1、五年级科学让资源再生跨学科融合创新教学教学案例一、教学案例背景与设计理念。(一)课程开发背景:在全球资源短缺与环境污染问题日益严峻的背景下,资源再生教育成为小学科学课程的重要切入点。本案例基于部编版小学科学教材让资源再生单元内容开发,针对五年级学生认知特点设计。据统计,我国小学生均年用纸量达15kg,而废纸回收率仅为43%,通过再生纸制作实践可直观建立资源循环观念。课程以新课标“地球与宇宙科学”领域中“资源的利用与保护”要求为纲领,结合中小学环境教育实施指南中“实践探究式学习”原则,将古代造纸智慧与现代环保技术有机融合。(二)创新设计理念:古今融合的知识脉络:构建“东汉造纸术一现代再生技术一家
2、庭实践”三维教学链,通过工艺对比展现科技传承,如将蔡伦造纸的“舂捣”工序与现代打浆技术进行原理类比。跨学科学习支架:以科学探究为核心,融入数学量化分析(1吨废纸=85Okg再生纸+Sn?木材)、美术文创设计(再生纸书签雕刻)、德育行为养成(家庭垃圾分类打卡),形成“做中学”的跨学科生态。二、教学目标的立体化设计。(一)科学知识的结构化构建。资源分类体系:通过“快递盒最终去哪儿了”动画演示,帮助学生建立“不可再生资源(煤、石油)一一可再生资源(纸、塑料)”的分类框架,要求能列举5种常见可再生资源及其再生方式。再生纸技术原理:拆解”废纸撕碎一搅拌成浆一滤网成型一挤压晾干”的四步核心工艺,对比古代造
3、纸“舂捣纤维”与现代“机械打浆”的技术传承,理解“纤维重组”的科学本质。环保效益量化:通过“1张再生纸=节约1.8克标准煤+减少4.7克二氧化碳”的具体数据,建立资源再生的量化认知模型。(二)实践能力的阶梯式培养。基础操作:40分钟内独立完成IOenlXIOCnl再生纸制作,掌握“纸浆浓度控制”(水与废纸1:5比例)、“均匀平铺”等6项关键技能,作品厚薄误差需W0.Immo科学探究:开展“不同废纸种类对纸张强度的影响”对比实验,使用简易拉力计测量数据,用柱状图呈现“报纸一作业本纸一餐巾纸”的强度差异。创新应用:在再生纸基础上添加花瓣、秸秆等环保材料,制作具有装饰功能的“生态书签”,要求兼具美观
4、性与实用性。(三)环保素养的情境化养成。文化认同:通过天工开物造纸术插画研读,撰写200字“蔡伦造纸术对现代环保的启示微反思,建立传统智慧与现代技术的文化联结。行为转化:制定“家庭废纸回收周计划”,记录各类废纸重量并换算成“节约木材量”,80%以上家庭需完成分类回收实践。三、教学实施的沉浸式流程:(一)情境导入:生活问题触发认知冲突。教师哪吒提问:“我们日常生活中用过的快递盒最终都去了哪里?”,学生引导学生通过“头脑风暴”说出最终去向,特别强调“最终”二字,然后播放视频”快递盒的一生”,自然引出“资源再生”主题。此环节中,95%的学生能说出“回收”这一关键词,但仅30%能联想到“变成再生纸”,
5、认知冲突的产生为后续探究埋下伏笔。(二)古今对话:技术演进中的科学思维培养。1 .古代造纸术的跨时空解码。文献探究:分发简化版天工开物造纸术图文资料,小组合作完成“古代造纸流程图”拼图挑战(含切碎、捣浆、抄造、压纸、晾晒5个关键步骤),准确率需达80%o联线蔡伦:连线蔡伦Al智能体,向蔡伦请教造纸艺术,学生提问,蔡伦回答。2 .再生纸制作的科学实践。标准化操作:严格遵循“五步制作法”:撕碎:将废报纸撕成ICnI2碎片,误差W05cm2(提供模板对照);打浆:碎片与水按1:5比例混合,电动搅拌器低速搅拌3分钟至糊状;抄纸:用棉布滤网沥干纸浆,在IOCmXlOCm模具中均匀平铺;压纸:用平板压纸,
