5.17 环境变化以后（教学设计）科学苏教版四年级下册

17.环境变化以后（教学教案） 四年级科学下册同步精品课堂（苏教版） 核心素养 科学观念：※能举例说出生物适应季节变化的方式，对比发现生活在不同环境的生物适应季节变化的方式是不一样的。 科学思维：※能举例说出急速的天气变化和灾害性事件对生物生存造成的威胁。 ※能举例说出人类的生产、建造等活动引起环境变化，对生物的生存造成破坏性影响。 探究实践：※能以鱼道的设计为例，依据洄游鱼类的生活习性评估其合理性。 ※能意识到工程设计需要综合考虑多方面因素，特别是由此引起的环境变化对生物的影响。 态度责任：※说出生物适应季节更替的方式并说明原因。重点 ※通过观察和分析，评估不同鱼道的工程设计是否合理。难点 教学内容 本课是本单元第三课，在学生认识了生物的共同特点，探究了生物与非生物的关系之后，从环境中非生物因素发生改变使生物面临挑战入手，借由一个个典型事例使学生深刻感受非生物环境变化对生物生存的巨大影响。本课学习内容从两个方面展开：一方面，探究不同性质的环境变化对生物有不同的影响；另一方面，人类活动对环境造成改变，进而影响到生物的生存，人类正采取措施降低破坏性影响，使学生认识和感受到现代科技的两面性，树立人与自然和谐相处、可持续发展的科学观念。 本课教学内容由四个活动组成。活动一，认识缓慢而有规律的气候变化使生物演化出适应季节变化的行为和身体变化，认识急速的天气变化和灾害性事件对生物生存造成的威胁。活动二，认识人为原因造成的非正常的自然灾害对生物造成的严重危害。活动三，随着人类对自然规律认识的深入，意识到人与自然和谐相处的重要性，人类在开发和建造的同时，依据生物的生活习性采取相应的措施保护其生存环境，借由鱼道的设计让学生思考如何评估工程设计的合理性。这是生命科学和技术与工程的结合。活动四，拓展活动，应用所学的知识和方法，针对在藏羚羊迁徙必经之地如何修建铁路，提出自己的评估方案。 教学准备 教师材料：多媒体资料。 学生分组材料：学习单。 教学过程 活动一 生物适应季节更替的方式 1.观察同一种动物不同季节的变化。 （1）雷鸟会变换羽毛颜色。 夏季的雷鸟 冬季的雷鸟 雷鸟生活在北极附近，它们有一个非常典型的特征，四季换羽，羽色多变，春夏为灰褐色，秋季为黄栗色，冬季为雪白色，在不同季节始终与环境保持一致。 （2）麻雀的脂肪和毛量会发生变化。 夏季的麻雀 冬季的麻雀 麻雀分布极广，它们是典型的留鸟（不随季节变化迁徙）。夏季，天气炎热，麻雀的羽毛稀疏，体型瘦小；到了冬季，由于天气变冷，麻雀会长出厚厚的脂肪和羽毛，以抵御寒冷。 （3）北极狐的毛色和毛量会发生变化。 北极狐生活在北极地区，北极狐毛皮既长又软且厚，所以北极狐能忍受严寒。冬天全身毛色为雪白色，仅无毛的鼻尖和尾端为黑色，春季至夏季逐渐转变为青灰色，夏季毛色为灰黑色，腹面颜色较浅。 夏季的北极狐 冬季的北极狐 2.观察同一种植物不同季节的变化。 （1）秋季，一些树木的叶子会变黄、飘落。秋天到了，一些草本植物地上部分会发黄枯死，由埋藏在地下的茎或根来越冬。一些木本植物的叶子由绿变黄（或红），逐渐枯萎、飘落，通过落叶进入冬眠状态来增强抗寒能力。 （2）猴面包树靠粗壮的树干蓄水来度过旱季。 