1.7《设计和制作生态瓶》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册教科版

五年级下册科学第一单元《生物与环境》 第7课《设计和制作生态瓶》教学设计 一、基本信息 课程：小学科学 教材：教科版五年级下册 单元：第一单元 生物与环境 课题：第7课 设计和制作生态瓶 课时：1课时 二、设计依据 1. 课标依据：依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》，本课属于“生态系统”核心概念，要求学生通过设计制作生态瓶，理解生态系统中生物与生物、生物与非生物的相互联系，认识生态系统的整体性与稳定性，落实科学探究、科学思维、科学观念与态度责任四大核心素养，同时渗透保护生态环境、维护生态平衡的责任意识。 2. 教材逻辑：本课是单元探究的总结与应用环节，前几课聚焦生物与环境的个体关系、生物间的食物联系，本课转向构建完整的生态系统，通过设计制作生态瓶，让学生将单元所学知识整合应用，为后续学习生态系统稳定性、生物多样性奠定实践基础，体现了单元从“认识”到“应用”的探究闭环。 3. 学情依据：五年级学生已通过前几课的学习，掌握了生物与环境的关系、食物链与食物网等知识，但对生态系统的整体性理解不足，缺乏构建人工生态系统的实践经验。本课通过设计、制作、观察生态瓶的实践活动，帮助学生整合知识，深化对生态系统的认识，提升实践应用能力。 三、教材分析 本课以“设计和制作生态瓶”为探究主题，引导学生经历“分析群落关系—设计生态瓶方案—制作生态瓶—研讨优化”的完整实践流程，教材内容分为四个核心板块： 1. 聚焦：以“绿豆苗群落中生物与生物、生物与非生物的关系”引发思考，引出群落、生态系统的概念，明确本课探究主题，实现从食物网到生态系统的认知进阶。 2. 探索： 环节1：分析绿豆苗周围生物与非生物的联系，理解生态系统中各要素的相互关系，完成生态系统记录表； 环节2：模拟池塘生态系统，设计生态瓶方案，明确生物、非生物的种类与数量； 环节3：根据方案制作生态瓶，掌握制作步骤，建立人工生态系统； 环节4：设计生态瓶观察记录表，为后续长期观察做好准备。 3. 研讨：围绕制作材料的作用、生态瓶的设计原理、维护生态瓶的注意事项展开讨论，深化对生态系统整体性与稳定性的理解。 4. 拓展：通过改变生态瓶条件的对比实验，探究非生物因素变化对生态系统的影响，进一步理解生态系统的稳定性，渗透保护栖息地、维护生态平衡的意识。 教材设计层层递进，以实践活动为载体，引导学生整合单元知识，构建生态系统模型，同时通过长期观察任务，培养学生的探究实践能力与系统思维，落实科学素养的培养。 四、学情分析 1. 知识基础：学生已掌握生物与环境的关系、食物链与食物网等知识，知道生物间的食物联系，但对生态系统中生物与非生物的相互影响、生态系统的稳定性缺乏系统认识；已具备一定的动手操作能力，能参与制作活动。 2. 能力特点：学生乐于参与动手制作活动，对生态瓶的制作充满兴趣，但在设计方案时容易忽略生物与非生物的平衡关系，出现生物数量过多、搭配不合理等问题；能参与制作，但对后续长期观察记录的坚持性不足。 3. 思维水平：学生以具象思维为主，对抽象的生态系统整体性理解需要实践支撑，容易出现“只关注单一生物，忽略生态系统整体平衡”的问题，需要教师通过方案设计、研讨引导学生建立系统思维。 4. 情感态度：学生对实践活动充满热情，有参与制作的意愿，但缺乏对生态平衡重要性的深刻认识，需要通过拓展对比实验，让学生直观感受条件变化对生态系统的影响，增强维护生态平衡的意识。 五、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道群落、生态系统的概念，理解生态系统中生物与生物、生物与非生物相互联系、相互影响，构成一个整体。 2. 了解生态瓶的设计原理，知道生态瓶中生物与非生物的搭配需要保持平衡，才能让生物和谐生存。 （二）科学思维目标 1. 能基于对生态系统的理解，设计合理的生态瓶方案，初步形成系统规划与模型构建能力。 