資源簡(jiǎn)介

2022年春新教科版科學(xué)六年級(jí)下冊(cè)教材分析
教材內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
六年級(jí)下冊(cè)教科書由“小小工程師”“生物的多樣性”“宇宙”和“物質(zhì)的變化”四個(gè)單元組成。四個(gè)單元分別隸屬于“技術(shù)與工程領(lǐng)域”“生命科學(xué)領(lǐng)域”“地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域”和“物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域”。本冊(cè)教科書的整體編排，以核心概念的進(jìn)階發(fā)展為線索，整體設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)兼顧了四個(gè)領(lǐng)域的年段安排，著力促進(jìn)學(xué)生探究實(shí)踐能力的發(fā)展。
“小小工程師”單元的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)工程建造的系統(tǒng)過(guò)程。從貼近學(xué)生生活的房屋建造工程入手，以建造塔臺(tái)為任務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生一步步地體驗(yàn)、學(xué)習(xí)工程的過(guò)程：明確任務(wù)—設(shè)計(jì)—建造（模型）—測(cè)試—評(píng)估—改進(jìn)。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐，認(rèn)識(shí)工程的各個(gè)要素，了解設(shè)計(jì)是工程的核心，同時(shí)滲透工程思維，體會(huì)到工程實(shí)踐與科學(xué)探究的不同魅力，從解決問(wèn)題的角度培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。
“生物的多樣性”單元的學(xué)習(xí)，是基于六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，圍繞物種多樣性和基因多樣性進(jìn)行的。第1～2課從學(xué)生熟悉的校園生物入手，通過(guò)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)等方法，認(rèn)識(shí)到生物種類的多種多樣；第3～5課擴(kuò)展到種群內(nèi)不同生物個(gè)體的千差萬(wàn)別，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建地球生物豐富性和多樣性的概念；第3～6課還組織了遺傳變異及生物進(jìn)化的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物的多樣性、存活、滅絕都是生物進(jìn)化的結(jié)果；第7課組織學(xué)生研究生物多樣性與人類的關(guān)系，以及探索如何更好地保護(hù)生物多樣性。通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生將認(rèn)識(shí)到研究生物的多樣性是為了更好地保護(hù)生物多樣性，同時(shí)也是為了保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸?br/>“宇宙”單元的學(xué)習(xí)，是建立在學(xué)生對(duì)地球、月球等天體的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的再次擴(kuò)展，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)系、星座和宇宙的逐步認(rèn)識(shí)，學(xué)生初步形成宇宙是一個(gè)大系統(tǒng)的觀點(diǎn)。第1～3課是對(duì)太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)，第4～5課是對(duì)星系的認(rèn)識(shí)，第6～7課是對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。在不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生的視野逐步擴(kuò)大，對(duì)大尺度的空間觀念也得到了發(fā)展。本單元的學(xué)習(xí)特點(diǎn)是通過(guò)建模并結(jié)合想象推理，這是學(xué)生認(rèn)識(shí)宇宙的重要方法，對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展和空間觀念的發(fā)展有著獨(dú)特的作用。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)天文的興趣，也是本單元重要的教學(xué)目標(biāo)，為此本單元還設(shè)計(jì)了一些課后需要學(xué)生持續(xù)觀察的活動(dòng)，既可以提高學(xué)生興趣，也可以幫助學(xué)生建構(gòu)理解概念。通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生認(rèn)識(shí)到宇宙是一個(gè)系統(tǒng)，由大小不同的星系構(gòu)成；組成宇宙的星系或星體都在運(yùn)動(dòng)變化，分布在不同的宇宙空間并有不同的特征；宇宙是龐大的，但又是可以被人類探索、發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的。
“物質(zhì)的變化”單元的學(xué)習(xí)，是小學(xué)階段“物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域”的總結(jié)單元。在小學(xué)階段的學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)歷了對(duì)物體特征、材料性能的研究實(shí)踐，逐漸發(fā)展到對(duì)物質(zhì)變化的探索。本單元從學(xué)生身邊的物質(zhì)變化現(xiàn)象開(kāi)始研究，觀察物質(zhì)變化及其伴隨的現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)物理變化與化學(xué)變化的本質(zhì)特征。學(xué)生的探索視野從身邊熟悉的物質(zhì)變化逐漸擴(kuò)展到地球家園與生命體中的化學(xué)變化。在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生主要通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化的本質(zhì)特征，通過(guò)資料閱讀、信息交流、推理論證等方法，發(fā)展正確的物質(zhì)觀。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生將認(rèn)識(shí)到世界是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是在不斷變化的，物質(zhì)變化創(chuàng)造了一個(gè)豐富多彩、絢麗多姿的物質(zhì)世界，物質(zhì)的變化與人們的生活緊密相關(guān)。
