全册（教案）-2023-2024学年五年级科学下册（苏教版）

苏教版五年级科学下册 第一单元 显微镜下的生命世界 1.搭建生命体的“积木” 【教学目标】 [科学知识目标] 1.了解细胞是动物、植物、细菌的基本组成单位。 2.在观察植物与动物以及人体的各种细胞图片中，知道细胞的种类、形状、大小具有多样性。 [科学探究目标] 1.能比较用放大镜、手持显微镜、光学显微镜观察所获得的信息的不同，知道完成某些任务需要特定的工具。 2.能用科学语言、自然笔记等方式描绘不同细胞的形状。 [科学态度目标] 1.能对观察、探究生物细胞具有兴趣和热情。 2.能严谨客观地将观察所得描绘出来。 [科学、技术、社会与环境目标] 1.通过胡克的事迹，了解人类的好奇是科学技术发展的动力。 【教学重点】 了解细胞是动物、植物、细菌的基本组成单位。 【教学难点】 描绘不同细胞的形状。 【教学准备】 洋葱鳞片内表皮、玻片、放大镜、手持简易显微镜、光学显微镜、实验记录单、课件、学习资料 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、导入 1.师：同学们，我们先一起来欣赏一幅拼图作品，它的原图是出自北宋画家张择端之手，现为我国十大传世名画之一的《清明上河图》，我们知道，再大的拼图作品，它的组成单位也不过是一块块小小的…… 生：拼图快 2.师：小明同学有疑问了，人的皮肤会不会也像拼图一样，也由一些小单位组成呢？于是，他先后用放大镜、手持显微镜对手背皮肤进行了观察。这是用放大镜观察到的效果，你们有什么发现？ 生：有纵横交错的条纹、有毛细孔…… 3.师：这是用手持显微镜观察到的效果，你们有什么发现？ 生：有凹凸感、有明暗面、条纹更粗、有手毛…… [设计意图]通过学生熟悉的拼图作品作为导入，引导学生观察拼图的组成，唤醒学生的前概念，为后续理解洋葱鳞片内表皮细胞做铺垫，同时引出探究生命体的基本组成单位这一教学重点，同时以《清明上河图》作为拼图素材，渗透对我国文化的认同感；通过展示放大镜和手持简易显微镜观察到的人体手背皮肤图片，引导学生学会记录、描述观察所得，特别是强调对细节的观察，为接下来学生自主运用工具观察洋葱鳞片内表皮做铺垫。 4.师：老师发现同学们观察事物的能力很强，能把细节观察到。那么接下来就要请出今天的主角了，你们看，知道这是什么吗？它的名称叫：洋葱鳞片内表皮，看，它的形状是一层薄薄的、半透明的…… 生：薄膜 5.师：那么对于今天我们的观察对象，你们觉得它的组成单位是什么呢？ 生：…… 6.师：大家的答案不尽相同，今天我们就一起通过观察和探究，找出答案。为了方便观察，老师把洋葱鳞片内表皮取了下来，剪成小块，铺在一块玻璃片上，并架在塑料杯上。 二、观察 1.师：首先请同学们用放大镜仔细观察，一会说一说你的收获 生开始观察，师下讲台到学生身边进行指导（俯身、蹲下）（该过程2分钟） 师生交流 2.师：接下来请大家换用手持简易显微镜来观察，有几个要求：1.正确使用手持简易显微镜（灯泡要亮、镜筒底部要靠在玻璃片上、用螺旋调整视野清晰度，左眼贴近目镜） 2.仔细观察，把观察到的内容尽量如实、具体地画下来，例如纹路、斑点、形状、轮廓、结构等。 生继续观察，师继续巡视指导（该过程4分钟） 观察结束，师将2-3位学生的观察记录单分别展示出来，请他们组织语言描述自己所观察到的内容，学生发言结束，请其他同学补充，该过程让学生充分表达，营造师生、生生互动的场景。最后师ppt展示手持简易显微镜下观察到的真实画面。 3.师：看，这是老师拍到的手持显微镜下的真实画面，正如同学们描绘的，确实有…… 4.师：接下来，我们将请出最重量级的观察工具，你们知道是谁吗？对，光学显微镜，它的构造更精密复杂、放大倍数更大，请同学将桌边的光学显微镜小心地移到自己的跟前，不需要对设备有其他调整或操作，直接观察即可，把左眼贴近目镜，仔细观察，把观察到的内容尽量如实、具体地画下来。 生继续观察，师继续巡视指导（该过程5分钟） 观察结束，师将2-3位学生的观察记录单分别展示出来，请他们描述自己所观察到的内容，引导学生说出：“格子、颗粒、排列、堆砌、像砖头、像积木”等关键词，引导他们说出用光学显微镜观察到的与前面两种工具观察到的有什么不同，让学生体会到随着工具的迭代，观察所得也逐渐的细致入微、清晰明朗，学生发言结束，请其他同学补充，该过程让学生充分表达，营造师生、生生互动的场景。最后师展示显微镜下拍到的画面，与学生的描绘进行比对。 5.师：刚才我们用三种不同的工具观察洋葱鳞片内表皮，收到了不同的信息，随着工具的迭代，观察所得也逐渐的细致入微、清晰明朗。 [设计意图]通过有序地提供三种工具，组织学生进行自主观察，并采取语言描述、手绘记录的方式，让学生一步步地从宏观到微观地揭开洋葱鳞片内表皮的样貌，进而直观地认识到细胞的形态，自主建构起“一个一个小格子”的概念。 三、概念构建 1.师：看来光学显微镜的能耐真不小，那你们想不想知道人体手背皮肤在显微镜下是什么样的吗？ 生：想 2.师展示并提问：你们能发现它和洋葱鳞片内表皮有什么相同之处吗？ 生：都是一个个的小颗粒；一个个小格子 3.师：好，那么我们再把视野放大一些，再看看其他生命体在显微镜下的样子。请同学们拿出抽屉里的学习资料，认真阅读说一说这些生命体的结构有什么相同点。 生：都是一个个的小颗粒；一个个小格子；这些小格子在人、动物、植物身上都有，只不过样子不太一样； 4.师：是的，人、动物、植物等大部分生命体都是由这样的小格子或小颗粒组成的。它们是——搭建生命体的“积木”（贴课题） 5.师板书：排列在一起的小格子 [设计意图]将显微镜下的洋葱鳞片内表皮结构与显微镜下的人体手背皮肤、人体肝脏、兔子小肠、猪皮下脂肪、洋葱根尖部、葫芦藓叶片的结构进行对比，引导学生寻找它们的相同点，让学生深刻了解“一个一个小格子”广泛存在于人、动物、植物等大部分生命体中，强化普遍性，进而让学生建构这些“小格子”是搭建生命体的“积木”。 6.师：这些小格子最先是谁发现的呢？这就不得不提到一位伟大的科学家，请大家翻开学习资料的第二面，阅读这位科学家的事迹，一会分享你的收获。 生阅读完，师生对话，引导学生了解：1.胡克把这些小格子成为“细胞”（师补充板书：排列在一起的小格子 细胞）2.学习胡克的专研精神 [设计意图]通过提供学习资料单，培养学生的阅读能力，让学生了解胡克是第一位发现并命名“细胞”的科学家，同时通过对胡克生平的了解，渗透和培养科学家精神，引导学生想伟大科学家学习。 四、认识细胞的多样性 1 .师：胡克向人类揭开了细胞神秘的面纱后，人类就此开始了对生物细胞的探究之旅，随着观察工具的不断改进，科学发现了越来越多的细胞。大家请看，这是植物根、茎、叶不同部位的细胞，这是动物不同部位的细胞，看完后你有什么启发。（引导学生认识细胞具有多样性） 2.师补充板书：排列在一起的小格子 细胞 细胞具有多样性 五、认识人体细胞形状： 1.师出示教材中人体各类细胞图，请学生描述形状，对于其中较难的肌细胞、骨细胞，和较特殊的白细胞，另外补充材料辅助学生认识。 2.师出示连线题，让学生上台，将人体不同的细胞与相应的形状进行连线，巩固理解，与上一环节相呼应，强化“细胞具有多样性”这一概念。 六、了解细胞吉尼斯： 1.了解动物和植物界最大的细胞. 2.师：今天我们看到的细胞是需要显微镜才能看得到的，但生物界还有一些细胞是我们肉眼能够直接看到的，你们知道吗？ 3.师展示鸵鸟卵细胞的图片和数据、苎麻茎部韧皮细胞的图片和数据，让学生了解最大的动物细胞和最长的植物细胞。 [设计意图]通过展示同种生物不同部位的细胞、不同种生物的细胞，让学生充分观察、表达，理解细胞具有多样性；通过观察、交流、连线的方式，让学生对人体不同部位细胞的形状进行识别、对比，强化“细胞具有多样性”这一概念；通过科普“细胞吉尼斯”，拓展学生对细胞的认识视野。 七、结尾： 师：今天我们认识了细胞，知道它是组成生命体的基本单元，同时也了解了细胞的多样性，那么关于细胞的探究我们将在日后的科学课上继续深入，也希望大家利用课余时间多阅读跟细胞相关的科普文章，可以在科学课上一起交流讨论。好，今天我们的课就上到这里。 2.微小的生命体 【教学目标】 [科学知识] 1.认识微生物是一类个体微小、大多是单细胞的生物。 2.知道微生物分布广泛，种类繁多。 3.知道列文虎克是第一位发现微生物的科学家。 [科学探究] 1.能够认真细致观察并描述水滴里的微生物。 2.能够用图表现出自己观察到的水滴里的几种常见微生物。 [科学态度] 1.在科学探究中，体验到探索生命奥秘的快乐与重要意义。 2.引导学生在探究学习过程中能辩证地思考。 3.意识到科学技术是不断发展的。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到科技的发展给人们的生产、生活带来的影响。 【教学重点】 了解微生物的共同特征。 【教学难点】 描绘不同微生物的形状。 【教学准备】 [教师]制备好的“小水塘”，电子显微镜，课件和视频。 [学生]载玻片，盖玻片，滴管，放大镜，传统显微镜。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、观察“小水塘” 1.教师：上课前，老师到公园的池塘里取了些水（教师准备已提前制备好的“小水塘”），你能看到杯子里有些什么吗？ 2.学生：观察并汇报（预设：腐烂的落叶、沙土……）。 3.教师：请你继续用放大镜观察，还能看到什么？ 4.学生：观察并汇报（预设：一些絮状物……）。 5.教师：如果让你再继续观察，你猜猜还能发现什么？你准备用什么工具观察？ 6.学生：汇报（预设：浮游生物、微生物，可以用显微镜观察）。（揭示课题） ［设计意图]结合观察工具的变化（肉眼观察、放大镜观察、显微镜观察），引导学生由大到小进行知识迁移，激发学生对微小生命体的观察兴趣。 二、观察水滴里的微生物 1.教师：用显微镜来观察微生物，你准备怎么做？ 2.学生：汇报 预设1：取一滴水滴在截玻片上，放在显微镜下观察。 预设2：水滴上还要盖上盖玻片。 预设3：多余的水份要吸掉。 3.教师：同学们可以制作临时装片来进行观察，为了保护物镜，待观测物要盖上盖玻片。 4.播放微课《制作临时装片》。 5.学生：分组制作简易装片利用显微镜进行观察，并在记录单上绘制所观察到的微生物（教师巡视指导）。 6.学生：介绍所观察并绘制的微生物形态特点。 7.教师：将电子显微镜连接到屏幕投影。 8.学生：交流并归纳微生物的特征。 9.师生共同小结：微生物是一类非常微小的生命体，它们结构简单，没有头、脚 、眼睛，也没有根、茎、叶，通常要借助显微镜才能看清楚。 ［设计意图]通过课前教师有意地培养，提高微生物密度，以便学生用显微镜发现水中生活着多种多样的微生物。进而观察和归纳微生物的特征，为后续的认知冲突做好铺垫。 三、认识微生物形态的多样性 1.教师：刚才我们观察到几种不同的微生物，但是微生物的世界丰富多彩，它们可不仅仅是我们所观察到的这些（教师补充出示各种不同的微生物图片，如菌类、病毒类，引导学生辨识）。 2.学生：观察、比较这些微生物的形状有什么不同，判断自己观察到的可能是什么微生物，并进行交流、汇报。 3.教师小结：微生物形态各异，他们具有多样性的特点。 ［设计意图]通过补充多种微生物图片资料，让学生在观察比较中发现微生物的形态具有多样性。 四、认识微生物分布的广泛性 1.教师：通过刚才的了解，我们在水中发现了微生物。它们只生活在水里吗？ 2.学生： 预设1：土壤中也有微生物的存在。 预设2：空气中也有微生物的存在。 3.播放微课《无处不在的微生物》 4.通过视频你了解到什么？ 5.学生： 预设：微生物无处不在，甚至一些极寒、极热的地方都有微生物的存在。 6.教师：微生物分布具有广泛性的特点。 ［设计意图]在微生物多样性的基础上，引导学生思考不同微生物的生存环境，并利用微课让学生认识微生物分布的广泛性。 五、介绍列文虎克的故事 1.教师：微生物是谁最早发现的呢？ 2.学生：汇报（预设：列文虎克） 3.教师：播放微课《列文虎克与显微镜》（发明和改进显微镜、发现微生物等贡献）。 4.学生：谈谈从视频中了解了哪些信息？“列文虎克发现微生物”的事例对自己有什么启发？ 5.教师：安东尼•列文虎克是荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者。在一生当中，他磨制了超过500个镜片，并制造了400种以上的显微镜，其中只有9种至今仍有人使用。从视频中我们了解到，他不但会使用工具进行观察，还能不断改进工具。而随着时代的发展，我们现在不但有更清晰的手持显微镜，还有高倍显微镜，乃至于电子显微镜。 ［设计意图]从扩大知识面和科学素养培养的角度出发，渗透一些科学史的内容，介绍列文虎克发明和改进显微镜并发现微生物的故事，激发学生向科学家学习并开展科学研究的热情。 六、辨识真核微生物 1.教师：同学们，微生物的世界真是奇妙。它们一定需要显微镜才能观察到吗？有肉眼可以直接观察到的微生物吗？蘑菇、木耳也属于微生物，你知道为什么吗？ 2.学生： 预设1：蘑菇和木耳属于真菌，即真核微生物。 预设2：它们拥有细胞壁。 预设3：它们没有头、脚 、眼睛，也没有根、茎、叶。 3.师生共同小结：蘑菇和木耳这类真菌，它们虽然“体型”较大，但它们结构简单，繁殖快，和其他微生物具有许多共同特征，一般被视为微生物。 ［设计意图]引导学生从微生物的结构特点思考和辨析，懂得蘑菇和木耳也属于微生物。 七、课后作业 教师：通过这节课的学习，很多同学一定也想自己寻找小区周围的池塘，看看这些池塘里有什么样的微生物。但要注意安全，必须有大人陪同才可以去取！还有一个好办法，我们可以自己制作一个“小水塘”，培养三周后再取水样到学校观察（视频介绍“小水塘”的制作方法）。 ［设计意图]引导学生自制“小水塘”，鼓励学生在“双减”背景下，开展实践性活动，培养学生探究能力和动手能力。 3.发霉与防霉 【教学目标】 [科学知识] 1.能在比较观察到的现象中，说出不同物体上霉斑的不同之处和相同之处。 2.通过科学探究，在比较现象中发现物体发霉的条件。 3.能运用探究结果，针对具体情况说明防霉方法的依据。 [科学探究] 1.学会设计对比实验。 [科学态度] 1.培养学生敢于试错的精神。 [科学、技术、社会与环境] 1.建立拥有防霉手段对人类生存生活具有必要性的认知。 2.知道现成的防霉技术手段。 【教学重点】 探究物品发霉的条件。 【教学难点】 在指定探究方案时，组合出不同的条件进行验证。 【教学准备】 [教师]课件。 [学生]至少两种发霉的物体，显微镜，放大镜，记录单等。 【教学过程】 为引导学生初次体验完整科学探究方案设计，将教材内容分为四个环节进行了结构化改造：（1）导入环节，创设“霉菌”情境，唤起生活经验，聚焦研究的问题；（2）观察环节，观察不同实物霉菌，归纳霉菌的相同与不同点；（3）思维环节，通过生活中的防霉手段推测发霉条件，做出假设；（4）探究环节，课堂上集体完成控制变量实验设计，课后完成观察、验证。 本课建议2课时：第1课时完成上述过程任务；第2课时拟安排在连续观察（一周）之后对实验现象进行分析、交流、总结。 