資源簡介

2021年新蘇教版科學五年級上冊教材分析
第四單元
水在自然界的循環
一、單元設計意圖
1.本單元主題的提出
地球表面各種形式的水不斷地相互轉化。水以氣態、液態和固態的形式在陸地、海洋和大氣間不斷循環的過程就是水循環。水循環無論是對于生命來說，還是對于地球本身來說，都是相當重要的。水循環能夠維持全球水的動態平衡和不斷更新的狀態，使得水成為可再生資源。水循環造成了不同的天氣現象，影響全球的氣候和生態。水循環也深刻地影響著地球表層結構的形成、演化和發展。
在學習本單元以前，學生已經認識了一些基本的天氣現象，能夠對一些氣象要素進行簡單測量，也學習了水的三態變化，這些都是學習水循環的基礎。但學生的知識相對零碎，沒有將一些天氣現象的變化置于地球水圈的大情境中，缺少對水循環系統的認知。本單元就是幫助學生將地球上的水作為一個系統來進行宏觀的認識，形成水在陸地、海洋、大氣循環的科學大概念。
本單元用水在自然界的循環做主題，涉及水圈與大氣圈這兩個主要概念。該主題能夠很好地將兩個主要概念融合在一起，有利于學生形成科學大概念。因為在水的循環過程中形成了云、霧、雨、雪等天氣現象，所以本單元還給學生提供探究天氣現象形成原因的機會，讓學生比較幾種天氣現象的不同，設計模擬成因的探究實驗，運用實驗結果以及示意圖輔助解釋不同天氣現象形成的原因。
2.本單元對課程標準的落實
(1)本單元通過一系列動手、動腦活動，落實《課程標準》高年級的課程目標。
科學知識：
初步了解地球上一些與大氣運動、水循環有關的自然現象的成因。
科學探究：
能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題。
能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息。
科學態度：
表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。
科學、技術、社會與環境：
認識到人類、動植物、環境的相互影響和相互依存關系。
(2)本單元學習內容基于《課程標準》課程內容中“地球與宇宙科學領域”的高年段要求。
14.1地球被一層大氣圈包圍著。
描述霧、雨、雪、露、霜、雹等天氣現象形成的原因。
14.2地球表面有由各種水體組成的水圈。
描述地球上的水在陸地、海洋及大氣之間處于不間斷的循環之中。
舉例說明水在地球上的循環產生了云、霧、雨、雪等天氣現象。
4.本單元次級主題的構成及邏輯關系
本單元由四課組成：《云和霧》《露和霜》《雨和雪》《水滴的“旅行”》。前三課在內容上呈現并列的關系，分別從原理層面對這些天氣現象形成的原因進行解析。將云和霧、露和霜、雨和雪兩兩對應放入一課，是因為兩者的形成原因相似或接近，有的只是形成過程中的溫度差異導致了不同。這三課在教材內容的組織呈現上，都是先觀察現象，從現象層面比較不同，然后通過模擬實驗來探究其成因，最后借助相關的示意圖進一步描述其形成過程。二、三兩課還進行了閱讀節氣資料、認識更多降水形式的拓展延伸。最后一課是綜合學習認知，將這些天氣現象的形成與水的循環相結合，便于學生將頭腦中零碎的知識建立聯系，形成自然界水循環的科學大概念。整個單元在結構上顯現出分分總的關系。
二、單元教學目標
能夠描述云、霧、露、霜、雨、雪等天氣現象形成的原因。
能通過模擬實驗、解釋模型等方法研究天氣現象的成因。
