第五章 问题研究—如何让城市不再看“海” 课件 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修一

问题研究 · 第五章 植被与土壤 如何让城市不再"看海" —— 城市内涝的成因探究与海绵城市建设 —— 人教版高中地理必修第一册 下渗 · 滞蓄 · 净化 · 利用 —— 让城市像海绵一样呼吸 课标内容及解读 Curriculum Standards and Interpretation 课标要求 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 1 ◆ 课标内容 ● 运用示意图，说明水循环的过程及其主要环节，并结合实例说明人类活动对水循环的影响； ● 通过野外观察或运用视频、图像，识别主要植被，说明其与自然环境的关系； ● 通过野外观察或运用土壤标本，说明土壤的主要形成因素。 ◆ 课标解读 ● 本课题是第五章的综合性"问题研究"，需要综合运用水循环、植被、土壤三部分知识； ● 以"城市内涝"真实情境为载体，分析植被破坏与土地硬化导致蓄水、下渗功能缺失，进而引发城市"看海"的因果链条； ● 借助雨水花园、海绵城市等实例，探讨人类对水循环环节的合理干预，树立人地协调观。 核心素养目标 Core Competencies 素养导向 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 2 素养 1　人地协调观 认识城市化与洪涝灾害的内在联系，树立尊重自然、顺应自然、给雨水"留出路、留空间"的城市建设观。 素养 2　综合思维 综合水循环各环节与植被、土壤的涵养功能，多要素关联解释城市"看海"的成因与治理原理。 素养 3　区域认知 结合北京"7·21"暴雨、美国雨水花园与我国海绵城市试点等案例，认识不同区域防涝措施的区域差异。 素养 4　地理实践力 通过设计雨水花园草图、调查校园或社区地面硬化状况，提升实地观察与方案设计能力。 教学重点与教学难点 Key & Difficult Points 重难点 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 3 ★ 教学重点 1. 城市大面积土地表面被硬化，导致土壤蓄水功能缺失，是城市"看海"的重要原因； 2. 雨水花园、海绵城市对雨水"渗、滞、蓄、净、用、排"的作用原理与实际效益。 ▲ 教学难点 1. 运用水循环原理，说明土地硬化改变了哪些环节、如何引发内涝； 2. 从雨水花园到海绵城市，理解雨洪管理思想由"以排为主"到"系统蓄排结合"的发展； 3. 结合区域实际，辩证分析海绵城市建设的现实困难并提出应对措施。 教学方法与课时安排 Teaching Methods 教法 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 4 1 问题式教学法 以"城市为何看海 → 雨水去哪儿了 → 怎么办"问题链驱动全课，层层递进。 2 案例教学法 北京"7·21"特大暴雨、美国雨水花园、我国海绵城市试点三个典型案例贯穿。 3 小组合作探究 围绕"资料分析"分组讨论、代表展示、互评补充，落实课堂生成。 4 多媒体辅助教学 结构示意图、探究思路图与图文资料辅助，直观突破抽象原理。 课时安排：1 课时（40 分钟）——导入 5′ + 资料探究 22′（资料1/2/3）+ 问题探讨 8′ + 巩固练习 5′ 情境导入：一场暴雨，城市为何变"海景房"？ Situation Introduction 导入 5′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 5 近年来，每逢雨季，我国自北向南的一些城市内涝问题严重，人们戏称到城市"看海"。 2012 年 7 月 21 日，北京市平均降水量 170 毫米，局部地区遭受重大暴雨洪涝灾害。 想一想：同样的雨量，为什么乡村田园平安无事，城市却"秒变海洋"？雨水都去哪儿了？ 