跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理 导学案 -2026-2027学年人教版 地理八年级上册

该初中地理导学案聚焦《跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理》，引导学生结合黄河“地上河”治理案例，综合运用地理、物理、数学、历史知识探究古代治黄智慧。课前预习回顾黄河“地上河”成因，课中通过计算过水横截面面积、推导流量与流速关系、模拟实验等环节，搭建跨学科学习支架，逐步理解“束水攻沙”科学原理。 这份资料以跨学科实践为特色，通过水槽模拟实验培养地理实践力，结合流量公式推导与潘季驯文言解读提升综合思维，古今治黄对比渗透人地协调观。分层设计预习填空、探究计算、综合简答等习题，既助力学生自主构建知识体系，又便于教师开展互动教学，有效落实新课标核心素养目标。

年级 八年级上册 科目 地理 教材版本 人教版（2024） 备课教师 周次 班级 主题与课时 《跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理》 课型 新授 审核人 学校 课标要求 以2022版《义务教育地理课程标准》为依据，以“区域认知、综合思维、人地协调观、地理实践力”为核心素养育人主线。本节课对应课程内容“跨学科主题学习”板块，要求学生结合黄河治理的实际案例，综合运用地理、物理、数学、历史等多学科知识，探究“束水攻沙”这一古代治黄智慧的科学原理。具体包括：理解河流流量、过水横截面面积与流速三者之间的定量关系，能够运用数学公式进行推算；结合物理学科中流速与搬运能力的关系，解释“束水”为何能够“攻沙”；了解明代潘季驯的治河方略及其历史贡献，辩证评价古代治黄智慧的贡献与局限；通过模拟实验和数据分析，体验跨学科解决问题的过程与方法，培养地理实践力和人地协调观素养。 学习目标 区域认知： 通过阅读黄河下游河道平面形态图，识别“宽河固堤”与“束水攻沙”分别适用的河段类型，理解因地制宜的工程思想。能够在黄河流域图上指出黄河下游“地上河”的分布范围，并描述其形成过程。 综合思维： 能够从流量公式Q=S×v出发，完整推导并阐释“束水—缩窄断面—流速增大—挟沙力增强—河床刷深”的逻辑链条。能够从潘季驯的文言论述中精准提取“水分则势缓—水合则势猛”与物理模型“流量一定时，面积越小流速越大”的对应关系。 地理实践力： 能根据给定参数计算梯形过水断面面积及流速，能依据模拟实验数据绘制S—v关系曲线。能小组协作完成“古今治黄智慧”展板的图文架构与设计，在动手操作中提升跨学科迁移能力。 人地协调观： 通过对比明清时期单纯“束水攻沙”的局限与现代小浪底“调水调沙”的突破，辩证认识人类对河流干预的双重性，理解“人与自然和谐共生”是治黄事业的根本遵循。 重难点 重点： 流量、过水横截面面积、流速三者定量关系的建立；运用该关系准确解释“束水攻沙”的科学内涵——束窄河道减小过水横截面面积，在流量不变的前提下流速增大，流速越大冲刷能力越强，从而冲走河床淤积的泥沙。 难点： 从潘季驯文言论述中精准提取“水分则势缓—水合则势猛”与物理模型“流量一定时，面积越小流速越大”的对应关系；辩证评价历史治黄方略的贡献与局限。 学习过程 （一）课前预习案 亲爱的同学，在上一节课中，我们学习了我国的河流与湖泊，知道了黄河下游形成了举世闻名的“地上河”，也了解了治理黄河的关键在于治沙。那么，古人面对黄河泥沙淤积的难题，想出了什么办法呢？明代著名治河专家潘季驯提出了“束水攻沙”的治河方略——“筑堤束水，以水攻沙，水不奔溢于两旁，则必直刷乎河底”。这句话到底蕴含着怎样的科学原理？为什么“束水”就能“攻沙”？要回答这些问题，我们需要综合运用地理、物理和数学的知识。本节课我们将一起开展跨学科主题学习——探究“束水攻沙”原理。 请同学们思考：你听说过“束水攻沙”吗？黄河“地上河”是怎么形成的？