2025 小学六年级科学上册家庭节水装置制作指导课件

一、认知基础：家庭用水的"流失地图"与节水装置的核心原理演讲人01认知基础：家庭用水的"流失地图"与节水装置的核心原理02材料与工具：从"家庭废弃物"到"科学装置"的转化03制作步骤：从设计图到实物的工程实践04优化升级：从"能用"到"好用"的科学思维培养05实践意义：不止于一个装置的科学教育价值目录2025小学六年级科学上册家庭节水装置制作指导课件序：当科学课与生活痛点相遇——为什么要做家庭节水装置？作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我常站在教室后方观察孩子们的学习状态：当讲到"地球水资源分布"时，他们会瞪大眼睛计算"97%的海水vs2.5%的淡水"的悬殊比例；但当追问"你家昨天用了几桶水？哪些水被浪费了？"时，小脸上的困惑又会取而代之。这种"认知-行动"的断层，正是我们设计"家庭节水装置制作"这一实践课的核心驱动力。据《中国城市节水报告2023》统计，我国城市家庭日均浪费水量约48升，相当于12瓶500ml矿泉水。这些被浪费的水，可能是洗衣机漂洗时直接排走的清水，可能是淘米后被倒掉的营养水，也可能是水龙头滴漏一整夜的"隐形流失"。六年级学生已具备基础的科学探究能力（如测量、分类、简单工程设计），更重要的是，他们对"改变生活"有着天然的热情——这正是将科学知识转化为实践能力的最佳契机。接下来，我们将沿着"认知问题→探究原理→设计制作→优化改进→实践延伸"的逻辑链，完成一次从课本到生活的完整科学实践。01认知基础：家庭用水的"流失地图"与节水装置的核心原理1家庭用水的常见浪费场景调研在正式制作前，我们需要先做一份"家庭用水诊断书"。建议同学们用3天时间记录家庭用水情况（可参考表1），重点标注：一次性用水场景（如洗手、洗菜后直接排入下水道）间歇性用水场景（如刷牙时开着的水龙头、洗衣机漂洗阶段）低质用水需求（如冲厕、浇花对水质要求低于饮用）表1家庭用水记录表（示例）|时间|用水场景|用水量（升）|是否可二次利用|备注||------------|----------------|--------------|----------------|--------------------|1家庭用水的常见浪费场景调研|10:00|淘米|2|是（含营养）|直接倒掉||12:30|洗衣机漂洗|30|是（较清洁）|直接排入下水道||18:00|洗手|1.5|否（含皂液）|流水冲洗30秒|通过统计，85%以上的家庭会在"淘米水、洗衣漂洗水、淋浴预热冷水"三个场景产生可二次利用的水源。这些水的共同特点是：水质虽低于饮用标准，但足够满足冲厕、浇花、拖地等低质用水需求——这正是家庭节水装置的设计起点。2节水装置的核心科学原理家庭节水装置本质上是一个"水资源二次利用系统"，其运行依赖以下科学原理：重力引流原理：利用水位差实现无动力输水（如将高位储水装置的水通过管道自流到低位的马桶水箱）固液分离原理：通过过滤层去除水中的杂质（如淘米水中的米渣、洗衣水中的纤维）水质分级利用原理：根据不同用水场景对水质的要求，设计分级处理流程（如"洗菜水→过滤→浇花；洗衣漂洗水→沉淀→冲厕"）储水调蓄原理：通过储水容器平衡用水的时间差（如淋浴前放出的冷水先储存，待需要时再使用）以"淘米水-冲厕"循环为例，完整的流程应包括：收集（带滤网的水盆）→暂存（带刻度的储水桶）→输送（软管连接马桶水箱）→释放（手动/自动控水阀）四个环节。每个环节都需要考虑"安全性""便捷性""经济性"三个维度。02材料与工具：从"家庭废弃物"到"科学装置"的转化1材料选择的三大原则考虑到六年级学生的动手能力和家庭可获得性，材料选择需遵循：可改造性：材料应便于切割、钻孔、粘贴（如PVC管比铁管更易操作，软质塑料比硬质塑料更安全）安全性：避免尖锐、有毒或高温材料（如玻璃容器替换为塑料瓶，金属件选择钝化处理的）易得性：优先使用家庭废弃物（如2L饮料瓶、废旧塑料桶、淘汰的纱窗布）推荐材料清单（以"洗衣漂洗水-冲厕"装置为例）：01020304051材料选择的三大原则|组件|推荐材料|替代方案|作用说明||------------|---------------------------|-------------------------|---------------------------||收集容器|旧洗衣盆（带排水口）|塑料储物箱（钻孔）|承接洗衣机排出的漂洗水||过滤层|厨房漏勺（不锈钢/塑料）|纱窗布+铁丝框|拦截衣物纤维、毛发等杂质||储水容器|2.5L饮料瓶（2-3个）|废旧油桶（清洗干净）|暂存过滤后的水|1材料选择的三大原则|组件|推荐材料|替代方案|作用说明||输送管道|透明软管（直径10mm）|废旧输液管（去针头）|连接储水容器与马桶水箱||控水装置|塑料水龙头（微型）|输液调节器（手动）|控制水流大小||固定支架|废旧衣架（弯曲成型）|强力双面胶+木板|固定储水容器高度|0203012工具准备与安全操作需要提前准备的工具有：切割工具：塑料剪刀（剪软管）、美工刀（划塑料瓶，需成人协助）钻孔工具：电钻（需成人操作）、加热铁钉（烫塑料瓶小孔，备用）连接工具：502胶水（粘塑料件）、扎带（固定管道）测量工具：卷尺（量高度差）、量杯（测水量）安全提示：所有涉及切割、钻孔的操作必须由家长或教师协助完成；使用胶水时保持通风；管道连接后需检查是否漏水（可用肥皂水涂抹接口）。