能夠借助模型圖來描述地球上的水在陸地、海洋及大氣之間的循環過程。
理解大自然的水處于一個動態平衡之中，不會增多也不會減少。
三、單元活動框架
四、課時建議
序號
課題
課時
13
云和霧
1
14
露和霜
1
15
雨和雪
1
16
水滴的“旅行”
1
總課時
4
五、分課分析
13.云和霧
1.教學內容
本課是認識水在自然界的循環的第一課。將云和霧放進一課是因為這兩種天氣現象在本質上是一致的，形成原因是一樣的，狀態也是一樣的，只不過距離地表的遠近不同，飄浮在高空的是云，接近地表的就是霧。教材內容主要包含三個活動：第一個活動創設情境，聚焦學習內容，區分在登山的過程中不同視角的所見，山腰上的云即山腰上的霧，引導學生初步認識云和霧在本質上是一回事。第二個活動做人造霧的實驗。因為是在實驗室，接近地表的是霧，所以是造霧，而不是造云。這是一個典型的模擬實驗，也是本節課唯一的動手活動，需要引導學生將模擬實驗的情況外推到實際情況中去，進而分析、推導出自然界的霧是如何形成的。第三個活動是根據抽象的圖示，結合模擬實驗，解釋云的成因。這是一個高度概括的過程，有利于發展學生的概念水平。最后教材揭示出云和霧的形成的科學概念。
2.教學目標
知道云和霧都是水蒸氣冷凝形成的，它們本質上一樣，只是距離地表遠近不同。
能夠做人造霧的實驗，嘗試解釋霧的形成原因。
能夠通過模擬實驗及示意圖，解釋云和霧的形成過程。
3.重點與難點
重點：解釋云和霧的形成原因。
難點：做人造霧的實驗。
4.教學準備
學生分組材料：
量筒(500mL)、冰袋(或把冰塊放入保鮮袋)、溫水、線香、火柴。
14.露和霜
1.教學內容
本課承接第一課云和霧的認識與探究，介紹了另外兩種天氣現象——露和霜。將這兩種天氣現象放在一起也是因為其形成條件很接近，都是水蒸氣受冷凝結并附著在草木或其他物體上，只是一個呈現液態，是小水滴，一個呈現固態，是小冰晶。教學內容包括三個活動：第一個活動是觀察比較露和霜的不同，整體感知它們在形態及形成條件上的差異，這屬于經驗層面的認知。第二個活動是人造露和霜，主要是模擬露和霜的形成過程，兩個實驗放在一起做也是一種對比，兩者的形成條件差異主要是溫度不同。這是本課動手實踐的主體活動，主要培養學生的觀察、實驗、分析能力。第三個活動是閱讀二十四節氣之白露、霜降。這兩個節氣正好與所學的內容緊密相關，意在讓學生關注生活，關注更多與節氣相關的天氣現象，滲透傳統文化的教育。
2.教學目標
比較露和霜的不同，知道露與霜也是常見的天氣現象。
通過做模擬露和霜的實驗，解釋露和霜的形成原因。
閱讀相關資料，了解二十四節氣中與天氣現象相關的節氣。
3.重點與難點
重點：通過做露和霜的模擬實驗，解釋露和霜的形成原因。
難點：做造霜的實驗。
4.教學準備
鐵罐、濕毛巾、電子溫度計、碎冰、鹽、冷水。
15.雨和雪
1.教學內容
本課與前兩課是并列關系，將雨、雪這兩種天氣現象放進一課是因為它們都是云中的水點或是冰晶降落所致，也是水在地球上的循環產生的天氣現象。教材內容包括以下幾個活動：第一個活動是觀察比較雨和雪的異同，是一種經驗層面的認知，聚焦研究的主題，培養學生觀察比較、分析概括的能力，也是對接下來探索雨雪形成的原因作鋪墊。第二個活動是模擬雨的形成，是本課動手實踐的一個主體活動，為雨和雪的形成原因的解釋提供直觀感性認識。第三個活動是根據示意圖描述雨和雪的形成過程。這是抽象概括的學習，是一種圖表學習方式。模擬實驗與抽象概括的示意圖兩者結合，能更好地揭示事物內在的聯系。第四個活動是觀察雪花的形狀，說說不同的降水形式的特點。這些都是直觀的圖片觀察，是對學生知識面的拓寬。