为什么水流越快，冲刷泥沙的能力越强？课前请自主完成以下预习习题，为课堂探究做好准备。 预习填空题 1. 黄河下游形成“地上河”的原因是：黄河中游流经__________高原，水土流失严重，大量泥沙进入黄河；下游流经华北平原，河道变宽，水流变__________，泥沙沉积，河床不断抬高。 2. “束水攻沙”是由明代著名治河专家__________提出的治河方略。 3. 河流的流量（Q）等于__________与__________的乘积。 4. 在流量一定的条件下，过水横截面面积越小，河流的流速越__________。 5. 河流流速越快，搬运能力越__________，以冲刷侵蚀为主；流速越慢，搬运能力越__________，以淤积为主。 6. 潘季驯的治河方略中，在靠近主槽两岸修筑的矮堤称为__________，在缕堤之外修筑的远堤称为__________。 7. 小浪底水利枢纽工程通过__________的方式减少下游河床淤积。 预习选择题 1. 以下关于黄河下游“地上河”成因的说法正确的是（　　） A. 黄河上游水土流失严重 B. 黄河中游流经黄土高原，水土流失严重 C. 黄河下游降水集中 D. 黄河下游植被覆盖率高 2. 以下关于“束水攻沙”原理的说法正确的是（　　） A. 束水后过水横截面面积增大，流速减小 B. 束水后过水横截面面积减小，流速增大 C. 束水后流量增大，流速增大 D. 束水后流量减小，流速减小 3. 流量公式Q=S×v中，Q代表（　　） A. 流速 B. 过水横截面面积 C. 流量 D. 水位 4. 以下关于流速与泥沙搬运关系的说法正确的是（　　） A. 流速越快，搬运能力越弱 B. 流速越慢，冲刷能力越强 C. 流速越快，搬运和冲刷能力越强 D. 流速与泥沙搬运无关 预习判断题 1. 黄河下游“地上河”的形成与中游黄土高原的水土流失密切相关。（　　） 2. “束水攻沙”的核心思想是通过收窄河道来提高水流速度，从而冲走淤积的泥沙。（　　） 3. 在流量一定的条件下，过水横截面面积越大，流速越快。（　　） 4. 潘季驯治理黄河时，在缕堤之外还修筑了遥堤，主要用于防洪。（　　） 5. 现代小浪底工程的“调水调沙”与古代“束水攻沙”的原理完全相同，没有改进。（　　） 预习简答题 1. 请用自己的话解释什么是“束水攻沙”，并简要说明其科学原理。 2. 黄河下游“地上河”是怎么形成的？请按因果关系梳理其形成过程。 （二）课中探究案 课堂学习中，我们将通过“计算河流的过水横截面面积”“探寻过水横截面面积与流速的关系”“模拟实验——验证束水攻沙”“分析潘季驯的治河方略”“对比古今治黄智慧”等环节，综合运用地理、物理、数学、历史等多学科知识，深入探究“束水攻沙”的科学原理。请跟随课堂节奏，认真完成以下探究习题与任务。 探究一：计算河流的过水横截面面积 河流的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，也称为过水断面。河流的过水横截面近似倒梯形。要理解“束水攻沙”的原理，首先需要学会计算过水横截面面积。假设一条河流某处的河底宽度（a）为60米，河水深度（h）为3米时，河面宽度（b）为100米，我们可以运用梯形面积公式计算过水横截面面积：S = (a + b)h ÷ 2。 课堂探究习题： 1. 填空题：请根据所学内容填写。 （1）河流的过水横截面近似__________形，计算面积的公式是S = (__________ + __________) × __________ ÷ 2。 （2）假设河底宽度a=60米，河面宽度b=100米，水深h=3米，则过水横截面面积S = __________平方米。 （3）假设另有一条河流某处的河底宽度a=40米，河面宽度b=70米，水深h=2米，则过水横截面面积S = __________平方米。 2. 选择题：以下关于过水横截面面积的说法正确的是（　　） A. 