跨学科主题学习：为李家井村设计抽水站（第一课时）

跨学科主题学习：为李家井村设计抽水站（第一课时）一、教学内容分析  本节课立足于《义务教育地理课程标准（2022年版）》中“认识区域”与“地理工具与地理实践”的核心要求，以“为真实村庄解决真实问题”为脉络，将地理学科核心素养具象化为一次工程项目的前期调研与初步设计。从知识技能图谱看，本课是“中国地理”中“北方地区”自然环境特征学习的深化与应用，要求学生综合应用“气候（降水与蒸发）”、“地形与地势”、“河流与水资源”等已有概念，并初步理解“地下水”、“抽水站选址”等新概念，为后续完整的项目设计搭建承上启下的认知桥梁。过程方法上，本课旨在引导学生经历一次微型的“地理工程项目”流程：从区域认知（定位李家井村）到要素综合（分析水、地形、聚落关系），再到方案构思，蕴含了地理调查、空间分析、系统思维等关键学科思想方法。在素养价值渗透层面，通过解决“李家井村”的用水困境，将“人地协调观”自然融入决策考量，培育学生关注乡村发展、运用知识服务社会的责任感，实现知识学习与价值引领的有机统一。  学情诊断方面，七年级学生已具备阅读地图、描述区域基本特征的能力，并对“工程设计”抱有浓厚兴趣。然而，其障碍在于：第一，将分散的自然地理要素（如年降水量、等高线、河流分布）进行系统性关联分析的能力较弱；第二，从理论分析转向可行性方案设计时，容易忽略成本、技术、社会影响等现实约束条件。为此，教学将通过“学习任务单”搭建分析框架作为“脚手架”，并设置层层递进的探究任务，引导思维从“有什么”转向“为什么”再到“怎么办”。过程评估将贯穿始终，通过观察小组讨论中的观点交锋、分析任务单的完成质量、聆听方案汇报中的论据，动态把握学生对要素关联的理解深度，并即时提供追问或范例支持。对于理解较快的学生，将鼓励其挑战更高层级的综合权衡问题；对于需要支持的学生，则提供要素关联提示卡或简化版的数据资料，确保所有学生都能在“最近发展区”内获得成功体验。二、教学目标  知识目标：学生能够整合地图与数据，阐述李家井村水资源短缺的自然与人文原因；能准确表述抽水站选址需考虑的核心地理要素（水源稳定性、地形坡度、输水距离、聚落分布），并理解各要素间的相互制约关系。  能力目标：学生能够以小组为单位，依据提供的区域图、气候数据、等高线地形图等资料，通过合作探究，提出一个初步的抽水站选址方案，并运用地理术语清晰陈述其理由，初步展现地理实践力与信息整合能力。情感态度与价值观目标：在模拟解决真实村庄问题的过程中，学生能体会到地理知识的应用价值，增强对乡村发展的关注；在小组讨论与方案辩论中，学会倾听同伴意见，尊重不同观点，初步形成严谨、负责的科学态度与社会责任感。科学（学科）思维目标：重点发展学生的区域综合思维与地理决策思维。引导其建立“自然要素是基础，人文需求是导向，技术经济是约束”的系统分析框架，学会在多重要素和矛盾中寻求最优或最合理的平衡点。评价与元认知目标：引导学生依据“要素分析是否全面”、“论据是否源于地理资料”、“方案陈述是否清晰”等简易量规，对自身或他组的设计方案进行初步评价；并能反思在问题解决过程中，自己是如何一步步整合信息、做出推断的。三、教学重点与难点  教学重点：综合运用区域地图与地理数据，分析抽水站选址的地理依据。其确立依据源于课标对“综合思维”和“地理实践力”的高位要求，也是将静态知识转化为解决复杂现实问题能力的枢纽。该重点直接对应学业评价中“材料分析题”与“实践探究题”的核心考查方向，即能否在真实或模拟情境中，有逻辑、有依据地进行地理推理与决策。  