水环境科学是一门集地理学、生态学、化学、物理学、社会学等为一体的交叉学科，具有较强的知识性和实践性。因其教学内容丰富、内涵深远和知识量大的特点，使得这一学科的教学任务颇具挑战性，对教学的形式和方法有较为严格的要求。随着经济发展和社会文明程度的提高，教学的形式和方法在应用层面上得到了不断的提升。但是不论教学的形式和方法如何发展与变化，其核心依托依然是学科知识。要赋予教学形式和方法以新的活力，需要对知识进行整合与创新，并且通盘考虑如何适应中小学生的知识体系。也就是在课堂上，教师需要帮中小学生找到“那些从未存在过的知识”。但现今给青少年的教学过程中普遍存在一个问题，即片面地将课堂内容演绎成单纯的知识点或者考点教学，很多知识的深层之义反而被舍弃了。在这样的教学形式下，就形成了以教师为中心的单向式教学模式，而学生则机械地成为了知识的“复读机”，以至于无法实现学生的自主探究和知识创新。对中小学生而言，水环境科学的教学目标不是让他们仅仅只获得由一堆事实和理论堆砌而来的知识，而是激发他们学习的潜在动力并掌握学科的内核知识，打通学校教育与现实世界的路径，让他们能够将所学知识与生活事件进行关联，这是一个实现趋向于学科大概念的进展。因此，教师在扭转形式化、碎片化和机械化的教学进程中，需要以大概念为统领培养中小学生的学科核心素养，实现对教学内容结构化、系统化，帮助他们深刻地理解水环境科学的相关知识，并进一步学会加工运用知识及迁移知识。