一、情境导入 1.谈话：每年的梅雨季节，我们常常会见到这样一位客人。看看这些场景，你们熟悉吗？这些物品，有什么共同特点？ 2.交流：我们确定物品已经“发霉”的依据是什么？这些物品有哪些特征？ 3.追问：在我们的“衣食住行”中，哪些场景能发现发霉的现象？ 4.设问：这些物品上的霉都完全相同吗？哪些地方不一样？ ［设计意图]通过对生活经验的唤醒，引导关注“微生物就在我们的生活中”，引出霉菌的话题及观察任务。 ] 二、观察霉菌 1.讨论：要观察真正的霉菌，你们打算怎么做？需要注意什么? 2.交流：直接用肉眼观察、借助放大镜观察、将霉菌放在显微镜下观察等方法都是我们准备用到的方法，谁能逐一说说它们的操作方法和注意事项？ 3.分组观察： （1）根据需要取用器材； （2）按约定，规范（安全）操作； （3）进行简单的观察记录。 4.交流：通过观察，你发现了什么？ 5.小结：靠孢子繁殖的霉菌都会产生丝状的菌丝，随着精密度的提高，我们能观察到微生物更多的细节。 ［设计意图]通过肉眼、使用放大镜、显微镜构建出“随着精密度的提高，我们能观察到微生物更多的细节”的概念。］ 三、防霉讨论 1.交流：在生活中，哪些措施可以防霉？ 2.分组讨论：这些防霉措施的科学依据是什么？ 3.追问：根据这些科学依据，我们可以得出物品发霉的条件有哪些？ ［设计意图]通过小组对比，快速排除学生前概念中无争议的防霉举措，再针对有疑义的部分重点解答，最后通过分析、综合，直观列出影响霉菌的条件。 四、探究发霉 1.谈话：在什么样的水分和温度条件下，物品更容易发霉？ 2.讨论、汇报：要如何为该实验创设环境条件？哪些保持不变，哪些需要改变，如何改变？ 3.交流：根据我们刚刚设计的实验，你能预测可能出现的现象有哪些吗？ ［设计意图]学生第一次进行独立的实验设计，本环节是本课的重点。由于课时限制，最后的结论只能采用假设的方式给出。学生预测正确与否并不重要，重要的是在本课学会设计并分析数据。］ 五、课后拓展 用剩米饭、馒头或面包培养霉菌，证明自己的观点，并将设计方案、观察记录以及结论整理在资料袋内，一周后带回课堂汇报、分享。 4.微生物的“功”与“过” 【教学目标】 [科学知识] 1.通过交流讨论，理解微生物对人类“功”“过”的辩证关系。 2.知晓对微生物的深入研究具有重要价值，并举例说明。如青霉素的发现，新冠肺炎疫苗的研发等。 3.知晓防护自身，减少病菌侵害的具体方法。 [科学探究] 1.通过自制酸奶活动感受微生物的繁殖和作用，体会一些微生物对人的价值。 2.能在自制酸奶活动中反思制作步骤中蕴含的与微生物特性相关的科学原理。 3.注重习惯的培养，引导学生仔细观察、理性分析、交流反思等。 [科学态度] 1.在科学史学习时，能意识到科学家所具有的善于发现、大胆求证、坚持不懈的科学品质。 2.在体验操作时中，乐于将所学应用于实际操作，并及时总结经验，反思成败。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到对微生物的深入研究可以进一步造福人类。 【教学重点】 能认识到微生物对人类生活有“功”也有“过”，并能举例阐述。 【教学难点】 能认识到应当辨证看待微生物的“功”“过”。 【教学准备】 [教师]课件和视频。 [学生]教师提前自制发酵的酸奶。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、微生物与人类生活 活动一：火眼金睛找微生物 8min 1.同学们，昨天，我和班上的XX同学聊了聊天，他向我分享了他愉快的校园生活。我当时就觉得他和微生物特别有缘。怎么个有缘法呢？我来简单地向大家描述一下他的经历，请大家来找找他的一天都经历了哪些微生物。好不好？（板书：微生物） 教师陈述：（一本正经） 早上，XX去上学。走在路上，边啃馒头，一边把小石头踢进了旁边的水沟，差点被水给溅到。 上午，他的同桌他感冒了，打了一个大大的喷嚏。 中午在午托班，午餐挺丰富。吃了香菇炒肉片，喝了木耳汤。 晚上回家，顺便帮妈妈到超市买了一瓶酱油。到家后本想吃个橘子，结果发现可能放太久了，有些长霉了。于是，他改喝了一瓶酸奶当点心，度过了愉快的一天！ XX的一天中，你们找着了哪些微生物？ 2.学生汇报：酵母菌、草履虫、感冒病毒、真菌、霉菌、乳酸菌。（教师板书或板贴） 3.教师补充完整并追问：看着这么些，你们有什么感受吗？ 4.学生回答：微生物和我们的生活密切相关。（板书：人） ［设计意图]通过发生在学生们身上的寻常一天经历引发学生的情感共鸣，通过火眼金睛活动激发他们的好胜心，双管齐下，既考查了学生对前三课知识的掌握情况，也可以潜移默化地渗透微生物与人类的密切关系，同时为本课的主题交流提供了丰富的样本。 二、初探：微生物的功与过 活动二：畅所欲言话分类 10min 1.这么多微生物，能不能给他们分分类？ 2.学生回答，并陈述分类理由。教师引导通过对人类的价值进行分类。（板书：功 过，并用竖线隔开） 3.从功过的角度来分的话，大家都同意这个分类结果吗？（学生点头，达成一致）（教师手指霉菌）我想问问，为什么说霉菌是有过的微生物呢？ 4.学生解释：它会让食物腐烂、发臭，腐败，无法食用。 5.真是这样吗？我们一起来看看视频（播放苹果腐烂视频） 谁能说说，你从视频中看到了什么？（苹果被分解，腐烂，白色的毛）追问：毛是什么？（发霉了，是霉菌。）所以，你们觉得这应该属于——（过）我还想问一问，腐烂的苹果后来怎样了？（变小了，分解了，消失了）（变成腐殖质，为土壤增肥。）那这是还是过吗？追问：所以，你应该如何评价这种让苹果腐烂的微生物呢？（有功也有过，关键看从什么角度）（板书：擦除竖线格挡，横线连接功——过） 6.你还知道哪些微生物也像霉菌这样？（大肠杆菌，能平衡肠道菌群，但如果进入胆囊和膀胱等处就有可能引起局部发炎） 7.小结：我们应该综合考虑，才能合理评判微生物的功过。 ［设计意图]通过师生、生生交流丰富、完善学生对微生物与人类之间关系的理解，明确微生物对人类有功也有过。在此基础上，以“苹果腐烂”事件中霉菌的功过讨论让学生在思维的交流碰撞中意识到功与过不能简单割裂开来，潜移默化地培养他们从正反两方面辩证看待问题的习惯。 三、辩证看待微生物的功过 活动三：阅读资料明历史（青霉素的发现与新冠肺炎疫苗的研发）15min 1.（PPT出示青霉素的图片）接下来，我们来看一张微生物的图片。（请学生阅读资料）这是霉菌的一种，叫做青霉菌。通常，我们可以在腐烂的水果、蔬菜、肉食中看见它。青霉菌会引发引起柑橘、大米的霉变，产生的毒素对动物的神经系统、肾、肝脏均有毒害。 结合这些资料，你有什么想说的？ 2.接下来，我们来认识一位伟微生物学家，英国的弗莱明。他是1945年诺贝尔生理学或医学奖的获得者之一。想知道他是怎么获奖的吗？这和他在1926年的一次实验有关。（PPT出示弗莱明发现青霉素的故事） 你觉得，弗莱明获得诺贝尔奖的理由是什么？ 青霉素的发现和什么微生物有关？ 你如何评价这种微生物？ 3.同学们，这两则事例中涉及到的微生物其实是同一种。知道这个事实后，你心中又会产生什么想法？（了解微生物，扬功抑过） 4.你还知道哪些类似的，经过对微生物科学研究后，造福人类的例子？ 人类科学家攻关新冠肺炎病毒结构，研制疫苗的案例。而在这一场没有硝烟的战争中，我们中国研发的疫苗已经居于世界领先地位。为抗击疫情作出了突出贡献。（板书：功加上闪光线） ［设计意图]由于青霉素以及后续众多抗生素的发现对治疗细菌性感染有着划时代的意义，以此为例进行介绍，有利于学生深刻感受微生物的“功”，并了解一些科学史的知识。对于新冠肺炎疫苗的介绍，既贴合时事，又能激发学生的自豪感和使命感。 5.（提示）现在，国内外新冠肺炎疫情依然没有止息，大家也更加注意日常对病毒的防护。你知道哪些方法？或者见过哪些防护方法？ （PPT播放课本图片）这些杀菌的方法运用了什么原理？ 6.我们会根据微生物的特点来发挥长处，造福人类。而对于一些对人有害的微生物，如致病细菌、病毒，我们则会想方法来抑制灭除它们。（板书：过打叉）你们知道哪些方法呢？ 学生发言。 ［设计意图]从人的健康角度而言，消灭病菌意义重大，这也是学生在日常生活中经历并关心的事情。让学生掌握一些讲究卫生以及防病知识，有利于他们健康成长。 四、自制酸奶的启示 活动四：品酸奶 聊原理 10min 1.同学们的表现太棒了！我也给大家准备了一点小奖励。昨天老师制作了一些酸奶，想要分给大家品尝一下，和你常喝的超市里的酸奶比比看。希望大家如实告诉我你的感受和发现。 2.分组品尝。交流：粘稠，无味道，酸味，奶味。 3.为了确保大家品尝的是原汁原味的酸奶，这是无任何添加剂的。大家可以根据喜好和口味自行进行后续的添加。 4.真的是老师制作的，有视频为证。（播放制作过程） 5.想不想自己动手试试？你觉得要制作成功，关键要注意什么？ 6.如果要给大家提到的这些注意事项排个顺序的话，你觉得最重要的是哪一项？ ［设计意图]制作酸奶是比较容易达成的有益菌繁殖活动，学生可以通过自制酸奶，感受细菌（乳酸菌）的繁殖速度和作用，体会到细菌（乳酸菌）对人的益处。考虑到自制酸奶耗时较长，难以在当堂课上呈现，因此采用教师先出示自制酸奶成品让学生品鉴引发学生关注，后提供酸奶制作步骤鼓励学生分析的方式，从技术层面引导学生解释其中一些做法的原因，知其然还要知其所以然。 五、总结 今天我们一起交流了微生物的功与过这个话题。微生物作为地球生态系统中的重要组成部分，与我们的生活密不可分。希望大家能运用好今天课上学到的知识，扬功抑过，让这些微小的生命更好地造福我们的生活。 第二单元 仿生 5.生物的启示 【教学目标】 [科学知识] 1.知道物品和动植物形态之间的相似之处。 2.比较巢房，知道正六边形巢房结构的优点。 3.比较鱼和船，知道两者之间的关联。 4.了解鸟与发明创造的关联。 [科学探究] 1.多角度地探究蜂巢的结构特点，知道蜂巢结构在生活中的应用。 2.对仿生设计产生探究的兴趣。 [科学态度] 1.在科学探究中，能意识到要用实验、计算、推演验证。 2.在科学探究中，乐于尝试，通过资料查询、案例分析来得出结论。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到科技的发展给人们的生产、生活带来的便利。 2.结合生活中常见的应用仿生的实例进行研究，寻找其中的原理，并思考是否可以进行改进。 【教学重点】 认识不同的仿生现象。 【教学难点】 多角度探究蜂巢结构的特点。 【教学准备】 [教师]课件和视频。 [学生]铁丝网局部、塑料吸盘、小降落伞、魔术贴、正三角形、四边形、五边形、六边形卡片、A4纸，记录卡、笔。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、建立仿生物品与动植物之间的关联 1.同学们，桌上有以下材料，你见过吗，它们有什么作用？（局部铁丝网、塑料吸盘、小降落伞、魔术贴；学生自主触摸、感受，联结生活体验） 它们能具有这样的作用，与它们的形状有什么关联？你能写一写吗？（将学生对物品的思考聚焦到形状，为后续勾连动植物形态打下基础。学生讨论物品形状特点后，将形状功能用简介的语言归纳到表格中） 2.思考：刚才我们接触这些材料，似乎能与自然中的一些朋友产生联系。看看屏幕上的这些动植物，桌上物品的形状和功能，与它们有什么相似之处呢？（屏幕课件展示图片：植物带刺的茎、章鱼底部、苍耳、蒲公英；学生讨论交流桌上物品对应哪一种动植物，阐述理由并思考相似之处。教师侧重引导学生用科学的语言表达二者之间的相似点。） 3.我们身边有很多物品都能在自然界中找到原型。生物在长期进化的过程中，形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点，人们从中获得了很多启示。今天，就让我们一起来看看，我们人类从生物中获得的启示。（出示课题） 除了刚刚的物品，你还知道哪些物品的设计受了动植物的启示？ ［设计意图]从学生的原有经验来看，他们并不清楚什么是仿生，通过实物触摸体验，让学生将动植物与仿生品的形状、特点关联起来，意识到人类创新设计出的一些物品是受到了动植物的启发。 二、探究蜂巢房的结构优势 1.生物在长期进化过程中，为了更好的生存，其掌握了更多奇妙的本领。例如，小小的蜜蜂，就拥有者令人惊艳的建筑能力。（展示蜂巢图片）对于蜂巢的形状结构，你能提出什么值得研究的问题？ 引导学生聚焦自主提出问题，例如 ——问题1：蜂巢形状为六边形，为什么不是其他形状？ ——问题2：六边形的蜂巢是不是更加节省材料？ ——问题3：六边形的蜂巢是不是更加坚固、抗压？ （将学生的问题汇总，对应探究活动选择） 2.问题1：蜂巢的形状为六边形，为什么不是其他形状呢？我们尝试下用其他形状。（分发正三角形、正四边形、正五边形、正六边形的硬卡纸到各组，各组尝试拼接，交流结果） 3.同学们发现，同种正多边形，能密铺的只有正三角形、正四边形、正六边形。那为什么蜂巢不是正三角形、正四边形，而是六边形呢？你能说说你的猜想吗？（可以直接引到问题2的探究设计） 4.问题2：（1）阅读材料：我们假设用3种面积相等的正三角形、正四边形、正六边形建蜂巢，每种图形的内切圆直径，以及蜂巢壁总长度已在阅读材料当中，请阅读后尝试进行排序。（屏幕展示数据，分析使用六边形筑巢对的优劣点，辩证看待正六边形的筑巢方式） 问题3：（2）用A4纸折成正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱，比较下抗压能力的差别。 师：通过以上两个活动，你能说说，如果你是蜜蜂，你会选择哪种形状建蜂巢？为什么？（讨论汇报交流） 5.总结思考：使用这样的结构建蜂巢，有什么好处？（拓展思考） ［设计意图]以蜂巢为例，感受生物进化的完美，为人类创造发明提供了很好的借鉴。 三、对比鱼和船相似性，建构仿生学概念 1.蜜蜂用它的辛勤智慧搭建起了牢固的蜂巢，人们也从蜜蜂的蜂巢得到了很多的建筑方面的启示。（可播放蜂巢结构科普视频） 人们为了生存的需求，也从更多的动植物身上得到了启示。例如，我们在造船时，会从哪种动物得到启示？（展示鱼类3D动画模型，条件允许情况下可使用电子书包。大屏幕展示船只的各结构图片） 2.那么，你若是船舶设计师，你会从鱼身上的那些结构特点，把它运用到船上来呢？ 鱼骨、脊椎——船身支架 鱼鳍——船桨、脚蹼 鱼尾——船尾螺旋桨 鱼鳔——气囊、潜水艇排水器 ［设计意图]引入第二个仿生事例。利用学生熟悉的且有较强认同感的鱼和船进行分析，进一步深化学生对仿生的理解，为仿生概念的提出做好铺垫。 四、拓展活动 1.就像刚刚的活动一样，人类模仿生物的结构和功能，创造各种人造物。这些做法逐渐发展为一门从自然中学习，进而应用到工程技术中的学科——仿生学（板书）。 2.仿生学是工程学的一门基础，我们生活中大量物品都是仿生学的产物。大家课后可以通过资料查询，了解人类从鸟的身上获得了哪些发明创造的启示，并与同伴一同交流分享。 ［设计意图]学生在对蜂巢结构和鱼的分析之后，已经有能力独立研究动植物和仿生物品之间的关联性了。这是对学生探究能力的一次锻炼和提升，也是研究话题的再一次延伸。 6.