教学难点：在多重、有时甚至相互矛盾的地理要素（如最佳水源地可能距离远、坡度小处施工易但可能易污染等）间进行权衡与抉择，形成初步的可行性方案。难点成因在于，学生需超越对单一要素的识记，进行高阶的系统思考与价值判断，这需要克服线性思维惯性。预设依据来自以往项目式学习中，学生方案常出现的“理想化”倾向——只考虑最优自然条件而忽略成本与安全等现实约束。突破方向在于提供结构化的决策支持表，引导其明确各要素的“优先级”与“妥协空间”。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：制作多媒体课件，内含李家井村区域图（叠加等高线、河流、聚落）、气候资料卡、村民访谈录音（关于用水困难的片段）。1.2学习材料：设计并印制《李家井村抽水站选址勘察任务单》（内含引导性问题与分析框架）、小组方案展示板（海报纸/白板）。2.学生准备2.1课前预习：复习七年级上册“地形图的阅读”及“水资源”相关章节。2.2物品携带：常规文具、尺子、彩色笔。3.环境布置3.1座位安排：教室布置为46人合作小组的“项目工位”形式，便于讨论与展示。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与问题提出：“同学们，今天我们的教室将变成一个‘乡村规划设计工作室’。请看大屏幕，这是位于我国华北平原的李家井村。（展示村貌图片）村里唯一的一口老井水位连年下降，每到灌溉季节，村民就为水发愁。村长向我们发来了求助信（呈现信件摘要），希望我们能为村子设计一座抽水站，从附近的河流或地下取水，解决燃眉之急。大家有没有帮家里提过水？如果要从远处运一大桶水回家，你会考虑哪些问题？”2.路径明晰与旧知唤醒：学生可能会提到“哪里水多”、“路好不好走”、“远不远”。教师顺势引导：“大家刚才说的，其实已经涉及到地理学的核心问题了——‘在哪里’取水（水源）、‘经过哪里’输水（地形）、‘送给谁’用水（聚落）。今天，我们就化身地理工程师，第一课时的任务就是：为李家井村进行一次实地‘勘察’，确定抽水站的最佳选址地点，并拿出我们的初步方案和理由。要完成这个任务，我们需要成为‘地图侦探’和‘数据分析师’。先回想一下，地图上的等高线能告诉我们什么？气候数据又反映了什么？”第二、新授环节任务一：解码李家井——区域现状诊断教师活动：首先，分发《李家井村区域图》和《气候资料卡》。通过课件高亮关键信息，引导全局观察：“请大家先整体扫描这张区域图，快速告诉我，你在图上看到了哪些地理事物？（河流、等高线、村庄…）很好。现在，让我们聚焦第一个诊断问题：‘李家井村为什么缺水？’请大家结合气候资料卡上的年降水量和蒸发量数据，以及地图信息，在任务单第一部分进行独立分析，时间是3分钟。”巡视中，对困惑的学生提示：“看看村子位于河流的什么位置？降水量和蒸发量的数字对比说明了什么？”学生活动：独立阅读地图与气候资料，在任务单上记录观察结果，尝试从“降水少、蒸发大”（气候）、“位于河流下游，水量可能不稳定”（水文）、“村庄分布可能集中用水”（人文）等角度分析缺水原因。即时评价标准：1.能否从图文资料中提取至少两个以上的有效信息点（如“年降水量500mm”，“村庄位于河流南岸”）。2.分析结论是否有资料依据，而非凭空猜想。3.语言描述是否尝试使用地理术语（如“下游”、“蒸发量”）。形成知识、思维、方法清单：★区域分析第一步：定位与概览。拿到一个区域问题，首先要像侦探一样整体扫描地图，辨识核心地理要素。