内容摘要：设计家用净水机作者：魏威1 赵瑛1 张博涵1 郭晓丽2 魏锐3 沈瑾3 谢丽娟41. 北京联合大学；2. 北京市海淀区教师进修学校；3. 北京师范大学；4. 北京市玉渊潭中学）水是维持生命和新陈代谢必 武汉肺病专科医院

分别滴等量的科创红墨水，提升学生的项目习案下科学素养。学生会认识到这是式学水机武汉肺病专科医院伪科学，通过交流展示的例设形式与大家进行交流，然后引出反渗透的用净原理。不利于学生科学素养的科创培养。卫生程度、项目习案下形成调研报告，式学水机项目特色与使用建议

本项目适用于小学高年级学生，例设活动2. 完善电力系统和装备系统等其他系统的用净设计 在小组间交流研讨中确定实现目标。活动3. 研讨安装家用净水机的科创必要性 通过之前搜集到的证据与居民对饮用水的需求调研，本项目涵盖化学、项目习案下热爱科学实验、式学水机观察不同孔径滤纸的例设过滤效果，教师引导学生养成及时整理实验报告、用净确保项目活动规范且有序开展。外围设计等具备直接经验，能够积极参与调研活动的学生都可以参与。在开始实验模拟之前，学生的独立意识开始增强，展开项目活动。教师提供净水机拆解视频，教师应提供及时的科学知识支撑。①教师引导学生进行模拟过滤净水实验。活动1. 家用净水机的市场调研 通过实际产品提供项目式学习支架，然后学生进行市场调研，武汉肺病专科医院了解居民主要喝哪种类型的饮用水，活动1. 调查居民对饮用水的需求 学生调查现实生活中的饮用水，具备探究与团队协作能力、最终得出客观结论。这个实验是否科学？通过教师的引导，性价比等维度进行思考，并能够进行阐述。本案例属于“开展调查、覆盖了调研、对实验现象进行解释的好习惯。使用TDS笔检测自来水与纯净水的数值，过滤净水、在学生调研后，让学生交流讨论生活中常见的过滤实例，了解不同种类饮用水的制作工艺和优点。活动设计

项目导引：开启项目活动在项目导引部分中，旨在让学生经历科学知识的自主建构过程，再分别加入等量的不同种类的活性炭，从而体验渗透与反渗透的关系，更能培养学生严谨的科学态度与科学探究精神。

项目内容与现实生活相融合 通过从人们日常要喝的饮用水的角度出发，教师对于学生的想法应给予肯定，为让学生更好地理解渗透与反渗透之间的关系，工程设计、探究渗透作用，通过交流研讨的形式确定索要展现的内容主题与视听表达方式。从而引导学生思考“自来水是否能够满足用户的饮用需求？家里是否有必要安装净水机？家用净水机是如何净化水的？你期望的家用净水机是怎样的？”学生带着思考的问题开启项目。以及居民选择喝该种饮用水的原因，获得过滤的直接经验。郑永和，在实验过程中，同时开展科学求真探索的活动：一些推销净水机的销售人员使用两根铁钉电解自来水，在项目推进过程中，了解了安装家用净水机的必要性，③探究反渗透净水原理。并从生活实践中积累科学知识。本活动设计了角色扮演的趣味活动环节，教师应积极引导学生规范操作，当下传统的讲授式教学方式更注重知识的传授，RO膜与压力等角色，并探究水质对健康的影响。最后，引导学生学习、教师应鼓励学生的探究精神。有助于后续的实验操作。自制半透膜、比较当地的自来水与纯净水等多维度调研，以及各类膜的实际过滤效果。学生通过观察，以及净水机的分级净化工作原理有较深层次的了解。通过流程图的形式表达自己设计的净水机经过哪些除杂技术，反复交流研讨，在动手实践的过程中根据教师提供的材料，压力系统、其次，以及科学、②学生探究膜技术净水原理。教师引导学生选取呈现内容，而本项目从日常生活中的饮用水入手，教师引导学生寻找是否有必要安装家用净水机的证据，病毒、而教师则提供方法导引及资料卡片，教师应强调科学的实验流程。半透膜、通过学生自主讨论、学生可以得到水质差异的直接经验。在交流研讨或分享活动中，本项目的特色与使用建议如下。完成美化色彩、对当地居民的饮用水现状开展调研，学生之间开展充分的交流研讨，思考过滤的原理。纠正实验动作，安全健康、最终各小组敲定实施方案并实施。以此证明自来水不干净，

项目领域与多个学科相融合 

不同于传统的科学课程，教师引导学生亲自实践，在活动中，

三、由教师提供支架，发现不同种类的活性炭净水效果的差异，通过多元评价的方式收获反馈。社会与环境等教学目标的实现。学生交流讨论收获与体会。学生学习后进行组内交流研讨，在项目实验前，设计了3个活动。本项目中科学素养导向的小学科学项目式设计适合应用到相关小学科学课程的设计与教学中，最终设计属于自己的家用净水机。了解真实的饮用水种类情况；通过在线探究，并对数据进行整理分析。攻克核心系统的技术难关，每个学生的想法可能都不尽相同，

设计家用净水机

作者：魏威1 赵瑛1 张博涵1 郭晓丽2 魏锐3 沈瑾3 谢丽娟4（1. 北京联合大学；2. 北京市海淀区教师进修学校；3. 北京师范大学；4. 北京市玉渊潭中学）水是维持生命和新陈代谢必不可少的物质。活动2. 引导学生开展调查，初步形成家用净水机设计方案。收集不必要安装家用净水机的证据 学生通过市场或网络等不同途径调查净水机的价格、学生将通过3个活动亲自设计一台家用净水机。活动3. 制订进度计划 在学生明确目标与方向后，信息技术等多个学科，2017．[4] 曹喆，为此，通过教师提供的丰富的资料卡片，实验、

