能根除对环境的污染,潜在危害仍然存在,同时要永久性地占用大量土地。教材中的“不能用来建筑房屋和种植庄稼”要让学生从基地不稳固和土壤可能受污染方面来理解。通过比较,学生可以充分感受到原来真正的垃圾填埋场和自己设计的思路是一致的。垃圾处理的另一种方法就是焚烧。在研究了垃圾填埋法后可以让学生用比较的方法讨论焚烧垃圾的优点和问题。焚烧法最大的优点是减量,它可以使垃圾从量上减少 90 %,大大降低了垃圾填埋量,最大问题是对周围的空气产生严重污染。现代利用焚烧垃圾产生的热量发电重点要解决的问题就是空气污染的防治。学生还可以说说其他处理垃圾的方法。这个时候,他们会主动关心关于垃圾处理的实效性和处理过程会不会对环境造成新污染的问题,进而继续思考更合理的方法。
第3课《减少丢弃及重新利用》
本课由两部分组成。
第一部分 减少丢弃的探讨
认识和拒绝过度包装是环境教育的一个重要内容。本部分内容是让学生自行研究商品包装问题,并提出4个问题指引研究和讨论的方向,最后让学生发表自己的看法并写下建议。教学时教师应该提前通知学生关注并收集一些物品的包装,特别留意那些过度包装的商品并带到课堂上来,成为评判是否过度包装的实证,利用称量商品包装等活动,引导学生用数据来说话。从减少丢弃的目的来讲,我们普通老百姓无法干涉商家如何包装产品,但是我们至少可以做到抵制那些过度包装的商品,少买或不买。对于“如何包装才能减少浪费”“购物时如何选择商品包装”等问题,学生会有多种不同的看法,只要言之有理就应当肯定。
第二部分 认识生活物品的重新使用
另外一条减少丢弃的途径则是必须由我们每个普通人来实施的,那就是重新利用甚至是反复利用那些还能在不同领域发挥余热的物品的价值。这是一个发挥大家聪明才智和丰富想象力的好机会,教师可以通过“金点子”比赛、“头脑风暴”等方法,激发大家探究兴趣,拓展学生的思维广度,为生活物品的重新使用想出更多的妙招。教科书引导学生去尽量发现塑料绳、玻璃瓶、塑料袋等物品重新使用的种种方法,可以启发、拓宽学生的思维,培养学生不任意丢弃东西,物尽其用的好习惯。教科书在列举了一些物品后,提出“我们的日常生活中还有哪些物品是可以重新使用的?怎样使用它们?”给学生和教师都留下了创造的空间,利用废旧材料制作小工艺品是学生喜爱和可操作的。
最后,估计可以减少丢弃和被重新利用的物品大约占生活垃圾的多大比例,使学生进一步感受减少丢弃和重新使用的意义。
第4课《分类和回收利用》
垃圾是放错了地方的资源!教师可以通过一组具有震撼力的数据来加以说明,引导学生认识到垃圾“弃之为害、用之为宝”的特点。
垃圾分类、分装是垃圾回收利用的前提。垃圾从源头分类涉及到千家万户和每个公民,我们做着“从娃娃抓起”的工作。需要使学生认识到自己既是垃圾的受害者,又是垃圾的制造者,也应该是垃圾的治理者。垃圾分类对学生来说是力所能及的环保行动。
本课由两部分组成。
第一部分 可以回收利用的垃圾
教师应提前通知学生调查附近的废品回收站或询问废品回收工作者,了解什么物品可以回收利用,并了解几种常见的可回收物品,以帮助学生探讨垃圾回收的好处。课前还需布置学生收集家庭垃圾中会被丢弃但可回收利用的垃圾,利用学生自己收集的垃圾,让学生经历实际的垃圾中原材料的分拣回收过程。通过分类统计,教师要引导学生发现,我们日常生活中可回收的垃圾不外乎玻璃、金属、纸张和塑料这几大类,
第二部分 垃圾的分类和分装
首先让学生认识到为了积极、科学地处理垃圾,垃圾必须要分类和分装。通过调查、讨论,明确生活垃圾如何分类、各类中包含哪些东西及如何投放。生活垃圾一般可分为四大类:厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
第5课《一天的生活用水》
大多数学生都没有在严重缺水情况下生活的体验,而多数学生都知道,地球是一颗水的星球,地球表面的71%被水覆盖。然而,人类真正能够利用的淡水资源仅占地球总水量的约0.26%,打开水龙头,自来水哗哗地流出来,自来水真的是“自来”的吗?我们一天大约要用掉多少水?为什么同学家庭之间用水量相差很多?如何节约用水是学生的需要认真思考的问题。
本课由三部分组成。
第一部分:我一天用了多少水。“记录自己一天的生活用水量”这项活动其实是课前的记录活动。教师要提前布置任务,讲清要求,提供器具,教给方法。器具可以是在教师帮助下制作的自制量杯(透明玻璃杯或塑料杯贴上刻度),用自制量杯逐项测量每一次生活用水,再累加起来得出一天用水总量。有些用水难以用量杯测量,就用估计的方法。需要注意的是,家人共用的水如做饭的水要除以家人数。另一种记录生活用水量的方法,就是查看家里的水表,用一天的用水量除以家里人口数,就是大致的个人用水量。学生在家里记取水表读数,请家长协助,最好能拿到前几个月家庭水费收据,把记录的数据带到课堂作为教学素材。