★气候数据是理解区域背景的关键。年降水量与蒸发量的对比，直接定义了区域的干湿状况，这是分析一切水资源问题的起点。▲人类活动是地理环境的一部分。聚落的分布本身就是用水需求的集中体现，分析问题时要将“人”的要素纳入系统。任务二：水源大侦探——寻找潜在取水点教师活动：“诊断了‘病症’，接下来要找‘药方’——水源。地图上明确的水源在哪里？（学生答：河流）除了河流，还有没有其他可能？（稍作停顿）听听这段来自村中老人的录音（播放：“地下水以前可旺了，现在井深了…”）。这提示我们还有什么水源？（地下水）那么，我们的潜在取水点就有两类：河流沿岸与可开采地下水的区域。请大家以小组为单位，在区域图上圈出所有你认为适合建立取水点的位置，并标注A、B、C…记住，要说出你的理由哦。”学生活动：小组合作，在地图上标记并讨论。可能会在河流弯曲处（水流较缓）、靠近村庄的河段、或地势较低平坦处（推测地下水丰富）做标记。产生争论：“这里离村近，但河边坡度太陡了吧？”“这个地方平坦，可万一河流枯水期没水怎么办？”即时评价标准：1.小组讨论是否围绕地图证据展开。2.提出的每个取水点是否都有至少一条地理理由支持（如“此处等高线稀疏，地形平坦”）。3.是否初步考虑到了不同水源类型（地表水/地下水）的差异。形成知识、思维、方法清单：★地表水源与地下水源。河流是显性的地表水源，易获取但可能受季节影响；地下水是隐性水源，更稳定但开采需评估地质条件与深度。★地理选址需要证据支撑。“我认为这里好”必须后面跟着“因为地图上显示…”。▲地理决策始于多元选项。先不要急于确定一个“答案”，而是尽可能多地发现“可能性”，为后续的权衡比较提供基础。任务三：要素权衡场——选址条件深度剖析教师活动：“大家找出了不少备选点，各有各的道理。现在到了最关键的权衡环节。建设一个抽水站，不能只看‘哪里有水’，还要考虑‘怎么把水经济安全地送到村里’。我们来建立一个选址条件分析表（课件展示）：条件一，水源可靠性（河流是否常年有水？地下水位多深？）；条件二，地形与工程难度（坡度是否适合建设？输水管线需要爬多大的高差？）；条件三，距离与成本（离村庄的直线距离和实际距离多远？管线长度意味着成本）；条件四，环境与安全（是否会易受污染或洪水威胁？）。请各小组选取你们认为最有竞争力的2个备选点，从这四个维度进行深入对比分析，把优势和劣势填在任务单的表格里。”学生活动：小组围绕分析框架，对两个重点备选点进行深入讨论。可能需要测量距离、估算坡度、查阅补充地质说明。过程中需要不断妥协与说服：“A点水源最可靠，但成本太高；B点成本低，但可靠性有点风险…”即时评价标准：1.分析是否覆盖了教师提出的多个权衡维度。2.对优劣势的分析是否具体，而非笼统地说“好”或“不好”。3.小组内是否出现了基于证据的理性辩论。形成知识、思维、方法清单：★地理系统工程思维。真实世界的地理决策很少是单一最优解，而是在多个相互关联、有时甚至矛盾的条件中寻找最佳平衡点。★量化分析提升说服力。尽可能用数据（距离、高差）进行比较，让分析从定性走向半定量。▲“条件”与“约束”。水源、地形是自然条件，成本、安全是社会与技术约束，优秀的设计需同时尊重自然规律与社会经济规律。任务四：方案诞生记——形成初步设计建议教师活动：“经过激烈的‘董事会辩论’，现在是时候做出你们的初步决策了。请各小组最终表决，确定一个推荐选址。然后，共同完成方案展示板：在区域图上清晰标出选址点；用关键词或简短句子列出最主要的三个支持理由；同时，也不要回避这个方案存在的一个最大挑战或风险。