小學(xué)科學(xué)“垃圾處理”單元教學(xué)設(shè)計(jì)：基于實(shí)踐探究的生態(tài)素養(yǎng)培育一、單元設(shè)計(jì)背景與價(jià)值隨著城市化進(jìn)程加快，垃圾處理已成為全球生態(tài)治理的核心議題之一。小學(xué)科學(xué)課程肩負(fù)著培育青少年環(huán)境責(zé)任意識(shí)的使命，“垃圾處理”單元以真實(shí)生活問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，融合科學(xué)探究、工程實(shí)踐與社會(huì)參與，幫助學(xué)生建立“垃圾是放錯(cuò)地方的資源”的認(rèn)知，形成從“認(rèn)知垃圾”到“管理垃圾”再到“改善環(huán)境”的行動(dòng)邏輯。本單元緊扣《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“地球與宇宙科學(xué)”“技術(shù)與工程”領(lǐng)域要求，通過(guò)“觀察—調(diào)查—實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)”的進(jìn)階活動(dòng)，落實(shí)“科學(xué)觀念”“科學(xué)思維”“探究實(shí)踐”“態(tài)度責(zé)任”四大核心素養(yǎng)。二、單元內(nèi)容分析（一）教材定位本單元對(duì)應(yīng)教科版（或蘇教版等）小學(xué)科學(xué)四年級(jí)（或五年級(jí)，根據(jù)教材版本調(diào)整）“環(huán)境與我們”主題，前承“生物與環(huán)境”的生態(tài)認(rèn)知，后啟“能源與資源”的可持續(xù)發(fā)展思考。單元以“垃圾的產(chǎn)生—分類(lèi)—處理—行動(dòng)”為邏輯主線，涵蓋科學(xué)概念（垃圾的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、處理技術(shù)原理）、實(shí)踐技能（調(diào)查統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化）、社會(huì)參與（家庭/校園垃圾管理）三大模塊。（二）學(xué)情診斷小學(xué)中高年級(jí)學(xué)生對(duì)“垃圾”有生活化認(rèn)知，但存在認(rèn)知誤區(qū)：如認(rèn)為“垃圾就是廢棄物，無(wú)需分類(lèi)”“處理垃圾是環(huán)衛(wèi)工人的事”。其思維特點(diǎn)表現(xiàn)為：能通過(guò)直觀觀察歸納現(xiàn)象（如垃圾腐爛），但對(duì)“降解周期”“資源再生”等抽象概念理解需借助具象實(shí)驗(yàn)（如對(duì)比菜葉與塑料的分解）。基于此，教學(xué)需從“經(jīng)驗(yàn)感知”出發(fā)，通過(guò)可視化實(shí)驗(yàn)、真實(shí)場(chǎng)景調(diào)查搭建認(rèn)知階梯。三、單元教學(xué)目標(biāo)（一）科學(xué)觀念1.能說(shuō)出垃圾的四類(lèi)基本分類(lèi)（可回收物、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾）及分類(lèi)依據(jù)（材質(zhì)、危害、降解性）。2.了解填埋、焚燒、堆肥、回收利用四種垃圾處理方式的原理及環(huán)境影響（如填埋的土地占用、焚燒的能源轉(zhuǎn)化）。（二）科學(xué)思維與探究1.能設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如“不同垃圾的降解速度”），記錄并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如菜葉5天腐爛，塑料30天無(wú)變化）。2.能通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、實(shí)地觀察等方法，統(tǒng)計(jì)家庭/校園垃圾產(chǎn)生量及處理現(xiàn)狀，繪制簡(jiǎn)易數(shù)據(jù)圖表。（三）態(tài)度與責(zé)任1.認(rèn)同“垃圾分類(lèi)是個(gè)人環(huán)保責(zé)任”，在課堂討論中能列舉3種減少垃圾產(chǎn)生的生活策略（如自帶餐具、舊物改造）。2.愿意參與校園“垃圾分類(lèi)督導(dǎo)員”“舊物交換市集”等實(shí)踐活動(dòng)，形成持續(xù)的環(huán)保行動(dòng)力。