2.4【跨学科主题学习】探究”束水攻沙“原理-【匠心地理】2026-2027学年八年级地理上册同步课件（人教版）

该初中地理课件围绕“束水攻沙”原理，从黄河治理问题导入，结合潘季驯古籍与现代应用。通过四任务递进：抽象几何图形计算横截面面积，探究面积与河宽水深、流速关系，最终结合古籍理解原理，构建数学到地理的学习支架。 其亮点是跨学科整合与核心素养培养，通过梯形面积计算、流量公式应用等任务，培养综合思维与地理实践力，结合古籍翻译渗透人地协调观。任务驱动与图表分析（表1、图4）让学生提升探究能力，教师获得结构化方案与评价工具，助力教学。

探究 “束水攻沙” 原理 跨学科主题学习 1 活动目标： 通过观察河床横截面，抽象出梯形或者三角形等几何图形，便于计算和比较，为认识河床横截面形态与“束水攻沙”原理的关系奠定基础。 通过计算不同位置河流过水横截面的面积，比较过水横截面面积与河宽、水深的关系，理解“束水”的含义。 通过计算不同位置河流过水横截面的流量，比较过水横截面面积与流速的关系，理解“攻沙”的含义。 活动目标： 通过阅读古籍中潘季驯“束水攻沙”方略的核心思想，理解其主要内容，感悟古人的智慧。 结合前面的计算和古籍中的内容，理解“河流的流速越大，搬运和冲刷泥沙的能力就越强”，认识到现代河流治理中的“筑堤束水”“调水调沙”就是这一方略的现实运用。 可以参照以下流程，开展本主题的跨学科学习。 明代的潘季驯是我国历史上著名的黄河治理专家他提出的以“束水攻沙”为核心的治河方略，在治理黄河泥沙淤积、河道决口、洪水泛滥等方面发挥了重大作用。“束水攻沙”对后世的黄河治理措施影响巨大，我国现代黄河治理仍以其为重要借鉴。 计算河流横截面面积 1 探寻河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 2 探索河流过水横截面面积与流速的关系 3 探究“束水攻沙原理” 4 任务一： 计算河流的横截面面积 任务一：计算河流的横截面面积 问题：根据地形判断，河流过水横截面有哪几种形状？如何把这些不规则形状转化为规则形状？ 上图为长江不同河段的景观图 任务一：计算河流的横截面面积 问题：根据地形判断，河流过水横截面有哪几种形状？如何把这些不规则形状转化为规则形状？ 河床过水横截面形状有很多种，大部分归属于U形和V形；为便于计算，可以把U形横截面抽象为“上宽下窄”的梯形，把V形横截面抽象为倒三角形。 水面宽（b） 河底宽（a） 水深（h） 河流过水横截面梯形简图 水面宽（L） 水深（h） 河流过水横截面三角形简图 任务一：计算河流的横截面面积 问题：以下图为例，抽象出来的梯形代表什么含义？我们在数学上用哪些公式来计算梯形的面积呢？ 水面宽（b） 河底宽（a） 水深（h） 河流过水横截面梯形简图 梯形的面积计算公式为 S （a+b）× h 2 = 任务一：计算河流的横截面面积 河流的过水横截面①近似倒梯形。假设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。 运用梯形面积公式，计算河流在该处的过水横截面面积，写出计算过程。 ①过水横截面是指某一时刻河流水面线与河底线包围的区域，也称过水断面。 梯形面积公式： 过水截面面积： S （a+b）× h 2 = 240平方米 （60+100）× 3 2 = 任务二： 探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 思考：不同季节河流的水位会发生变化，水位变化会引起图1中哪些数据发生变化？最终会导致过水横截面发生怎样的变化？ 任务二：探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 水位变化会使得水面宽和水深都发生变化，最终会导致过水横截面面积发生变化。 【读图】观察下图，假设图中甲、乙、丙、丁各河段河底宽度均为河面宽度的1/2，利用河流过水横截面面积计算公式，完成表1。 任务二：探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 在不同河段，河面宽度（或水深）可能会有不同，导致河流的过水横截面面积发生变化，可通过梯形面积公式来计算任意河段的过水横截面面积。 