2.教學目標
能夠比較雨和雪的異同，知道雨和雪是常見的降水形式。
做模擬雨的形成實驗，并能夠結合示意圖，描述雨和雪的形成過程。
了解更多的降水形式，描述不同降水形式的特點。
3.重點與難點
重點：做模擬雨的形成實驗，結合示意圖描述雨和雪的形成過程。
難點：根據示意圖描述雨和雪的形成過程。
4.教學準備
酒精燈、三腳架、石棉網、燒杯、培養皿、熱水、冰塊、火柴。
16.水滴的“旅行”
1.教學內容
本課是在前三課認識云、霧、露、霜、雨、雪等天氣現象的基礎上，形成的對自然界水的變化循環的系統認知，是本單元的一個總結概括。用“水滴的‘旅行’”這個形象話題做標題，緊緊圍繞大自然中水的循環這個核心展開，教學內容包括三個活動：第一個活動是觀察實景圖片，通過交流“天上的水為什么總也降不完”這個問題，引導學生逐步建立水循環的概念。第二個活動是根據示意圖說說水在自然界是如何循環的。這是在前面實物場景的基礎上進一步抽象概括，通過一些關鍵詞匯和箭頭幫助學生建立水循環的概念。學生的分析、概括、推斷的能力得以進一步發展。第三個活動是拓展活動，通過制作水循環的模型模擬大自然中的水循環，體現科學課程的實踐性。
2.教學目標
能夠根據示意圖描述地球上的水在陸地、海洋及大氣之間的不間斷的循環過程。
運用分析、歸納、概括，嘗試用箭頭和簡單文字建立水循環的模型。
初步建立水循環的動態平衡意識，意識到地球上的水不會增多也不
會減少。
3.重點與難點
重點：描述地球上的水在陸地、海洋及大氣之間的不間斷的循環過程。
難點：建立大自然中的水循環模型。
4.教學準備
水循環的相關圖片和視頻資料、水循環模型。
六、參考資料
雪花
雪花是一種晶體，是天空中的水汽凝華形成的固態降水，結構隨溫度的變化而變化，多呈六邊形，形狀像花。雪花的形狀極多，每片雪花都像一幅極其精美的圖畫，連許多藝術家都贊嘆不已。雪花大都是六邊形的，因為雪花屬于六方晶系。云中雪花的“胚胎”小冰晶主要有兩種形狀，一種呈六棱柱狀，長而細，叫柱晶。但有時它的兩端是尖的，像一根針，叫針晶。另一種則呈六邊形的薄片狀，就像從六棱鉛筆上切下來的薄片，叫片晶。
對于六邊形片狀冰晶來說，由于它面上、邊上和角上的彎曲程度不同，相應地具有不同的飽和水汽壓，其中角上的飽和水汽壓最大，邊上次之，平面上最小。在實有水汽壓相同的情況下，由于冰晶的面、邊、角上的飽和水汽壓不同，其凝華增長的情況也不相同。如果云中水汽不太豐富，實有水汽壓僅大于平面的飽和水汽壓，水汽只在面上凝華，這時形成的是柱狀雪花；如果水汽稍多，實有水汽壓大于邊上的飽和水汽壓，水汽在邊上和面上都會發生凝華，由于凝華的速度還與彎曲程度有關，彎曲程度大的地方凝華較快，所以在冰晶邊上凝華比面上快，這時多形成片狀雪花；如果云中水汽非常豐富，實有水汽壓大于角上的飽和水汽壓，這樣在面上、邊上、角上都有水汽凝華，但尖角處位置突出，水汽供應最充分，凝華最快，所以多形成枝狀或星狀雪花。
降水
降水是指空氣中的水汽冷凝并降落到地表的現象。水汽在上升過程中，因周圍溫度降低而逐漸變為細小的水滴或冰晶，飄浮在空中形成云。水汽在云滴表面凝聚，大小云滴在不斷運動中合并，使云滴不斷凝結(或凝華)而增大，云滴增大為雨滴、雪花或其他降水物。當云滴增大到能克服空氣的阻力和上升氣流的頂托，且在降落時不被蒸發掉才能形成降水。
