教科版（2001） 六年级下册4.6污水和污水处理 教学设计

深刻、全面、到位
——《污水和污水处理》教学设计
教材分析
本课是科学六年级下册第四单元《环境和我们》中的第
6
课。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。其中第二部分（第
5-7
课）是“对生活用水的研究”，第
5
课《一天的生活用水》让学生知道了世界上的淡水资源紧缺情况下，我们每天的生产生活会消耗掉相当量的“自来水”，从而又产生了许多污水，水污染给人类和其他生物造成了威胁，所以如何处理污水，不给环境“添麻烦”就成为了非常重要的课题。
本课的教材内容分三部分。第一部分:运用学生已经掌握的方法观察比较自来水和生活污水，并用简易的过滤装置和沉淀方法分离污水中的杂质，观察净化前后的水不同。第二部分:用网状图帮助学生围绕水的污染源展开讨论，加深对污染源的认识。第三部分：污水处理示意图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。
学情分析
六年级的学生经历了将近三年的科学学习，已经具备了一定的科学素养，对科学的问题能提出一些解决的方法，能设计简单的实验方案，能按照步骤进行科学规范的操作。但是对于一些比较复杂的实验环节还存在许多有待提高的地方。
从学生发展需求层面看，大家都知道我们每天会产生许多的污水，但是这些污水到哪里去了，会经过怎样的处理？处理好了又到哪里去？是学生不知道却很想了解的。
只有了解的更透彻，体验的更深刻，才能提高学生珍惜资源、保护环境的意识。
设计思
路
一、污水的来源和危害
二、污水处理的设计和实验
设计实验
→
初次实验
→
交流改进
→
再次实验
→
展示交流三、参观污水处理厂
教学目
标
科学概念：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。过程与方法：用简易的过滤装置和高效沉淀的方法使污水得到初步净化；
通过观看视频和资料了解污水处理的整个流程。
情感态度价值观：增强保护水资源的意识和责任感，体会到科学方法的重要性。
教学重难
点
重点：设计和体验污水过滤实验和污水沉淀实验。难点：理解污水净化过程中各个环节的作用。
(
1
)
教学准
备
分组实验：手套、污水、矿泉水瓶、纱布、滤纸、滤绵、PAC、
PAM、试管、试管架。教师演示：课件、PAD、污水处理流程视频、污水样本。
教学环节
主要活动
设计意图
学生活动
教师关注与引导
一、污
水
的
来
源
和
危
害
1、猜想归类：本课中采集到的污水可能来自工业、农业、生活和自然等。
2、形成共识：污水必须经过无害处理，
才能回归环境。
创造情景：同学们，欢迎来到××
小学污水处理研究中心，为了让大家更真实地研究，老师特地从污水处理厂采集了污水样本。
引导思考
污水从哪里来？
这些污水如果直接排放到河道、海洋会怎样？”
将猜想整理为板书
创设研究的氛围、直接出示研究的对象，能够更有效地地激发了学生的思考和兴趣。
培养学生大胆的猜想、敢于表达的品质。
过渡：是呀，污水必须经过无害处理才能回归环境。你认为污水应该怎样处理？
二、污
水
处
理
实
验
(一)
设计实验
1、
提出污水处理方法：过滤、沉淀、
消毒、生物处理、蒸发……
2、思考污水处理顺序：如先过滤还是先沉淀，讲出理由。
3、借助材料设计方案：先有自己的想法后，根据材料中心提供的材料（见图
1）形成自己的设计方案。
图
1：污水处理——材料中心
鼓励学生大胆提出关于污水处理的方法和顺序的想法。
提供材料，引导学生设计具体的模拟实验。
提出挑战：小组讨论方案→组装材料→做实验→
把装置放在展示台上。
引导学生头脑风暴，为实验设计奠定基础。
自由的器材拓宽学生思路，并为后续的探究搭建支架。
用任务机制，
激发学生的挑战意识，提高实验的高效性。
过渡：看看哪组最先完成挑战，材料在抽屉里，开始吧！
1、挑战任务（3mins）：小组讨论，定
下方案，再快速组装套着不同过滤材料的矿泉水瓶，摇晃污水从上端倒入，最
后把装置放在展示台上（图
2）。
图
2：过滤装置展示（例：7、8
小组）
2、交流、改进过滤实验：
形式：不同组装方式的小组上台汇报，