猴面包树生长在非洲干旱的热带草原上，它的树形壮观，果实巨大如足球，甘甜汁多，由于猴子和狒狒都喜欢吃它的果实，所以人们称它为猴面包树。猴面包树为了适应干旱的环境，减少水分的蒸发，它的枝头经常是光秃秃的，一旦雨季来临，它就利用自己粗大的身躯“拼命”蓄水，一棵猴面包树能蓄两吨多的水。 3.总结。 有些动物通过改变身体的羽毛、毛色以及脂肪含量等，以适应季节的变化。植物也是这样，春天随着天气变暖，开始发芽长出新叶，到了秋天天气渐凉，有些植物的叶子变黄、变红，然后纷纷飘落、枯萎。植物和动物都可以改变自身，以适应自然界环境的变化。 大自然中的非生物因素（如温度、降水量等）总是在不断地变化，生物有自己适应环境变化的方式。 设计意图： 环境的变化有自然变化，也有人为引起的变化。本环节教学先从有规律的气候变化入手，四季更替、旱季湿季更替时，动植物形态和习性的变化，使学生对一个个鲜活的生命进行研究，理解动植物对环境变化的适应本领。接着，教材呈现了六种自然灾害的图片，学生观察、推测这些急速的天气变化或灾害性事件对生物造成的威胁，为认识适者生存的规律奠定感知基础。 活动二 环境变化对生物的影响 当出现下面这些情况时，生物还能适应吗？它们会面临哪些挑战？ 1.讨论灾害性环境变化给动植物带来的影响。 旱灾：植物大面积缺水、枯死；动物缺少水和食物，忍受饥饿甚至脱水死亡。很多动物被迫离开家园，迁徙别处。 雪灾：持续的大雪、低温天气把植物冻死，树木被大雪压弯、压折；动物忍受严寒，由于大雪覆盖了植物让很多动物无法觅食而受冻挨饿，甚至冻死、饿死。 土壤沙化：土壤沙化使土壤水分、养分流失，植物的种子被风吹走，幼苗连根拔起，禾苗被吹干，草场退化；动物（如牛、羊食草类动物）缺少水和食物，被迫迁徙。 森林火灾：森林里各种植物被大火烧死，还会破坏土壤，不利于植物生长；森林火灾破坏野生动物赖以生存的环境，有的动物甚至直接被烧伤、烧死，让一些野生动物遭受灭绝的危险。 海水倒灌：海水倒灌会对植物赖以生存的土壤造成很大破坏，海水里的一些物质让土壤板结，造成土壤盐碱化，土地荒芜，植物无法生长；影响海里的动物，大量的海洋生物被冲上岸而死亡，还会加剧水污染，影响人类生活。 火山喷发：炽热的火山熔岩和火山弹、有毒的气体，以及遮天蔽日的火山灰对于附近的植物是毁灭性的危害。近处的植物被熔岩烧死，而远处的植物表面被火山灰覆盖，因此无法吸收太阳光，渐渐枯萎。火山喷发的熔岩的高温使大量的动物被烧死，由于大片植物死亡，附近的动物没有食物，而被迫离开，甚至忍受饥饿。 2.猜想恐龙与猛犸象灭绝的原因。 自然环境在不停地发生变化，有缓慢的、有规律的气候变化，也有急速的天气变化，还有海啸、火山喷发、陨石撞击这些灾害性事件。当生物无法适应这些变化时，等待它们的只有死亡。人们普遍认为，恐龙、猛犸象的灭绝就是由于环境的突然变化造成的。 （1）恐龙灭绝的原因。 恐龙是生活在大约2亿3500万年至6500万年前的一类爬行动物，一些恐龙能以后肢支撑身体直立行走，恐龙支配全球陆地生态系统超过1亿6000万年之久。恐龙灭绝的原因假说主要有两种： ①“陨石撞击”假说：距今6500万年前，一颗巨大的陨石曾撞击地球。因撞击而产生相当于一百万亿吨炸药的能量，炸起的粉尘经由大气层扩散，导致地球持续了数个月的黑暗状态。在这段时间，以恐龙为首的许多生物都因此而灭绝。 ②“火山爆发”假说：因为火山的爆发，二氧化碳大量喷出，造成地球急剧的温室效应，使得植物死亡。而且，火山喷发使得盐素大量释出，臭氧层破裂，有害的紫外线照射地球表面，造成恐龙灭亡。 （2）猛犸象灭绝的原因。 猛犸象生活在气候寒冷的更新世（大约公元前258万年至公元前1. 1万年），广泛生活在欧亚大陆北部。猛犸象的体重可达12吨，平均体重也能达到7吨。为了适应寒冷，它们不仅长着长长的体毛，还有着厚达9厘米的脂肪层。猛犸象灭绝的原因假说主要是“气候变暖”假说。大约2万年前，气候环境发生巨变，变得更温暖、更潮湿。气候变暖，猛犸象被迫向北方转移，活动区域缩小了，食物也变得紧缺，猛犸象面临着饥饿的威胁，大约1万年前，猛犸象陆续灭绝。这一时期不只是猛犸象，当时大量的原始哺乳动物也灭绝了。 （3）总结。 自然环境在不停地发生变化，有缓慢而具规律的气候变化，也有急速的天气变化，还有海啸、火山喷发、陨石撞击等灾害性事件。环境对于生物，无论是动物还是植物的生存都是非常重要的。环境的破坏将使得生物受到很大影响，当生物无法适应变化时，就会死亡甚至灭绝。 设计意图： 通过人为灾害性事件的列举，使学生认识到这类事件所引发的环境变化，并不像有规律的季节变化一样，生物能够通过一定的方式去适应。生物往往因为无法适应这样急速的环境变化而死亡甚至灭绝，体会人为灾害性事件对生物生存的影响。 活动三 人类行为对环境的影响 环境的变化，除了自然原因以外，还有人为原因。人类的这些行为对自然环境造成了哪些改变？对生物的生存产生了什么影响？ 1.砍伐森林。大量的树木被砍伐，导致水土流失，植物无法生长，在丛林中动物没有了家园。 2.城市扩张。使得土地资源短缺，土壤结构被破坏，让植物和动物被迫离开栖息地，有的物种甚至没有食物和家园，无法生存下去。 3.排放废气。废气中有很多有毒有害物质，导致大气受到污染，产生温室效应、酸雨，臭氧层被破坏，让大量的植物无法生长，很多动物的健康受到危害。 4.石油泄漏。地球的70%是海洋，有非常多的动植物生活在大海里。石油的泄漏造成海洋污染，导致鱼群死亡、一些珍贵的海生资源丧失。 总之，很多环境的破坏和污染都与人类的活动有关。这些变化会破坏地球上的空气资源、水资源、土壤资源等，这些人为的灾害性事件往往在破坏着动植物的栖息地，破坏着整个大自然的环境，所以我们要增强环保意识，爱护动植物，关爱我们与动植物共同拥有的地球家园。 活动四 探究动物选择安家的原因以及是否会长住在那里 1.鱼道的作用。 有些鱼类需要在不同的水域进行周期性的迁徙，以保证它们的正常繁殖或越冬，这种行为被称为洄游。随着人们对河流资源的不断开发利用，越来越多的隔流建筑物修建在自然河流中，如拦河筑坝修建的水电站，这往往会阻断、破坏鱼类自由迁徙的洄游通道，大大影响鱼类赖以生存的环境，导致鱼类的减少甚至灭绝。 目前，人们多采用建设鱼道的方法来缓解这种状况。鱼道是供鱼类洄游通过水闸或大坝的人工水槽。 2.鱼道的设计样式。 目前，人们多采用建设鱼道的方法来缓解和解决鱼类不能洄游这个问题。人们在水坝旁边设计了不同样式的鱼道。 你更喜欢哪种设计？为什么？ 分 析 “横隔板竖缝式鱼道”能以调整过鱼孔的形式、位置、尺寸来适应不同习性鱼类的需要。其结构简单，维修方便，是采用比较多的一种鱼道设计形式。