蛋壳与薄壳结构 【教学目标】 [科学知识] 1.知道蛋壳的特点。 2.认识拱形和蛋壳都具有承受力大的特点。 3.了解拱形结构在仿生学在建筑物上的应用。 [科学探究] 1.能基于所学知识，在事物观察后提出可探究的科学问题。 2.尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。 3.通过对比蛋壳和拱形，探究两者之间的关系。 [科学态度] 1.在进行合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。 [科学、技术、社会与环境] 1.了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。 【教学重点】 探究蛋壳和拱形的承重能力。 【教学难点】 探究拱形的承重能力。 【教学准备】 [教师]课件和视频 [学生]完好的鸡蛋，蛋壳，平板，纸张，重物。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、导入 1.师：请同学们观看这张图片，这是什么？ 生：一盒鸡蛋。 2.师：为什么超市出售的鸡蛋总是用塑料或者纸盒包裹的严严实实? 生：因为鸡蛋是“易碎品”,纸盒可以避免鸡蛋破碎。 3.师：是的，蛋壳的确易碎，但你可别小看这一枚枚“易碎”的蛋壳，它在建筑业上为人们做出了巨大的贡献！ 揭示课题：这节课让我们一起探寻蛋壳的奥秘吧——《蛋壳与拱形建筑》。 ［设计意图]出示一幅常见的“盒装鸡蛋”图，调动学生的生活经验，回顾鸡蛋“易碎”的特点，将与后续发现蛋壳具有承受力强的特点产生认知冲突，从而加深印象。 二、探究蛋壳的结构 （一）观察并描述蛋壳的特点 1.师：你仔细观察过鸡蛋吗？接下来请以四人小组为单位观察鸡蛋壳（“完整的”和“打破的”），它是什么形状？有什么特点？ 生：完整的蛋壳是球形的、肉粉色、表面较为光滑。 生：打碎的蛋壳从侧面观察，看起来很薄，并且用手轻轻一掰就碎了…… 生：敲击桌子边缘，蛋壳就开裂了。 2.小结：通过刚刚的观察，我们不难发现鸡蛋的形状是椭球形的；且蛋壳很薄；用手掰或者敲击坚固的物体时容易碎。（板书：鸡蛋，椭球形，薄，敲和掰的时候易碎） ［设计意图]引导学生观察蛋壳的特点，主要是关注它的形状，初步感知鸡蛋壳的形状是椭球形的。 （二）探究蛋壳结构的精妙 1.师：我们知道母鸡孵蛋时，整个身子都压在蛋上。为什么母鸡不会害怕自身重量压碎鸡蛋呢？ 2.师：这样薄薄的蛋壳，结构上究竟有什么精妙之处？接下来通过三个小实验一探究竟： 【实验一】 3.师：用手紧紧握住蛋壳，蛋壳这么薄，能禁得住这样的挤压吗？蛋壳会碎吗？要注意：握鸡蛋时，要均匀用力握，不能掐、磕。） （学生以小组为单位体验握鸡蛋实验） 生：我紧紧握住鸡蛋，但是蛋壳居然没有碎！ 小结：刚刚同学们尝试从外面施加均匀的握力，鸡蛋没有碎。 【实验二】 1.师：如果多几个鸡蛋，是否能承受更大的压力呢？ 2.师：接下来我们测试四枚鸡蛋的承重能力。我们可以怎样进行测试？ 生：可以把四枚鸡蛋立起来，在上面放上重物，观察它是否能够承受压力。 3.师：是的，我们可以将四枚鸡蛋放在塑料瓶盖上，上面盖上同样的瓶盖；放上一块平板，在平板上放重物（书），测试四枚鸡蛋能够支撑多重的物体（书本）。 4.师：你认为这个实验要注意什么？ 生：书本要轻轻放，要居中放不能倾斜一侧。 生：要慢慢放，每放一本要观察鸡蛋是否有开裂的痕迹。 （四人小组为单位，开展实验，时间控制在5分钟） 5.师：你有什么发现？ 生：我们小组的承受了十五本书的重量，但是蛋壳还没有任何要裂开的预兆，可能还能承受更多重量。 6.师：这个实验现象，说明了什么？ 生：说明蛋壳能承受较大的压力。 7.小结：鸡蛋壳在承受均匀的外力时，能承受很大的压力。 【实验三】 1.师：同学们，请看这幅图，小鸡在做什么？ 生：小鸡在孵化，它正用尖尖的嘴啄破蛋壳！ 2.师：蛋壳能承受很大的外力，但是为什么弱小的雏鸡只需要用小嘴轻轻啄几下就能摆脱天然的“牢笼”？ 生：可能从里面用力和从外面用力是不一样的。 3.师：接下来我们用笔尖来模拟一下小鸡啄蛋壳的过程吧。每组准备两只尖头铅笔，将铅笔笔尖悬空相同高度，分别坠落在蛋壳外侧和内侧同一位置，哪种情况蛋壳不容易被戳破？要注意：半个蛋壳的断裂面要尽可能地平整一些且不能有裂纹哦。 生：笔尖落在蛋壳内侧（凹面）时，蛋壳裂开了被戳破了。但是笔尖落在蛋壳外侧（凸面）时，蛋壳没有碎、没有破。 4.师：这个实验说明了什么？ 生：说明鸡蛋壳能承受较大的外力，但却很承受从内部施加的压力。 ［设计意图]通过两个实验探究蛋壳的独特之处，试着握碎鸡蛋、戳破蛋壳、用蛋壳承载重物，发现蛋壳承受力的形状优势。 三、了解拱形结构 1.师：蛋壳为什么有如此大的承受能力？和它的结构是否有关系？ 生：可能是因为蛋壳的形状是拱形的。 2.师：蛋壳每个部分都是拱形吗？如果我们把蛋壳切碎，碎蛋壳是不是拱形呢？ 生：蛋壳两端拱形弧度比较大，其他地方也是拱形，但是弧度不大。 3.师：我们怎样判断蛋壳每个部分都是拱形结构？ 生：我们可以把蛋壳切碎，用尺子和碎蛋壳碎片作比较，就可以判断蛋壳的各个部分是否都是拱形的。 （学生利用尺子和碎蛋壳进行比较） 4.小结：通过将蛋壳碎片和尺子作比较，我们能发现整个蛋壳都是拱形结构，拱形结构有什么特点？我们通过下面这个实验来验证一下。 【实验四：拱形承重】 1.师：用两张 A4 卡纸分别做成平桥和拱桥的桥面，在桥面上放置重物，比较两者的承重能力。你有什么发现？ 生：重物放上平桥，平桥很快就塌陷了，而拱形能承受更多重物，说明拱形结构能承受更大的力。 2.小结：拱形结构有和蛋壳相同的特征：坚固、能承重。 3.讨论：为什么拱形结构具有坚固、能承重的特性呢？ 4.总结：拱形受压时会把这个力传给相邻的部分抵住拱足散发的力就可以承受更大的压力，所以拱形所能承受的力量更重。 ［设计意图]从蛋壳到拱形，就是从蛋壳的构造过渡到对拱形结构的认识，这是本课探究过程的转折点，也是引导学生对又一对仿生事例的研究。观察比较蛋壳和拱形的外形，并通过测试拱形结构的承重能力，发现拱形和蛋壳都具有承受力大的特点。 四、生活中拱形结构的应用 1.出示图片：国家大剧院、台北小巨蛋、东京巨蛋、欧洲广场建筑、意大利悉尼歌剧院 2.师：请你找出图片中的拱形结构。 3.师：请同学上台在白板上画出你找到的拱形结构。 4.师：你还见过哪些拱形建筑或建筑物上的拱形结构？ 生：拱门、电灯泡…… 【知识加油站】 电灯泡：一个直径十厘米的灯泡两面可承受一个成人重量的压力。 无梁殿：南京紫金山下灵谷寺景区内有一座国内现存最大的无梁殿。它建于明朝，整座建筑全部用砖垒砌，没有木梁、木柱，全殿用砖石砌成大大小小的拱券结构，其中正殿东西向并列成三个拱券，中间的拱券跨度达11.5米，高14 米，两侧的拱券稍小，跨度为 5 米，高 7.4 米。全国各地的无梁殿的结构和建筑原理都与此相似。 ［设计意图]更多地了解拱形结构，需要去发现生活中的拱形建筑，这是对所学知识的一次应用和复习，同时可以扩充学生的认知面。引导学生关注生活中这类仿生物体的应用，进一步夯实对拱形优势的理解。 7.海豚与声呐 【教学目标】 1.知道什么是超声波，了解超声波回声定位和无线电波反射定位的原理。 2.通过阅读和对比，发现海豚、潜艇的声纳、B超、雷达相似的工作原理。 3.分工合作，提升团队合作的意识。 【教学重点】 了解海豚游行以及捕食的原理。 【教学难点】 分工合作，提升团队合作的意识。 【教学准备】 [教师]课件和视频 [学生]水，实验盘，方形木块，一次性塑料杯子、滴管，记录单 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、导入 1.（出示海豚图片）认识它吗？ 生：海豚 2.今天我们通过一段视频来了解一下海豚的生活。 3.播放海豚在水中游行和捕食的视频。 4.在视频中你看到了什么？ 生：海豚在水中灵活的游行，捕食。 5.为什么海豚能在水中这么灵活的游行捕食？这节课我们一起来探究一下。 生：通过眼睛观察周围环境；发出的声音进行定位…… ［设计意图]利用海豚图片直接导入，再结合视频引导学生聚焦到海豚灵活游行秘密上，通过充分的交流挖掘学生的前概念，为后续的教学奠定基础。 二、认识海豚的回声定位 1.同学们的想法都不一样。接下来，我们通过几则资料的阅读了解一下。 2.（出示阅读资料）学生阅读资料。 资料一： 有人曾做过这样的实验，在水池里插上36根金属棒，每排6根，然后把海豚放进去。只见海豚在棒中间游来游去，而绝不会碰到金属棒。即使把它的眼睛蒙上，它也照样畅游无阻。如果偷偷地在水池里放进一条小鱼，它就会立刻游过去进行捕捉。 资料二： 20世纪60年代，生物学家诺里斯发现，用橡皮蒙住海豚的双眼，它的活动丝毫不受影响，可把海豚的前额蒙住，它在水下就像瞎子一样，到处乱撞。显然，海豚是用前额发出声波来测定方向的。 资料三： 海豚不同于须鲸，它只有一个鼻孔，另一个鼻孔是封闭的，埋于皮下。声波就是靠这个封闭的鼻孔发生震动产生的。发声时，声波通过头部额隆，这个额隆就像凸透镜一样可以聚焦放大声波。海豚接收声波是通过下颌的骨骼组织，将分散的声波集中传送至位于下颌后部的内部耳朵，从而感知声波。 3.从资料中你获得了什么信息？ 生：海豚那么灵活和眼睛无关；是由前额的鼻孔里发出声波；鼻孔发出了声波，耳朵接收…… 4.交流：人们发现，海豚的音域比较宽广，可以发出两种声音，一种是人耳可以听见的声音，一种是人耳听不到的超声波。科学家研究发现，海豚是利用超声波获知水中的鱼饵或物体的存在。 （超声波：超过人能听到的最高频(20000赫兹)的声波，是人耳不能听到的声音。） 5.海豚是怎么利用超声波在水中灵活游行和捕食呢？ 生：前额（鼻孔）发出超声波，超声波遇到物体返回，耳朵接收。 6.请你画出海豚能自如游行的工作原理图。 7.学生画原理示意图。 8.交流学生的原理示意图，学生讲解——聚焦到超声波以什么形式传播。 9.超声波到底以什么样形式传播呢？因为超声波看不见，所以我们用水波来模拟超声波。 模拟超声波活动 ①用水波模拟超声波。 ②将实验盘装水，保持水面平静。 ③将水滴到实验盘中，观察水波的变化的情况。 ④在水中放入不同的物体（ ， ），再滴水，观察水波遇到物体时的情况。 ⑤画出示意图，交流发现。 10.交流发现：水波遇到物体会返回来。物体离波源的距离不一样，水波返回来的时间也不一样。遇到不同的物体后水波返回来的波形不一样。 ［设计意图]因学生对海豚回声定位的本领并不清晰，因此结合几则资料让学生通过资料阅读进行分析从而了解海豚。此外，借助可视的水波模拟超声波的活动，将看不见的海豚利用超声波反射定位的现象转化为直观现象，让学生在活动中形象化地感受过程和原理。同时，增进了学生的研究兴趣。 11.小结：海豚的前额（鼻孔）发出超声波，超声波遇到物体返回，进入到海豚的耳朵，海豚通过对接收到的信号进行分析，从而知道前方有无物体，物体的大小、形状和位置，就能灵活的游行和捕食了。这样的探路方式称为回声定位。 三、搭建海豚探路与仿生物品工作原理上的关系 1.我们已经知道了海豚在水中自如游行和捕食的秘密了。其实人类是很擅于向大自然学习的。人类利用海豚的这项本领做了什么？ 生：完善了声呐系统。 2.声呐系统被应用在哪些地方？它的原理是什么？ 你能尝试画出来吗？ 3.学生画声呐系统的原理图 4.你还知道人类的发明与我们今天介绍的海豚的回声定位原理相似的？ 5.学生交流。 6.介绍B超诊断仪和雷达，学生交流原理。 B超诊断仪：利用回声定位原理，将超声波射入人体，通过分析体内组织产生的回声，探测人体内部是否健康。 雷达：发出电磁波遇到目标时会返回，从而测定目标位置、速度等，为飞机导航。 ［设计意图]切入仿生话题，将雷达、声纳、B超、海豚探路等零散的认知，通过比较分析，找出相似之处，进一步加深对仿生事例两者之间关系的认知。 四、拓展——我是小小设计师 1.我们知道海豚的回声定位本领已经运用到许多领域，人们也还在做各种尝试。今天，让我们也做个小小设计师，运用海豚的本领尝试设计一个物品，解决我们生活遇到的一些问题。 2.学生交流。 3.学生画设计图并展示交流。 ［设计意图]通过学生根据回声定位原理自行设计物品，一方面加强了对仿生认识与应用，另一方面也渗透了工程设计意识。这个环节只要学生设计及解释合理即可。 8.我们来仿生 【教学目标】 [科学知识] 1.知道人体手臂的结构和功能。 2.知道仿生物品具有广泛的用途。 [科学探究] 1.能按要求制作手臂的结构模型。 2.能通过阅读资料和分析，了解一些生活中的仿生产品。 3.能通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。 [科学态度] 1.在科学探究中，能意识到要用实验证明自己的猜想。 2.在科学探究中，能从不同视角提出研究思路，完成探究、设计与制作，培养创新精神。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到仿生学给人们的生产、生活带来的便利。 2.根据生活需要进行研究，并结合仿生学展开思考是否可以改进或生产出仿生学产品。 【教学重点】通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计。 【教学难点】设计仿生产品的。 【教学准备】 [教师]课件和视频。 [学生]硬纸板、绳子、铆钉、“保护色”游戏道具。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、视频导入，制作模型 1.音乐具有强大的魔力，往往让人陶醉其中。下面想邀请大家一起来欣赏一场有些许不同的小提琴演奏。（视频内容：残疾音乐家的演奏视频。） 2.提问：悦耳的乐声戛然而止，这场表演的特殊之处在哪？ 3.师生交流。 4.提问：小提琴家依然能演奏出如此优美的音乐，依靠的是什么？假肢的作用是什么？ 5.学生回答：代替真实的手臂进行演奏。 6.追问：那么要想做出一个仿真度高的假肢你认为第一步要做什么？ 7.学生回答：了解手臂的结构和功能。 8.讲述：下面我们两人一组，通过伸直和弯曲手臂的动作感受并认真观察我们的手臂吧！ 9.同桌合作探究。 10.学生汇报：曲臂时，手臂在关节处弯曲；曲臂时上侧的肌肉有一点鼓起...... 11.讲述：我们一起观察手臂伸缩运动的动态图，验证一下你们的发现。（连接骨骼的肌肉称为骨骼肌，骨骼肌的两端分别连接两块骨骼，它们成对存在。曲臂时，上方的骨骼肌收缩、鼓起而下方的骨骼肌伸长、紧绷；伸臂时则相反。） 12.讲述：通过一系列的观察，大家对于手臂已有细致的了解。现在你能做出一个仿真的手臂模型吗？事不宜迟，我们马上开始！ 13.小组合作展开制作。 14.提问：哪个组愿意展示并讲解一下你们的模型。 15.学生介绍模型。 16.小结：了解手臂的结构与特征，从而模仿制作出一个十分相似的假肢来代替缺失的手臂，这就是一个仿生物品的产生过程。 ［设计意图]利用视频让学生直观感受假肢的仿真效果，激发起学生自制手臂模型的兴趣。以此为驱动力，有针对性的进行曲伸臂的活动，掌握手臂的结构和功能。通过手臂模型的制作，让学生经历仿生的探究过程，初步体验仿生学的思维和方法。 