城市内涝景象（示意） 被硬化的城市：雨水下不去、排不出 探究思路 Inquiry Route 思路 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 6 01 现实问题 我国一些城市内涝问题严重 02 追根溯源 了解城市洪水与土壤蓄水功能缺失的关系 03 他山之石 借鉴国际经验——雨水花园； 了解我国控制城市雨洪的海绵城市试点 04 迁移应用 探索我国解决城市"看海"问题的现实困扰和应对措施 探究主线：现象观察 → 原因分析（水循环原理）→ 经验借鉴（工程措施）→ 现实应对（人地协调） 资料 1：城市洪水与土壤蓄水功能缺失 Material 1 & Analysis 资料探究 8′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 7 ◆ 材料要点 土壤截留的降水越多，降水通过它流到河流所需要的时间就越长，削减了洪峰，因此降低了洪灾的风险。1 米厚的多孔隙土壤能截留 300 毫米的降水量。 用沥青或混凝土之类的不透水层覆盖的土地，降水无法向土壤下渗。城市中大面积土地表面被硬化，一旦发生强降雨，产生的径流量很容易超过排水系统的排水能力，在地面积水成涝。 ◆ 资料分析 1. 城市大面积土地表面被硬化，改变了水循环的哪些环节？ 2. 以北京为例，说明土壤对蓄积雨水和减轻洪涝灾害的意义。 参考答案 1： 主要改变了下渗和地表径流两个环节：地面硬化使下渗大大减弱，地下径流减少；地表径流大大增多、汇流速度加快（地面蒸发和植被蒸腾也减弱）。 参考答案 2： 土壤能截留、蓄积大量雨水，延缓雨水汇入河道的时间，削减洪峰、减轻内涝；"7·21"暴雨成灾与城区大面积硬化、蓄水功能缺失密切相关，应保留和恢复城市土壤与绿地。 资料 2：雨水花园 Material 2 · Rain Garden 资料探究 7′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 8 ◆ 材料要点 20 世纪 90 年代，美国的一个新建住宅区为每栋住宅配建 30—40 平方米的蓄积雨水的场地，称为"雨水花园"。 经过数年的追踪监测，发现雨水花园平均减少了 75%—80% 的地面雨水径流量。 此后，世界各地开始建设各种各样的雨水花园。 数据支撑：减径 75%—80% 典型雨水花园结构示意（据教材图 5.23 绘制） 种植土层 人工填料层 砂层 砾石层 植物 导管 最大蓄水高度 平均蓄水高度 雨水花园深度 原理：植物截留 → 土壤与填料下渗、过滤净化 → 各层蓄积 → 导管回收利用 资料 2 · 资料分析 Material 2 · Analysis 小组探究 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 9 1. 从对雨水下渗、净化、蓄积、利用等方面，说明雨水花园的作用。 2. 雨水花园还有哪些作用？ 参考答案 1（四个角度）： 下渗——种植土层、人工填料层多孔隙，利于雨水快速下渗； 净化——砂层、砾石层与土壤、植物根系对雨水逐层过滤净化； 蓄积——各层孔隙蓄存雨水并缓慢下渗，补充地下水； 利用——多余雨水经导管收集，回用于绿化灌溉等；同时减少地表径流、减轻内涝。 参考答案 2（拓展）： 美化社区环境，调节局地小气候； 增加城市生物多样性（为鸟类、昆虫提供栖息地）； 减轻市政排水管网压力，节约水资源； 可作为生态科普教育基地。 10 资料 3：海绵城市 Material 3 · Sponge City 资料探究 7′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 10 ◆ 材料要点 2012 年，我国提出"海绵城市"的概念，希望城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水"释放"并加以利用，以此提升城市生态系统功能，并减少城市洪涝灾害的发生。 2014 年年底，中央政府决定支持海绵城市的试点工作。 吸水 → 蓄水 → 渗水 → 净水 → 释放利用 概念定位：海绵城市 = 城市尺度的系统性雨洪管理，把"以排为主"升级为"渗、滞、蓄、净、用、排"相结合。 海绵城市示意（据教材图 5.24 绘制） Sponge City Sketch 读图 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 11 湖泊 湿地公园 城市小区 草坪 河流 拦水坝 储水 储水 储水 储水 ▼ 地下：储水、补给地 雨中 需水 下雨时：吸水、蓄水、渗水、净水 需要时：将蓄存的水"释放"利用 资料 3 · 资料分析 Material 3 · Analysis 小组探究 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 12 1. 