2. 能通过分析生态瓶中生物与非生物的关系，理解生态系统的整体性与稳定性，形成系统思维与逻辑推理能力。 （三）探究实践目标 1. 能根据设计方案，规范制作生态瓶，掌握生态瓶的制作步骤，提升动手实践能力。 2. 能设计生态瓶观察记录表，制定长期观察计划，培养持续观察与记录的科学探究习惯。 3. 能参与生态瓶条件变化的对比实验，探究非生物因素对生态系统的影响，提升探究能力。 （四）态度责任目标 1. 在设计制作生态瓶的过程中，养成严谨细致、实事求是的科学态度，体会生态系统的整体性与复杂性。 2. 增强保护生态环境、维护生态平衡的意识，认识到保护栖息地就是保护生物的生存家园，愿意为保护生态环境贡献力量。 六、教学重难点 教学重点：理解生态系统的概念，设计并制作合理的生态瓶，明确生态瓶中生物与非生物的搭配要求。 教学难点：理解生态系统的整体性与稳定性，知道生态瓶中生物与非生物需要相互平衡，才能维持生态系统的稳定。 七、教学准备 （一）教师准备 1. 教学课件（包含生态系统示意图、池塘生态系统视频、生态瓶制作步骤动画）； 2. 演示材料：生态瓶成品、制作材料（大油桶/透明塑料瓶、沙子、水、水草、浮萍、小鱼、小虾、田螺等）、设计方案模板、观察记录表； 3. 拓展材料：不同状态的生态瓶对比图片、生态瓶条件变化实验视频。 （二）学生准备 1. 课前回顾单元知识，了解生态系统中生物与非生物的关系； 2. 分组制作材料：透明塑料瓶/油桶、沙子、自然水域的水、水草、浮萍、小鱼、小虾、田螺等（每组1套）； 3. 活动手册中的生态瓶设计方案、观察记录表。 八、教学过程 （一）情境导入，聚焦问题（5分钟） 师：上课！同学们好！ 生：老师好！ 师：同学们，我们的绿豆苗越长越大，它们和周围的蚜虫、瓢虫、小鸟、小草、落叶等生物，还有阳光、水、空气、土壤这些非生物，一起生活在田野里，形成了一个群落。大家想一想，除了食物关系外，它们之间还有什么关系呢？ 生1：绿豆苗为蚜虫提供食物，蚜虫被瓢虫吃，瓢虫被小鸟吃，同时绿豆苗也为它们提供了栖息地。 生2：阳光、水、土壤让绿豆苗生长，绿豆苗制造氧气，供其他生物呼吸。 师：说得非常好！群落里的各种生物与环境中的非生物相互联系、相互影响，构成了一个整体，这个整体就叫做生态系统。今天，我们就一起来设计和制作一个生态瓶，模拟池塘生态系统，看看我们能不能构建一个稳定的生态系统。（板书课题） （二）活动一：分析生态系统的组成（7分钟） 师：首先，我们来分析一下绿豆苗周围的生态系统。请大家看课本上的《我们知道的生态系统》记录表，中间是绿豆苗，周围的圆圈里要填写和它有联系的生物与非生物。请大家以小组为单位，讨论一下，绿豆苗和哪些生物、非生物有联系？ （学生小组讨论，填写记录表，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的发现？ 小组1：绿豆苗和蚜虫、瓢虫、小鸟、小草、蜗牛、蚯蚓等生物有联系，也和阳光、水、空气、土壤等非生物有联系。绿豆苗通过光合作用制造养料和氧气，蚜虫吃绿豆苗，瓢虫吃蚜虫，小鸟吃瓢虫，蚯蚓疏松土壤，帮助绿豆苗生长；阳光、水、空气是绿豆苗生长必需的条件。 师：说得非常全面！大家发现了吗？在生态系统里，生物和生物之间、生物和非生物之间，是相互联系、相互影响的，它们共同构成了一个整体。池塘也是一个生态系统，里面有水草、小鱼、小虾、田螺等生物，还有水、沙子、阳光、空气等非生物，它们之间也有着密切的联系。今天，我们就来模拟池塘生态系统，制作一个生态瓶。 （三）活动二：设计生态瓶方案（10分钟） 师：制作生态瓶之前，我们要先设计一个方案。请大家看活动手册上的《生态瓶设计方案》，里面要填写生物、非生物的种类和数量，还要画草图。大家想一想，池塘生态系统里，我们需要放入哪些生物和非生物？它们的数量要怎么搭配，才能让生态瓶里的生物和谐生存？ （学生小组讨论，设计方案，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的设计方案？ 小组2：我们的设计方案是：生物有水草2棵、浮萍5片、小鱼2条、小虾3只、田螺2个；非生物有沙子、池塘里的水、空气、阳光。