二、游戏体验，初历仿生 1.讲述：在此过程中，要善于观察并归纳出生物的特征，首先考验的就是大家的眼力。下面我们就来一场眼力竞技，看看谁最火眼金睛！ 游戏介绍：每组都会拿到一张图纸，找出隐藏其中的全部动物，比一比哪个组找的又快又准。(全班共丛林、荒漠、海洋三种不同的图纸) 2.小组展开游戏比拼。 3.提问：现在12张图纸已经按各小组的完成顺序排列在黑板上，你有什么发现吗？ 4.学生回答：图纸上动物颜色越缤纷的组越快；最慢的都是那些动物颜色和背景相似的小组...... 5.追问：那么你觉得哪种外形更有利于动物呢？ 6.学生回答 7.提问：你觉得动物的这个特征能被我们利用吗？能启发我们制成什么样的仿生产品呢？ 8.学生大胆猜想。 9.讲述:那么，如果要让自己隐藏在刚刚的场景中，你会为自己设计一件怎么的外衣呢？请各小组根据各自的图纸开始你们的绘制。 10.小组讨论并设计。 11.提问：看完各组的设计，你发现什么共同点吗？这种衣服你有没有似曾相识的感觉? 12.小结：是的，迷彩服的设计灵感就是来自于此，利用与周围环境相近的配色帮助军人更好的隐藏自己，不被敌人发现。仿生产品的制作可以从发现生物特征入手，再思考可以如何被我们利用，从而开展仿生产品的设计。 ［设计意图]在趣味性强、学生乐于参与的“保护色”游戏中融入仿生活动，引导学生在游戏中自主感受并总结“保护色”的重要作用，再尝试联系生活进行思考，最终完成迷彩服的设计。在轻松、愉悦的氛围中，亲历一次仿生物品的产生过程，加深学生对于仿生学的认识，建立自制仿生产品的信心。 三、实例分析，巩固仿生 1.讲述：随着科技的发展，机器人愈加频繁的出现在我们的视野中，你都见过什么样的机器人呢？长这样的机器人你见过吗？它有什么与众不同之处呢？我们一起通过视频来了解一下吧！ 2.全班观看六足机器人视频介绍。 3.提问：六足机器人有什么与众不同之处？ 4.学生回答：外形长的像动物；行走是以三条腿为一组进行的，形成了一个三角形支架结构；能在峭壁和陡坡、崎岖地形等特殊环境中稳定前行。 5.提问：那么它模仿的是哪种生物呢？请认真阅读四张介绍卡片上的信息，找出这种生物。 6.学生阅读信息卡，完成匹配。 7.提问：你是从哪些信息中成功完成六足机器人和竹节虫的配对的呢？ 8.学生汇报：外形十分相似；都有六足；都是以三条腿为一组进行行走；都能在特殊地理环境中稳定前行…… 9.小结：为了应对森林、沙地、沼泽等特殊路面，我们需要机动性、稳定性更强的机器人；结合实际需求设计师们再次将目光聚焦自然界中的竹节虫，最终在它身上获得了启示。从生活中遇到的问题或实际需求出发，带着困惑在生物身上找解决之道，再展开仿生产品的设计也是一种途径。 ［设计意图]通过视频和阅读卡，帮助学生进一步在生物与仿生物品间建立联系，通过从仿生物品到生物的逆向分析，强化学生的仿生思维。联系生活实际，说明仿生物品具有广泛的用途，为后续的学生仿生设计打下基础。 四、联系生活，自主仿生 1.讲述：刚好最近老师在打扫实验室时就遇到了这样一个小麻烦：在清洗各自瓶瓶罐罐时，像烧瓶这样口小体大的器皿用刷子清洗起来费时费力还常常洗不干净。你能带着这个问题从生物中找寻灵感设计个新型工具解决这个难题吗？ 2.师生交流：目前刷子的弊端是什么？我们希望达到的效果是什么？ 3.学生小组讨论并展开设计。 4.提示：如果毫无头绪可以找老师拿个锦囊找找灵感哦！(锦囊内有河豚的介绍卡片) 5.各小组分享各自的仿生设计方案。 ［设计意图]创设真实的生活情境，让学生尝试以解决实际问题入手，展开仿生设计，了解仿生的现实真正意义：仿生设计为生活服务，并引发学生思考和创新。 五、拓展延伸 1.讲述：通过本课的学习，大家尝试从生物的特征入手思考如何运用于生活，设计出了迷彩服；又试着从生活问题入手在生物身上找寻灵感，完成烧瓶刷的改良。选择你喜欢的方式，试着自主设计一个仿生产品吧！ 第三单元 地球的运动 9.昼夜交替 【教学目标】 [科学知识] 1.通过阅读，了解人类由天动到地动的探索地球自转的过程。 2.通过模拟实验，知道昼夜交替与地球自转有关。 3.将昼夜变化的自然现象与地球自转联系起来，知道地球每天自西向东围绕地轴自转，形成了昼夜交替与天体东升西落的现象。 4.知道地球自转轴及自转的周期、方向等。 [科学探究] 1.能进行自主科学阅读活动，并归纳与提取关键信息，用简洁的语言进行表述。 2.在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解地球的自转和公转运动产生的结果。 3.注重实验习惯和思维习惯的培养，引导学生规范活动、积极思考、及时记录、分析现象、得出并交流结论、及时反思等。 [科学态度] 1.意识到要用实验证明关于“昼夜交替的成因”的猜想。 2.对昼夜的变化及与地球运动的关系充满探究兴趣。 3.乐于从不同视角提出研究思路，创新方法与材料完成模拟实验探究。 4.愿意倾听、分享获得的信息，乐于表达、讲述自己关于昼夜交替的观点，能接受别人的建议并对自己的观点做出修正。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到科技的进步为人们认识天体运动和宇宙探索带来的便利。 2.认识科技的发展会带来人们科学观念的不断更新。 【教学重点】 通过模拟实验，了解由于地球的自转产生了昼夜交替现象和其规律。 【教学难点】 分析模拟实验和实际天体运动之间的联系。 【教学准备】 [教师]课件和太阳东升西落的视频。 [学生]手电筒、旋转支架、地球仪、铁丝、卡纸圆环、贴纸、方位卡（上北下南左西右东）、卡片（遮挡视线）、模型卡（太阳）、记号笔。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、故事导入，揭示主题 1.（出示白天和夜晚的校园图片）观察并思考：白天的校园与黑夜有什么不同？（明暗不同） 2.介绍：很早以前，人们就发现了白天与黑夜的光线不同，古代中国人做出了这样的解释：他们认为，太阳是住在东边海上的一只三足金乌，金乌从海上飞出，就迎来了白天，当它休息时就是黑夜。 3.提问：关于这个解释，你提取到哪些信息？ 4.小结：古中国人意识到昼夜的形成与太阳有关，太阳出现就是白天，太阳消失就是黑夜。 ［设计意图]利用学生熟悉的校园场景白天和黑夜的的图片，让学生联系实际生活，并将关注点聚焦到白天和黑夜光线的不同上，再适时提出古中国人对于昼夜现象做出的猜想与解释，让学生从古人的思考中链接自然现象，感知古人的想法，调动学习动机。 二、模拟实验一：昼夜现象的形成 1.交流：当然，我们已经知道地球和太阳都是球体，我们用地球仪和手电筒来代替（师出示地球仪和手电筒）。 2.提问：太空中的环境是明亮还是黑暗？（关灯、拉上窗帘） 3.演示：打开手电-亮（白天），关闭手电-暗（黑夜）。 （师将圆环卡纸挂在挂钩上，作为区分昼和夜的虚拟分界线，在地球仪的中国位置贴上贴纸） 4.思考：昼夜每天交替一次，好像没问题，这个神话传说似乎确实能够解释昼夜的形成？ 生：不对，太阳的照射是持续的，并不能像手电一样一开一关。 生：不对，按照这样的方法，地球的另一半永远都是黑夜。 生：不对，地球上还有其他的国家，我们有白天黑夜，他们也有。 5.小结：古中国人对于地球的形状没有概念，更不知道地球上还有许多其他的国家，所以他们只能从自己生活周围的自然现象进行推测，做出了片面的解释。 6.介绍：不可否认，地球上有昼有夜确实与太阳的照射有关。但仅仅只是照射，能解释这个现象吗？（视频：太阳东升西落。） 7.交流：你观察到了什么？（引导学生关注太阳的运动速度和光线的变化） 太阳从东边缓缓升起，又从西边慢慢落下。（追问：白天和黑夜的变换是突然发生的还是需要经历一定的过程？） 太阳升起，从黑夜变为白天，太阳落下，从白天变为黑夜。（追问：光线如何变化？） 8.介绍：我们地球上的人每天看到的是：清晨，太阳从东边缓缓升起，傍晚又从西边慢慢落下，昼夜交替，周而复始。所以，古希腊科学家提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕着地球旋转，从而产生了昼夜交替的现象。 9.思考：这个解释是否合理？ ［设计意图]该模拟实验较简单，通过教师的简单演示让学生先形成“太阳照射形成昼夜”的概念，再通过问题“古中国人对于昼夜形成的猜想是否有无法解释的地方？”促使学生寻找到矛盾冲突点。接着，通过视频“太阳的东升西落”帮助学生进一步建立自然现象与科学原理的联系，让学生明确“太阳的移动是缓慢的→光线的变化也是缓慢的→昼夜变化是过程性的”。最后，通过交流“地心说”理论，引发学生的进一步思考：“地心说能够解释我们看到的昼夜交替现象，但真的合理吗？”，为下个环节的研究打下基础。 三、模拟实验二：昼夜交替现象的形成 1.师生交流： 生：合理，这确实能够解释昼夜交替现象的形成。 生：不合理，如果太阳按照缓慢的速度绕着地球转，无法实现24小时转一圈。 2.思考：是否还有其他的可能？ （1）地球绕着太阳转； （2）地球自转； 3.介绍：是啊，有好几种可能，所以，波兰天文学家哥白尼在16世纪提出了“日心说”，认为不是太阳绕着地球转，而是地球绕着太阳转，昼夜交替现象是地球自转的结果。 4.引导：如何证明到底哪种解释是正确的？ 生：实验。 5.实验材料：地球仪、手电筒、支架、贴纸。 6.活动提示： （1）创造黑暗环境，在地球仪上的中国位置贴上贴纸； （2）将手电筒放在支架上，调节与地球仪之间的距离，让光斑大小与地球仪大小大致相同； （3）观察并思考： 地球仪的向光面和背光面分别代表什么？ 白天和黑夜的交界处光线是什么样的？ 白天和黑夜的交界处是一天中的什么时刻？ 哪些国家和中国一样处于白天，哪些国家处于夜晚？ 这几种转动方式是否能够产生昼夜交替？ 如果可以，它们产生的昼夜交替有什么不同？ 7.分组活动：模拟不同转动方式产生昼夜交替的情况。 8.交流汇报： 地球仪的向光面和背光面分别代表白天与黑夜；（师介绍：昼半球和夜半球） 白天和黑夜的交界处光线较弱，缓慢过渡； 白天和黑夜的交界处是一天中的清晨和傍晚； 和中国一样处于昼半球的国家是白天，处于夜半球的国家是夜晚； 这几种转动方式都能够产生昼夜交替； 它们产生的昼夜交替，星体走过的路程长短不同、绕过的圈大小不同； 9.数据分析，寻找证据：无论是太阳绕地球转，还是地球绕太阳转，走过的路程都很长，但地球自转走过的路程短，昼夜交替的周期为一天（24小时），所以昼夜交替现象的产生应该与地球的公转无关，是地球自转的结果。 （师边讲解边演示） 10.评价：能够结合现象与思考，分析得出结论是非常了不起的科学品质！ 11.讲解：当然，我们知道，地球在自转的同时也在围绕太阳公转，只不过昼夜交替现象的产生与地球自转有关。 12.互动：我们不仅知道了昼夜交替的真实原因，还能够针对昼夜交替的现象做出合理的解释，问题解决了。那么，请告诉我，这是一天中的什么时刻？（出示图片：清晨、傍晚……） 生：仅仅通过图片无法判断。 追问：那这里（出示地球仪和圆环卡纸，师手指白天和黑夜的分界线）是清晨还是傍晚呢？ 生：还是无法判断？ 13.提问：为什么还是无法判断？ 生：地球要转起来才能够判断。 14：提问：往哪个方向转？ ［设计意图]结合“日心说”理论，引导学生提出昼夜交替产生原因的不同猜想，并在尝试不同转动方式产生的昼夜交替现象的活动过程中，感知几种转动方式的不同，再由教师提供理论数据，师生共同分析，结合现象与思考寻找昼夜交替的真正成因。紧接着，通过反问“这是清晨还是傍晚？”让学生意识到应该进一步探究地球自转的方向，才能完整解释昼夜交替的自然现象。到本环节为止，学生完成了古人关于昼夜现象做出的一系列解释的学习，同时也能够在实践中加深理解，从形成正确科学观念的曲折与困难历程中，对科学研究充满敬畏之情。 四、模拟实验三：模拟地球的自转 1.思考：我们既看不到地球的转动，也感觉不到，怎么办？ 2.引导：我们能看到其他天体的运动，比如太阳，已知太阳东升西落。 3.提问：地球应该往哪个方向转，才能看到太阳的东升西落呢？ 4.分组活动： （1）活动材料：转椅、“上北下南左西右东”方位卡、卡片*2、模型卡（太阳）； （2）一位同学坐在转椅上，将自己当做地球，手持“上北下南左西右东”方位卡，眼睛两侧贴上卡片，另一位同学手持太阳模型卡； （3）第一次实验：坐着的同学保持不动，让太阳绕着他做“东升西落”运动； （4）第二次实验：太阳保持不动，坐着的同学顺时针或逆时针慢慢转动，仔细观察，哪一种转动方式和第一次实验时看到的“东升西落”现象一致； 5.小结：当逆时针转动时，能够看到太阳东升西落的现象，所以，地球自转的方向应该是逆时针。 6.提问：现在，你能够判断清晨和黄昏了吗？ 7.交流：由夜晚逐渐过渡到白天的那段时间是清晨，由白天逐渐过渡到夜晚的那段时间是傍晚。 8.操作：将卡纸圆环对折，将代表黄昏一侧的分界线用记号笔画斜杠。 9.观看视频：太空中看晨昏变化。 10.出示描述一天的时间的词语：黎明、清晨、上午、正午、下午、傍晚、夜晚、午夜…… 11.追问：难度升级。你能够通过今天所学的知识，判断一天中的任意时刻吗？ 12.互动： （1）教师选择一个国家，将地球仪转到某个位置，学生说出这个国家处于什么时刻。 例：师将中国转到昼半球的中间位置，学生说出“正午”。 （2）学生根据教师选择的国家和时间，将地球仪转动到合适的位置。（投屏展示） 例：师说“中国、傍晚”，生按照正确方向将地球仪转动到中国的傍晚时刻。 （3）学生根据活动手册的提示，完成相应记录。 例：当中国在白天时，处于清晨、傍晚、夜晚的国家分别有哪些（列举一个）？ 13.尝试解释：为什么会产生时差？ 14.观看视频：地球自转。 15.交流：你有什么发现？ 生：地球绕着地轴在转动。（追问：地轴是真实存在的吗？它的方位是怎样的？） 生：从北极点往下看，地球逆时针转动，但从南极点看，地球顺时针转动。 16.小结：在四年级学习“物体的运动”时，我们就知道了陀螺是围绕一个轴心旋转的。地球的自转也是如此，科学家们将穿过地球南北极的轴称为地轴，地轴是一根假想的轴，一端始终指向北极星附近。地球像陀螺一样绕着地轴逆时针自转，约24小时转一圈，所以昼夜交替一次的时间约为24小时。 ［设计意图]在前两个模拟实验的基础上，再次通过体验式的模拟实验，利用直观视角将天体的运动与自身运动相结合，弥补小学生在空间想象力方面的不足，准确感知由于地球自转方向不同而引起其他天体升落方向的不同，并通过自然现象判断出地球自转的正确方向。同时，再利用辅助互动活动：用多种方法正确判断一天中的任意时刻，以及视频“地球自转”最后再通过视频“地球自转”进行归纳的小结，形成地球在宇宙空间中绕着地轴转动的完整概念。 五、知识应用，解释关于地球自转产生的自然现象 1.思考：人们最终意识到了地球的自转，但为什么我们感觉不到它的自转，反而觉得是太阳、月亮和星星在移动呢？ 2.讲解：我们感觉不到地球的自转，是因为我们跟着地球一起转动。正因为如此，以前的人们才无法想象地球自身会转动，直到他们从生活的蛛丝马迹中找到了越来越多的证据，比如：这是一位摄影爱好者拍到的北极星及周围星星的运动轨迹，你能用今天所学的知识分析并作出地球自转的解释吗？ 