（四）STSE聯(lián)系1.了解垃圾處理技術(shù)的發(fā)展（如焚燒發(fā)電、生物降解材料），認(rèn)識(shí)“科學(xué)技術(shù)改善環(huán)境問(wèn)題”的可能性。2.能結(jié)合本地垃圾處理廠（或中轉(zhuǎn)站）的實(shí)際情況，分析技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)（如焚燒廠的選址爭(zhēng)議）。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握垃圾分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)與方法，理解不同垃圾處理方式的原理。難點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推理“垃圾降解與環(huán)境影響”的關(guān)系（如塑料垃圾的長(zhǎng)期污染），并將認(rèn)知轉(zhuǎn)化為日常垃圾分類(lèi)行動(dòng)。五、教學(xué)準(zhǔn)備（一）教具與學(xué)具1.實(shí)驗(yàn)材料：分組準(zhǔn)備菜葉、廢紙、塑料片、土壤（用于降解實(shí)驗(yàn)）；垃圾分類(lèi)卡片（印有不同垃圾圖片，如易拉罐、電池、香蕉皮、衛(wèi)生紙）。2.多媒體資源：垃圾填埋場(chǎng)航拍視頻、焚燒發(fā)電流程動(dòng)畫(huà)、“垃圾變寶”案例（如塑料瓶制筆筒、廚余堆肥種菜）。3.調(diào)查工具：家庭垃圾記錄表（含“垃圾類(lèi)型—產(chǎn)生量—處理方式”三項(xiàng)）、校園垃圾分類(lèi)點(diǎn)觀察記錄表。（二）場(chǎng)地與資源1.校內(nèi)：實(shí)驗(yàn)室（開(kāi)展降解實(shí)驗(yàn)）、垃圾分類(lèi)投放點(diǎn)（實(shí)地觀察）。2.校外：聯(lián)系本地垃圾中轉(zhuǎn)站或環(huán)保企業(yè)，組織1次實(shí)地參觀（條件允許時(shí)）。六、分課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)（以4課時(shí)為例）第1課時(shí)：垃圾去哪兒了？——探究垃圾的去向與問(wèn)題課時(shí)目標(biāo)能通過(guò)調(diào)查與討論，描述家庭垃圾的產(chǎn)生種類(lèi)及處理現(xiàn)狀。初步感知“垃圾過(guò)量處理”帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題（如填埋場(chǎng)飽和、焚燒污染）。教學(xué)過(guò)程1.情境導(dǎo)入：垃圾圍城的警示播放3分鐘紀(jì)錄片片段（如城市垃圾填埋場(chǎng)的擴(kuò)張），提問(wèn)：“這些垃圾從哪里來(lái)？最終會(huì)去哪里？”引發(fā)學(xué)生對(duì)“垃圾去向”的思考。2.探究活動(dòng)1：家庭垃圾大調(diào)查學(xué)生分組交流課前完成的《家庭垃圾記錄表》，用“正”字統(tǒng)計(jì)小組內(nèi)“廚余垃圾”“塑料垃圾”的占比，教師引導(dǎo)用柱狀圖呈現(xiàn)數(shù)據(jù)（如“我家一周產(chǎn)生的垃圾中，廚余占50%，塑料占30%……”）。3.研討交流：垃圾處理的困境展示兩組對(duì)比圖片：①十年前的填埋場(chǎng)vs現(xiàn)在的填埋場(chǎng)（土地被占用）；②焚燒廠排放的煙霧（含二噁英風(fēng)險(xiǎn)）。小組討論：“如果垃圾持續(xù)增長(zhǎng)，會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？”引導(dǎo)學(xué)生從“土地、空氣、生物”三方面分析影響。4.拓展任務(wù)：校園垃圾偵察兵布置課后任務(wù)：用1天時(shí)間記錄校園垃圾桶的垃圾類(lèi)型（如教學(xué)樓、食堂的垃圾差異），思考“哪些垃圾可以避免產(chǎn)生？”評(píng)價(jià)要點(diǎn)能清晰匯報(bào)家庭垃圾調(diào)查結(jié)果，數(shù)據(jù)記錄真實(shí)完整。能結(jié)合圖片證據(jù)，用“因?yàn)椤浴本涫椒治隼幚淼沫h(huán)境問(wèn)題（如“因?yàn)樘盥駡?chǎng)占了農(nóng)田，所以很多土地不能種莊稼了”）。第2課時(shí)：給垃圾“找家”——垃圾分類(lèi)的實(shí)踐與思考課時(shí)目標(biāo)能依據(jù)“材質(zhì)、危害、降解性”給常見(jiàn)垃圾正確分類(lèi)。