任务二：探寻不同河段的河流过水横截面面积与河宽、水深的关系 300 50 400 120 180 450 1 2 任务三： 探寻河流过水横截面面积与流速的关系 流量(Q)是河流过水横截面面积(S)与流速(v)的乘积。可以借用下面的例子理解河流流量的计算方法。如图3，在AB位置垂直河流做一个横截面，假设河水通过AB位置横截面的平均流速为2米/秒，可以从AB位置向下游2米处的CD位置再截取一个横截面。假设河流两岸平行、河底宽度不变，AB至CD间的水量在数值上等于以AB过水横截面为底，高为2米的棱柱体积。该体积就是通过AB横截面的流量值。 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 流量（Q）=过水横截面面积（S）× 流速（v），单位为米3/秒。 根据任务一的计算结果，此时河流经过该横截面的流量Q = 240 × 2 = 480，单位为米3/秒。 （1）根据以上描述，列出流量的计算公式。结合任务一的计算结果，计算此时河流经过该横截面的流量。 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 （2）在相同流量下，由于河流在不同河段的过水横截面面积不同，河流的流速也存在差异。假设流量保持900米3秒不变，根据表1中计算的甲、乙、丙、丁四地的过水横截面面积，试计算甲、乙、丙、丁四处的河流流速，并绘制河流过水横截面面积-流速关系图。 经过计算，甲、乙、丙、丁四地的流速分别为2米/秒、3米/秒、6米/秒、5米/秒。 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 甲 乙 丁 丙 任务三：探寻河流过水横截面面积与流速的关系 甲 乙 丁 丙 （3）根据图4绘制的曲线，描述河流流速与河流过水横截面面积之间的关系。 在流量不变的情况下，随着过水横截面面积增大，河水流速逐渐减小。 任务四： 探究黄河“束水攻沙”的原理 潘季驯“束水攻沙”方略的核心思想是:“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，水不奔于两旁，则必直刷乎河底。一定之理，必然之势，此合之所以愈于分也。 （1）请用现代汉语描述潘季驯的“束水攻沙”方略 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 当水流分散时，水流动能减弱，水中挟带的泥沙则会沉积并淤塞河道，水流在抬高的河床表面平缓地流淌，只能看到水位很高。当水流汇聚时，水流动能增加，从而不断冲刷河道中的泥沙。泥沙被水流搬运走后，河床则会加深，甚至数米深的河水也能在河底流动，只能看到水位很低。修筑河堤能够束窄河面宽度，提高流速并冲刷泥沙只要河堤不发生溃堤而导致河水泛滥至两岸，水流便会不断冲刷河底。这是合理且必然的，也是水流汇聚优于水流分散的道理所在。 在河流流量相同的情况下，河流过水横截面越小，河流水位越高，河水的流速就会越大，冲刷泥沙的能力就会越强，就容易将河床的泥沙带走，减少河床的淤积，可以防止河床不断抬高。 任务四：探究黄河“束水攻沙”的原理 潘季驯“束水攻沙”方略的核心思想是:“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，水不奔于两旁，则必直刷乎河底。一定之理，必然之势，此合之所以愈于分也。 （2）河流的流速越大，搬运和冲刷泥沙的能力就越强。试从流速与河流过水横截面面积的关系说明“束水攻沙”原理。 学习评价表 以小组为单位对该主题学习活动过程、方案和视频进行自评、小组成员互评以及教师评价。 评价项目 评价量级 自评 互评 师评 合作探究能力 主动参与合作探究 遇到困难时主动寻找解决方法，勇于克服困难 倾听同学意见，积极辨析观点，不断改进 团队 精神 履行个人责任，积极开展探究 以整体利益最大化为目标，积极配合他人 善于通过自我调整和团队交流推进团队任务达成 沟通与分享 能清晰完整地表达想法 尊重他人的意见和成果 注：一颗星代表认同程度最低，五颗星代表认同程度最高。 $