3.交流：因为地球在自转，所以用长时曝光拍摄后，星体的运动会留下轨迹。北极星几乎处于正北方位，在地轴的延长线上，所以看起来北极星看起来“不动”，而其他星体旋转。 ［设计意图]通过对延时摄影的照片进行分析，让学生应用所学知识对现象进行解释与说明，学用结合。 六、拓展与延伸：科学与生活 1.拓展思考： （1）你能用今天所学的知识解释为什么地球的南北两极会出现极昼和极夜现象吗？ （2）请解释：为什么金星上看到的太阳是西升东落的？ （3）昼夜交替可能会对地球上的生物带来什么影响？ 2.延伸阅读： 随着科学技术的不断发展与进步，我们能够通过更多方式来证明地球的自转，请利用课后时间自行阅读活动手册第9页拓展资料，并留心观察生活中的各种现象，寻找更多地球自转的证据吧！ 3.技术应用： 虽然，现在我们还不能到宇宙空间中去，但各种天文软件的使用，能够帮助大家更直观地了解宇宙中的各类天体是如何运动的，比如：（师介绍手机APP“地球运动”）。请各位小科学家利用课后的时间，应用新技术满足你们的“太空梦”，期待你们更多神奇的发现！ 4.课后观察： 昼夜交替是否会对地球上的动物和植物产生影响呢？请利用课后时间，选择自己感兴趣的动物或植物进行观察与记录，通过多种不同的方式了解它们白天和夜晚的变化，下一节课一起来分享有趣的发现吧。 ［设计意图]通过“拓展思考”，让学生联系所学知识解释相应自然现象，考查学生的知识掌握与内化迁移情况。通过“延伸阅读”与“技术应用”，让学生意识到技术的发展能够推动研究的进步，研究的进步又进一步推动技术的发展，同时能够将课堂延续到课后，将知识延伸到生活。最后，利用课后时间对动物和植物进行观察与记录，为后课的学习做好准备。 10.昼夜对植物的影响 【教学目标】 [科学知识] 1.知道昼夜对植物产生的影响。 2.了解植物的开花时间。 3.了解可以根据不同植物的开花时间，编制花钟。 [科学探究] 1.通过观察，知道昼夜对植物产生的影响。 2.通过观察与阅读，了解植物的开花时间。 3.根据不同植物的开花时间，编制花钟。 4.选择一种夜晚开的花，观察并记录它的开花过程。 [科学态度] 1.乐于参与观察、调查等科学活动，并能在活动中克服困难，完成预定任务。 2.具有基于证据和推理发表自己见解的意识。 [科学、技术、社会与环境] 了解所学的[科学知识]在日常生活中的运用。 【教学重点】 知道植物随昼夜交替产生的变化和开花的时间，编制花钟。 【教学难点】 观察记录夜晚开花植物的开花过程。 【教学准备】 课件、制作花钟模型的材料（卡纸、剪刀、植物图片）、资料卡。 【教学时间】1课时 【教学过程】 课前观察指导：请从以下表格中选择一种植物进行相应的观察，分别在白天、夜晚给它拍张照片，贴在相应的表格中，并查找资料介绍这种植物花的开合或叶片的张合情况。 观察部位 植物名称 观察植物的花 芍药花、睡莲、荷花、太阳花、丝瓜花、夜来香、紫茉莉 观察植物的叶 花生叶、白三叶草、酢浆草 ［设计意图]提供结构性的材料，让学生有针对性地进行观察。 一、情境导入 1.黑板展示学生的观察记录，谈话：观察是科学探究的一种基本方法。课前老师已经布置每个同学选择一种植物,观察并记录植物昼夜不同的样子。这是一部分同学的观察记录（记录表见活动手册第10页 观察并记录周围植物昼夜的不同样子），请同学们来说说看你的发现。 2.学生交流。 3.揭题：看来呀，昼夜对植物会产生影响。今天我们就一起来学习昼夜对植物的影响。（板书：10.昼夜对植物的影响。） ［设计意图]通过呈现课前观察表让学生进行交流，使学生初步意识到昼夜会对植物产生影响。 二、探究新知 （一）活动一：了解自然界中受昼夜影响的植物变化 1.课件出示更多植物随昼夜交替而产生的变化图片，引导：请同学们结合课前观察及这些图片，具体说说看，昼夜对植物的哪些行为产生影响呢？ 预设生：昼夜变化会对植物产生影响：（1）影响花的开合；（2）影响叶片的张合。 预设生：通过课前的资料查阅，我还知道了昼夜变化还会影响植物的生长。 2.教师板书: 3.引导：同学们归纳出昼夜变化对植物产生的影响有这些。对此，你有什么疑问吗？ 预设生1：昼夜变化为什么会对植物产生影响呢？ 预设生2：植物为什么要选择不同的开花时间呢？ …… 4.谈话：针对同学们提出的这些问题，谁来说说看你的想法？ 5.引导：同学们都说出自己的想法，为了让同学们更加深入了解这些问题，请同学们阅读资料卡1。找出关键词句，用笔标出来，并用思维导图来归纳。 6.先个人活动（找出关键词句，并用笔标出来），再小组活动（用思维导图来归纳）。 7.小组交流汇报。 8.小结：由地球自转引起的昼夜变化会导致地球温度、光照、湿度等方面的变化，从而对植物的行为产生影响。 ［设计意图]在问题的引领下，结合课前探究及资料阅读，给予学生探究的脚手架，让学生进一步了解自然界中受昼夜影响的植物变化及其原因。 活动二：了解林奈花钟，并编制花钟 1.谈话：为了更加了解昼夜对植物产生的影响，上周末老师也再次到植物园对植物进行细致地观察，在这过程中，老师偶然遇到植物园项目负责任人——小李，这里为了便于称呼，同学们可以称呼他为李叔叔，于是两个人聊了起来，在聊天的过程中，李叔叔了解到这星期我们将学习《昼夜对植物的影响》这节课时，非常地兴奋，并委托我将这封信及录音带给大家。你们想知道信的内容吗？ 2.课件呈现信的内容并播放录音。（大致内容：亲爱的同学们：你们好，我是植物园项目负责人——李叔叔，很高兴能用这样的方式与大家交流。200多年前，瑞典生物学家林奈编排出一个富有情趣的花钟，直到现在，人们仍然喜欢以钟的形式来装饰花坛。最近植物园也准备建设花钟，听你们老师说：“你们这周将学习《昼夜对植物产生的影响》这一节课，还听说你们平常乐于探究，喜欢设计制作东西。”听到这里我满是兴奋，想着终于找到小伙伴啦！想邀请同学们一起来设计花钟，并制作成模型。花钟在设计时需考虑以下两点：（1）通过花的开放较为准确地指示时间；（2）美观宜人，适合观赏。李叔叔等着你们的好消息，期待收到你们设计并制作的模型。） 3.谈话：李叔叔交给大家什么项目？有什么要求？你们有信心完成这个项目吗？ 预设生：项目：设计制作花钟。要求：（1）通过花的开放较为准确地指示时间；（2）美观宜人，适合观赏。 4.谈话：看来大家自信心满满，为了完成这个项目，我们该怎么做呢？ 预设生：我们想要了解林奈花钟，在了解的基础上才能设计花钟。 任务一：阅读资料，了解林奈花钟。 1.谈话：思路清晰。接下来就请学生们阅读资料卡2，一起了解林奈花钟。 2.学生阅读资料。 3.提问：谁再来具体说说看林奈花钟是怎么指示时间的？ 任务二：设计花钟，并制作成模型。 1.谈话：了解完林奈花钟后，老师这里还为每一小组提供了一些植物具体的开花时间。接下来请小组完成以下活动：（1）完成花钟设计图。（2）小组根据设计图领取器材，制作花钟模型。 2.小组完成花钟设计图及模型制作。 3.谈话：待会请完成花钟模型制作的小组，将模型放到展板上进行固定，并确定一人负责讲解。其余同学进行参观，并把你们小组手中宝贵的一票投给你们认为是最佳花钟模型的小组。什么是最佳花钟模型呢？就是要满足这两点要求。最终，票数最多的小组将成为我们的“花钟设计能手”。 4.作品展评及颁奖。 5.引导：由于花钟可能有误差。因为植物开花除了有一定的时间外，还受地区、温差和气候的影响，同一种花，在我国南方开得早一些，而在北方就会迟一些。同学们还可以调查身边常见植物的开花时间，编制本地的花钟。 ［设计意图]以设计制作花钟模型为项目，让学生拥有真实的问题解决经历，创造性地解决真实情境中的问题。 三、拓展延伸 谈话：回去后，同学们可以选择一种夜晚开的花，观察并记录它的开花过程。昼夜对植物有影响，对动物是否也有影响呢？请同学们也可以观察身边的动物，并做好相应记录。 ［设计意图]通过拓展延伸，让学生课后继续探究，培养学生持续观察的意识及能力。 11.昼夜对动物的影响 【教学目标】 [科学知识] 1.知道昼夜交替现象会对动物活动产生影响； 2.了解动物适应于白天或暗夜生活的生理特征。 3.了解改变昼夜长短，生物生理习性会随之变化； 4.了解生物钟。 [科学探究] 1.采用不同方法调查几种动物的昼夜行为，交流并分析其中原因。 2.学会借助工具观察。 [科学态度] 1.乐于观察、愿意倾听、分享他人的信息； 2.敢于表达、讲述自己的观点； 3.建立良好生物钟，珍爱生命。 [科学、技术、社会与环境] 1.体会科技发展对调查动物昼夜行为带来的便利。 【教学重点】 调查动物昼夜的行为，知道动物有昼行性动物和夜行性动物之分； 了解动物适应于白天或暗夜生活的生理特征。 【教学难点】 夜间动物行为调查；了解动物适应于白天或暗夜生活的生理特征。 【教学准备】 [教师]课件、视频、阅读资料。 [学生]调查2-3种动物的昼夜行为资料。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、谈话导入新课 1.同学们在之前的学习中我们知道了地球每天自西向东围绕地轴自转，形成昼夜交替，它对植物有一定的影响，那么昼夜对动物有影响吗？课前老师让大家选择2-3种感兴趣的动物，通过不同的调查方法，了解它们昼夜的行为，有谁愿意来分享分享呢？ 2.学生分享调查结果 3.小结：看来昼夜对动物有一定的影响！有的动物通常在白天活动，我们称为“昼行性动物”，有的动物通常在夜间活动，我们称为“夜行性动物”。 4.提问你还知道哪些“昼行性动物”或“夜行性动物”。 5.学生回答并巩固概念 6.为什么昼夜对不同的动物会产生不同的影响呢？今天让我们一起来分析分析。 7.揭示课题：昼夜对动物的影响 ［设计意图]由前课导入，顺应学生思维；课前布置调查任务，了解学生现有调查水平，以此为起点展开后续调查指导；利用调查表格，根据动物昼夜行为直接分类，引出“昼行性动物”和“夜行性动物”的概念。 二、了解动物适应于白天或暗夜生活的生理特征 1.仔细观看视频，在资料卡中记录猫头鹰在夜间活动的生理特征及特殊本领。 2.学生记录并在交流讨论中完善资料卡 2.听觉灵敏（左右耳收声时间差，能准确分辨声源方位，有耳羽，增强收声效果） 3.飞行无声不易被察觉（羽毛细密柔软） 3.为何猫头鹰不适应在白天生活呢？ 4.教师引导学生讨论（如白天强光伤害眼睛、声音嘈杂干扰多） 5.看来昼夜对猫头鹰的影响很大，对其他动物也是如此吗？请阅读资料，模仿猫头鹰的知识卡片，制作昼夜对猫、蝙蝠、萤火虫、蜜蜂等动物影响的资料卡并分享。 6.提问：课前大部分同学观察的都是昼行性动物呢，为什么不观察夜行性动物呢？ 7.交流并讨论人类在白天或暗夜的不同表现，了解人类适应于白天的生理特征。 ［设计意图]本环节采用视频与阅读相结合，提升学生资料识别、筛选、整理能力；在课前的调查任务中，学生根据自己的水平对调查的动物有一定的了解，但以五年级学生的总体水平来看，还需更为细致的指导和完善，因此本环节引导学生仔细观看视频，从中获得猫头鹰夜间活动的生理特征及特殊本领，进而讨论为何猫头鹰不适应在白天生活，层层深入，全面了解昼夜对猫头鹰的影响，完善资料卡，为后续其他动物资料卡提供样本。通过学生课前观察样本引出昼夜对人类的影响，在讨论人类不适合夜间生活的同时进行生命教育，达到学科融合、五育并举。 三、改变昼夜长短，生物生理习性的变化，强化昼夜对动物的影响 1.如果白天变成20小时，人类会如何呢？ 2.学生讨论，并分析利弊。 3.改变昼夜长短不仅会给人造成影响，对动物植物也有，请阅读下面的资料 4.小结：昼夜对动植物的影可真大！时长改变，影响也随之不同。有利有弊！ ［设计意图]通过昼夜长短改变对动植物包括人类的影响中强化昼夜对动植物的影响，同时引导学生学会辩证看待事物。 四、生物钟的奥秘 1.生物体内有些基因通过指挥生物体的内分泌系统，调节生物的生理活动，使其与一天中不断变化的外部环境相适应，产生了内在的节律性，称为生物钟。 2.昼夜对动植物都有一定的影响，包括人类！良好的生物种对人体健康是有益的，反之则有害。请同学们一定要制定合理的作息安排，形成良好的“生物钟”，珍爱生命。 ［设计意图]了解生物钟的概念，引导学生制定良好的作息时间，提高白天学习效率，保证夜晚充分休息，形成良性生物钟，珍爱生命。 五、拓展任务 昼夜对动物的影响很大，包括人类。人类不适应夜间生活，但聪明的科学家们发明了很多工具、想到了很多方法来帮助我们在夜间开展各种研究。比如我们可以借助摄像机、撒石灰等进行夜间动物生活特征的观察，请同学们课后选择合适的方法，观察一只夜行性动物，完成资料卡。 ［设计意图]进行夜间观察指导，引导学生继续观察身边的动物，提升学生观察的能力。体会科技发展给人类生活带来的便利。 12.四季循环 【教学目标】 [科学知识] 1.地球每年自西向东围绕太阳公转，形成四季等有规律的自然现象。 2.知道四季的形成与地球围绕太阳公转有关。 3.知道四季变化对地球上一些现象的影响。 [科学探究] 1.在教师指导下，能用进行观察、调查、科学阅读等活动，并用简洁的语言进行表述。 2.在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解四季的成因以及地球上与之有关的自然现象的成因。 [科学态度] 1.表现出对事物的变化及相互关于进行科学探究的兴趣。 2.能从不同视角提出研究思路，用新方法、新材料完成探究。 3.愿意倾听、分享他人的信息；乐于表达、讲述自己的观点；能接受别人的建议。 [科学、技术、社会与环境] 1.了解生活中常见的科技发展对人类探索宇宙带来的便利。 【教学重点】 通过模拟实验和建构模型等方法，了解由于地球的公转运动产生四季变化等自然现象和规律。 【教学难点】 模拟地球围绕太阳公转的运动状态，并将影子变化与地球运动联系起来。 【教学准备】 [教师]课件和视频。 [学生]地球仪、牙签、橡皮泥、灯泡、两支温度计、两个信封。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、图表导入新课 1.教师出示四张不同时期天安门照片，请学生找出不同。学生汇报：这是天安门在四个不同季节的照片。第一张是冬季，第二章是秋季，第三张是夏季，第四张是春季。教师追问：为什么会造成景色的不同呢？学生汇报：与气温有关。 2.教师出示北京市月平均气温图，请学生寻找规律。学生汇报：结合图表中的气温信息、分析，在一年当中，北京市的温度的变化总是先低后高再低；分析气温极值出现的月份，并提出规律与“四季”有关。教师小结：刚才同学们发现了北京在一年四季当中气温变化是有规律的。 3.教师出示北京市日出日落和昼长时间表：大家再来看看这张图，一年四季中还有什么事物的变化是有规律的呢？学生观察、讨论、填表、汇报：北京市一年中的昼长时间总是从短到长再变短，昼最长及最短出现的月份。 4.教师出示北京市正午太阳高度角变化图。学生观察、讨论、填表、汇报：北京地区正午太阳高度先低后高再低再高，正午太阳高度角最大及最小出现的月份。 5.教师提问：这些现象总是在北京周而复始地出现，其他地区是否也会出现这些规律？出示台湾省嘉义县正午太阳高度角变化图、云南省昆明市月平均气温和降水图。学生发现：在不同地区也存在相似的规律。 6.