其他学生补充交流。
交流点
1：通过观察发现过滤材料的孔径有大有小，出水的速度不一样。
交流点
2：通过比较发现先经过孔径大的过滤材料（纱布），再经过孔径较小的材料（滤棉），最后经过最小的材料
（滤纸）出水最顺利，效率最高。
3、
思考、学习沉淀实验：
交流点：通过观察发现沉淀需要较长的时间，短时间内不能达到很好的效果
交流点：污水处理厂会采取高效沉淀的方法；处理污水的科学顺序。
引导孩子把实验装置放
为了在过滤结束
到展示台上，用表扬前几
之前进行对比观
名完成的小组来鼓励学生
察，这个挑战过程
快速完成任务。
必须快速完成并
展示出来。
用
PAD
给装置拍照：为
了提高效率，前后两组即
因为课件用
PAD
2
个装置拍一张照片。
播放，所以用
PAD
拍下作品照片，切
换到照片模式非
常方便省时，促进
二、
污
了高效课堂的进
行。
水
引导学生交流（过滤）
处
问题
1：怎么组装的？为
让学生自己动手
理
什么这么组装？
尝试自己的想法，
实
问题
2
：
你认为效果怎
能够提高他们的
验
样？跟别的方法比较怎么
积极性；在结果对
(二)
样？
"
中发现过滤材
初
板书：孔径大→孔径小
料的正确组装顺
次
序对过滤效果的
实
影响
验
与
引导学生交流（沉淀）
改
问题：沉淀实验怎么做？
进
短时间内可以达到很好的
从真实感悟自然
效果吗？
沉降的低效基础
小结：看来每个步骤还需
上引出高效沉淀
要更科学的方法。污水厂
的方法；污水处理
一般先过滤后沉淀，污水
顺序的引入，是为
厂会加入两种化学物质，
后面的再次实验
PAC
和
PAM，只要一点点就
做好铺垫。
会有意想不到的效果。
板书：过滤→沉淀；PAM
→；PAC→
过渡：想不想试一试？好，那接下去我们就再来一次科学规范的污水处理实验。
1、学习“操作导航”（图
3）
仔细阅读“操作导航”（2mins）
·讨论
4
个注意点：
（1）3
支试管是留样本作比较用的。
当滤液达到一定量时换成
B
杯，A
杯马上拿来做沉淀实验。
边实验边观察边记录。
把实验结果（试管）放到展示台。
图
3：污水处理——操作导航
2、污水处理实验（15mins）
实验操作、观察记录。
展示
3
支试管样本。3、展示交流
形式：请三个小组上台对着自己的试管照片进行汇报，其他同学作补充。交流点
1：通过观察
3
支取样试管发现，经过滤和高效沉淀实验，污水越来越清澈，臭味越来越淡；
交流点
2：通过对过滤材料上残留物观察发现，粗孔径上的残留物比较大，细孔径上的残留物比较小；
交流点
3：加入了两种化学物质，污水变得很清澈，黄色絮状物沉淀下来，效果很明显。个别小组不明显的原因可能跟操作有关系，以后要更加注意操作的
规范性。
·引导学生自学“操作导
导学单是助力学生自主探究的重要支架，通过自学导学单，让学生关注实验操作，关注实验细节，养成谨慎、细致的科学态度。图文并茂的形式，更符合学生的形象思维，更有利于指导学生的操作和记录。
试管取样方法的运用，有利于学生进行比较观察
，培养学生的科学素养。
楼梯式的展示台能够在有限的空间里，让每个小组的成果得到展示。
PAD
拍照的方式，既方便又为后面的展示交流铺设支架。
让学生充分发表观点，使思维得到碰撞，交流中产生新的思想，这样的感悟更加深刻。
航”，并提醒：按照实验步
骤操作的重要性；还可以
用笔划出重要的地方；
引导全班关注
4
个细
节：
（1）3
根试管？
（2）A
杯换
B
杯？
（3）边观察边记录
（4）成果展示（图
4）。
二、污
水
处
理
实
验
图
4：污水处理——取样试管展示
(三)
巡视指导学生实验
再
将各组展示的取样试管
次
进行拍照
实
验
引导学生交流
和
问题
1
：
你们有什么发
展
现？其他小组也有同样的
示
发现吗？
问题
2：有不一样的发现
吗？为什么？但跟原来的
污水相比呢？
小结：你知道为什么这么
神奇呢？因为
PAC
和
PAM
加入后，会吸附污水中的
颗粒，快速地形成絮状沉
淀，水就变清了。
过渡：
（拿起
3
号试管）那这样就可以了吗？
污水净化完成了吗？
1、认识到污水处理是一个复杂的过程：
通过图片了解到家家户户的生活污水先通过小区化粪池的预处理，再进入相应的污水处理厂。