我们的想法是：水草和浮萍是生产者，能制造氧气和食物；小鱼、小虾、田螺是消费者，吃水草和浮游生物，它们的数量要少一点，不然水草会被吃光，氧气也不够用。 师：设计得很合理！老师有几个问题要问大家： 1. 为什么要用自然水域里的水，而不是自来水？ 生：自然水域里的水有浮游生物，能为小鱼小虾提供食物，而且里面的微生物也能帮助分解废物，保持水质清洁；自来水里有消毒水，会伤害小鱼小虾。 2. 为什么要先种水草，等水草存活了再放小鱼小虾？ 生：水草存活后才能制造氧气，不然小鱼小虾放进去会缺氧死亡。 3. 为什么生物的数量不能太多？ 生：数量太多的话，食物和氧气不够，废物也会太多，水质会变坏，生物就活不下去了。 师：大家考虑得都很周到！设计生态瓶时，要让生物之间、生物与非生物之间相互联系、相互影响，达到平衡，这样生物才能很好地生存下去。 （四）活动三：制作生态瓶（12分钟） 师：现在，我们就根据设计方案来制作生态瓶。大家先看老师的演示步骤： （教师边演示边讲解制作步骤） 1. 找一个大油桶，清洗干净后剪掉上面一部分，做成透明的容器，这样能让阳光透进去，也方便我们观察。 2. 在桶底装入一层淘洗干净的沙子，大约2-3厘米厚，为水草提供扎根的地方，也为田螺、小虾提供栖息的地方。 3. 在桶里装入大半桶自然水域中的水，大约占容器的2/3，不要装满，上面要留一点空间，让空气能进去。 4. 在桶里种上几棵水草，在水面放一些浮萍，作为生产者，制造氧气和食物。 5. 等水草存活后，再放入少量的小鱼、小虾、田螺等小动物，作为消费者。 师：大家看清楚步骤了吗？制作的时候要注意：沙子要洗干净，不要带太多泥土，不然水会变浑浊；加水的时候要慢一点，不要把沙子冲起来；种水草的时候要轻轻种，不要伤根；放小鱼小虾的时候要慢慢放，不要吓到它们。现在请大家小组合作，制作生态瓶。 （学生小组合作制作生态瓶，教师巡视指导，提醒学生规范操作，爱护小动物） 师：大家的生态瓶都制作好了！请每个小组把你们的生态瓶放在教室的指定位置，放在有阳光但不直射的地方，避免水温太高伤害生物。 （五）研讨交流：生态瓶的平衡与维护（6分钟） 师：现在我们来讨论课本上的几个问题。第一个问题：我们需要用到哪些材料来制作生态瓶？这些材料能够为在生态瓶里生活的生物提供哪些条件？ 生：制作生态瓶需要透明容器、沙子、自然水域的水、水草、浮萍、小鱼、小虾、田螺等。透明容器让阳光透进去，为水草光合作用提供条件；沙子为水草提供扎根的地方，也为小动物提供栖息地；水为生物提供生存环境，里面的浮游生物还能提供食物；水草和浮萍制造氧气和食物；小鱼小虾消耗氧气和食物，排出的废物又能被水草利用。 师：说得非常完整！第二个问题：我们为什么这样设计生态瓶？ 生：因为这样设计能让生态瓶里的生物和非生物相互联系、相互影响，达到平衡，生产者制造氧气和食物，消费者消耗氧气和食物，排出的废物又被生产者利用，形成一个稳定的生态系统，让生物能和谐生存。 师：没错！生态瓶就是一个微型的生态系统，里面的每一种生物和非生物都有自己的作用，它们相互依存，维持着系统的稳定。第三个问题：为了让生态瓶里的各种生物和谐地生存下去，我们应该注意什么？ 生1：要放在有阳光但不直射的地方，保持适宜的温度； 生2：不要随便往里面加食物，不然水会变浑浊； 生3：不要摇晃生态瓶，不然会吓到小鱼小虾，也会让水变浑浊； 生4：如果发现生物生病了或者水变浑了，要及时处理，保持生态瓶的清洁。 师：大家说得都很对！维护生态瓶的稳定，需要我们保持环境的稳定，不随意改变条件，这样才能让里面的生物和谐生存下去。 （六）拓展探究：生态瓶条件变化的影响（4分钟） 师：同学们，如果我们改变生态瓶里的条件，比如倒去一半水，或者拿掉部分水草，或者增加小鱼的数量，会发生什么现象呢？请大家猜一猜。 生1：倒去一半水的话，水里面的氧气会减少，小鱼会缺氧浮头，甚至死亡； 生2：拿掉部分水草的话，制造的氧气和食物减少了，小鱼会缺氧，也没有足够的食物吃； 生3：增加小鱼的数量，氧气和食物不够，废物太多，水质会变坏，小鱼会死亡。 