教师小结：这些现象总是在每一年周而复始地出现，你们还能说出哪些现象吗？学生举例、填表：动物迁移现象、植物生长变化、影子长短变化、人类着装变化等。 7.揭示课题：这些现象在每一年的四季中周而复始地出现，规律的变化是如何产生的、而四季又是怎么来的呢？ ［设计意图]阅读书本图，从生活经验出发，体会一年四季中气温、降水、昼夜长短、太阳高度等变化都是有规律的。 二、猜想四季的成因 1.提出问题：本节课，我们就来探究四季循环的成因。这些生活中常见的现象之间是否存在科学的联系？请小组内猜一猜、讨论并说出理由，记录在活动手册中。 2.教师巡视指导，收集学生猜想。 3.教师展示学生回答，学生汇报猜想。（注意，教师对于学生的猜测不武断否定和肯定） 4.教师提问：是不是像我们同学猜的这样呢，要如何证明你们的猜想？学生回答：通过实验取得证据。通过本单元第1课学会了利用光源和地球仪来模拟太阳和地球，可以设计模拟实验进行证明。 ［设计意图]通过讨论活动，引发将生活中常见的现象与科学相联系，思考地球上周而复始出现现象的因素是什么，进而初步与地球公转相关联。 三、探究地球倾斜与直射、斜射的关系，以及直射、斜射对温度的影响 （一）地球的倾斜与直射、斜射的关系 1.教师出示实验器材：我们依然可以选用光源和地球仪来模拟太阳和地球。它们之间的位置应当如何摆放呢？学生回答：地球会自转和围绕太阳公转。已知地球自转造成了昼夜的交替，猜测四季的变化可能与地球公转有关，地球每年围绕太阳公转一周。 2.教师提问：那么又要用哪些器材来模拟某地区周而复始地变化的现象呢？学生回答：影子长短比较容易模拟，可以通过在地球仪的不同位置上粘贴牙签来测量影子长度。要在公转轨道上取四个点进行测量，以区别四季的不同。 3.教师提供实验器材，引导学生进行实验：老师将牙签、橡皮泥及直立摆放的地球仪分发给学生，指导学生将牙签分别粘贴在赤道和北半球上，并按照椭圆形的公转轨道绕着灯泡旋转一周，进行实验并记录现象。学生汇报：虽然同一时间不同地区的影子长度不同（赤道地区影子短，而北半球的影子长），但是对于同一地区来说，当地球直立公转时一年只出现了两个季节（运行到远日点时影子长，运行到近日点时影子短）。学生猜想地球可能是倾斜着进行公转的。 4.教师鼓励学生更改模拟实验设计，将地球倾斜一定角度，而其他条件不变，进行对比实验。学生汇报：当地球是倾斜着围绕太阳进行公转时，一年会出现四个季节，影子的长短发生了周而复始的循环。 ［设计意图]通过一组对比的模拟实验说明地球围绕着太阳公转，地轴是倾斜的，引起了太阳的直射、斜射。 （二）直射、斜射对温度的影响。 1.教师提问：为什么你们认为影子的长短就能代表四个不同的季节？季节的标志还有什么？学生回答：气温、降水…… 2.教师追问：影子的长度会影响气温或降水情况吗？要如何进行模拟？学生讨论、汇报：气温比较方便模拟和测量。可以把温度计放在地球仪上，让光源从不同角度进行照射，相同时间之后观察温度计示数的变化情况。 3.教师引导进一步优化实验设计：把温度计放在信封里，分别直立及斜立于同一个热光源的等距离处。光线照到平放的信封上影子短，是直射；照到竖放的信封上影子长，是斜射。照射相同时长后观察温度计示数变化。学生实践操作、记录并汇报：发现光源直射的信封温度高于光源斜射的信封。 ［设计意图]通过一组对比的模拟实验说明太阳的直射、斜射导致了各个地区热量吸收不同，引导学生迁移实际分析四季变化的成因。 四、讨论四季的成因 1.教师提问：请将模拟实验二的现象联系实际进行分析。光源以及信封分别在模拟什么呢？学生讨论、分析：光源模拟的是阳光，光线照到平放的信封上模拟的是阳光的直射，照到竖放的信封上模拟的是阳光的斜射。通过实验可以发现，阳光直射的地区接收到的热量多于阳光斜射的地区。 2.教师提问：结合模拟实验一，是什么因素造成了阳光的直射和斜射？学生讨论、分析：地球是倾斜着围绕太阳进行公转的，导致地球在公转轨道上的不同位置时，太阳直射和斜射的情况不同，太阳直射时温度高，太阳斜射时温度低。学生补充：也发现有的地区一年中都不存在太阳直射的时候，太阳都是斜射，但有时倾斜角大，有时倾斜角小。 3.教师提问：大家通过模拟实验发现了地轴倾斜的秘密，还有什么相关的关键信息想要了解吗？学生提问：地轴倾斜的角度、地球公转的方向、哪些地方永远不可能有太阳直射的时间…… 4.教师播放视频：地球绕着太阳逆时针运动，自西向东围绕太阳公转一周的时间为一年，地轴倾斜的角度大约为23°26′。 5.教师提问：通过模拟实验和视频，阅读书本文字，你们学到了什么？学生总结：地球是倾斜着进行公转的，这造成了同一地区在不同季节里阳光的角度不同（即太阳高度角的不同），太阳直射时的气温高于太阳斜射时的气温，一年中温度不同引起了四季的变化。 ［设计意图]通过讨论引出地轴倾斜，公转时太阳斜射引起了地球的温度变化，分析了四季的成因。 五、读生活中的现象图，与地球的公转和自转相联系 1.教师出示生活中的现象图、视频：大家看看这些现象类似于公转还是自转？学生回答：溜冰绕一圈类似于公转，花样滑冰选手类似于自转。 2.教师提问：生活中还有哪些现象类似于地球的公转和自转？学生举例回答，教师借机检验 ［设计意图]将生活中的现象与地球的公转和自转相联系，通过读图形象理解地球的公转和自转。 六、模拟地球的自转和公转 1.教师提问：地球同时进行自转和公转，应该是什么样子的？小组之间来模拟太阳和地球的运动关系。学生小组内部模拟，一人扮演太阳、一人扮演地球。太阳不动，地球围绕着太阳进行公转，同时也在进行自转。 2.学生小组间展示，学生互评。学生可能注意到，地球应当是倾斜着进行自转的，以及地球公转一周的同时要自转365周等细节。 ［设计意图]通过模拟实验，进一步理解地球的公转和自转，亲身参与，化无形为有形。 七、科学阅读：极昼和极夜现象 1.教师提问：回忆之前在探究地球倾斜的秘密时，有同学提到，是否有些地区终年不能接收到直射的太阳光？学生回答：在地球的最北方和最南方，根据常识，南极与北极也是地球上最为寒冷的地区。 2.教师进行演示实验：南北极极昼和极夜的现象。配合播放极昼极夜现象视频加深理解。 3.指导学生阅读书本文字，并小结：南极和北极地区情况相反，其中一个地区极昼时，另外一个地区处于极夜。地轴倾斜着围绕太阳进行公转，不仅造成了地球上四季的变化，还会造成两极地区的极昼和极夜现象。 ［设计意图]学生在前面实验中也意识到南北极地区的不同，通过阅读了解其中的奥秘。 第四单元 简单机械 13.撬重物的窍门 【教学目标】 [科学知识] 1.通过比较和阅读，认识杠杆的结构，发现用杠杆撬起重物可以省力。 2.辨析生活中的杠杆，了解杠杆有省力的、费力的和为什么要用到费力的杠杆。 [科学探究] 1.通过利用平衡尺研究如何才能平衡，了解利用杠杆撬起重物省力的原因。 2.会做小杆秤并知道道小杆秤称重物的原理。 [科学态度] 1.喜欢进行科学探究活动，并从中体验和感受乐趣；留心周围事物，关注有关机械的使用和研究。 [科学、技术、社会与环境] 1.在组装、制作杠杆的过程中，感受工具发展对社会和生活的影响。 【教学重点】 用平衡尺研究杠杆的秘密。 【教学难点】 将平衡尺平衡的秘密与用杠杆撬起重物建立对应关系。 【教学准备】 [教师]课件和视频 [学生]杠杆尺和钩码12套、杆秤制作材料12套 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、导入新课 1.谈话：今天老师给大家带来了一个礼物，它在这奶粉罐里，谁愿意上来打开它？ 2.请学生尝试开盒盖并说说自己的感受和体验。 3.提问：谁能想个好办法很轻松地将盖子打开吗？ 4.学生讨论并尝试用工具（螺丝刀）将盖子撬开。 5.请学生撬开并再次说说自己的的感受和体验。 ［设计意图]利用打开奶粉罐的活动，引入杠杆，让学生亲身体验杠杆的作用，激发学生对学习杠杆的兴趣。 二、探究新知 （一）认识杠杆 1.（出示图片）提问：如果现在要移动一块你徒手无法搬不动的大石头,该怎么办？ 2.学生结合自己的生活经验说一说。 3.提问：同学们刚才想了很多方法，都很棒！结合前面打开奶粉罐的经验，我们可以用一根棍来撬，那么只用一根木棍就够了吗？ 4.学生回答。 5.过渡：一根棍子，当在它下面垫一块石头或其他能支撑棍子的东西，用它撬重物时，就不再是一根普通的棍子，而成为一种简单的机械装置，像这种装置我们称之为杠杆。这些棍棒怎么会产生这么大的力量呢，这节课我们就一起来研究撬重物的窍门。 6.谈话：要构成一个杠杆，必须有一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。 7.教师画杠杆的示意图，引导学生结合示意图分析，认识杠杆的支点、用力点和阻力点。 8.提问：杠杆到底是怎样省力的呢？让我们借助平衡尺来探究杠杆省力的秘密吧！ 9.教师（出示平衡尺）追问：平衡尺的支点、用力点和阻力点在哪里呢？ 10.学生回答。 11.教师说明实验操作： （1）调节平衡尺，使其在水平位置平衡。 （2）在支点左侧10 厘米处挂两个相同的钩码。（钩码需串起来挂） （3）分别在支点右侧5 厘米、10 厘米、20 厘米处挂钩码，观察需要多少个钩码才能使平衡尺平衡。 （4）将左侧的钩码移到15 厘米处，在右侧怎么挂钩码才能使平衡尺平衡。 实验注意事项： （1）每次平衡之前，都要先让平衡尺保持平衡。 （2）支点右侧每次只能挂一个位置，不能把钩码同时挂在右侧多个地方。 （3）小组分工合作，及时记录实验结果。 12.学生实验，并将结果记录在活动手册13页。 13.学生汇报实验数据。 14.提问：你们发现了杠杆省力的秘密吗？ 15.生答。（距离支点越远，保持平衡需要的钩码越少，越省力。） 16.讨论： （1）杠杆是否都省力？杠杆在什么情况下省力？以前面的平衡尺实验为例，当支点左侧10厘米处挂两个钩码，右侧在什么情况下挂的钩码数少于两个？ 学生回答。（支点到钩码的距离大于10厘米时） 杠杆在用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时，用力小于阻力，属于省力。我们把这种杠杆称之为省力杠杆。 （2）杠杆在什么情况下费力？平衡尺右侧在什么情况下挂的钩码数少于两个？ 学生回答。（支点到钩码的距离小于10厘米时） 杠杆在用力点到支点的距离小于阻力点到支点的距离时，用力大于阻力，属于费力。我们把这种杠杆称之为费力杠杆。 （3）杠杆在什么情况下不省力也不费力？平衡尺右侧在什么情况下挂的钩码数等于两个？ 学生回答。（支点到钩码的距离等于10厘米时） 杠杆在用力点到支点的距离等于阻力点到支点的距离时，用力等于阻力，属于不省力也不费力。我们把这种杠杆称之为不省力也不费力杠杆。 ［设计意图]借助平衡尺平衡实验，引导学生学生自主探究杠杆省力的秘密，发现平衡尺距离支点越远，保持平衡需要的钩码越少，为知道杠杆省力的秘密构建脚手架，紧接着分析到支点的距离和钩码数量之间的关系，让学生了解杠杆省力的原因并认识杠杆的类型。 （二）了解杠杆在生活中的运用 1.提问：在生产生活中有许多地方用到了杠杆，你能说出哪些？ 2.学生回答。 3.图示各种运用了杠杆原理的物品，找出其中的支点，并分析属于省力、费力还是不省力也不费力。 4.讨论：有些杠杆不省力，为什么我们还要用它呢？ 5.费力杠杆虽然费力，例如铁锹、扫帚、镊子、钓鱼杆等，但是使用它们可以使操作变得更加方便。 6.提问：杠杆原理在我们生活中也有广泛的运用，瞧，这是生活中常见的跷跷板，小朋友如何才能翘起坐在另一端的成人呢？ 7.学生回答。（成人尽可能往支点靠近，小朋友越能轻松翘起大人。） ［设计意图]用生活中的物品引导学生用科学课堂上学到的知识来分析生活中的运用。 （三）制作小秤 1.教师出示小秤，提问：这是什么？它是杠杆吗？ 2.学生回答。（它是杠杆，支点位于提纽与秤杆的接触点，用力点位于秤盘或秤钩的吊线与秤杆的接触点，阻力点位于秤砣吊线与秤杆的接触点。） 3.提问：小秤如何使用呢？ 4.学生回答并演示如何操作。（在秤盘里放入要秤的物体，另一头挂上秤砣保持平衡） 5.教师追问：小秤属于哪种杠杆？ 6.学生分析并回答。（省力杠杆） 7.谈话：其实早在700多年前，我国就开始使用杠秤了，我们今天也借助身边的材料制作一个小秤，我们看看具体怎么制作。（播放视频） 8.提问：在做小秤的过程中有什么需要注意的地方？ 9.学生动手制作。 10.学生利用制作好的小秤，尝试秤身边的物品。 11.提问：谁再来完整的说说看这其中蕴含的科学原理？ 12.学生回答。 ［设计意图]通过制作传统的测量工具杆秤，学会运用杠杆原理，在制作的过程中，手脑并用，提升学生的综合能力。 三、拓展 1.提问：大科学家阿基米德曾经说过，如果在宇宙中找到一个支点，就能把整个地球撬起来。他说得有道理吗？ 2.学生回答。 3.讲述：阿基米德与杠杆有着很深的渊源，投石器就是他发明的，我们一起来了解一下。（播放视频） 4.提问：投石器蕴含哪些科学原理呢？ 5.学生回答。 ［设计意图]通过这节课所学的科学原理，解释阿基米德的名言，并了解阿基米德与杠杆的故事。 14.拧螺丝的学问 【教学目标】 [科学知识] 1.通过观察，知道轮轴装置的结构特点及组成。 2.通过实验，知道轮轴是一种简单机械。 3.通过实验，知道轮轴在轮上用力时，轮轴是省力的。 4.通过实验，保持轮轴的轴不变，且在轮上用力时，轮越大越省力。 5.通过实验，知道轮轴在轴上用力时，轮轴是费力的。 [科学探究] 1.能通过观察，描述轮轴构造上的特点。 2.能通过实验研究轮轴省力的原理。 3.能寻找出与螺丝刀相同性质的轮轴用具。 4.能够识别出轮轴，并区分轮与轴。 5.能举例说明在轮上用力的好处。 6.能设计轮轴能省力的实验、仔细观察、及时记录、分析数据、得出并交流结论、及时反思等。 [科学态度] 1.在科学探究中，能意识到要用实验证明自己的猜想。 2.在科学探究中，乐于尝试运用材料、多种方法证明轮轴可以省力。 3.在好奇心驱使下，对轮轴产生探究兴趣，在探究过程中愿意倾听、分享表达自己的观点。 [科学、技术、社会与环境] 1.认识到机械能够省力，机械的发展给人们的生产、生活带来的便利。 2.在生活中寻找常见的简单机械的应用实例，观察简单机械装置的结构和作用，运用轮轴装置的传递改变力的大小。 【教学重点】 研究轮轴在什么情况下更省力。 【教学难点】 分析在轴上用力的轮轴的好处。 【教学准备】 [教师]两种大小不同螺丝刀把手、螺丝刀各12套，内六角螺丝、内六角扳手12套，木板12块（含配套内六角螺丝孔一个），轮轴实验装置12套、轮轴古代工具的图片或视频。 [学生]竹蜻蜓。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、趣味比赛导入新课 1.PPT显示趣味比赛规则 班级里个头最大的同学和个头小的同学比赛转动桶装水瓶，比比谁能获胜。个头大的同学转动桶装水瓶口，个头小的同学转动桶装水瓶底部，两者朝着不同的方向转动。 2.谈话：同学们，猜一猜谁会获胜。 3.请个头最大的同学和个头小的同学上台比赛。 4.谈话：太出乎意料了吧！为什么个头小的同学反而获胜呢？ 5.学生尝试解释原理。 6.