过水横截面面积与河宽和水深无关 B. 过水横截面面积随水深增加而非线性增加 C. 过水横截面面积等于河面宽度乘以水深 D. 过水横截面面积是固定不变的 3. 简答题：请回答以下问题。 （1）请写出过水横截面面积的计算公式，并说明各字母代表的含义。 （2）假设河底宽度为50米，水深为4米时，河面宽度为80米，请计算该处的过水横截面面积。 （3）如果河水深度增加0.5米，河面宽度会如何变化？过水横截面面积是否等比例增加？为什么？ 4. 实践任务：请以小组为单位，完成以下任务—— （1）阅读教材中的河流横断面示意图，标注河底宽度（a）、河面宽度（b）和水深（h）； （2）利用梯形面积公式计算三个不同河段的过水横截面面积，在笔记本上写出计算过程； （3）讨论：天然河道与矩形渠道的过水横截面形状有什么不同？为什么用梯形面积公式计算更准确？ 5. 判断题：过水横截面面积等于河面宽度乘以河水深度。（　　） 探究二：探寻过水横截面面积与流速的关系 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。流量（Q）等于过水横截面面积（S）与流速（v）的乘积，即Q = S×v。当流量一定时，流速与过水横截面面积成反比例关系——过水横截面面积越大，流速越慢；过水横截面面积越小，流速越快。这正是“束水攻沙”原理的核心科学基础。 课堂探究习题： 1. 填空题：请根据所学内容填写。 （1）流量（Q）等于__________与__________的乘积，公式为Q = __________。 （2）当流量一定时，过水横截面面积越大，流速越__________；过水横截面面积越小，流速越__________。 （3）假设河流流量保持900 m³/s不变，甲河段的过水横截面面积为450 m²，则甲河段的流速为__________ m/s。 （4）假设乙河段的过水横截面面积为150 m²，在相同流量下，乙河段的流速为__________ m/s。 2. 选择题：以下关于流量、过水横截面面积与流速关系的说法正确的是（　　） A. 流量一定时，过水横截面面积越大，流速越快 B. 流量一定时，流速与过水横截面面积成正比 C. 流量一定时，流速与过水横截面面积成反比 D. 流速与过水横截面面积无关 3. 简答题：请回答以下问题。 （1）请写出流量公式Q = S×v，并说明Q、S、v分别代表什么物理量及其单位。 （2）假设某河流的流量为600 m³/s，甲、乙、丙三个河段的过水横截面面积分别为300 m²、200 m²和150 m²，请分别计算三个河段的流速。 （3）根据计算结果，请描述流速与过水横截面面积之间的关系，并尝试用一句话概括这一规律。 4. 实践任务：请以小组为单位，完成以下任务—— （1）假设河流流量保持900 m³/s不变，根据以下数据计算各河段的流速：甲（450 m²）、乙（300 m²）、丙（150 m²）、丁（180 m²）； （2）在坐标纸上绘制“过水横截面面积—流速关系图”，横坐标为过水横截面面积，纵坐标为流速； （3）根据绘制的曲线，描述流速与过水横截面面积之间的关系。 5. 判断题：在流量一定的条件下，过水横截面面积越小，流速越快。（　　） 探究三：模拟实验——验证“束水攻沙” 实验是检验原理的重要方法。我们可以用水槽、泥沙、挡板（模拟堤防）等器材设计一个简易的模拟实验，验证“束水攻沙”原理。实验假设：在流量相同的条件下，束窄河道（减小过水横截面面积）可以增大流速，从而增强水流的冲刷能力，带走更多的泥沙。 课堂探究习题： 1. 填空题：请根据所学内容填写。 （1）模拟实验中，用__________模拟河道，用__________模拟堤防，用__________模拟黄河中的泥沙。 （2）实验的变量是__________，需要保持不变的量是__________。 （3）实验组用挡板束窄约1/3的河道，对照组__________。 （4）如果实验结果为：束窄区域流速__________，泥沙冲刷量__________，则验证了“束水攻沙”原理。 2. 选择题：以下关于模拟实验设计的说法正确的是（　　） A. 实验中只需要设置实验组，不需要对照组 B. 实验组和对照组的流量可以不同 C. 实验中需要保持流量相同，只改变河道宽度 D. 流速不需要测量，凭感觉判断即可 3. 简答题：请回答以下问题。 （1）请设计一个验证“束水攻沙”原理的模拟实验方案，包括实验目的、实验器材、实验步骤和预期结果。 （2）在实验中为什么要保持流量不变？如果流量改变，实验结果还能说明问题吗？ （3）实验中用挡板束窄河道后，你预测水流速度和泥沙冲刷量会发生什么变化？请说明预测的依据。 4. 实践任务：请以小组为单位，完成以下模拟实验任务—— （1）在水槽中铺匀细沙，匀速加水，记录初始流速和泥沙冲刷量； （2）用挡板束窄约1/3的河道，保持相同的加水速度，记录束窄区域的流速和泥沙冲刷量； （3）比较实验组和对照组的数据，记录实验结果； （4）根据实验结果，撰写简短的实验报告（不超过100字），说明实验结论。 5. 判断题：模拟实验中，束窄河道后流速会减小。（　　） 探究四：分析潘季驯的治河方略 明代著名治河专家潘季驯在治理黄河的过程中，提出了以“束水攻沙”为核心的治河方略。他在《河议辨惑》中写道：“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。”潘季驯的治河方略不仅仅是简单地修筑堤坝，而是一套完整的工程体系——他在靠近主槽两岸修筑缕堤，固定河床主槽，加大水流冲刷力；在缕堤之外修筑遥堤，约拦水势，防止洪水泛滥。 课堂探究习题： 1. 填空题：请根据所学内容填写。 （1）潘季驯提出的治河方略核心是“__________，以水攻沙”。 （2）潘季驯认为“水分则势缓，势缓则沙__________，沙停则河__________”。 （3）潘季驯认为“水合则势猛，势猛则沙__________，沙刷则河__________”。 （4）在靠近主槽两岸修筑的堤称为__________，在缕堤之外修筑的堤称为__________。 2. 选择题：以下关于潘季驯治河方略的说法正确的是（　　） A. 潘季驯主张分流治河 B. 潘季驯主张堵塞所有分支河道，集中水流于主河道 C. 缕堤的主要作用是防止特大洪水 D. 遥堤的主要作用是束水攻沙 3. 简答题：请回答以下问题。 （1）请将潘季驯的文言论述“水分则势缓，势缓则沙停，沙停则河饱……水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深”翻译成现代汉语。 （2）请从流量公式Q=S×v的角度，解释潘季驯“水合则势猛”与“束水攻沙”之间的科学对应关系。 （3）潘季驯在缕堤之外修筑遥堤的工程措施，体现了什么设计思想？ 4. 实践任务：请以小组为单位，完成以下任务—— （1）阅读潘季驯的治河论述，从文言文中提取关键的物理量（流速、断面面积、泥沙冲刷量等）； （2）用表格形式梳理潘季驯治河方略中的因果关系链条：措施→物理变化→地理效果； （3）讨论：潘季驯的治河方略体现了什么科学思维？这对我们解决实际问题有什么启示？ 5. 判断题：潘季驯主张通过分流来治理黄河泥沙问题。（　　） 探究五：对比古今治黄智慧 潘季驯的“束水攻沙”方略在古代治黄史上具有重要地位，但受限于当时的技术条件，也存在一定的局限。现代黄河治理在继承古人智慧的基础上，发展出了“调水调沙”等新技术。小浪底水利枢纽工程通过水库调节，在特定时段集中放水，形成人造洪峰，冲刷下游河床的淤积泥沙。与古代的“束水攻沙”相比，现代的“调水调沙”可以更精准地控制水量和时机，同时兼顾防洪、发电、供水等多种功能。从大禹治水到潘季驯“束水攻沙”，再到今天的“数字孪生黄河”，治黄事业走过了从“被动适应”到“主动调控”的发展历程。 课堂探究习题： 1. 填空题：请根据所学内容填写。 （1）现代黄河治理中，__________水利枢纽工程通过“__________”的方式减少下游河床淤积。 （2）与古代“束水攻沙”相比，现代的“调水调沙”可以更精准地控制__________和__________。 （3）从大禹治水到潘季驯“束水攻沙”，再到今天的“__________黄河”，治黄事业走过了从“被动适应”到“主动调控”的发展历程。 2. 选择题：以下关于古今治黄智慧的说法正确的是（　　） A. 古代“束水攻沙”与现代“调水调沙”的原理完全不同 B. 现代“调水调沙”可以精准控制水量和时机 C. 古代治河方略没有任何局限性 D. 现代治河技术不需要借鉴古人的智慧 3. 简答题：请回答以下问题。 （1）请比较古代“束水攻沙”与现代“调水调沙”的异同点。 （2）为什么说古代“束水攻沙”方略存在一定的局限性？请从技术条件和洪水风险两个方面分析。 （3）从治黄智慧的发展历程中，你得到了什么启示？请从“继承与创新”的角度谈谈你的看法。 4. 实践任务：请以小组为单位，完成以下任务—— （1）查阅资料，了解小浪底水利枢纽工程“调水调沙”的基本原理和运行方式； （2）讨论：小浪底“调水调沙”与潘季驯“束水攻沙”在科学原理上有什么相同之处？在技术手段上有什么不同？ （3）设计一份“古今治黄智慧对比”展板，向全校师生展示你们的探究成果。 5. 判断题：现代治黄技术完全抛弃了古代“束水攻沙”的智慧。（　　） 探究六：课堂综合巩固提升 结合本节课全部知识点，完成综合习题，查漏补缺，深化对“束水攻沙”原理的理解。 1. 单选题：以下关于黄河下游“地上河”成因的说法正确的是（　　） A. 黄河上游水土流失严重 B. 黄河中游流经黄土高原，水土流失严重 C. 黄河下游降水集中 D. 黄河下游植被覆盖率高 2. 单选题：以下关于“束水攻沙”原理的说法正确的是（　　） A. 束水后过水横截面面积增大，流速减小 B. 束水后过水横截面面积减小，流速增大 C. 束水后流量增大，流速增大 D. 束水后流量减小，流速减小 3. 单选题：流量公式Q=S×v中，Q代表（　　） A. 流速 B. 过水横截面面积 C. 流量 D. 水位 4. 单选题：潘季驯在靠近主槽两岸修筑的堤称为（　　） A. 遥堤 B. 缕堤 C. 月堤 D. 格堤 5. 多选题：以下关于“束水攻沙”跨学科综合运用的说法正确的有（　　） A. 运用数学知识计算过水横截面面积 B. 运用物理知识理解流速与冲刷力的关系 C. 运用历史知识了解潘季驯的治河方略 D. 运用地理知识分析黄河下游的地理特征 6. 综合简答题：请结合本节课所学，从“‘束水攻沙’的科学原理”“潘季驯的治河方略及其历史贡献”“古今治黄智慧的传承与发展”三个方面，向你的同学介绍“束水攻沙”原理。 7. 拓展思考：通过本节课的学习，你对古人治河智慧有了哪些新的认识？有人说“古人的治河智慧已经过时了，现代技术足以解决一切问题”，也有人说“古人的智慧至今仍有重要的借鉴价值”。请结合“束水攻沙”原理和现代“调水调沙”技术，谈谈你的看法。 板书设计 跨学科主题学习 探究“束水攻沙”原理 一、核心公式 过水横截面面积：S = (a + b) × h ÷ 2（梯形面积公式） 流量公式：Q = S × v 流量一定时：S 减小 → v 增大（反比例关系） 二、科学原理链 筑堤束水 → 过水横截面面积减小 → 流速增大 → 冲刷能力增强 → 河床泥沙被冲走 → 河道加深 三、“束水攻沙”的历史渊源 提出者：明代潘季驯 核心思想：“水分则势缓，势缓则沙停……水合则势猛，势猛则沙刷，沙刷则河深” 工程体系：缕堤束水 + 遥堤防洪 四、古今对比 古代：束水攻沙 — 被动适应 现代：调水调沙（小浪底） — 主动调控 五、跨学科融合 地理（黄河地理）+ 物理（流速与冲刷）+ 数学（面积与公式计算）+ 历史（潘季驯治河）+ 语文（文言解读） 参考答案 （一）课前预习案答案 预习填空题答案 1. 