降水包括兩部分：一是大氣中水汽直接在地面、地物表面及低空形成的凝結物，如霜、露、霧和霧凇，又稱為水平降水；二是由空中降落到地面上的水汽凝結物，如雨、雪、霰雹和雨凇等，又稱為垂直降水。但是單純的霜、露、霧和霧凇等不作降水量處理。在中國，國家氣象局地面觀測規范規定，降水量僅指垂直降水，水平降水不作為降水量處理，發生降水不一定有降水量，只有有效降水才有降水量。
人工降水
人工降水又稱人工增雨，是指根據自然界降水形成的原理，人為補充某些形成降水的必要條件，促進云滴迅速凝結或碰并增大成雨滴，降落到地面形成降水。其方法是根據不同云層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭、高射炮等向云中播撒干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，使云層降水或增加降水量，以緩解或解除農田干旱、增加水庫水量或提高其供水能力、增加發電水量等。
人工增雨分為暖云增雨與冷云增雨。要使暖云(溫度高于0°C的云)降水或增雨，就要在云中播撒鹽粉、尿素等吸濕性物質，促使大云滴生成，形成或增加降水。若要冷云(溫度低于0°C的云)降水，就要用飛機等播撒干冰、碘化銀等催化劑，從而產生大量冰晶，使冷云上部的冰晶密度增大，促成或增加降水。
人工降雨的作業方式大體有三種。一是在地面布置碘化銀燃燒爐。催化劑依靠山區向陽坡在一定時段常有的上升氣流輸送入云。這種方式的優點是經濟、簡便，明顯的缺點是難以確定催化劑入云的劑量。這種方式主要適合于經常有地形云發展、交通不便的山區。二是以高射炮和火箭為主的地面作業。由于增程焰劑炮彈和焰劑火箭的研制成功，將催化劑在合適的時段按需要的劑量輸送到云的合適部位的問題已基本獲得解決。雖已有車載火箭裝備，可在一定范圍內移動，但相對于飛機，這種作業方式的機動性較差，適合在固定目標區作業(如為水庫增水)，特別是對威脅飛機飛行安全的強大對流云進行的催化作業。三是飛機催化作業。飛機催化作業的應用比較廣，可以根據不同的云層條件和需要，選用暖云催化劑及其播撒裝置、制冷劑及其播撒裝置(如干冰、液氮)，也可掛載碘化銀燃燒爐、飛機焰彈發射系統。還可裝載探測儀器進行云微結構的觀測和催化前后云宏、微觀狀態變化的追蹤監測。不過不是所有的云都可以用來“播雨”，一般說來，低云族中的雨層云和層積云，或中云族中的高層云較為適宜，少云或者晴空條件下就不能進行飛機人工增雨。
水循環
地球表面各種形式的水體是不斷地相互轉化的，水以氣態、液態和固態的形式在陸地、海洋和大氣間不斷循環的過程就是水循環。形成水循環的外因是太陽輻射和重力作用，其為水循環提供了水的物理狀態變化和運動能量；形成水循環的內因是水在通常環境條件下氣態、液態、固態三種形態容易相互轉化的特性。
降水、蒸發和徑流是水循環過程的三個最重要的環節。這三個環節決定著全球的水量平衡，也決定著一個地區的水資源總量。水循環還可以分為海陸間循環、陸地內循環和海上內循環三種形式。
水循環是地球上最重要的物質循環之一，實現了地球系統水、能量和地球生物化學物質的遷移和轉換，構成了全球性的連續有序的動態大系統。水循環聯系著海陸兩大系統，塑造著地表形態，制約著地球生態環境的平衡和協調，不斷提供再生的淡水資源。因此，水循環對于地球表層結構的演變和人類可持續發展都意義重大。

展開更多......

收起↑