给大家10分钟时间准备，之后每个小组将有2分钟时间向‘村委会’（全班同学）陈述你们的方案。”学生活动：小组达成共识，合作绘制展示板，梳理并提炼核心论据，并坦诚思考方案的潜在问题。推选或轮流担任陈述代表。即时评价标准：1.方案是否有明确的、基于前面分析的地理逻辑链条。2.陈述是否清晰、自信，并能直面方案的不足之处。3.展示板是否简洁、直观地传达了核心信息。形成知识、思维、方法清单：★地理论证的表达结构。一个完整的方案建议通常包括：明确的主张（选址点）、多角度的证据（自然与人文因素）、对局限性的认知。★妥协是设计的艺术。没有完美的方案，只有更合理的权衡。承认挑战，本身就是科学态度和专业精神的体现。▲从分析到输出的转化。将内部讨论的复杂思维，转化为能让外人听懂、信服的简洁陈述，是一项关键能力。第三、当堂巩固训练  “各位‘工程师’的方案都非常精彩，展现了不同的思考角度。现在，我们来做一个快速的思维演练，检验一下我们的选址原则是否内化了。”1.基础层（全体必做）：“假设在另一个类似村庄，地图显示唯一可靠水源是一条季节河，村庄位于山坡上。仅从这两个最基本条件看，选址时我们必须优先考虑什么？又必须面对什么挑战？（提示：优先保证旱季有水；挑战是输水需要克服较大高差）”2.综合层（多数学生挑战）：“如果李家井村后来发现，我们选定的河岸选址恰好位于一处省级候鸟栖息地的缓冲区边缘，这个新信息会如何影响我们的方案评估？我们需要补充调研哪些信息？（引导思考环境保护与工程建设的权衡，以及法规限制）”3.挑战层（学有余力选做）：“从纯粹工程效率看，抽水站应尽量靠近水源和村庄的中点以降低总成本。但从实际生活看，可能更倾向于靠近村庄便于维护。如果你是村长，你会如何说服村民接受一个可能稍远但更经济高效的方案？（引导思考技术方案与社会接受度的沟通）”  反馈机制：基础层问题通过全班齐答或举手反馈快速厘清概念；综合层与挑战层问题，请不同小组发表看法，教师提炼其中体现的综合思维与价值观冲突，不追求标准答案，而是赞赏思考的深度与多角度。第四、课堂小结  “今天的‘勘察之旅’即将结束，我们来一起收个尾。请大家不用看笔记，在心里画一张思维导图：我们今天为解决抽水站选址问题，经历了哪几个关键的思考步骤？”（引导学生说出：发现问题→寻找水源→分析条件→权衡决策→形成方案）“在这个过程中，我们用到了哪些‘地理法宝’？”（区域地图、数据资料、要素综合分析法、权衡决策思维）。  “今天每个小组都产出了智慧的结晶，但设计从未止步。课后，请大家：必做作业——完善本组的方案展示板，为推荐选址补充一条最有力的新论据；选做作业——调研一下，现实中的小型抽水站除了水泵，还需要哪些配套建筑或设施？试着画一个简单的示意图。下节课，我们将进入‘工程设计深化阶段’，会重点考虑泵站的具体结构、输水管道路由，以及更详细的成本效益分析，期待大家带来更精彩的设计！”六、作业设计1.基础性作业（必做）：整理并完善课堂上的《选址勘察任务单》，确保对李家井村缺水原因的分析、备选点的优劣对比、以及最终推荐方案的理由陈述清晰、完整。用红笔在方案理由旁，标注出所对应的核心地理要素（如：水源、地形、成本）。2.拓展性作业（建议大多数学生完成）：假设你是抽水站设计团队的新闻发言人，需要撰写一份约200字的“方案简介”，向李家井村村民简要介绍推荐选址的优点、如何克服主要挑战，以及它将为村庄带来怎样的改变。要求语言通俗易懂，但又体现专业考量。3.