推想海绵城市地面材料的特点。 2. 从雨水花园到海绵城市，对城市雨洪控制的思想有哪些发展？　 3. 在什么自然条件下的城市宜建海绵城市？ 参考答案 1： 多孔隙、透水透气性能好（如透水砖、多孔沥青混凝土）； 能吸水、蓄水、渗水、净水，雨天路面不积水。 参考答案 2： 由社区尺度的单点措施，发展到城市整体的系统规划； 由"以排为主"发展到"渗、滞、蓄、净、用、排"相结合； 由依赖人工管网到借助绿地、湖沼等生态空间消纳雨水。 参考答案 3： 降水较丰富且季节分配不均（夏季多雨）、内涝频发的城市； 地势较平坦、有一定湖洼湿地或绿地空间可供调蓄的城市。 问题探讨：现实困难与应对措施 Discussion 探讨 8′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 13 从雨水花园到海绵城市，人们找到了解决城市"看海"的有效途径。针对我国的大多数城市，解决"看海"问题存在哪些现实困难？如何应对？ 现实困难（讨论要点）： ① 老城区建筑密集，改造空间有限、成本高； ② 城市硬化面积大，绿地、湖沼被挤占； ③ 排水管网建设标准偏低、设施老化； ④ 建设与后期维护资金不足； ⑤ 公众参与和长效管理机制不健全。 应对措施（讨论要点）： ① 新城区按海绵城市标准同步规划建设； ② 老区结合旧改，推进透水铺装、下凹式绿地、雨水花园"微改造"； ③ 保护、恢复河湖湿地，给雨水留出空间； ④ 提高管网标准，建设调蓄池、深层隧道等； ⑤ 加强监测预警，健全法规，引导公众参与。 课堂巩固练习（一）：给城市装上"海绵大脑" Consolidation · 新情境 巩固 5′ 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 14 【新科技情境】某市建成"智慧水务大脑"：在全市易涝点布设电子水尺和 AI 摄像头，接入气象雷达与 2 万多个管网、河道传感器，实时监测水位与流量；暴雨来临前，系统自动生成排水调度方案，提前"腾出"管网和调蓄池库容；同时借助遥感卫星定期监测全市水体、绿地变化，评估海绵城市建设成效。 1. 该市布设的电子水尺和 AI 摄像头，直接监测的水循环环节主要是（　　） A. 蒸发　　　　B. 水汽输送　　　　C. 地表径流　　　　D. 下渗 2. 暴雨来临前，系统提前"腾出"管网和调蓄池库容，主要目的是（　　） A. 增加蒸发量　　B. 增大雨水下渗　C. 提高调蓄洪水能力　D. 加快水汽输送 （单击，依次显示红色参考答案） 参考答案：1. C　　2. C 课堂巩固练习（二）：综合思维 Consolidation · 综合题 巩固 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 15 3. 结合材料，从水循环角度说明该市"智慧水务大脑 + 海绵城市"的组合是怎样让城市不再"看海"的。 参考答案（按水循环环节 + 人类调控作答）： ① 海绵城市通过透水铺装、雨水花园、绿地湖沼等增强下渗与滞蓄，减少地表径流、削减洪峰——从"源头"上减少积水； ② "智慧水务大脑"实时监测径流水位与流量，暴雨前预排腾容，提高管网与调蓄池的调蓄能力——对地表径流进行精准调控； ③ 遥感卫星动态评估水体、绿地变化，持续优化海绵设施布局——实现"渗、滞、蓄、净、用、排"各环节的系统管理与人类活动的合理干预，促进人水和谐。 板书设计 Blackboard Design 板书 第五章 植被与土壤 · 问题研究 · 如何让城市不再"看海" 16 如何让城市不再"看海" 一、成因探析 土地硬化 → 下渗↓、蒸发↓ 地表径流↑、汇流加快 土壤蓄水功能缺失 → 内涝 二、治理措施 雨水花园：下渗·净化·蓄积·利用 海绵城市：渗滞蓄净用排 科技赋能：监测预警·智慧调度 三、理念升华 人地协调观 给雨水留出路、留空间 让城市与水和谐共生 本课小结 找病因（硬化致蓄水缺失）→ 开药方（雨水花园·海绵城市）→ 树理念（人地协调） ★ 课后实践作业 调查校园或居住小区的地面硬化情况，选取一处合适场地，设计一座"雨水花园"：绘出结构草图，并运用水循环原理说明各层的作用。 绿水青山就是金山银山 —— 让城市与水和谐共处 谢谢观看 · 苏州弘裕高级中学 $