設(shè)計(jì)“校園垃圾分類(lèi)優(yōu)化方案”，提出2條以上改進(jìn)建議（如增設(shè)可回收物投放點(diǎn)）。教學(xué)過(guò)程1.游戲?qū)耄豪ㄆ诸?lèi)賽每組發(fā)放10張垃圾卡片（如廢電池、西瓜皮、舊書(shū)本、衛(wèi)生紙），限時(shí)3分鐘分類(lèi)。展示各組結(jié)果，引發(fā)爭(zhēng)議（如“衛(wèi)生紙屬于其他垃圾還是可回收物？”）。2.概念建構(gòu)：分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的探究播放科普視頻《垃圾的“身份證”》，講解分類(lèi)依據(jù)：可回收物：材質(zhì)可循環(huán)（如金屬、塑料瓶）；有害垃圾：含重金屬/有毒物質(zhì)（如電池、過(guò)期藥品）；廚余垃圾：易腐爛（如菜葉、果皮）；其他垃圾：無(wú)回收價(jià)值且無(wú)害（如衛(wèi)生紙、磚瓦）。小組重新分類(lèi)卡片，教師巡視糾錯(cuò)（如“衛(wèi)生紙因水溶性強(qiáng)，無(wú)法回收，屬于其他垃圾”）。3.實(shí)踐活動(dòng)：校園垃圾分類(lèi)診斷學(xué)生分組實(shí)地觀察校園垃圾桶，記錄問(wèn)題（如“廚余垃圾桶里混了塑料袋”“可回收物桶滿溢，導(dǎo)致紙張被雨水淋濕”）。每組繪制“問(wèn)題地圖”，并提出改進(jìn)建議（如“食堂垃圾桶旁設(shè)‘廚余+其他’雙桶，方便師生分類(lèi)”）。4.延伸任務(wù)：家庭分類(lèi)行動(dòng)發(fā)放“垃圾分類(lèi)積分卡”，鼓勵(lì)學(xué)生一周內(nèi)在家實(shí)踐分類(lèi)，家長(zhǎng)每日打卡（如“今天我正確分類(lèi)了3次垃圾，包括……”）。評(píng)價(jià)要點(diǎn)能準(zhǔn)確分類(lèi)80%以上的垃圾卡片，并用分類(lèi)依據(jù)解釋?zhuān)ㄈ纭皬U電池含汞，屬于有害垃圾”）。校園優(yōu)化方案具有可行性（如建議“在教學(xué)樓每層增設(shè)可回收物箱”），能結(jié)合觀察到的問(wèn)題提出。第3課時(shí)：垃圾的“變形記”——處理技術(shù)的原理與實(shí)驗(yàn)課時(shí)目標(biāo)能說(shuō)出填埋、焚燒、堆肥、回收利用的核心原理及優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析不同垃圾的降解速度及環(huán)境影響。教學(xué)過(guò)程1.問(wèn)題導(dǎo)入：垃圾如何“消失”？展示四幅處理場(chǎng)景圖（填埋場(chǎng)、焚燒廠、堆肥箱、塑料回收車(chē)間），提問(wèn)：“這些方法如何讓垃圾‘消失’？”引發(fā)對(duì)處理技術(shù)的探究。2.原理探究：四種處理方式的辯論分組領(lǐng)取任務(wù)卡（如“填埋組”需分析“為什么填埋前要覆蓋土層？”），結(jié)合資料包（含技術(shù)流程圖、環(huán)境影響數(shù)據(jù)）研討，然后進(jìn)行“技術(shù)辯論會(huì)”：填埋組：“填埋能快速處理垃圾，但會(huì)污染地下水！”焚燒組：“焚燒能發(fā)電，但會(huì)產(chǎn)生有害氣體！”堆肥組：“堆肥能變肥料，但只適合廚余垃圾！”回收組：“回收能節(jié)約資源，但需要分類(lèi)成本！”教師總結(jié)：“沒(méi)有完美的處理方式，分類(lèi)是關(guān)鍵——讓合適的垃圾用合適的方法處理?！?.實(shí)驗(yàn)探究：垃圾降解大比拼分組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)：取等量的菜葉、廢紙、塑料片，埋入裝有濕潤(rùn)土壤的透明罐中，每周觀察并記錄（如第1周菜葉變黑，第4周紙張破碎，塑料無(wú)變化）。繪制“降解時(shí)間軸”，分析結(jié)論：“易降解的垃圾適合堆肥，難降解的需回收或謹(jǐn)慎處理?！?.拓展思考：未來(lái)的垃圾處理展示“可降解塑料”“垃圾氣化技術(shù)”等前沿案例，討論：“科學(xué)技術(shù)如何幫助解決垃圾問(wèn)題？我們能做什么？”評(píng)價(jià)要點(diǎn)能清晰闡述至少兩種處理方式的原理及優(yōu)缺點(diǎn)（如“焚燒能發(fā)電，但要處理廢氣”）。實(shí)驗(yàn)記錄真實(shí)，能從“降解速度”推理垃圾的處理選擇（如“塑料降解慢，應(yīng)盡量少用、多回收”）。