通过“温州城区污水处理厂的分布图”了解自己家和学校的生活污水排到了温州的哪个污水厂。
2、观看“污水处理流程”微视频
3、观后讨论交流
交流点
1：
污水处理的基本方法——
过滤：粗格栅、细格栅
沉淀：浮油沉砂池、高效沉淀池；
生物处理：好养、厌氧微生物
杀菌消毒：紫外线
污水处理是按一定的顺序进行的（图
5）
图
5：污水处理流程（污水厂）
交流点
2：污水处理后排到瓯江，还是在我们的身边，意识到要更加珍惜用水，减少排污。
交流点
3：污水厂每天处理的污水量表明：我们产生了很多的污水；另外，污水厂的处理能力毕竟是有限的，要提高自身的环保意识。
4、课后拓展
关于其他种类的污水是怎么处理的做更多的调查和研究。
引导学生认识生活污水
从课堂的实验探
的预处理。
究延伸到真实且
引导学生了解温州城区
复杂的污水处理，
的污水处理厂分布以及
顺应了学生的学
“你们学校的污水到了哪
习的需求。
个污水厂？”
对化粪池以及本
地的污水处理厂
引导学生带着问题观看
的了解，贴近孩子
视频：污水厂是怎么处理
的生活却不曾被
污水的，有没有用到我们
认识，学生对此充
今天的方法呢？
满兴趣。
“中心片污水厂”
视频观看后，引导学生
是处理学校污水
三、
讨论：
的地方，并联系本
参
（1）污水处理厂用到我
课实验探究，孩子
观
们刚才的实验方法
了
们对于参观视频
污
吗？
产生了浓厚的兴
水
（2）污水厂处理完的污水
趣
处
排到哪里去？
理
（3）据说这个污水厂一天
厂
要处理将近
4
万吨污水，
对此你有什么想法？
通过讨论关于污
水处理比少见或
未知的信息，真切
体会到我们要绿
引导学生继续研究：今天
色生活、节约用
我们研究的是生活污水，
水，提升学生的态
工业、农业等污水也是这
度和价值观。
么处理的吗？
四、板
书
设
计
五、教学反思
一、教学效果分析
学习前，学生对于污水的来源、去处以及处理的过程了解地比较少，理解地比
较肤浅。通过上述学习过程，即先设计实验，初次实验和改进、再次实验和研讨，再
加上污水处理厂的视频介绍，充分帮助学生深刻体验了污水处理的过程，逐步建立起污水处理流程的框架。从课后的调查发现，大部分学生在知识层面上，能知道污水主要是由于人类活动引起的和污水处理的基本方法；在过程与方法上，能运用简易的过滤装置和高效沉淀的方法使污水得到初步净化，通过观看视频等资料了解污水处理的整个过程；在态度价值观上，增强保护水资源的意识和责任感，并体会到科学方法的重要性。因此本教学设计较好地把握住重点并突破了难点，达到了本课的预设目标。
二、设计意图综述
一节科学课堂时间、空间都有所限制的情况下，如何有效提高学生的环保意识？
我们认为应该先让孩子深刻体验到科技进步能够在一定程度上解决污水的问题，再全面了解污水各种真实信息后感悟到，如果不在源头上不做好节制的话，最后还会危及到生物和环境。所以本课遵循以下几个宗旨对环节进行设计和实施：
1、深刻体验——科学技术促发展
本课让学生深刻体验沉淀和过滤方法改进后会更加合理、更加高效，从而让其认识到科学方法的重要性。
五、教
学
反
思
过滤方法之改进
关于过滤装置，教材中用废旧可乐瓶做容器，考虑到细沙子有一定的吸附作用因此用它做过滤材料（图
6）。实际操作发现，过滤速度和清澈程度其实和沙子下面垫的片状过滤材料有关：用孔径较粗的纱布下水速度最快，但滤液比较浑浊；孔径较细的
滤棉出水速度稍慢，滤液相对比较清澈；而滤纸的出水速度最慢，但是经过滤纸的滤液最干净。那这三个过滤材料（图
7）是单个使用还是组合使用？怎样的组合的顺序效果更好？都值得学生去开展探究。
因此本课设计了“初次实验”，学生在得到材料以后，在短时间内讨论、组装、实验、展示。经过几次的试课发现这个“初次实验”一定要快，一来能够调动学生的积极性，没有时间左顾右盼、中途改变，而是把自己的想法和做法一步到位地展示出来；
二来，如果时间过长，等大部分的过滤都结束了，那就无法进行效果的对比观察。
试课中发现，学生一般会把三种材料都用上，但是组装方式基本上有以下两种：①上层纱布、中层滤纸、下层滤棉；
②上层纱布、中层滤棉、下层滤纸（图
8）。从不同组装方