教师小结，揭示课题：看来这可包含着大学问呢！今天我们一起来学习拧螺丝的学问就知道其中的原理了。 ［设计意图]通过个头最大的同学和个头小的同学比赛转动桶装水瓶，智造意想不到的结果，引起学生探究兴趣，为引出轮轴做铺垫。 二、观察螺丝刀和图片认识轮轴 1.谈话：其实生活中应用这个原理的装置有很多，比如螺丝刀和方向盘。这些装置有什么共同特点？（出示图片：桶装水瓶、螺丝刀、轮轴） 2.学生小组汇报：桶装水瓶、汽车方向盘和螺丝刀都分为两部分，一个大轮子和一根长轴。大轮子轮固定在长轴的一端，当我们转动轮时，长轴也跟着转动，并将运动传递给其他机械。 3.教师小结，添加观念：像螺丝刀、汽车方向盘这样，有一个轮固定在可以转动的轴上的机械叫做轮轴。（板书课题） 4.谈话：生活中还有哪一些轮轴装置呢？并说一说哪一部分是轮，哪部分是轴。为什么说它是轮？ 5.学生思考并汇报。 ［设计意图]学生虽然在生活中经常看到轮轴的实物模型，但是对轮轴这一科学概念是陌生的，所以通过大家熟悉的螺丝刀和方向盘入手，学生交流讨论后，教师引出轮轴这一概念。学生举例生活中的轮轴装置，教师不断追问学生，说它是轮轴，说一说哪一部分是轮，哪部分是轴？为什么说它是轮？从而强化学生对轮轴的理解，走出轮轴的轮一定是圆形轮子的误区。 三、比较使用两种螺丝刀拧螺丝时的用力情况 1.谈话：感受使用两种螺丝刀的用力情况。大家依次用螺丝刀杆和套有螺丝刀把套的螺丝刀，分别拧两个型号相同的螺丝。亲身感受一下，看你们有没有新发现？开始动手吧。 2.学生动手实验，教师巡视指导。 3.学生汇报并总结：使用手把大的螺丝刀感觉比较省力。 ［设计意图]承上启下，总结了前面选择手把大的螺丝刀能快速把螺丝拧进木头可能是因为省力，也为下面探究轮轴省力的奥秘做铺垫。 四、探究轮轴省力的奥秘 1.谈话：使用手把大的螺丝刀感觉比较省力，也就说轮轴的轮越大感觉越省力。同学们，感觉一定准确吗？有没有什么办法证明轮轴的轮越大越省力？小组讨论一下。 2.学生汇报。（做实验） 3.分组实验探究: 提出假设，设计对比实验。 分组实验，研究轮轴的作用。（用钩码的重量充当重物和施加的力） （1） 在轴上挂一定数量钩码的重物。 （2） 观察在轮上施加多少个钩码的力,才能使轮轴平衡，记录读数。 （3） 保持轴上钩码个数不变，换更大的轮，重复实验步骤 （2）。 4.教师巡视指导，指导学生作好实验记录。 5.汇报实验现象，交流实验收获。 6.教师小结：当重物作用在轴上，在轮上用力时，使用轮轴是省力的；且保持轴不变，轮越大越省力。 7.提问：请同学们再次观察实验数据，如果在轮上用力，从这些实验数据你们能不能得出新的结论？ 8.学生观察数据，交流汇报。（提示：如果在轴上用力，轮轴依然还是省力的吗？） 9.教师小结：使用轮轴不一定省力的，省力与否取决于力作用在轮上还是轴上。当重物作用在轴上，在轮上用力时，使用轮轴是省力的；当重物作用在轮上，在轴上用力时，使用轮轴是费力的。 ［设计意图]提供给学生实践得机会，让其通过在轮和轴上挂不同数量的钩码，再将轮变得更大以后，如何使轮轴平衡的探究活动，发现轮轴省力的奥秘。通过再次观察实验数据，引导学生思维的转变，把挂在轮上的钩码充重物，挂在轴上的钩码充当力，轮轴是费力的。启迪学生思维，多方面思考问题。 五、知识应用和巩固 1.谈话：上面我们已经知道了轮轴省力的奥秘，接下来观察图片，当使用图中的各种用具时，哪些是在轮上用力？哪些是在轴上用力？并举例说明在轴上用力的轮轴有什么好处。 2.学生观察并回答问题。 3.在我们的生产、生活中广泛地用到了轮轴，你能举例说一说吗？ 4.学生交流汇报。 ［设计意图]应用并巩固实践研究的成果，分辨轮与轴上的具体部位，了解生活中多种轮轴的妙处，增进对轮轴的理解。 六、畅谈收获 1.谈话：通过这节课的学习，你们有什么收获呢？ 2.学生畅谈收获。 ［设计意图]通过畅谈收获，总结所学的知识和方法，巩固学生这节课所学的内容。 七、拓展应用 1.出示内六角扳手，谈话：内六角扳手也是一种轮轴工具。课后思考一下，在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？有内六角扳手的同学也可以动手体验一下。 ［设计意图]通过拓展应用，使学习科学不受空间和时间的限制，扩宽学习的空间和时间。 15.升旗的方法 【教学目标】 1.知道滑轮的结构特征和作用，知道滑轮有动滑轮和定滑轮之分。 2.能够在具体情境中识别动滑轮和定滑轮。 3.会做滑轮的实验，并通过实验探究滑轮工作特点：定滑轮不能省力，可以改变力的方向；动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向。 4.通过科学探究活动，体验和感受到科学可以服务于生活。 【教学重点】 知道定滑轮和动滑轮的区别及各自作用。 【教学难点】 组装滑轮装置进行探究实验，得出结论。 【教学准备】 [教师]课件。 [学生]滑轮、大沙袋、小沙袋、线、弹簧秤、铁架台（确定固定的高度，设计放置物资平台） 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、任务驱动 聚焦困难点 1.视频：同学们上课前，先让我们一起看一则(早间)新闻。 2.谈话：你这则新闻中获取哪些信息？（提物资，爬三楼） 3.体验：现在在各组的桌面上就有一袋需要运输的物资，如果以底部为敬老院地面，将顶端比作敬老院三楼，你有办法运用弹簧测力计测试提升爱心物资所需要的拉力吗？都有办法，那待会儿就请试一试，并将数据记录在设计图这个位置，都清楚了吗？2分钟时间，开始行动吧！ 4.追问：都测完了，刚刚发现大家提起来似乎都很轻松，但是你知道吗？真实运送的物资却是这个的百倍、千倍。谁来体验一下？你的感受是？如果让你们提着它爬三楼的话，瞧 大家都面露难色了。 5.启思：为此，社区计划借用简单机械，来进一步减轻志愿者们的工作量，并发布如上项目，请阅读，项目的要求是....，你们敢不敢接受项目挑战呢？ 6.过渡：看来大家都信心满满，那就让我们在边挑战、边思考中，设计机械，比一比谁加星最多，获得证书。 ［设计意图]以设计敬老院运送物资装置为课程整体框架，以引发学生的在真实情景下的全身心参与学习。在课程伊始，有意而为之让学生先测试缩小比例1000倍爱心物资，以此引发学生的真实感知，激发学生参与设计积极性。 二、对比观察 选择最佳滑轮 1.质疑：首先迎接任务一的挑战，待会儿每组将从材料超市领取2个滑轮，请对比观察，选择其中一个最适合的滑轮，并在设计图纸上相应位置做好登记。都清楚要求了吗？1分钟挑选时间开始。 2.观察 3.启思：都选好了吗？快将你们选择的滑轮高高举起吧，哇，大家选择的结构都出奇的一致，你能说说另一个滑轮被淘汰的理由吗？ 4.互动：看来一个合格的滑轮需要.... ［设计意图]对于小学生而言，对比观察可以让学生关注到重点部件。合适的滑轮对于项目的完成具有至关重要的作用。有意而为之设计两种不同的滑轮让学生进行选择，可帮助学生建立起对于滑轮结构的认识。 三、初步组装 测试装置效果 1.谈话:现在就让我们拿着滑轮继续接受第二关的挑战吧，想一想，如果让你尝试运用滑轮、绳子，将物资运送三楼即桌子旁的挂钩处，你能做到吗？待会儿尝试后，请将最终能运送的装置图绘制下来，并完成完成下方的装置介绍哟。4分钟时间，开始！ 2.巡视：动滑轮、定滑轮 3.谈话:大家通过自己的动手操作，都完成了任务，哪些小组愿意上台展示一番？ 4.展示：先请第X组展示，成功了吗？快和大家介绍介绍，是的，像这样固定在一处，不随重物移动的滑轮，称之为定滑轮。再请第X组展示，这次结果怎么样？随着重物上下移动的滑轮称之为动滑轮。 （在黑板上直接展示装置，一直固定在黑板上） ［设计意图]区别与以往直接介绍两种滑轮的方式，让学生基于生活经验，尝试运用指定材料提升重物，在绘制设计图，以形成从尝试→建模的过程，深化学生对于两种滑轮的认识，更实现本次项目的第一层次需要，即是利用滑轮将物资运送到三楼。 四、两两对比 发现装置区别 1.启思：既然两种装置都可以将重物运到三楼，那么选择哪一种方案会更加符合我们实际需求呢？（学生猜测）发现了吗？大家都不约而同的聚焦到了是否省力上。 2.思考：我们手中已经有直接提升物资需要的力，要想对比发现是否省力，我们还需要测试那个数据呢？比如定滑轮？ 3.讨论：你能按定滑轮的思路来设计动滑轮方案呢？1分钟时间小组互相说一说。明确方案后就请试一试，并完成设计单相应位置内容。7分钟开始。 4.汇报：那个小组说说，实验后你又有什么发现？（省力、不省力） 5.学生汇报结论 6.谈话：结合你们本组运送的物质，你们认为应该选择哪一种滑轮呢？说说你们的理由？ 定滑轮：改变力的方向，人无需上楼，但是不省力。 动滑轮：不改变力的方向，人需要上楼，但是省力。 7.谈话：我们借助滑轮成功社区解决问题，其实在生活冉冉升起的国旗，提升中国速度的吊塔等都离不开滑轮的助力。 8.小结：感谢你们的认真思考，课后老师会将你们的智慧成果发送给社区，由他们进行针对性选择。 9.颁奖：在咱们班这么多优秀设计团队中，有一组脱颖而出，你们知道是那一组吗？没错就是第X组，请上台接受证书。 10.结束：下课后，继续观察，你一定又会有更多新的发现。 ［设计意图]学生基于实际需求，对于两种装置进行对比测试，以发现各个装置的特点。由于给各组的爱心物资存在轻/重两种类型，各组可以依据自己的实际需求选择，言之有理即可，更加体现装置的适切性要求。课程尾声更渗透滑轮的用途，以进一步打开学生的视野。 16.斜坡的启示 【教学目标】 [科学知识] 1.知道斜面是一种简单机械。 2.知道高度不变时，坡度越小（斜面越长）斜面越省力。 3.知道为了符合实际需求，有时需要将斜面“变形”，有“Z”字斜面和螺旋斜面。 [科学探究] 1.能够对金字塔巨石搬运之谜作出猜想，并设计实验探究。 2.通过搜集证据和数据分析，发现斜面的省力程度与坡度大小之间的关系。 3.能够结合实际，对斜面的变形提出设想，能对巨石搬运之谜作出假设性解释。 [科学态度] 1.积极表达与交流，体验和感受科学探究的乐趣。 2.乐于关注身边简单机械的应用。 [科学、技术、社会与环境] 1.体会机械和技术促进人类文明的发展。 2.意识到斜面给人们生产生活带来的便利。 【教学重点】 发现斜面的省力程度与坡度大小之间的关系。 【教学难点】 理解“Z”字形和螺旋都是斜面的变形。 【教学准备】 [教师]PPT、螺丝钉、三角形纸等。 [学生]斜面装置、小车、弹簧测力计、钩码、记录单。 【教学时间】1课时 【教学过程】 一、创设情境，探秘历史 1.出示图片和文字资料，讲述古埃及金字塔的神秘故事：同学们，你们喜欢解谜吗？今天我们解谜的对象来自遥远的古埃及——金字塔。它是一种方锥形建筑物，因为形似中文字“金”，所以被我们形象地翻译为“金字塔”。金字塔群已经有4500多年的历史，据考证，现存最大的胡夫金字塔建成时有146.59米高，相当于40层楼的高度！塔身由200多万块大小不一的巨石组成，平均重达2.5吨！为建成这个大金字塔，一共动用了10万人花费了20年的时间……2.5吨是什么概念？五年级的学生大约40千克，每块巨石相当于62个你们那么重！提出问题：金字塔的巨石是怎么从地面运送到金字塔高处的？（资料信息：受限于建造的时间要求、技术水平、人力资源等） 2.学生提出想法。 3.准备生活场景图片，学生猜测有困难时予以适当提示。（生活场景：搬运自行车上台阶、搬运钢琴上卡车等等） 4.引出斜坡的使用。 ［设计意图]金字塔是人类文明的瑰宝，古埃及人建造金字塔时所运用的各种简单机械和巧妙方法是人类智慧的结晶。以“建造金字塔的巨石如何搬运到塔顶高处”这一问题的探秘为主线，创设了贯穿本课始终的情境，不仅引导学生认识斜面这一简单机械的应用，更返璞归真去探寻人类技术的发展，激发学生进行科学学习和科学探究的兴趣。 二、建构模型，初探斜面 1.提出初步猜想：古埃及人利用斜坡运送巨石到高处。 2.提问：斜坡的使用能起到什么作用？（方便、轻松、省力……） 3.设计模拟实验验证猜想。出示装置，假设底座的高度就是金字塔的顶端高度，配重小车模拟要运送的巨石，拉动小车模拟运输巨石，猜测古埃及人会怎么做。 4.生上台演示，搭斜面拉动小车。 5.提问：怎么知道使用斜面可以更省力？要比较什么？（竖直提升和沿斜面拉动比较） 6.播放视频，帮助回忆测力计使用方法。 7.出示记录单，生说明注意事项。 8.学生分组实验。 9.小组汇报，师在黑板上记录数据。（斜面可以省力） 10.小结：斜面可以省力，帮助减轻劳动强度。它被称为一种简单机械。 ［设计意图]对于金字塔搬运巨石到高处提出初步猜想后，引导学生利用装置建立模型进行探究，发现斜面可以省力、减轻劳动强度的秘密，既认识斜面作用，又暗含建模思想，促进学生模型思维的发展。 三、深入挖掘，再探斜面 1.提问：各个小组测出的斜面拉力有所差别，这意味着什么？可能跟什么因素有关？（搭建的斜面不同）出示不同斜面图片。提问：你认为古埃及人会选择哪一种斜面更省力？ 2.生提出猜测，说明理由。 3.谈话：把从斜面起点到搬运高处的长度称为斜面长度；斜面和地面的夹角称为斜面坡度（斜面长度和板长区分开）。描画出斜面、地面、金字塔高的直角三角形，引导观察，思考：斜面长和坡度存在什么关系？ 4.发现：当高度一样时，坡度越小，斜面越长；坡度越大，斜面越短。研究斜面时我们就以坡度来描述。 5.引导学生设计实验步骤。（大中小三种坡度对比） 6.出示记录单，生说明注意事项。 7.学生分组实验。 8.小组汇报： 当高度不变时，坡度小的斜面比坡度大的斜面省力； 虽然坡度越小越省力，但斜面会越长，行驶的距离变长； …… ［设计意图]引导学生设计对比实验，并利用数学思想和方法，引导学生发现斜面长度和坡度的关系，接着启发学生发挥空间想象力，对斜面坡度进行无限小和无限大的联想，与平行拉动和竖直提升建立关联。同时发现坡度越小越省力，但会造成斜面越长，为后续金字塔的斜面“变形”埋下伏笔。 四、联系实际，斜面“变形” 1.谈话：我们知道了为了省力要搭建坡度小的斜面，那金字塔旁的斜坡要多少坡度比较合适？出示数据：据考证，金字塔旁斜坡坡度大概5°、也就是斜面长和金字塔高比例大约在10:1时，是保证运输方便和使用最少建筑斜坡材料的最佳比例。我们今天使用的模型高度大约是20厘米，按比例斜面长是高度的10倍，也就是2米；而最大的胡夫金字塔建成时的高度是146.59米，换算下来，通往塔顶的斜坡长度将达到惊人的1465米左右，斜坡起点距离金字塔将达1457米远！ 2.提出问题：怎么解决以上难题？ 3.要求： ①能省力； ②不能把斜面建造得离金字塔太远。 4.学生思考，提出见解，互相质疑补充。邀请上台画一画想法。 5.出示生活场景图：人行天桥、盘山公路、螺旋滑梯。 ①学生有想到方法，图片用来与生活建立关联； ②学生没有想到方法，则用来启发思考：将直线斜面变形成“Z”形斜面或螺旋斜面。 6.思考：“Z”形或螺旋为什么能省力？，引导观察“Z”形或螺旋是由一段一段斜面组成的，每一段斜面的坡度比直线斜面的坡度小，所以比较省力。 7.出示卷在铅笔上的螺旋，提问螺旋旋开可能是什么形状，当众旋开是三角形，发现是斜面的变形。 8.