第4課時(shí)：我的環(huán)保行動(dòng)——垃圾管理方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施課時(shí)目標(biāo)能設(shè)計(jì)“家庭/校園垃圾減量與分類(lèi)方案”，包含具體行動(dòng)步驟（如“每周五舊物交換日”）。參與校園“環(huán)保行動(dòng)周”，用實(shí)際行動(dòng)影響他人（如制作宣傳海報(bào)、督導(dǎo)垃圾分類(lèi)）。教學(xué)過(guò)程1.案例導(dǎo)入：小小環(huán)保家的故事播放學(xué)生自制的“垃圾分類(lèi)Vlog”（如用飲料瓶做花盆、舊衣服改造成布袋），提問(wèn)：“我們能從這些行動(dòng)中學(xué)到什么？”2.方案設(shè)計(jì)：我的垃圾管理計(jì)劃學(xué)生分組選擇“家庭”或“校園”作為實(shí)踐對(duì)象，設(shè)計(jì)方案：家庭組：如“廚余堆肥計(jì)劃”（步驟：收集菜葉→分層埋土→兩周后觀察肥料）、“塑料替代計(jì)劃”（用布袋代替塑料袋）。校園組：如“廢紙回收行動(dòng)”（設(shè)置回收箱→每周稱(chēng)重→兌換班級(jí)綠植）、“垃圾分類(lèi)督導(dǎo)員”（每日檢查垃圾桶，發(fā)放提示卡）。每組用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)方案（含目標(biāo)、步驟、分工、預(yù)期成果）。3.行動(dòng)實(shí)施：環(huán)保行動(dòng)周啟動(dòng)各組在班級(jí)展示方案，投票選出3個(gè)“最佳方案”，在校園內(nèi)實(shí)施一周（如“舊物交換市集”：學(xué)生帶舊玩具、書(shū)籍，以物換物，減少垃圾產(chǎn)生）。4.反思總結(jié)：行動(dòng)的收獲與挑戰(zhàn)一周后，各組匯報(bào)成果（如“廢紙回收了5公斤，兌換了3盆綠蘿”），反思遇到的困難（如“同學(xué)忘記分類(lèi)，督導(dǎo)員需要更耐心提醒”），討論如何持續(xù)改進(jìn)。評(píng)價(jià)要點(diǎn)方案設(shè)計(jì)具體可行，包含可測(cè)量的目標(biāo)（如“兩周內(nèi)家庭廚余垃圾減少20%”）。能在行動(dòng)中主動(dòng)解決問(wèn)題（如“用海報(bào)提醒同學(xué)‘香蕉皮請(qǐng)投廚余桶’”），并反思改進(jìn)策略。七、單元評(píng)價(jià)與拓展（一）多元化評(píng)價(jià)1.過(guò)程性評(píng)價(jià)：記錄學(xué)生在“調(diào)查記錄、實(shí)驗(yàn)操作、小組合作”中的表現(xiàn)（如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)意性）。2.成果性評(píng)價(jià)：垃圾分類(lèi)知識(shí)測(cè)試（如辨析“用過(guò)的紙巾屬于哪類(lèi)垃圾”）；實(shí)踐成果展（如堆肥后的土壤、舊物改造作品、環(huán)保行動(dòng)報(bào)告）。（二）拓展活動(dòng)1.社區(qū)參與：組織“垃圾分類(lèi)小講師”進(jìn)社區(qū)，用手抄報(bào)、情景劇宣傳分類(lèi)知識(shí)。2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：開(kāi)展“校園垃圾減量”項(xiàng)目，聯(lián)合總務(wù)處統(tǒng)計(jì)垃圾重量變化，分析行動(dòng)效果。3.跨學(xué)科延伸：結(jié)合數(shù)學(xué)“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”（分析垃圾產(chǎn)生量的變化）、語(yǔ)文“環(huán)保倡議書(shū)”寫(xiě)作，深化學(xué)習(xí)成果。八、教學(xué)反思與改進(jìn)本單元通過(guò)“真實(shí)問(wèn)題—實(shí)踐探究—社會(huì)參與”的設(shè)計(jì)，有效激發(fā)了學(xué)生的環(huán)保行動(dòng)力，但需注意：1.實(shí)驗(yàn)時(shí)效性：降解實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)（如塑料降解需數(shù)月），可結(jié)合“加速實(shí)驗(yàn)”（如用醋酸模擬自然環(huán)境，縮短觀察時(shí)間）或借助延時(shí)攝影視頻輔助分析。2.地域適應(yīng)性：若