法的对比观察中，学生不难发现，滤纸放中层（方法①）滤水速度很慢，并有大颗粒堵塞的情况；而滤纸也就是孔径最小的材料放下面（方法②），由于前面已经经过较大孔径的过滤，所以滤水速度相对较快。从此可以总结出，污水经过过滤的材料的合理顺序应该是：孔径从大到小。这个过程教
师要一直引导孩子自己发现，在对比交流中得出更高效更科学的组装方法，用直接的经验指导接下去进行的“再次实验”。
沉淀方法之改进
关于沉淀，原教材中运用的是自然静置的方法。但是学生在“初次实验”中会意识到自然沉淀需要很长的时间，从而思考是不是有更好的方法能让水中的悬浮杂质沉淀下来？课前，经过我们的实地调查发现，如今的污水处理厂是在污水中加入两种物质：絮凝剂（PAC）和混凝剂（PAM），这两种物质能把污水中的悬浮颗粒包裹起来，形成絮状物沉淀下来，以达到净化的效果，称之为高效沉淀。
于是在
“再次实验”中，我们提供了这两种化学物质，但没有说明其中的科学原
理，学生探究的欲望更加高涨。按照步骤正确操作后，基本上每个小组都能发现很明显效果：有黄色的沉淀产生，而且污水变得很清澈（图
9）。相比较自然沉降法的低效，学生深刻感悟到先进的科学技术带来的进步和发展。
五、教
学
反
思
图
9：污水处理取样展示
2、全面知晓——环境保护从我起
本课前面的探究活动用体验的方式打开了研究污水处理的大门。接下去学生会提出：现实中我们排放的生活污水是怎么处理的？处理的污水到哪里去了？对于这些问题，如果能够实地考察是最好的，但是如果能在有限的课堂里给学生提供一些优质的资源，也是促进学生长远发展的有效途径。
污水处理的真实流程
为了让学生全面了解污水处理过程，我们在多方调查、采集、调查后制作了“污水处理流程”的微视频（图
10）。这个微视频有以下特色：①选择距离学校最近的“中心片污水厂”进行拍摄，这样更加贴近学生的生活。②后期制作中，每一个环节的画
面中都有相应的流程说明，使学生了解污水要按照一定的顺序进行处理的。③不仅包括基本的处理方法，还涉及到了污水最后的排放和分离出来的污泥的去处等，大大拓宽了学生认知度。
图
10：“污水处理流程”微视频截图
试课的过程中发现，学生对于视频的介绍非常感兴趣，一直聚精会神地观看并做记录。观看前后提出的“污水厂有用到我们今天实验的方法吗？”还有“污水最后排放到了瓯江”、“污水厂每天要处理将近
4
万吨的污水”等问题都引起了学生们的热议，产生了对于节约用水、保护环境的共鸣。
污水处理的前前后后
经过课前的深入研究，我们还知晓了原来家家户户的生活污水排出后要先经过化粪池的处理，然后才到达相应的污水处理厂（图
11）。还有温州城区的污水处理厂都分布在哪里（图
12）等信息，我们也收集、制作了资料，让学生更全面、更真切地了解
到污水处理的信息，体会到科技就在我们身边，污水的处理跟我们的生活息息相关，
提高保护环境从我做起的意识。
五、教
学
反
思
图
11：生活污水预处理
图
12：温州城区污水处理厂分布图
3、专业到位——科学素养达新高
科学研究是一个严谨的过程，因此，本课无论在器材的设计上、还是操作的指导上，都应该力求达到专业、到位，就像一位真正的“污水处理研究中心”的研究员一样。这样创设和渗透，有助于学生科学素养的提升。
实验器材更专业
首先本课从污水处理厂采集到真正的生活污水，使学生获得了许多真实的发现：如气味、颜色等；其次，本课使用了污水处理厂用于高效沉淀的
PAC
和
PAM，根据多次配比和调试，沉淀效果达到最佳；再者，本课污水处理实验中，采取试管取样的方法，
让后期的观察非常直观和方便，学生的汇报过程也变得丰富、生动。
实验操作更到位
为了让学生的操作更加到位、实验效果更加良好，本课经过几次的修改和学生调查，最后呈现的是图文并茂的导学单（图
13），这种形式更符合学生的形象思维，并且巧妙地整合了步骤和记录，直指学习的过程，为学生的自主探究搭建了有力的支架。
在此实验中，教师指导学生精确操作，如污水摇晃的手法，取样量的控制（划线处），过滤期间要换接水杯等，让学生明白精确到位的操作将直接影响到实验的结果，培养学生严谨、细致的品质。
图
13：“污水处理实验”导学单
(
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