生对金字塔巨石搬运的方法作出假设性解释。 9.师小结：你们都提出了很棒的想法，事实上，4500多年前的古埃及人究竟用什么方式建造成这项世界奇迹，现在的我们已无从得知，它留下的许多未解之谜，仍然吸引着许多考古学家们利用数学原理和科学技术不断去探寻和解释，希望你们也能如此。 ［设计意图]斜面的“变形”是本课的难点，但在前面环节的层层推进上，这个“变形”变得势必为之，借助生活场景图和实物模型启发学生思考，对金字塔斜面的搭建作出假设性解释，不管这个假设是否符合实际，只要学生能想到对斜面进行“Z字折叠”或螺旋变换，都应该予以肯定，体现了学生空间思维想象力的发挥，以及对斜面的深度理解。最后的小结是对科学探究的态度和价值观的升华，科学探索是建立在前人智慧结晶的基础上，不断地向前发展。 五、习题应用，加深理解 1.斜面是一种机械，它可以 。 2.当高度一样时， 越 ，斜面就越省力。 3.古埃及金字塔可能是通过建造 将巨石搬运到高处的。 4.以下物品不是运用斜面原理的是（） 菜刀 B.楼梯C.起钉器D.盘山公路 5.观察下图，思考螺丝钉的螺纹为什么要这样设计？ ［设计意图]课堂习题可以简单快速地检测出学生对本课内容的掌握程度。包括基础类和应用类，基础类考查对斜面概念和作用的掌握，应用类则通过斜面在生活中不同的运用，考查学生对斜面及其变形的理解是否深刻。 立体小菜园 【教学目标】 1.根据任务设计一个立体小菜园，能够说出完成任务经历了哪些步骤。 2.能够就一个主题梳理回顾已有知识，并将这些知识应用到问题情境中，对解决问题产生作用。 3.能够识别所要解决的问题，分析问题，解释自己的想法，运用一定的策略解决问题。 4.能够将各种想法汇集起来，设计成一个完整的建设方案。 5.能够基于测试结果进行评价反思，并联系前期研究、设计方案等环节，做出调整。 【教学重难点】 重点：经历立体小菜园项目的全过程；针对问题进行前期研究；做出立体小菜园的设计方案。 难点：确定从哪些点上考虑立体小菜园的设计方案；结合立体小菜园的建造情况，开展评价反思。 【教学准备】 [教师]关于立体农场、阳台种植技术、适合阳台种植的蔬菜、配置培养土的方法等方面的文字、视频资料，教学PPT课件等。 [学生] （1）用于“明确问题”的问题清单； （2）用于“前提研究”的各种文字、视频资料； （3）用来配制土壤的营养土、腐殖土、花园土等，花盆、小铲子等工具； （4）用来制作立体小菜园的材料，如PVC管、矿泉水瓶、花盆等，或者是现成的制作套件；相关的工具，如钉锤、老虎钳、螺丝刀等。 （5）用来画设计图的方格绘图纸、2B铅笔、直尺、橡皮等。 【教学时间】6课时 【教学过程】 第一课时 一、了解需求 1.出示全球人口总量增长的折线图、粮食产量的现状及土地资源的图片 2.谈一谈，看了这些数据你有什么感想？ 3.学生思考并回答：人口过多，粮食稀缺，种植的土地不够…… 4.是啊，据联合国粮食及农业组织预测，2050年世界总人口将达到97亿。经测算，想要养活这么多人口，全球粮食产量必须提高70%。问题是，地球上可供开垦的土地已经快没有了，如何解决如此庞大的人口的吃饭问题呢? 5.学生思考并回答：可以模仿立体停车场，设计立体农场。 6.谈话：立体农场对于解决粮食短缺的问题有什么优势吗？ 7.学生分析立体农场的优势：①整个设施可以放在城市中心、楼顶，避免物流运输带来的损耗。②栽培密度很大，能够实现较大程度的机械化和自动化。③可以随时提供新鲜的蔬菜。 8.谈话：既然那么好，所有土地都拿来建设立体农场好不好？ 9.学生分析立体农场得劣势：不全是，立体农场需要一定的人力成本，对光照、温度、水源的控制有一定要求。前期搭建设施的投入较高，而且并不适宜种植所有的农作物。 10.同学们分析得非常全面，那么接下来这个问题请你们一起来分析分析。 ［设计意图]做这个项目之前，首先要让学生知道为什么要做。因此，这里向学生揭示了当前世界粮食需求日益增长与可供开垦土地紧缺的严峻局面，可以引导学生思考通过立体农场这个项目解决土地资源的迫切需要，认识到可以通过工程技术实现少用地、多生产的特点。 二、明确问题 1.出示情境： 受新冠疫情影响，居家隔离中如何吃上干净新鲜的蔬菜成了需要解决的问题，立体农场的技术是否可以迁移到建阳台小菜园呢？ 2.提出任务： 某公寓的阳台如图所示。该公寓的住户多为典型的三口之家。一些住户希望有人能帮他们在阳台上建造一个立体小菜园，至少能让他们每周吃上两次小菜园供应的汤菜，且不重样。希望能在两周内完成。最好利用废旧材料进行建造。 3.谈话：如果要设计一个立体小菜园，需要考虑哪些问题? 4.大家可以请以小组为单位进行讨论，把建造立体小菜园的任务、要求及问题清单填写在表格里。 5.我们一起来看看同学们的结果吧。 6.学生汇报问题清单： （1）种什么菜? （2）用什么土壤在阳台种植呢？ （2）一共需要种多少? （3）用什么容器来种? （5）怎么实现立体种植? （6）怎么计算汤菜的量? …… 7.对于这些问题，你们有解决方法吗？大家可以回家查阅资料或者询问周围有经验的大人，我们下节课一起分析讨论。 ［设计意图]这里从现实生活出发，给提出了具体的任务和限制条件，同时将评价标准前置，让学生清晰地知道该怎么做，促使学生去考虑建立体小菜园需要注意的问题。 第二课时 三、前期研究 问题一：如何选择适合在阳台种植的蔬菜 1.同学们通过查阅资料，哪些蔬菜适合种植在阳台上呢？ 2.学生分享 3.小结：西红柿、豆角、生菜、辣椒、樱桃萝卜、小菠菜等，这些蔬菜生命力顽强，不需要太深厚的土壤，可以在花盆中种植。 4.要完成“至少能让他们每周吃上两次小菜园供应的汤菜，且不重样。希望能在两周内完成。”要在两周内完成，我们还需要考虑什么呢？ 5.需要考虑植物的生长周期，植物从萌发到完全成熟的生长全过程。它取决于植物生长对环境的要求。 6.种植时需要考虑对温度、光照、水份、土壤要求不高的植物，同时要选择不易患病的品种。 7.小结：常见的生长周期短的蔬菜有大蒜、萝卜、鸡毛菜、生菜等。 8.将要求与相符合的蔬菜品种连线。 问题二：如何选择阳台种植的土壤 1.阅读课本52页土壤小资料 2.补充资料： 腐殖土是森林中表土层树木的枯枝残叶经过长时期腐烂发酵后形成的。也可以用普通的土壤与各类有机垃圾（厨余垃圾）混合制成。 水培技术是无土栽培技术的一种，采用营养液代替土壤进行植物培植。需注意的是营养液是经过专业的技术调配而成的。 3.谈话：参考这些资料，谈一谈你在栽培技术方面的构想。 4.学生分享交流。 问题三：如何选择搭建立体小菜园材料、容器 1.你想搭建什么样的立体小菜园呢？你可以参考课本53页的案例，也可以根据自己查阅的资料，进行材料和容器的构想。 2.小组讨论 3.汇报交流 请同学们测算三口之家一顿汤菜所需的蔬菜量，以及需要种植的数量和面积。填写在表格中。尽量选择能同时满足多个限制条件的蔬菜来种植。 ［设计意图]这里实际上是给学生做了一个示范，首先提供了三种适合在阳台种植的蔬菜，提示学生需要研蔬菜的生长周期、营养、口感等，这样能让学生知道该研究蔬菜的哪些信息，选择能满足限制条件的蔬菜来种植。然后，用相关资料补充说明了种植时还需要综合考虑土壤配制等栽培技术以及支架的设计与搭建。引导学生在项目开始时要学会多方考虑，做好充足的准备工作。 第三课时 四、设计方案 1.经过上节课的讨论，我们知道了适合种植在阳台的植物，种植土壤，同学选择了自己想要搭建的材料和容器，项目一步一步地推进，下一步你们打算做些什么呢？ 2.学生：设计立体小菜园 3.生集思广益，讨论立体小菜园的设计方案：测量小菜园的大小、支架的层数、稳定性、每层摆放的蔬菜的数量、支架的材质和数量…… 4.学生等比例画出设计图。 温馨提示：设计图中要标注清楚立体支架占地的长和宽，以及总高度。每层层板上放置多少个花盆、花盆摆放在何处都要根据层板的长和宽做好合理规划，同时应调节好层板间的高度，以保证植物有充足的生长空间。 5.各小组分享交流方案 6.学生对照标准，改进方案，选择最佳方案。 ［设计意图]这里是在前期调查研究的基础上，先让学生讨论交流设计中需注意的问题，然后进行立体小菜园的方案设计。告诉学生工程设计不是盲目地画图，而是在充分考虑项目标准的前提下，先形成最佳方案然后再画设计示意图，促进学生形成工程思维。 第四、五课时 五、制作改进 学生根据设计方案提前准备搭建立体小菜园的材料 1.以小组为单位，按照设计图，拼接各小组的立体小菜园 2.立体小菜园的制作需要做好小组做好分工合作，按照搭支架、配制土壤、播种、浇水、摆放花盆的步骤完成制作。 3.教师需要督促学生对照设计图纸，一边制作一边在图纸上用彩笔标注好真实搭建时的方案，并在旁边备注修改的理由。 4.谈话：与设计方案相比，在实际制作立体小菜园的过程中你们做了哪些修改?为什么要做这些修改? 5.学生分享交流 6.搭建好的小菜园，还需要注意什么呢？ 7.如何做好立体小菜园的日常管理？ ［设计意图]学生在这个环节真正开始了项目制作，唯有亲手制作才能意识到真实情况与设计方案的差别，因此，这里要求学生按照设计方案制作立体小菜园的同时，要不断进行修改，从而产生改进的意识。 第六课时 六、评价反思 1.对照任务，检查自己建造的立体小菜园。 2.交流成果、经验，互相做出评价 3.如果再有一次设计、制作立体小菜园的机会，你会怎么做？记录你的评价和反思 ［设计意图]这里用了两张表格，首先引导学生对照清单，检查自己建造的立体小菜园的任务达成度，体验工程验收这一重要步骤，然后对自己和他人的小菜园进行评价。在“回头看”的过程中，培养学生的反思意识，告诉学生制作的完成并不意味着项目的结束，还可以继续研究。 专项学习 像科学家那样 【教学目标】 1.通过自主阅读和交流介绍，了解科学家们向他人分享研究成果的方式。 2.能够从问题情境中发现并提出问题，亲历科学探究的过程，并通过回顾这一探究过程，形成对科学探究活动要素的较为整体的认识。 3.着重培养学生根据问题自主查阅文献资料的能力，能够用合适的方式记录并整理分析信息。 【教学重点】 了解和掌握查阅文献的新要求。 【教学难点】 培养学生根据问题自主查阅文献资料的能力。 【教学准备】 [教师]资料、课件。 [学生]与萤火虫有关的资料。 【教学时间】建议2～3课时 【教学过程】 一、阅读资料，了解科学家分享研究成果的方式 1.提问：科学家经过坚持不懈的研究，终于得到了研究成果。如果你是科学家，你会如何将你的研究成果分享给他人知晓呢？ 2.学生思考，发言，提出自己的方法。 3.教师出示图片，讲解科学家分享研究成果的方式。 4.小结：科学家要把自己研究的过程、结果以及取得的证据，通过报告、论文、著作等形式发表出来，让他人分享成果或做重复性实验进行验证。当科学家的研究被认可之后，他的研究成果就会成为被大家接受的公共知识。 ［设计意图]在四年级基础上，再认识科学家所具备的一些共同的专业素养，加深对科学家的认识，从而更好地像科学家那样进行研究。 二、学习查阅资料 （一）了解萤火虫 1.出示萤火虫图片。 2.提问：你见过萤火虫吗？关于萤火虫，你都知道些什么？ 3.学生思考，讲述自己对萤火虫的认识。 4.提问：你是怎么知道这些的？ 5.学生讲述自己有关萤火虫的知识来源。 6.提问：我们可以通过什么方法，了解到更多关于萤火虫的知识？ 7.学生思考，提出更多获取知识的方法：看课外书、查百度……。 8.谈话：请同学们利用你们想到的方法，去收集更多有关萤火虫的知识。 9.教师组织学生到图书馆查阅资料。 10.教师在图书馆内现场组织“萤火虫知识分享会”，学生现场分享查到的有关萤火虫的知识。 ［设计意图]通过学生的前知识，了解学生对萤火虫的理解及现阶段已掌握的查阅资料的方法，为后续进一步学习做铺垫。 （二）探寻萤火虫的现状 1.提问：在美丽的厦门，有一处美丽的萤火虫公园。可在野外其他地方，我们已经很难找到野生萤火虫的身影了。你知道这是为什么吗？萤火虫现在的生存状况又是如何的呢？ 2.学生小组讨论，发言，根据自己了解到的有关萤火虫的知识进行猜测。 3.谈话：要想知道这个问题的答案，我们还需要更多的有关萤火虫现状的资料。你会用什么方法寻找这个问题的答案？请同学们在小组内讨论一下。 4.学生思考，组内讨论，发言。 5.教师出示两份有关萤火虫的资料（一份来自专家学者，一份来自普通民众），提问：他们都对萤火虫的现状进行了研究，你认为谁的更具有参考价值？ 6.学生思考，讨论，发表见解。 7.教师引导学生了解，我们可以通过专业杂志或专业机构的网站、学术期刊网站等处的文献，以及图书馆内的书籍资料等，了解专家学者对该问题的研究。 8.教师组织学生再次来到图书馆查阅相关资料，利用信息技术在专业网站上查阅资料。 9.教师组织“萤火虫生存现状汇报会”，学生分组汇报查阅到的资料。 10.谈话：相信查阅了文献之后，同学们对萤火虫的现状都有了更深入的了解。那么，如何针对我们提出的问题进行研究呢？研究过程中有什么需要注意的？请同学们小组讨论，制定出本小组的研究方案。 11.学生分组讨论，制定本组的研究方案。 12.分小组在班级汇报本组研究方案，共同讨论，提出改进建议，完善本组方案。 ［设计意图]要让学生了解到进行科学研究前需要进行资料的积累，可以使用多种方法查阅文献、收集资料。同时，让学生通过集体讨论、制定方案、交流修改等环节，明确研究内容与过程，更好地开展研究活动。 （三）搜集证据与处理信息 1.教师组织学生汇报研究取得的阶段性成果。 2.提问：我们前期查阅的都是他人的资料，要想让我们的研究更加具有可信度，我们也要自己主动收集相关的证据，验证我们的猜想。我们可以用什么方法呢？ 3.学生小组讨论，发言，提出搜集证据的方法：现场调查、采访专家…… 4.提问：前期大家都查阅了相关的文献，但是在刚才的汇报中，不同小组的文献资料中的观点或证据出现了不一致。如果遇到这种情况，你该怎么办？ 5.学生讨论，发言，教师引导：要进行区分辨别。运用交叉考证的方法，有助于提高证据的可信度。 6.谈话：接下来就请同学们结合我们课堂上学习的方法，根据本小组的研究方案开始进行研究吧。 7.教师鼓励学生利用课余时间及周末开展科学研究活动。 ［设计意图]指导学生通过多种方法搜集证据，有助于学生多角度、全方位地对问题开展研究。研究过程中，要注意指导学生用合适的方法对收集到的信息进行处理与分析，以得出相对科学的结果。 （四）得出结论、分享交流 1.提问：通过研究，你得到了什么结论？ 2.学生分小组进行组内小结，在研究方案的末尾补充研究得到的结论。 3.教师组织学生自选形式进行汇报，汇报内容包括：研究的问题、提出的假设、研究方法、研究过程、研究结论等。 4.提问：你还有没有其他方法向别人分享你的发现？ 5.教师指导学生结合整个研究过程，尝试写研究论文。 ［设计意图]回顾本课学生研究经历的科学研究的过程，指明学生经历了和科学家进行科学研究的过程相同。 三、运用与拓展 1.提问：通过这段时间的研究活动，你有什么收获？ 2.学生思考，发言，谈自己的收获。 3.谈话：希望同学们在今后的学习生活中，遇到自己感兴趣的问题，也能够像今天这样，像科学家一样，经历完整的研究过程，得到令人信服的结果。 ［设计意图]体会自己的研究过程和科学家的探究过程相同。 51 学科网（北京）股份有限公司 $$