一、認(rèn)知基礎(chǔ)：家庭用水的"流失地圖"與節(jié)水裝置的核心原理演講人01認(rèn)知基礎(chǔ)：家庭用水的"流失地圖"與節(jié)水裝置的核心原理02材料與工具：從"家庭廢棄物"到"科學(xué)裝置"的轉(zhuǎn)化03制作步驟：從設(shè)計(jì)圖到實(shí)物的工程實(shí)踐04優(yōu)化升級(jí)：從"能用"到"好用"的科學(xué)思維培養(yǎng)05實(shí)踐意義：不止于一個(gè)裝置的科學(xué)教育價(jià)值目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)家庭節(jié)水裝置制作指導(dǎo)課件序：當(dāng)科學(xué)課與生活痛點(diǎn)相遇——為什么要做家庭節(jié)水裝置？作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我常站在教室后方觀察孩子們的學(xué)習(xí)狀態(tài)：當(dāng)講到"地球水資源分布"時(shí)，他們會(huì)瞪大眼睛計(jì)算"97%的海水vs2.5%的淡水"的懸殊比例；但當(dāng)追問"你家昨天用了幾桶水？哪些水被浪費(fèi)了？"時(shí)，小臉上的困惑又會(huì)取而代之。這種"認(rèn)知-行動(dòng)"的斷層，正是我們?cè)O(shè)計(jì)"家庭節(jié)水裝置制作"這一實(shí)踐課的核心驅(qū)動(dòng)力。據(jù)《中國(guó)城市節(jié)水報(bào)告2023》統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市家庭日均浪費(fèi)水量約48升，相當(dāng)于12瓶500ml礦泉水。這些被浪費(fèi)的水，可能是洗衣機(jī)漂洗時(shí)直接排走的清水，可能是淘米后被倒掉的營(yíng)養(yǎng)水，也可能是水龍頭滴漏一整夜的"隱形流失"。六年級(jí)學(xué)生已具備基礎(chǔ)的科學(xué)探究能力（如測(cè)量、分類、簡(jiǎn)單工程設(shè)計(jì)），更重要的是，他們對(duì)"改變生活"有著天然的熱情——這正是將科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的最佳契機(jī)。接下來，我們將沿著"認(rèn)知問題→探究原理→設(shè)計(jì)制作→優(yōu)化改進(jìn)→實(shí)踐延伸"的邏輯鏈，完成一次從課本到生活的完整科學(xué)實(shí)踐。01認(rèn)知基礎(chǔ)：家庭用水的"流失地圖"與節(jié)水裝置的核心原理1家庭用水的常見浪費(fèi)場(chǎng)景調(diào)研在正式制作前，我們需要先做一份"家庭用水診斷書"。建議同學(xué)們用3天時(shí)間記錄家庭用水情況（可參考表1），重點(diǎn)標(biāo)注：一次性用水場(chǎng)景（如洗手、洗菜后直接排入下水道）間歇性用水場(chǎng)景（如刷牙時(shí)開著的水龍頭、洗衣機(jī)漂洗階段）低質(zhì)用水需求（如沖廁、澆花對(duì)水質(zhì)要求低于飲用）表1家庭用水記錄表（示例）|時(shí)間|用水場(chǎng)景|用水量（升）|是否可二次利用|備注||------------|----------------|--------------|----------------|--------------------|1家庭用水的常見浪費(fèi)場(chǎng)景調(diào)研|10:00|淘米|2|是（含營(yíng)養(yǎng)）|直接倒掉||12:30|洗衣機(jī)漂洗|30|是（較清潔）|直接排入下水道||18:00|洗手|1.5|否（含皂液）|流水沖洗30秒|通過統(tǒng)計(jì)，85%以上的家庭會(huì)在"淘米水、洗衣漂洗水、淋浴預(yù)熱冷水"三個(gè)場(chǎng)景產(chǎn)生可二次利用的水源。這些水的共同特點(diǎn)是：水質(zhì)雖低于飲用標(biāo)準(zhǔn)，但足夠滿足沖廁、澆花、拖地等低質(zhì)用水需求——這正是家庭節(jié)水裝置的設(shè)計(jì)起點(diǎn)。2節(jié)水裝置的核心科學(xué)原理家庭節(jié)水裝置本質(zhì)上是一個(gè)"水資源二次利用系統(tǒng)"，其運(yùn)行依賴以下科學(xué)原理：重力引流原理：利用水位差實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力輸水（如將高位儲(chǔ)水裝置的水通過管道自流到低位的馬桶水箱）固液分離原理：通過過濾層去除水中的雜質(zhì)（如淘米水中的米渣、洗衣水中的纖維）水質(zhì)分級(jí)利用原理：根據(jù)不同用水場(chǎng)景對(duì)水質(zhì)的要求，設(shè)計(jì)分級(jí)處理流程（如"洗菜水→過濾→澆花；洗衣漂洗水→沉淀→沖廁"）儲(chǔ)水調(diào)蓄原理：通過儲(chǔ)水容器平衡用水的時(shí)間差（如淋浴前放出的冷水先儲(chǔ)存，待需要時(shí)再使用）以"淘米水-沖廁"循環(huán)為例，完整的流程應(yīng)包括：收集（帶濾網(wǎng)的水盆）→暫存（帶刻度的儲(chǔ)水桶）→輸送（軟管連接馬桶水箱）→釋放（手動(dòng)/自動(dòng)控水閥）四個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)都需要考慮"安全性""便捷性""經(jīng)濟(jì)性"三個(gè)維度。02材料與工具：從"家庭廢棄物"到"科學(xué)裝置"的轉(zhuǎn)化1材料選擇的三大原則考慮到六年級(jí)學(xué)生的動(dòng)手能力和家庭可獲得性，材料選擇需遵循：可改造性：材料應(yīng)便于切割、鉆孔、粘貼（如PVC管比鐵管更易操作，軟質(zhì)塑料比硬質(zhì)塑料更安全）安全性：避免尖銳、有毒或高溫材料（如玻璃容器替換為塑料瓶，金屬件選擇鈍化處理的）易得性：優(yōu)先使用家庭廢棄物（如2L飲料瓶、廢舊塑料桶、淘汰的紗窗布）推薦材料清單（以"洗衣漂洗水-沖廁"裝置為例）：01020304051材料選擇的三大原則|組件|推薦材料|替代方案|作用說明||------------|---------------------------|-------------------------|---------------------------||收集容器|舊洗衣盆（帶排水口）|塑料儲(chǔ)物箱（鉆孔）|承接洗衣機(jī)排出的漂洗水||過濾層|廚房漏勺（不銹鋼/塑料）|紗窗布+鐵絲框|攔截衣物纖維、毛發(fā)等雜質(zhì)||儲(chǔ)水容器|2.5L飲料瓶（2-3個(gè)）|廢舊油桶（清洗干凈）|暫存過濾后的水|1材料選擇的三大原則|組件|推薦材料|替代方案|作用說明||輸送管道|透明軟管（直徑10mm）|廢舊輸液管（去針頭）|連接儲(chǔ)水容器與馬桶水箱||控水裝置|塑料水龍頭（微型）|輸液調(diào)節(jié)器（手動(dòng)）|控制水流大小||固定支架|廢舊衣架（彎曲成型）|強(qiáng)力雙面膠+木板|固定儲(chǔ)水容器高度|0203012工具準(zhǔn)備與安全操作需要提前準(zhǔn)備的工具有：切割工具：塑料剪刀（剪軟管）、美工刀（劃塑料瓶，需成人協(xié)助）鉆孔工具：電鉆（需成人操作）、加熱鐵釘（燙塑料瓶小孔，備用）連接工具：502膠水（粘塑料件）、扎帶（固定管道）測(cè)量工具：卷尺（量高度差）、量杯（測(cè)水量）安全提示：所有涉及切割、鉆孔的操作必須由家長(zhǎng)或教師協(xié)助完成；使用膠水時(shí)保持通風(fēng)；管道連接后需檢查是否漏水（可用肥皂水涂抹接口）。03制作步驟：從設(shè)計(jì)圖到實(shí)物的工程實(shí)踐1第一步：繪制裝置設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖是制作的"導(dǎo)航圖"，需包含：01各組件的位置關(guān)系（如儲(chǔ)水容器應(yīng)高于馬桶水箱20-30cm，利用重力自流）02水流方向標(biāo)注（用箭頭表示"洗衣機(jī)→收集盆→過濾層→儲(chǔ)水罐→馬桶"）03關(guān)鍵尺寸標(biāo)注（如管道長(zhǎng)度=儲(chǔ)水罐底部到馬桶水箱的垂直距離+5cm）041第一步：繪制裝置設(shè)計(jì)圖材料清單標(biāo)注（對(duì)應(yīng)2.1中的材料編號(hào)）學(xué)生設(shè)計(jì)圖示例（簡(jiǎn)化版）：（手繪示意圖：左側(cè)為洗衣機(jī)，下方接帶濾網(wǎng)的收集盆；收集盆通過軟管連接到上方的儲(chǔ)水罐<由3個(gè)2L飲料瓶串聯(lián)>；儲(chǔ)水罐底部接軟管到右側(cè)的馬桶水箱，軟管中間安裝微型水龍頭）2第二步：組件加工與組裝2.1收集盆改造（約20分鐘）213用卷尺在舊洗衣盆側(cè)邊標(biāo)記排水口位置（距離盆底5cm，避免泥沙進(jìn)入）用電鉆在標(biāo)記處鉆一個(gè)直徑10mm的孔（需成人操作）將透明軟管一端插入孔中，另一端用扎帶固定（防止脫落）4在收集盆內(nèi)放置漏勺作為初級(jí)過濾層（可活動(dòng)，便于清洗）2第二步：組件加工與組裝2.2儲(chǔ)水罐制作（約30分鐘）取3個(gè)2L飲料瓶，用美工刀沿瓶身1/3處橫向切割（保留上半部分作為"進(jìn)水口"，下半部分作為"儲(chǔ)水倉(cāng)"）用加熱鐵釘在第一個(gè)瓶的底部燙一個(gè)直徑8mm的孔（與軟管直徑匹配）將第二個(gè)瓶的頂部（帶瓶蓋）擰下，倒置后插入第一個(gè)瓶的底部孔中（形成"串聯(lián)結(jié)構(gòu)"，增加儲(chǔ)水量）重復(fù)此步驟連接第三個(gè)瓶，最后用502膠水密封接口（靜置10分鐘固化）2第二步：組件加工與組裝2.3管道與控水裝置連接（約15分鐘）測(cè)量?jī)?chǔ)水罐底部到馬桶水箱的垂直距離，截取等長(zhǎng)軟管（預(yù)留5cm冗余）將微型水龍頭安裝在軟管中間位置（用管箍固定）軟管一端連接收集盆的排水口，另一端插入馬桶水箱的進(jìn)水口（可用舊毛巾包裹防漏）3第三步：測(cè)試與調(diào)試制作完成后，需進(jìn)行3次模擬測(cè)試（用清水代替實(shí)際用水）：密封性測(cè)試：向收集盆注水，觀察接口處是否漏水（用干紙巾擦拭，無濕痕為合格）流量測(cè)試：記錄從收集盆到儲(chǔ)水罐注滿2L水的時(shí)間（理想狀態(tài)：3-5分鐘，過慢需檢查過濾層是否堵塞）實(shí)用性測(cè)試：模擬沖廁操作（打開微型水龍頭，觀察水流是否能順利進(jìn)入馬桶水箱，水量是否足夠一次沖廁<約6L>）常見問題與解決：水流過?。簷z查過濾層是否被雜質(zhì)堵塞（清洗漏勺或更換紗窗布）儲(chǔ)水罐漏水：用肥皂水涂抹接口，氣泡處用膠水補(bǔ)漏無法自流：調(diào)整儲(chǔ)水罐高度（需高于馬桶水箱20cm以上）04優(yōu)化升級(jí)：從"能用"到"好用"的科學(xué)思維培養(yǎng)1功能優(yōu)化方向效率提升：增加儲(chǔ)水罐容量（串聯(lián)更多飲料瓶）、改用更粗的軟管（直徑15mm）美觀設(shè)計(jì)：用彩紙包裹儲(chǔ)水罐（防水處理）、繪制節(jié)水標(biāo)語（如"每一滴都珍貴"）完成基礎(chǔ)裝置后，可引導(dǎo)學(xué)生從以下維度優(yōu)化：智能升級(jí)：添加水位傳感器（用回形針+電池+小燈泡自制，水位到達(dá)上限時(shí)發(fā)光提醒）安全改進(jìn)：在儲(chǔ)水罐底部安裝排水閥（防止長(zhǎng)時(shí)間不用水質(zhì)變差）2案例分享：學(xué)生的創(chuàng)意優(yōu)化去年指導(dǎo)的六年級(jí)（3）班，有個(gè)小組做了"雙模式節(jié)水裝置"：日常模式：洗衣漂洗水→過濾→儲(chǔ)水罐→沖廁應(yīng)急模式：儲(chǔ)水罐頂部增加雨水收集口（帶濾網(wǎng)），雨天可收集雨水作為補(bǔ)充水源他們還設(shè)計(jì)了"節(jié)水積分表"，每次使用裝置就記錄節(jié)約的水量（如沖1次廁節(jié)約6L自來水），一個(gè)月后統(tǒng)計(jì)總節(jié)水量，轉(zhuǎn)化為"家庭環(huán)?；?（用于購(gòu)買綠植）。這種將科學(xué)裝置與家庭激勵(lì)機(jī)制結(jié)合的設(shè)計(jì)，讓節(jié)水從"任務(wù)"變成了"游戲"。05實(shí)踐意義：不止于一個(gè)裝置的科學(xué)教育價(jià)值1對(duì)個(gè)體：科學(xué)探究能力的全面提升材料特性分析（塑料的耐水性、軟管的彈性）03測(cè)量與數(shù)據(jù)記錄（用水量統(tǒng)計(jì)、裝置尺寸測(cè)量）02制作過程中，學(xué)生需要綜合運(yùn)用：011對(duì)個(gè)體：科學(xué)探究能力的全面提升工程問題解決（漏水處理、流量調(diào)節(jié)）團(tuán)隊(duì)協(xié)作（分工繪制設(shè)計(jì)圖、組裝不同組件）這些能力正是《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中強(qiáng)調(diào)的"實(shí)踐探索"核心素養(yǎng)的體現(xiàn)。2對(duì)家庭：可持續(xù)生活方式的種子當(dāng)學(xué)生將自制的節(jié)水裝置帶回家，往往會(huì)引發(fā)"家庭連鎖反應(yīng)"：家長(zhǎng)開始關(guān)注其他用水場(chǎng)景（如洗澡時(shí)的預(yù)熱冷水，以前直接排掉，現(xiàn)在用盆接?。┖⒆映蔀榧彝ス?jié)水"小導(dǎo)師"，主動(dòng)講解裝置原理（如"媽媽，這個(gè)濾網(wǎng)能擋住頭發(fā)，水就不會(huì)堵管道了"）家庭用水習(xí)慣悄然改變（從"用完就扔"到"梯級(jí)利用"）我曾收到一位家長(zhǎng)的反饋："孩子做的裝置每月幫我們省了3噸水，更重要的是，現(xiàn)在全家倒水前都會(huì)問一句'這水還能用來做什么？'"——這正是科學(xué)教育最動(dòng)人的成果。結(jié)語：讓每一滴水流過科學(xué)的溫度回顧整個(gè)制作過程，我們從觀察生活中的用水問題出發(fā)，運(yùn)用科學(xué)原理設(shè)計(jì)解決方案，通過動(dòng)手實(shí)踐驗(yàn)證設(shè)想，最終將一個(gè)"小裝置"變成了連接科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐的"大課堂"。2對(duì)