探究性/创造性作业（选做）：（二选一）①【调研方向】利用网络或书籍，了解“离心泵”的基本工作原理及其适用条件（如扬程、流量），思考它是否可能适用于李家井村的设计方案。②【创意方向】为“李家井村抽水站”项目设计一个和一句宣传标语，要求体现“水”、“科技助力乡村”、“可持续发展”等元素。七、本节知识清单及拓展★1.区域问题分析框架：面对一个区域发展问题（如缺水），应从自然要素（气候、水文、地形）和人文要素（聚落分布、产业活动）两个维度进行系统诊断，找出关键制约因素。★2.水源类型辨析：地表水（主要为河流、湖泊）具有易获取但季节性变化可能大的特点；地下水（潜水、承压水）更为稳定，但开采需评估埋藏深度、补给条件及可能的地质影响。▲3.华北地区水资源特征：属于温带季风气候，年降水量集中在夏季，年际变化大，总体降水较少而蒸发旺盛，人均水资源量紧张，水资源短缺是区域发展的主要限制性因素之一。★4.等高线地形图选址应用：等高线稀疏代表地势平缓，利于工程建设与管线铺设；等高线密集代表坡度陡，工程难度大、成本高。选址需优先考虑坡度适中的区域。★5.地理距离与成本意识：直线距离不等于实际输水距离，需考虑地形起伏导致的绕行。管线长度是决定建设成本和后期运维能耗的关键因素之一，“距离最短”并非唯一原则，需与地形结合考虑。★6.系统性权衡思维：地理工程设计是典型的“多目标优化”问题，需在水源可靠性、地形与工程难度、距离与成本、环境与安全等多个常常相互矛盾的要素间寻找最佳平衡点，不存在完美的“满分”方案。▲7.人地协调观在工程中的体现：选址需避免对重要生态环境（如湿地、栖息地）造成破坏，考虑防洪要求（不在行洪区），并尽可能减少对现有农田和居民生活的干扰。发展需求需与环境保护相协调。★8.地理论证的表述规范：提出一个地理主张（如选址点），必须附上基于地图、数据等资料的多角度证据，并形成“主张—证据链”的严密逻辑，这是地理实践力在表达能力上的要求。▲9.初步可行性研究概念：本节课完成的实质是一次简化的“可行性初步研究”，核心是论证技术上的可能性和地理上的合理性，为后续的详细设计奠定基础，这是工程项目的标准流程。★10.小组合作中的地理对话：有效的合作不仅仅是分工，更是观点的碰撞与融合。在争论“选A还是选B”时，实质是在比较不同地理条件的权重，这个过程能深化对要素间关系的理解。八、教学反思  （一）目标达成度评估：本节课的核心目标是培养学生综合运用地理要素解决实际问题的能力。从课堂观察看，大部分小组能有效地在地图上识别信息、应用分析框架进行讨论，最终产出有据可依的方案，表明区域认知与综合思维目标基本达成。方案陈述环节，学生能使用“坡度”、“输水距离”、“水源稳定性”等术语，可见知识内化较好。然而，在“权衡抉择”环节，部分小组仍表现出对某个单一要素（如“离村最近”）的过度执着，而弱化其他条件，这说明高阶的系统权衡思维的养成非一蹴而就，是教学难点也是后续需持续强化的重点。  （二）教学环节有效性分析：导入环节的真实情境与驱动问题成功激发了学生的角色代入感和探究欲。“任务一”的独立诊断确保了每个学生与地理资料的初次对话，为小组讨论奠定了基础。“任务二”到“任务四”的阶梯式设计，构成了清晰的“发现可能深入分析做出决策”的认知链条，脚手架（任务单、分析表）作用明显。特别是“任务三”的要素权衡场，是思维深化的关键，观察中发现，提供结构化的分析维度后，学生的讨论从泛泛而谈迅速转向具体比较。当堂巩固的分层问题设计，及时将课堂生成的经验迁移到新情境，效果良好。  （三）学生表现与差异化应对：课堂上明显观察到学生的不同思