03制作步骤：从设计图到实物的工程实践1第一步：绘制装置设计图设计图是制作的"导航图"，需包含：01各组件的位置关系（如储水容器应高于马桶水箱20-30cm，利用重力自流）02水流方向标注（用箭头表示"洗衣机→收集盆→过滤层→储水罐→马桶"）03关键尺寸标注（如管道长度=储水罐底部到马桶水箱的垂直距离+5cm）041第一步：绘制装置设计图材料清单标注（对应2.1中的材料编号）学生设计图示例（简化版）：（手绘示意图：左侧为洗衣机，下方接带滤网的收集盆；收集盆通过软管连接到上方的储水罐<由3个2L饮料瓶串联>；储水罐底部接软管到右侧的马桶水箱，软管中间安装微型水龙头）2第二步：组件加工与组装2.1收集盆改造（约20分钟）213用卷尺在旧洗衣盆侧边标记排水口位置（距离盆底5cm，避免泥沙进入）用电钻在标记处钻一个直径10mm的孔（需成人操作）将透明软管一端插入孔中，另一端用扎带固定（防止脱落）4在收集盆内放置漏勺作为初级过滤层（可活动，便于清洗）2第二步：组件加工与组装2.2储水罐制作（约30分钟）取3个2L饮料瓶，用美工刀沿瓶身1/3处横向切割（保留上半部分作为"进水口"，下半部分作为"储水仓"）用加热铁钉在第一个瓶的底部烫一个直径8mm的孔（与软管直径匹配）将第二个瓶的顶部（带瓶盖）拧下，倒置后插入第一个瓶的底部孔中（形成"串联结构"，增加储水量）重复此步骤连接第三个瓶，最后用502胶水密封接口（静置10分钟固化）2第二步：组件加工与组装2.3管道与控水装置连接（约15分钟）测量储水罐底部到马桶水箱的垂直距离，截取等长软管（预留5cm冗余）将微型水龙头安装在软管中间位置（用管箍固定）软管一端连接收集盆的排水口，另一端插入马桶水箱的进水口（可用旧毛巾包裹防漏）3第三步：测试与调试制作完成后，需进行3次模拟测试（用清水代替实际用水）：密封性测试：向收集盆注水，观察接口处是否漏水（用干纸巾擦拭，无湿痕为合格）流量测试：记录从收集盆到储水罐注满2L水的时间（理想状态：3-5分钟，过慢需检查过滤层是否堵塞）实用性测试：模拟冲厕操作（打开微型水龙头，观察水流是否能顺利进入马桶水箱，水量是否足够一次冲厕<约6L>）常见问题与解决：水流过小：检查过滤层是否被杂质堵塞（清洗漏勺或更换纱窗布）储水罐漏水：用肥皂水涂抹接口，气泡处用胶水补漏无法自流：调整储水罐高度（需高于马桶水箱20cm以上）04优化升级：从"能用"到"好用"的科学思维培养1功能优化方向效率提升：增加储水罐容量（串联更多饮料瓶）、改用更粗的软管（直径15mm）美观设计：用彩纸包裹储水罐（防水处理）、绘制节水标语（如"每一滴都珍贵"）完成基础装置后，可引导学生从以下维度优化：智能升级：添加水位传感器（用回形针+电池+小灯泡自制，水位到达上限时发光提醒）安全改进：在储水罐底部安装排水阀（防止长时间不用水质变差）2案例分享：学生的创意优化去年指导的六年级（3）班，有个小组做了"双模式节水装置"：日常模式：洗衣漂洗水→过滤→储水罐→冲厕应急模式：储水罐顶部增加雨水收集口（带滤网），雨天可收集雨水作为补充水源他们还设计了"节水积分表"，每次使用装置就记录节约的水量（如冲1次厕节约6L自来水），一个月后统计总节水量，转化为"家庭环保基金"（用于购买绿植）。这种将科学装置与家庭激励机制结合的设计，让节水从"任务"变成了"游戏"。05实践意义：不止于一个装置的科学教育价值1对个体：科学探究能力的全面提升材料特性分析（塑料的耐水性、软管的弹性）03测量与数据记录（用水量统计、装置尺寸测量）02制作过程中，学生需要综合运用：011对个体：科学探究能力的全面提升工程问题解决（漏水处理、流量调节）团队协作（分工绘制设计图、组装不同组件）这些能力正是《义务教育科学课程标准（2022年版）》中强调的"实践探索"核心素养的体现。2对家庭：可持续生活方式的种子当学生将自制的节水装置带回家，往往会引发"家庭连锁反应"：家长开始关注其他用水场景（如洗澡时的预热冷水，以前直接排掉，现在用盆接住）孩子成为家庭节水"小导师"，主动讲解装置原理（如"妈妈，这个滤网能挡住头发，水就不会堵管道了"）家庭用水习惯悄然改变（从"用完就扔"到"梯级利用"）我曾收到一位家长的反馈："孩子做的装置每月帮我们省了3吨水，更重要的是，现在全家倒水前都会问一句'这水还能用来做什么？'"——这正是科学教育最动人的成果。结语：让每一滴水流过科学的温度回顾整个制作过程，我们从观察生活中的用水问题出发，运用科学原理设计解决方案，通过动手实践验证设想，最终将一个"小装置"变成了连接科学知识与生活实践的"大课堂"。2对