黄土、缓 2. 潘季驯 3. 过水横截面面积、流速 4. 快 5. 强、弱 6. 缕堤、遥堤 7. 调水调沙 预习选择题答案 1. B 2. B 3. C 4. C 预习判断题答案 1. √ 2. √ 3. ×（在流量一定的条件下，过水横截面面积越大，流速越慢） 4. √ 5. ×（现代“调水调沙”在继承古代“束水攻沙”原理的基础上，结合了现代水利工程技术，可以更精准地控制水量和时机） 预习简答题答案 1. “束水攻沙”是由明代治河专家潘季驯提出的治河方略。其核心思想是通过修筑堤坝束窄河道，使水流集中在较小的过水横截面内，在流量不变的前提下提高流速，利用水流的强大冲刷力带走河床淤积的泥沙，从而达到清淤防洪、加深河道的目的。 2. 黄河下游“地上河”的形成过程：黄河中游流经黄土高原，土质疏松、植被覆盖率低，夏季降水集中且多暴雨，水土流失严重，大量泥沙进入黄河→下游流经华北平原，河道变宽，水流变缓，泥沙大量沉积→河床不断抬高，为防止河水漫溢，人们不断加高堤坝→河床逐年抬升，最终形成高出两岸地面的“地上河”。 （二）课中探究案答案 探究一答案 1. （1）倒梯、（a、b、h）；（2）240；（3）110 2. B 3. （1）过水横截面面积的计算公式为S = (a + b) × h ÷ 2，其中S为过水横截面面积，a为河底宽度，b为河面宽度，h为河水深度。（2）S = (50 + 80) × 4 ÷ 2 = 260平方米。（3）如果河水深度增加0.5米，河面宽度会相应增大，过水横截面面积不是等比例增加。因为天然河道的横截面形状近似倒梯形，河面宽度会随水深的增加而变化，面积变化呈非线性。 4. （开放题，根据学生计算和讨论情况作答。要点：天然河道横断面近似倒梯形，用梯形面积公式计算更准确。） 5. ×（过水横截面面积应运用梯形面积公式计算，不是简单的河面宽度乘以水深） 探究二答案 1. （1）过水横截面面积、流速、S×v；（2）慢、快；（3）2；（4）6 2. C 3. （1）流量公式为Q = S×v，其中Q为流量，单位是m³/s；S为过水横截面面积，单位是m²；v为流速，单位是m/s。（2）甲：v = 600 ÷ 300 = 2 m/s；乙：v = 600 ÷ 200 = 3 m/s；丙：v = 600 ÷ 150 = 4 m/s。（3）在流量一定的条件下，流速与过水横截面面积成反比例关系——过水横截面面积越小，流速越快。用一句话概括：“流量一定，断面越小流速越快。” 4. （开放题，根据学生计算和绘图情况作答。要点：甲v=2 m/s，乙v=3 m/s，丙v=6 m/s，丁v=5 m/s。S—v关系曲线为反比例曲线，随着S减小，v增大。） 5. √ 探究三答案 1. （1）水槽、挡板、细沙；（2）河道宽度、流量；（3）不束窄河道；（4）增大、增大 2. C 3. （1）实验目的：验证“束水攻沙”原理。实验器材：水槽、泥沙、挡板、流速仪、量筒、水等。实验步骤：①在水槽中铺匀细沙，匀速加水，记录初始流速和泥沙冲刷量；②用挡板束窄约1/3的河道，保持相同的加水速度，记录束窄区域的流速和泥沙冲刷量；③比较实验组和对照组的数据。预期结果：束窄区域流速增大，泥沙冲刷量增多。（2）保持流量不变是为了控制变量。如果流量改变，就无法判断流速的变化是由河道宽度变化引起的还是由流量变化引起的，实验结果不能说明问题。（3）预测束窄河道后水流速度增大，泥沙冲刷量增多。依据：根据流量公式Q=S×v，流量一定时，S减小则v增大；流速越快，冲刷能力越强，带走的泥沙越多。 4. （开放题，根据学生实际实验情况作答） 5. ×（束窄河道后，过水横截面面积减小，在流量不变的前提下流速会增大） 探究四答案 1. （1）筑堤束水；（2）停、饱；（3）刷、深；（4）缕堤、遥堤 2. B 3. （1）水流分散时流速减缓，泥沙容易沉积导致河床抬高；将水流集中后流速加快冲刷力增强，能带走河底泥沙使河道加深。