师：大家的猜测很有道理！课后我们可以开展对比实验，制作几个生态瓶，改变其中的条件，观察生态瓶的变化，看看我们的猜测对不对。通过这个实验，我们能更清楚地看到，生态系统里的每一个条件都很重要，改变任何一个条件，都可能影响整个生态系统的稳定。 （七）课堂小结，布置观察任务（1分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起设计并制作了生态瓶，了解了生态系统的组成和生态瓶的设计原理，也知道了维护生态平衡的重要性。谁来说说，你今天最大的收获是什么？ 生1：我知道了什么是生态系统，生物和非生物相互联系构成一个整体。 生2：我学会了制作生态瓶，知道了生态瓶里生物和非生物要平衡搭配。 生3：我知道了改变生态瓶的条件会影响整个生态系统的稳定，要保护生态环境。 师：大家的收获都很大！接下来的时间里，请大家每天观察你们的生态瓶，把生物和水的变化记录在观察记录表上，看看我们的生态瓶能维持多久的稳定。希望大家通过观察，更深刻地理解生态系统的整体性与稳定性，做生态环境的小卫士。 师：这节课就上到这里，下课！ 九、板书设计 设计和制作生态瓶 生态系统：生物 + 非生物，相互联系、相互影响 生物：生产者（水草、浮萍）、消费者（小鱼、小虾） 非生物：水、沙子、阳光、空气 生态瓶设计与制作 1. 容器：透明塑料瓶/油桶 2. 非生物：沙子 → 自然水域的水 3. 生物：水草、浮萍（先种）→ 小鱼、小虾（后放） 4. 关键：数量搭配平衡，维持生态系统稳定 维护生态平衡：保护栖息地，就是保护所有生物 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 实践驱动，落实核心素养：本课以“设计—制作—研讨—拓展”的实践流程为主线，引导学生整合单元知识，构建生态瓶模型，既培养了学生的动手实践能力，也通过方案设计、研讨交流，培养了学生的系统思维与模型建构能力，落实了科学探究、科学思维核心素养。 2. 学生主体地位突出，互动充分：课堂中通过小组讨论设计方案、合作制作生态瓶、研讨交流等活动，给学生充足的表达与实践机会，师生、生生互动充分，学生从被动倾听者变成了主动探究者，课堂参与度高。 3. 联系生活实际，体现科学价值：通过生态瓶制作与拓展对比实验，让学生直观感受生态系统的整体性与稳定性，理解保护生态环境的重要性，将科学知识与现实生活中的生态保护联系起来，增强了学生的环保意识，体现了态度责任目标的渗透。 4. 注重探究连续性，培养长期观察习惯：通过布置生态瓶长期观察任务，将课堂探究延伸到课外，培养了学生持续观察与记录的科学探究习惯，体现了科学探究的连续性。 （二）不足之处 1. 部分小组在制作生态瓶时，生物数量搭配不合理，比如小鱼放得太多，或者水草太少，后续观察中容易出现生态瓶不稳定的问题，说明学生对生态系统平衡的理解仍不够深入。 2. 课堂时间分配略显紧张，拓展对比实验的讨论不够充分，学生对条件变化影响生态系统的理解不够直观，需要更多的时间进行交流和体验。 3. 对个别动手能力较弱的学生关注不够，部分学生在制作过程中操作不规范，比如加水时冲起沙子，导致水变浑浊，影响后续观察。 （三）改进措施 1. 后续教学中，增加生态瓶设计方案的交流环节，让学生充分讨论生物与非生物的搭配比例，教师进行针对性指导，帮助学生理解生态平衡的原理，优化设计方案。 2. 优化课堂时间分配，将拓展对比实验作为课后探究任务，让学生分组制作不同条件的生态瓶，长期观察记录变化，课堂上再进行分享交流，深化对生态系统稳定性的认识。 3. 提前对学生进行分组搭配，让动手能力强的学生帮助同组的同学，同时教师加强巡视指导，对操作不规范的小组及时纠正，保证生态瓶制作的质量，为后续观察奠定基础。 总体而言，本节课较好地完成了教学目标，学生通过设计制作生态瓶，整合了单元知识，形成了对生态系统的科学认知，理解了生态系统的整体性与稳定性，同时增强了维护生态平衡的意识，为单元学习画上了圆满的句号。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $