地理选择性必修3 资源、环境与国家安全水资源与国家安全表格教学设计

这是一份地理选择性必修3 资源、环境与国家安全水资源与国家安全表格教学设计，共6页。
课程基本信息
学科
地理
年级
高二年级
学期
秋季
课题
水资源与国家安全
教科书
书 名：普通高中教科书·地理 选择性必修3：资源、环境与国家安全
出版社：湖南教育出版社 .11月
教学目标
1. 运用资料，能够正确认识水资源的概念与类型；
2. 结合实例，说明水资源的数量、质量、空间分布与人类活动的相互关系，培养综合思维；
3. 结合现实中的水资源开发利用问题，提出主要的安全保障途径，提升人地协调观。
教学内容
教学重点：
1. 在特定区域中，辨识区域水资源的数量、质量和空间分布特点；
2. 能从区域的视角，分析水资源的开发利用现状和主要的安全保障途径。
教学难点：
1. 能够准确说出区域水资源的特点和空间分布特征；
2. 多角度全方面地评价水资源与生产生活之间的相互影响。
教学过程
【环节一：创设问题情境，引发学生思考】
创设情境：浙江温岭坐落于东海之滨，位于亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，多年平均降水量在1600毫米以上。在大多数人的印象中，这座海滨小城与“缺水”似乎毫不相干。然而，现实情况是，“缺水”问题困扰着一代又一代温岭人。那么，缺水程度是如何界定的呢？对此，联合国教科文组织制定了参考标准，以“人均水资源量”来衡量是否缺水。
探究活动：依据衡量标准（见表1），计算温岭近年来水资源总量、人均水资源量，并确定温岭的缺水程度（见表2）。
表1 缺水程度的衡量标准
人均水资源量/m3
大于3000
2000~3000
1000~2000
500~1000
小于500
缺水程度
相对丰水
轻度缺水
中度缺水
重度缺水
极度缺水
表2 近年来温岭水资源量概况
设计意图：（计算水资源总量时需要明确水资源的含义，这里所指的水资源是指人类能够直接利用的淡水）突破“水资源含义”的思维定式，强化逆向思维能力训练。
通过前面的统计，可以明确温岭是缺水的，与海为邻，却为水所“困”，进而生成本节课的驱动性问题：温岭为何会深陷“水困境”？如何帮助温岭走出“水困境”？
【环节二：分析水平衡状况，激活学生思维】
（1）水量的收入
问题1：简述温岭的降水特征，并分析这样的降水特征会让温岭陷入怎样的“水困境”？
学生思考：当地水量的收入主要来源于降水，虽然温岭多年平均降水量在1600毫米以上，但其年内分布不均，从温岭站多年平均降水量月统计图（见图1）可以看出，当地5~9月为雨季，降水量占全年总降水量的70%，这会让温岭陷入季节性缺水的“困境”。此外，温岭位于东海之滨，为台风多发地，当台风和超强台风来袭时，降水就更为集中。除了年内降水分布不均外，不同年份的降水差异也较为显著。
图1 温岭站多年平均降水量月统计图
设计意图：从水量来源的角度看，当地水量丰沛，这与“当地缺水”的认知形成冲突。分析温岭站的降水数据后，进一步得知水资源的现状特征，既包括总量的特征，又包括变化的特征，这就突破了“水资源的现状即水量的大小”的思维定式。
情境推进：在利用水库等水利工程调节水资源时间分配不均的前提下，近几年温岭水务部门频繁发布供水调度计划，或低压供水或错峰供水或隔日供水，表明自有水资源量仍不足。
问题2：针对温岭自有水资源量不足的现状，可采取哪些应对措施？
学生思考：淡化海水或从其他区域调水；通过查询相关资料，发现从海洋“借水”的成本过高，相较而言，调水的可行性更高。
问题3：结合温岭周围各县市区人均水资源量图（图略），设计调水方案。
学生思考：温岭临近的县市区中，北部的椒江区、路桥区和南部的玉环市水资源量有限，因此短期从西边的黄岩区调水，该区水资源量较多，且距离较近，工程建设成本较低，长期可以选择从仙居县调水，该地水资源丰富，可供调用的水量大。
情境推进：通过视频短片介绍当地的调水工程（2017年5月，台州市引水工程主体开工，历时5年多，攻坚克难，终于在2022年7月完工，极大地提高了台州南片供水的安全性）。
设计意图：通过分析数据引导学生认识到，当地缺水不仅有水资源总量少、水资源时间分配不均方面的原因，还包括水资源空间分布不均的原因，这有效突破了“缺水原因仅是水量少”的思维定式；在调水方案设计过程中，综合考虑了可调水量和距离远近两个因素，设计了短期和长期两个调水方案，这有助于突破“调水就从水资源丰富的地方调”的思维定式。整个过程有效锻炼了学生的逆向思维。
（2）水量的支出
情境推进：修建水库和调水工程，并没有让当地彻底告别“缺水时代”，毕竟各水源地均位于季风气候区，季风气候的不稳定性依旧威胁着水安全，因此“节水”刻不容缓。
问题4：结合2021年温岭用水结构比例示意图（见图2，图中数据来源于《2021年台州市水资源公报》），简述温岭的用水结构特征。
图2 2021年温岭用水结构比例示意图
学生思考：当地用水大致涉及生活用水、生产用水和生态用水3个方面，其中生产用水的比例超60%，远高于生活用水和生态用水。此外，生产用水中，农田灌溉用水占比最高，可见当地农业生产是“用水大户”。
设计意图：学生对用水结构的认识多停留在日常生活经验上，从而局限于“生活用水”，通过数据分析可以帮助学生直观地认识当地用水结构的特征，有效突破“节约用水仅涉及生活领域”“工业用水占比高于农业用水”的思维定式。
问题5：结合用水效率的相关指标和数据（见表3），提出构建节水型社会的措施。
表3 用水效率相关指标和数据
国家/地区
农田灌溉水
有效利用系数
万元工业增加值
用水量/立方米
人均生活
用水量（升/日）
温岭
0.582
6.6
165.7（城镇）、100.6（农村）
台州
0.595
10.6
192.0（城镇）、103.9（农村）
浙江
0.606
13.3
247.2（城镇）、117.2（农村）
中国
0.572
28.2
176.0
美国
0.735
9.0
—
其他国家
0.870（以色列）
6.0（日本）
—
注：数据来源于《2021年台州市水资源公报》《2021年浙江省水资源公报》《2021年中国水资源公报》及湘教版教材高中地理选择性必修3。
学生思考：农业用水利用效率低，是“浪费大户”，这与种植水稻、甘蔗等耗水量巨大的农作物有关。为此，应该推进农业结构调整，改善农田基础设施，推广节水技术。可见，在农业生产用水方面重在“节水增效”。相比之下，工业生产用水量偏低，这得益于近年来温岭淘汰落后产能，实施节水改造、中水回用等措施。此外，通过与全国对比不难发现，当地生活用水铺张浪费现象依旧存在，再结合教材所述，可知生活用水方面重在“节水降损”。
设计意图：引导学生通过数据分析直观感受农业生产既是“用水大户”，也是“浪费大户”，以及生活用水存在的问题还表现在因居民生活供水管道老化、水龙头滴漏等造成的“用水损失”方面，这有助于突破“节水型社会构建仅限于生活用水方面”“工业生产的节水潜力大于农业生产”等思维定式。
【环节三：合作探究，培养学生的思维】
情境推进：温岭的水资源“困境”不仅体现在水量方面，还表现在水质方面。学习小组从太湖水库出发，沿着温岭第一大水系金清港水系展开自上游向下游的实地调查，分别对沿途5个地点的水样进行水质诊断（采样点分布图如图3）。
问题6：请推断5个采样点水质的差别。
学生思考：采样点5的水质最差，因为该地位于相对下游，易汇聚更多的污染物；采样点1的水质最好，因为位于最上游，受人类活动影响小。
问题7：采样点1~5分别是太湖水库、东岸村下游、水渚村农田下游、横塘工业区下游和六闸潮村下游，再次推断5个采样点水质的差别。
学生思考：采样点4（横塘工业区下游）水质最差，因为相较于居民区和农田附近，工业生产排放的污染物对水质的影响最大。
“水质诊断”探究活动：通过观察水样色度可以发现，相对位于上游的采样点1和2的水样清澈，而相对位于下游的其他3个采样点的水样呈现淡黄色，且略微浑浊；利用试剂盒对水样营养状况进行了分析，主要测定了总磷和氮两项指标，结果发现采样点4和5均没有明显的高值，反而采样点3（水渚村农田下游）的氮、磷含量最高，表明该地水体富营养化程度最严重。
教师解析：随着河流径流量的变化，其自净能力也会随之改变，因此下游河段的水质不一定最差。此外，随着环保要求的提高，工业区的点污染源得到重点治理；而农业生产中，当地大都使用的是复合肥，过度使用化肥和农药造成的污染是典型的面污染，治理难度大，故农田附近的河流水质相对较差。因此，需要通过法治、管理、科技等多方面的手段，发动社会各界力量，共同参与监督管理，预防和治理水污染。
设计意图：从对5个采样点水质的猜测对比到实验验证，再到水质诊断结果的原因解析，这一过程有助于学生突破“下游水污染相对严重”“工业生产对水污染的影响最大”等思维定式，也很好地提升了学生的科学素养。
【环节四：提炼总结，构建水安全模型】
基于温岭水资源现状的情境背景，通过数据分析、成因探究和措施探索，从水量和水质两个方面展开思考，得出温岭目前所处的“水困境”，进而提出“借水”“节水”和“洁水”（水污染防治）3个方面的措施，引导学生一步步建立保障水安全的思维模型（见图4）。
图4 保障水安全的思维模型
【反思】
教师在研读课程标准和教材的基础上，可以充分挖掘相关知识点，有意识地培养学生的创新思维，其中逆向思维是创新思维的一种重要形式。教师要以地理知识为载体，通过“猜测—验证—成因解析”等一系列过程，不断引导学生走出认知惯性误区，提升学生思维的敏锐性和灵活性，优化学生的思维结构，提高其分析和解决问题的能力。结合教学实践发现，在“帮助温岭走出‘水困境’”的情境统领下，以问题链为支撑让学生不断形成认知冲突，引导学生通过对比展开探究，这样既建构了学科知识模型，又促进了逆向思维的训练，课堂教学效果良好。