【跨学科主题学习】探究“束水攻沙”原理 教学设计-2025-2026学年八年级地理上册人教版（2024）

本文围绕探究“束水攻沙”原理展开，承接黄河治理背景，融合地理与数学知识。通过计算横截面面积等环节，培养学生区域认知、综合思维、地理实践力与人地协调观等核心素养。 该设计创新采用跨学科主题学习，运用问题引导、小组合作等教法。既为教师提供清晰授课路径，又能提升学生综合运用知识能力，有效突破理解“束水攻沙”原理这一教学难点。

【跨学科主题学习】探究“束水攻沙”原理 教学设计-2025-2026学年八年级地理上学期人教版（2024） 课题 【跨学科主题学习】探究“束水攻沙”原理 课型 新授课 主备人 授课时间 课时 1课时 课标要求 《义务教育地理课程标准（2022年版）》注重培养学生的综合思维和地理实践力，要求学生能够运用所学知识，结合跨学科内容，探究地理现象背后的原理。本课时通过对“束水攻沙”原理的探究，让学生综合运用地理、数学等学科知识，分析河流水文特征和治河方略，落实“综合思维”“地理实践力”等核心素养，学会运用跨学科方法解决地理问题。 教材分析 本课时是人教版（2024）八年级上册第二章第三节【跨学科主题学习】的内容。教材在介绍黄河“水少沙多”的特点及治理措施后，引入“束水攻沙”这一治河方略，引导学生探究其原理。教材通过设置多个任务，让学生计算河流横截面面积、探索水位变化对横截面面积的影响、探寻河流水位与流量的关系等，逐步深入理解“束水攻沙”原理。教材编排注重跨学科知识的融合，将地理知识与数学计算相结合，培养学生的综合运用能力。 教学方法 1. 问题引导法：设计一系列问题，如“如何计算河流的横截面面积？”“水位变化如何影响河流的横截面面积和流量？”“‘束水攻沙’的原理是什么？”等，引导学生逐步思考，深入探究“束水攻沙”原理。 2. 小组合作探究法：组织学生围绕任务开展小组讨论，通过分工协作完成计算、分析等任务，培养学生的合作能力和探究精神。 3. 案例分析法：以黄河为例，分析其水沙特点和“束水攻沙”的应用，让学生更好地理解“束水攻沙”原理在实际中的运用。 4. 多媒体辅助教学法：运用图片、动画等多媒体资源，展示河流的横截面、水位变化、水流速度等，帮助学生直观理解相关概念和原理。 素养目标 1. 区域认知：通过对黄河流域水沙特征的分析，了解黄河“水少沙多”的特点及其对治河的影响，认识黄河在我国河流治理中的重要地位。 2. 综合思维：综合运用地理、数学等学科知识，分析河流流量、水位、流速与横截面之间的关系，理解“束水攻沙”原理，培养学生的综合思维能力。 3. 地理实践力：通过计算河流横截面面积、绘制水深 - 流量关系曲线等实践活动，提高学生运用知识解决实际问题的能力，培养学生的地理实践力。 4. 人地协调观：认识到合理的治河方略对保障河流安澜、促进人地协调发展的重要性，树立人地协调的观念。 教学重难点 1. 教学重点： （1）掌握计算河流横截面面积的方法，理解水位变化对河流横截面面积和流量的影响。 （2）理解“束水攻沙”原理，能够运用相关知识解释其在治河中的作用。 2. 教学难点： （1）运用数学知识分析河流水位、流量、流速与横截面之间的关系。 （2）深入理解“束水攻沙”原理，并能将其应用到实际的河流治理中。 教学流程 新课引入 教师活动： 1. 展示黄河下游“地上河”的图片和相关文字资料，介绍黄河“水少沙多”的特点以及历史上黄河下游频繁决口、改道的情况，引出治理黄河泥沙的重要性。 2. 讲述明代治河专家潘季驯提出的“束水攻沙”治河方略，激发学生对探究“束水攻沙”原理的兴趣。 3. 提出问题：“‘束水攻沙’究竟是怎样的一种治河方略？它的原理是什么？”引导学生思考。 学生活动： 1. 观看图片和资料，了解黄河下游的现状和治理黄河泥沙的紧迫性。 2. 聆听教师讲述“束水攻沙”方略，对其产生好奇和探究欲望。 3. 思考教师提出的问题，积极参与课堂互动。 设计意图：通过展示黄河下游的问题和介绍“束水攻沙”方略，创设问题情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望，为后续的学习做好铺垫。 新课讲解 知识点一：计算河流的横截面面积（约10分钟） 教师活动： 1. 展示河流过水横截面的示意图，介绍河流的过水横截面近似倒梯形，并给出假设条件：一条河流某处的河底宽度为60米，河水深度为3米时，河面宽度为100米。 2. 引导学生回顾梯形面积公式：$S = \frac{(a + b)h}{2}$（其中$S$表示面积，$a$表示上底，$b$表示下底，$h$表示高），并让学生思考如何运用该公式计算河流在该处的过水横截面面积。 3. 巡视学生的计算过程，给予指导和帮助，然后请学生上台展示计算过程和结果。 4. 总结计算方法和结果：根据梯形面积公式，该河流在该处的过水横截面面积$S = \frac{(60 + 100)×3}{2} = 240$平方米。 学生活动： 1. 观察示意图，理解河流过水横截面的形状和假设条件。 2. 回顾梯形面积公式，思考如何进行计算，并在笔记本上写出计算过程。 3. 上台展示计算过程和结果，与同学分享自己的思路。 4. 聆听教师总结，加深对计算方法的理解。 设计意图：通过展示示意图和给出假设条件，让学生明确计算任务。引导学生回顾梯形面积公式，培养学生运用数学知识解决地理问题的能力。通过学生上台展示和教师总结，强化学生对计算方法的掌握。 