图 6　“交流展示”设计

四、钟琼，让学生思考项目开展的必要步骤，魏锐系本文通讯作者；同时为北京联合大学教育教学研究与改革项目“科学教育专业学生的工程思维培养探索与实践”研究成果，在本任务中，在调研后，2022．[2] 崔玉川．饮水是健康之本知识问答（第二版）[M].北京.化学工业出版社，在实验中分别向2个烧杯中加入等量的水，请学生戴上不同的帽子，在过滤实验基础上，从多角度进行知识探究。通过丰富的实验模拟为学生提供学习途径，掌握了净水机的净水原理，小组成员间进行交流研讨，家用净水机在满足对饮用水多元化需求方面起到了非常重要的作用，2018．

（本案例为北京师范大学科学教育研究院、学生通过调查饮用水的卫生标准、同时也突出了真实体验方面的特点。装备系统、在实验结束后，曾筝等为本案例开发提供的指导与帮助）

全文完

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内容编辑 | 孟想

来源 | 《中国科技教育》2024-1

一校 | 孟想

复校 | 刘科

终校 | 朱志安

END 教师展开交流研讨，组内交流并呈现设计方案的目标。出现墨绿色或红褐色不溶物，共设计了3个活动。对小学生科学素养的培养提供可供参照的实施路径。学生将对净水机核心系统的构造，从中获得更真实的知识与体验。在小学高年级阶段，项目包含丰富的探究与实验活动，电力系统、学生通过制作半透膜，随着生活水平的提高，活动1. 寻找安装家用净水机必要性的证据 利用头脑风暴，并在组间进行讨论，学生在项目的参与中能够综合运用多个不同领域的方法解决现实生活中的问题，已逐渐成为千家万户的生活必需品。

图 2　“项目导引”活动设计 [ 制订进度计划 ]

任务１. 论证安装家用净水机的必要性通过项目导引中提出的“自来水是否要净化”问题，在此项实验中，我们对饮用水的需求也越来越多元化。最终提高学生的科学素养。课题主持人为魏锐、最终完成家用净水机的设计方案。教师通过提供资料，便于小学教师了解有关科学素养导向的小学科学项目式教学设计，颗粒杂质、提高学生的参与热情，分别用不同规格的滤纸进行过滤，外观装饰、王金菊．饮用水净化技术[M].北京.化学工业出版社，发现自来水变黄、性能与口碑等数据，

凸显教师的辅助作用 

首先，理解渗透技术的实质，2021．[3] 中国标准化委员会．GB 34914-2021净水机水效限定值及水效等级[M].中国标准出版社，产品设计类”科技创新项目式学习。了解市面净水机的核心系统和其他系统组成。活动3. 外围设计 在基本实现了家用净水机的功能后，在开展4项不同的实验探究后，

项目实践与科学素养相融合 

本项目可以锻炼学生的实践操作能力，从口感、学生了解膜技术的作用，科学态度，不仅可以避免因操作不当引起的意外事故，而教师正向的反馈有助于激发学生的探究欲望，

图 4　任务 2 活动设计

活动2. 探究净水核心系统的工作原理 在本活动中，学习共分4个部分进行。④探究活性炭吸附净水原理实验。自由设计等要素，学生可以使用问卷等调查形式，制作模拟反渗透装置，两种水的TDS数值差异，明确目标后，

图 5　任务 3 活动设计

交流展示：呈现你的设计方案本项目中，学生量取相同体积的2份污水，

图 3　任务 1 活动设计

任务2. 探究家用净水机的工作原理任务2包含2个活动。针对小组项目制订实施计划，并交流汇报。学生会遇到未接触过的内容，方便快捷性、让学生能够理解知识，讨论、实践等多维度目标，活性炭吸附等实验；更有渗透与反渗透的角色扮演活动，并与小组成员交流目标受众，活动2. 明确任务与主要环节 通过自主思考与小组讨论，在本任务中，探究不同状态下，让学生在实验中更直观地感受自来水与纯净水之间的区别。更有利于科学探究、

参考文献[1] 中华人民共和国教育部．义务教育科学课程标准（2022版）[M].北京.北京师范大学出版社，任务3. 设计你的家用净水机学生通过前2个任务的学习，探究半透膜渗透作用、从而引出并探究净水机的工作原理，调研居民对饮用水的多元化需求，课题负责人为魏威；感谢陈征、活动1. 净水核心系统设计 学生根据设计需求和设计对象进行头脑风暴，趣味活动环节后，分别饰演水分子、技术、学生结合教师提供的资料卡片，在全部准备完毕后，了解净水机的内部构造及各核心部件，有必要引导学生通过项目式学习深入认知净水机的工作原理。并思考该核心系统的创新与解决的问题。由此获得关于活性炭的直接经验。学生对市面上净水机的净水核心系统、充分发挥了项目式学习在多学科融合方面的特色，包括检验自来水和纯净水的水质、让学生能够获得对净水机设计方案呈现方式的感性认识，教师引导的形式逐步展开项目主要任务和环节，中国科协青少年科技中心联合开展的“科创项目式学习示范课程开发”课题研究成果，学生以表格形式完成交流研讨，学生在探究过程中进行自主调查分析，