6、挤出纸浆中多余的水分。晾干:放置于通风处晾干。创新改良:设置“工艺优化实验室”,提供柠檬汁(漂白)、淀粉(增强韧性)、染色剂等安全添加剂,学生需记录“添加剂种类一添加量一纸张性能变化”的实验数据,如“添加5ml柠檬汁的纸张白度提升20%”。(三)现实联结:环保效益的可视化认知。数据建模:每回收一吨废纸,不仅能生产85Okg再生纸,还能在资源节约方面实现节约木材3立方米、水100吨、煤1.2吨、电600度,同时达成减少废水和二氧化碳排放的环保成效。VR工厂参观:通过现实设备视频“走进”再生纸工厂,观察“废纸分选一脱墨处理一热压成型”的自动化流程,对比手工制作与工业生产的效率差异,建立技术进步对环
7、保的推动认知。(四)延伸实践:从课堂到生活的行为迁移。家庭环保包:发放“再生资源三件套”:分类回收袋(标有“纸类、塑料、金属”分区);数据记录表(记录一周家庭废纸重量、节约资源换算);创意任务卡(用再生纸制作笔筒、收纳盒等)。四、评价体系的多元化构建。(一)过程性评价的三维量表。评价维度具体指标评价方式达标率(实践数据)知识理解资源分类准确率、再生原理表述课堂提问+概念图绘制92%操作技能纸张尺寸精度、厚薄均匀度量尺测量+透光观察78%达标作品环保行为家庭回收量、社区活动参与度回收统计表+活动证明89%家庭参与(二)成果展示与深度反思。反思日志:要求撰写“我的再生纸之旅”日志,包含“最成功的步
8、骤一失败的教训一环保新认知”三部分,重点关注科学思维表达,如“我发现搅拌时间不足会导致纸张有孔洞,这是因为纤维没有充分分散”。五、教学成效与推广应用。(一)量化教学成果。知识掌握:课后测试显示,92%学生能准确区分8种资源的可再生属性,较课前提升40%;85%学生能完整描述再生纸制作的5个步骤,较课前提升55%。技能提升:实验操作考核中,78%学生达到“尺寸达标、厚薄均匀”标准,其中32%作品达到“专业手工纸”水平。行为转化:三个月跟踪数据显示,学生家庭废纸回收率从31%提升至67%,带动所在社区整体回收率提升12%;89%家长反馈“孩子在家主动监督垃圾分类”。(二)区域推广情况。课程辐射:案
9、例已在甲地县3所小学五年级实施,形成小学资源再生实践课程标准。六、创新亮点与持续改进计划。(一)创新总结:知识整合创新:首次在小学科学课程中系统构建“古代工艺一现代技术一未来创新”的纵向知识链,打破传统环保教学的单一维度。评价方式创新:将Al智能体引入课堂,通过与古人的对话,理解古代造纸的流程。(二)持续改进计划:资源拓展:开发“塑料、金属再生系列课程,形成“全品类资源再生”课程体系,计划2026年完成教材编写。数字化工具:“再生纸效益计算器”小程序(输入废纸量自动生成节约资源图表)、古代造纸术三维动画(展示“抄纸”工艺细节);Al图像识别:使用手机APP扫描学生作品,自动检测尺寸、均匀度,生成评价报告(如“纸张左上角厚度03mm,标准0.2mm,需改进平铺手法”);区块链成长档案:将学生的实验数据、环保行为上链存证,形成“绿色成长链”,家长可通过二维码查看孩子的环保实践轨迹。本案例通过深度融合学科知识、创新教学方法、整合数字技术,构建了“知识一技能一行为”三位一体的资源再生教育体系,为小学科学课程的实践性、创新性教学提供了可复制、可推广的操作范式。