第二部分:用水量的比较。同学之间用水量的比较,让学生在比较中发现不同的用水习惯导致用水量差别大,从而辨别哪种方法比较节约水资源。把用过的不太脏的水积存起来,以作二次使用,如拖地、浇灌花草等,这也是全世界提倡的节水做法。
第三部分:水资源紧张和我的节水计划
世界性水资源的紧张状况的文字资料和我国水资源紧张状况,对学生有很大的震撼力。教学中还可以让学生收集一些有关水资源紧张的资料,在班上进行交流。然后,适时地让学生制订自己的节水计划。键是让学生把制订的计划变为真正的节水行动。
第6课《污水和污水处理》
在淡水资源紧缺的情况下,水污染更给人类和其他生物造成了威胁。水污染主要是人类活动造成的。人们已经认识到,只有切断污水的来源才能真正保证水体的洁净。那么如何让我们每天排出的那么多脏水不给水体“添麻烦”呢?建造污水处理厂就是最主要的措施。
本课由三部分组成。
第一部分:观察比较自来水和生活污水
运用学生已经掌握的观察方法比较观察生活污水和自来水,生活污水可以选择既有泥沙,又含有油污或洗涤剂的。运用沉淀和过滤方法,帮助学生进一步比较生活污水和自来水。简易的过滤装置可以看作是本单元废物利用的实例,用废旧可乐瓶做容器,用细沙子做过滤材料,细沙子有较好的吸附作用。这两种方法只能分离一部分污水中的杂质,净化前后的水不同,但净化后的水与自来水还是有较大差别。因此,淡水在自来水厂除了沉淀和过滤,还要经过灭菌消毒。
第二部分:污染源的讨论
水的污染源可能来自哪儿? 学生可以联系自己的生活经验,也可以通过查找资料,对水的污染源展开讨论。通过讨论,使学生认识水的污染源的复杂性,对水的污染源的认识得到发展。阅读文中资料,意识到,污水最终会流向河流、湖泊,我们的日常生活污水,最终会影响整个水环境。特别要加强对饮用水源的保护,饮用水是否洁净直接影响人的身体健康。
第三部分:污水的处理
为了保护水环境,污水应该经过处理,再排放到自然水域中。污水应该经过怎样的处理?教科书形象地展示了污水处理的一般过程。污水一般通过三种方法(物理方法、生物方法、化学方法)获得净化。学生在教师的指导下理解每一个环节中,污水得到怎样的处理,实际使用的是什么方法。认识污水的处理是复杂的,污水经过处理,一般可以无害地回归环境,还有一些污水经过处理后,还是不能作为饮用水,只能作其他用途。
第7课《考察家乡的自然水域》
对生活用水问题有所了解后,让学生具体考察家乡的自然水域环境,对学生来说很有现实意义。在此之前,学生已经学习了观察水的方法,学习了过滤、沉淀,已经有了足够的研究水的技能。本课在具体教学中,需要教师具有一定的开展环保考察的专业技能,如对自然水域中的水进行酸碱度测试、透明度测试、杂质过滤等操作,有些实验器材甚至需要教师自制。考察地点的选定必须根据当地实际,选择一个当地较为突出的自然水域受污染(或水体比较洁净)的地点进行调查研究。
在考察方案的制定过程中,时间、地点、器材等常规项目并不难,教师应该把指导重点放在如何搜集资料和访问专业人员、如何根据目的采取正确的考察方法、需要自制哪些器具、如何分工合作、如何进行操作、结论怎么下、考察报告怎么撰写等方面。最后,请学生就如何保护家乡的水环境提一提建议。可以组织学生撰写相关的环保小论文。
第8课《环境问题和我们的行动》
学生在前7课比较深人地研究了垃圾问题、生活用水问题。本课的日的在于拓宽学生对人类面临的环境问题的了解,更好地理解环境与我们的关系。这一课选择了三个突出的环境问题,按照现状一原因一对策的结构来阐述。使学生进一步认识环境对人类的重要性、人类活动对环境的巨大影响。同时,通过每一个环境问题的相应对策,使学生看到希望,从而乐观、积极地对待当今世界复杂的越来越严重的环境问题。
本课有较多的文字说明和配图,但如果教学仍停留在对图文的处理上,那就和以前的常识课没有什么区别了。这样的课应该有更灵活的处理方法、更多的教学方式体现科学的探究性。下面列举两种教学方法。
信息报告会:课前布置学生广泛收集世界面临的主要环境问题,教师要指导学生从成因、现状、危害等方面进行阐述。整个资料的收集、整理、分析、归纳过程,就是科学探究的重要过程,课堂是展示研究成果的一个渠道。
深入探究一个环境问题:以白色污染为例,引导学生通过资料查询了解现状的危急性,用数据、图片、见闻描述、计算等方式来论证造成白色污染的原因,讨论、列举带来的危害。通过课堂上指导学生对某一环境问题的探究方法,组织学生在课外对其他问题进行类似的探究活动,然后通过口头汇报、小课题研究、布展等方式来展示学生的研究成果。
本课要充分结合本地实际,通过举例、对比描述等方法,引导学生发现周边环境因治理而好转、变美的实例。
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