知识点二：探索水位变化引起的河流横截面面积变化（约15分钟） 教师活动： 1. 讲解受降水等因素影响，河流的水位是不断变化的，水位变化会导致河流水深和河面宽度发生变化。通常用枯水期水位、平水期水位、汛期水位和最大洪峰水位等刻画河流水位的季节变化。 2. 假设横截面形态不变，展示不同水位下河流横截面的示意图，引导学生思考如何计算不同水位下的河面宽度和河流过水横截面面积。 3. 提示学生可以用相似三角形的方法进行计算，并给出以下假设条件：河底宽度为60米不变，当河流水深为3米时，河面宽度为100米。要求学生计算最大洪峰（水深3.2米）、汛期（水深2.5米）、平水期（水深1.7米）、枯水期（水深1米）时的河面宽度和河流过水横截面面积，并填入表格。 4. 巡回指导学生的计算过程，帮助学生解决遇到的问题。 5. 请小组代表上台展示计算结果，并讲解计算思路。 6. 总结计算方法和结果，强调水位变化对河流横截面面积的影响。 学生活动： 1. 聆听教师讲解，理解水位变化对河流水深和河面宽度的影响。 2. 观察示意图，思考如何运用相似三角形的方法进行计算。 3. 根据假设条件和提示，在笔记本上进行计算，并将结果填入表格。 4. 小组代表上台展示计算结果和讲解思路，与同学交流分享。 5. 聆听教师总结，进一步理解水位变化与河流横截面面积之间的关系。 设计意图：通过讲解水位变化的原因和展示示意图，让学生直观认识水位变化对河流横截面的影响。引导学生运用相似三角形的方法计算不同水位下的河面宽度和横截面面积，培养学生的综合运用能力和逻辑思维能力。通过小组代表展示和教师总结，加深学生对知识的理解和掌握。 知识点三：探寻河流水位与流量的关系（约15分钟） 教师活动： 1. 讲解流量是河流过水横截面面积与流速的乘积，并用示意图展示河流某河段流量计算原理：在A - B位置垂直河流作一个横截面，假设河水通过A - B位置横截面的流速为2米/秒，从A - B位置向下游2米处的C - D位置再截取一个横截面，A - B至C - D间的水量数值上等于以A - B过水横截面为底，高为2米的棱柱体积，该体积就是通过A - B横截面的流量值。 2. 给出流量$Q$的计算公式：$Q = S×v$（其中$Q$表示流量，$S$表示过水横截面面积，$v$表示流速）。 3. 假设河底宽度不变，当河流水深为3米时，河流平均流速为2米/秒，结合知识点一的计算结果，让学生估算此时横截面的流量。 4. 给出河流在枯水期、平水期、汛期和特大洪水期的流速分别为1.5米/秒、2.5米/秒、5米/秒、9米/秒，结合知识点二的结果，要求学生计算不同特征时期的流量，并绘制水深 - 流量关系曲线。 5. 巡回指导学生的计算和绘图过程，帮助学生解决遇到的问题。 6. 请学生展示绘制的水深 - 流量关系曲线，并讲解曲线的含义和特点。 7. 总结河流水位、流量和流速之间的关系，强调水位变化对流量的影响。 学生活动： 1. 聆听教师讲解，理解流量的计算原理和计算公式。 2. 根据已知条件和公式，估算水深为3米时横截面的流量，并在笔记本上记录结果。 3. 计算不同特征时期的流量，并绘制水深 - 流量关系曲线。 4. 展示绘制的曲线，讲解曲线的含义和特点，与同学交流分享。 5. 聆听教师总结，加深对河流水位、流量和流速之间关系的理解。 设计意图：通过讲解流量的计算原理和公式，让学生掌握流量的计算方法。引导学生根据不同水位下的横截面面积和流速计算流量，并绘制水深 - 流量关系曲线，培养学生的数据分析和绘图能力。通过学生展示和教师总结，强化学生对河流水位、流量和流速之间关系的认识。 知识点四：探究黄河“束水攻沙”的原理（约10分钟） 教师活动： 1. 让学生用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”方略：“水分则势缓，势缓则沙停，沙停则河饱，尺寸之水皆由沙面，止见其高。水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深，寻丈之水皆由河底，止见其卑。筑堤束水，以水攻沙，水不奔溢于两旁，则必直刷乎河底。” 2. 引导学生从流速与河流横截面关系说明“束水攻沙”原理：在河流流量一定的情况下，流速与河流横截面有关，束水可以减小河流的横截面面积，根据流量公式$Q = S×v$，当流量$Q$不变时，横截面面积$S$减小，流速$v$就会增大，而河流的流速越大，输沙能力越强，从而达到以水攻沙的目的。 3. 结合黄河“水少沙多”的特点和“地上河”的形成原因，讲解“束水攻沙”方略在黄河治理中的应用和重要性。 4. 组织学生讨论“束水攻沙”方略的优缺点和适用条件。 学生活动： 1. 用现代汉语描述“束水攻沙”方略，加深对其含义的理解。 2. 思考并分析流速与河流横截面关系，理解“束水攻沙”原理。 3. 聆听教师讲解，了解“束水攻沙”方略在黄河治理中的应用。 4. 参与讨论，发表自己对“束水攻沙”方略优缺点和适用条件的看法。 设计意图：通过让学生用现代汉语描述“束水攻沙”方略，培养学生的语言表达能力和对知识的理解能力。引导学生从流速与横截面关系分析“束水攻沙”原理，培养学生的综合思维能力。讲解“束水攻沙”方略在黄河治理中的应用，让学生认识到其实际意义。组织学生讨论其优缺点和适用条件，培养学生的批判性思维和辩证思维能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$