（2）根据流量公式Q=S×v，当流量Q一定时，束窄河道使过水横截面面积S减小，流速v增大。流速越大，水流的搬运和冲刷泥沙能力越强，能够冲走淤积的泥沙，实现“攻沙”的效果。（3）潘季驯在缕堤之外修筑遥堤的工程措施，体现了“双重防线”的设计思想——缕堤束水攻沙，遥堤防洪保安。既利用水流冲刷泥沙，又为特大洪水提供了防洪保障，体现了系统思考和风险防范的智慧。 4. （开放题，根据学生分析和讨论情况作答。要点：堵塞分支河道集中水流→增加主河道流量和流速→增强冲刷能力；修筑缕堤束窄河道→减小过水横截面面积→流速增大→冲刷泥沙；修筑遥堤约拦水势→防止洪水泛滥→保障防洪安全。） 5. ×（潘季驯主张堵塞分支河道，集中水流于主河道，而非分流） 探究五答案 1. （1）小浪底、调水调沙；（2）水、时机；（3）数字孪生 2. B 3. （1）相同点：都利用了“流速越大，冲刷泥沙能力越强”的科学原理，都是通过增大水流速度来冲刷河床泥沙。不同点：古代“束水攻沙”主要通过修筑堤坝束窄河道来实现，受限于当时的技术条件，难以精准控制水量和时机；现代“调水调沙”通过水库调节，可以更精准地控制放水时间和水量，形成人造洪峰冲刷下游河道，同时兼顾防洪、发电、供水等多种功能。（2）古代“束水攻沙”方略的局限性包括：技术条件有限，堤坝工程主要依靠人力和简单工具，质量难以保证；束窄河道后，如遇特大洪水，堤坝容易溃决，反而加剧洪灾风险。（3）启示：治黄智慧需要继承与创新相结合——古人的“束水攻沙”揭示了流速与泥沙冲刷的基本原理，这是科学内核，值得继承；但技术手段需要不断进步，现代“调水调沙”在继承原理的基础上，利用现代工程技术实现了更精准的调控。这说明科学认知和技术进步相辅相成，传统智慧与现代科技的结合才能更好地解决实际问题。 4. （开放题，根据学生讨论和设计情况作答。要点：小浪底“调水调沙”与潘季驯“束水攻沙”在科学原理上都利用了流速与泥沙冲刷的关系；不同在于技术手段——古代靠堤坝束窄河道，现代靠水库调节放水。展板设计应突出古今对比和传承创新。） 5. ×（现代治黄技术是在继承古代“束水攻沙”智慧基础上发展起来的，体现了继承与创新的关系） 探究六答案 1. B 2. B 3. C 4. B 5. ABCD 6. “束水攻沙”是由明代治河专家潘季驯提出的治河方略。其科学原理可以通过流量公式Q=S×v来解释——当河流流量一定时，束窄河道使过水横截面面积S减小，流速v增大。流速越大，水流的搬运和冲刷泥沙能力越强，能够冲走河床淤积的泥沙，达到“攻沙”的目的。潘季驯的治河方略包括修筑缕堤束窄河道以加大水流冲刷力、修筑遥堤约拦水势以防止洪水泛滥，体现了完整的工程体系思想。在当今的黄河治理中，“束水攻沙”的原理仍然发挥着重要作用——小浪底水利枢纽工程通过“调水调沙”形成人造洪峰冲刷下游河道，在继承古人智慧的基础上，结合现代技术实现了更精准的调控。从大禹治水到潘季驯“束水攻沙”，再到今天的“数字孪生黄河”，治黄事业走过了从“被动适应”到“主动调控”的发展历程。 7. （开放题。示例：通过本节课的学习，我深刻认识到古人的治河智慧至今仍然闪耀着科学的光芒。潘季驯的“束水攻沙”方略虽然提出于四百多年前，但其背后的科学原理——流量一定时，断面越小流速越快，流速越快冲刷能力越强——与现代流体力学完全吻合，这说明古人对自然规律的观察和总结达到了很高的水平。“古人的智慧过时了”这种说法是不对的——现代“调水调沙”技术正是在继承“束水攻沙”科学内核的基础上发展起来的，是传统智慧与现代科技相结合的产物。同时，“束水攻沙”也存在局限性，如技术条件有限、洪水风险较高等，这提醒我们既要尊重和继承传统智慧，也要不断创新和发展，用现代科技手段弥补古代技术的不足。治黄事业从被动适应到主动调控的发展历程，生动诠释了“继承不泥古，创新不离宗”的道理。） ( 1 / 3 ) 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 $