“原生态式鱼道”将鱼类通行的自然鱼道与人造鱼道相结合，更能贴合鱼类习性，提高过鱼效率。两类鱼道的有效结合为鱼类提供了更为适宜的水流条件，更加贴近自然条件，因而具有更好的效果。 人类修建的水坝工程，也改变了周围的环境，环境的突然改变会让一些生物出现无法适应的情况，甚至影响生物的生存和种群发展。人们设计鱼道可以让鱼类顺利洄游，为水里动物的生存和繁衍尽可能地提供帮助。 结 论 对于“横隔板竖缝式鱼道”和“原生态式鱼道”设计的合理性的评估，这两种鱼道各有所长，没有绝对的好与坏。 设计意图： 本活动的目的在于使学生了解人类在利用现代科技改善生活的同时，也破坏了动物原本的生活环境。随着科学观念的提升，人们意识到了这种问题，正在积极采取措施弥补。 活动五 评估在藏羚羊迁徙必经之地规划修建铁路的设计方案 在藏羚羊迁徙必经之地规划修建一条铁路，你如何评估铁路的修建方案？ 1.如何保护青藏铁路沿线的藏羚羊。 中国有一条铁路——青藏铁路，青藏铁路的修建需要经过藏羚羊的栖息地，我们怎样更好地保护它们呢？ 藏羚羊是中国一级重点保护动物，栖息于海拔3700～5500米的高山草原、草甸和高寒荒漠地带，早晚觅食，善奔跑，可结成上万只的大群。藏羚羊的活动很复杂，某些藏羚羊会长期居住一地，还有一些有迁徙的习惯。雌性和雄性藏羚羊活动模式不同。成年雌性藏羚羊和它们的雌性后代每年从冬季交配地到夏季产羔地，迁徙行程300千米。 修建经过藏羚羊的栖息地的铁路，应该： （1）尽可能采取绕避； （2）根据藏羚羊的迁徙规律等，在相应的地段设置通道，以保障藏羚羊的正常生活、迁徙和繁衍； （3）通道形式有桥梁下方、隧道上方等； （4）吸纳野生动物专家、环保部门、当地牧民的建议。 2.青藏铁路沿线的野生动物通道。 在青藏铁路设计时，为了不影响野生动物的生活和迁徙，尽可能采取了绕避的方案。同时，根据沿线野生动物的生活习性、迁徙规律等，在相应的地段设置了野生动物通道，以保障野生动物的正常生活、迁徙和繁衍。青藏铁路唐北段和唐南段分别设置了野生动物通道25处和8处，通道形式有桥梁下方、隧道上方及缓坡平交3种形式。其中桥梁下方通道13处、缓坡平交通道7处、桥梁缓坡复合通道10处、桥梁隧道复合通道3处。对于高山山地动物群，主要采取隧道上方通过的通道形式；对于高寒草原草甸动物群，主要采取从桥梁下方和路基缓坡通过的通道形式。 设计意图： 由于教学时间的限制，建议本活动作为课后拓展内容。教师设计情境，组织学生课后思考：在藏羚羊迁徙的必经之地修建铁路，如何评估修建方案的合理性？用以拓展学生对生命与环境之间关系的认知。 活动手册 课堂总结 本课通过图片观察以及回忆自己所知道的相关知识，发现在不同的季节里动物和植物都会有哪些变化，比如树木与小草等在春天到来时会发芽吐出新绿，夏天枝繁叶茂，繁花盛开，而到秋冬季节叶子逐渐变黄、枯萎掉落。动物也这样，随着季节的变换表现出一些不同的特征变化。大自然中的非生物因素（如温度、降水量等）总是在不断地变化，生物有自己适应环境变化的方式。通过视频和文字资料，观察、比较两种不同的鱼道设计，并能从过鱼种类、过鱼季节、鱼的生活习性、地形地貌、河流特点、水流速度、造价等方面综合评估鱼道设计是否合理。 板书设计 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$