本冊(cè)四個(gè)單元，是整個(gè)小學(xué)階段總結(jié)性的單元，也為初中階段的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。整冊(cè)教科書的設(shè)計(jì)立足六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，充分考慮小學(xué)階段的內(nèi)容進(jìn)階，按照課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)段目標(biāo)要求，精選探究實(shí)踐的主題。在一系列教學(xué)活動(dòng)的助推下，幫助學(xué)生建構(gòu)起相關(guān)科學(xué)概念，發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力，為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
第一單元 小小工程師
單元概述
工程是將自然科學(xué)的原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中去而形成的各學(xué)科的總稱。在生活中，工程無(wú)處不在，影響著我們的生活。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、機(jī)電工程、化學(xué)工程、海洋工程、生物工程等。這些工程類學(xué)科是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)性科學(xué)的原理，結(jié)合在科學(xué)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐中所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展出來(lái)的。本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容指向建造工程，屬于土木建筑工程中的一部分。本單元從貼近學(xué)生生活的房屋建造工程入手，幫助學(xué)生一步步認(rèn)識(shí)工程，了解設(shè)計(jì)是工程的核心，體驗(yàn)工程師的設(shè)計(jì)工作。
本單元隸屬于技術(shù)與工程領(lǐng)域。在小學(xué)階段，沒(méi)有對(duì)技術(shù)與工程做出嚴(yán)格的區(qū)分，統(tǒng)一表述為工程設(shè)計(jì)，本單元實(shí)則指向的是工程。單元題目以“小小工程師”命名，就是希望學(xué)生擔(dān)當(dāng)起工程師的角色，像工程師一樣根據(jù)規(guī)定的任務(wù)目標(biāo)，運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)和對(duì)科學(xué)的理解，設(shè)計(jì)并建造出相應(yīng)的產(chǎn)品。本單元學(xué)習(xí)核心是以建造塔臺(tái)為任務(wù)目標(biāo)，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)“工程”建造的系統(tǒng)過(guò)程：明確任務(wù)—設(shè)計(jì)—建造（模型）—測(cè)試—評(píng)估—改進(jìn)。通過(guò)塔臺(tái)建造的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生將初步建立起對(duì)工程的了解，感受工程的復(fù)雜與魅力，從而讓科學(xué)學(xué)習(xí)的開(kāi)展更為活潑和真實(shí)。
本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)來(lái)自課程標(biāo)準(zhǔn)中5～6年級(jí)的下列相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。
17.1知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說(shuō)出工程師利用科學(xué)原理發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)例。
18.1了解一項(xiàng)工程需要由多個(gè)系統(tǒng)組成，如建造住宅需要考慮結(jié)構(gòu)、供水、采光、供暖系統(tǒng)等。
18.2.1利用攝影、錄像、文字與圖案、繪圖或?qū)嵨铮磉_(dá)自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。
18.2.2將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨铩?br/>18.2.3根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單器具、生產(chǎn)物品或完成任務(wù)。
18.3.1根據(jù)設(shè)計(jì)意圖，分析可利用的資源。
18.3.2簡(jiǎn)單評(píng)估完成一個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的可行性，預(yù)想使用效果。
18.3.3從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益等方面評(píng)價(jià)某個(gè)工程設(shè)計(jì)，并提出改進(jìn)和完善建議。
以上相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，指向2個(gè)主要概念，分別是“技術(shù)的核心是發(fā)明，是人們對(duì)自然的利用和改造”“工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問(wèn)題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)”。對(duì)于六年級(jí)學(xué)生，學(xué)習(xí)以上主要概念需要親歷和體驗(yàn)。學(xué)生要在真實(shí)情境下完整經(jīng)歷工程實(shí)施過(guò)程。以工程實(shí)踐為主要學(xué)習(xí)方式，觀察分析住房結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，理解工程的復(fù)雜性與系統(tǒng)性。查閱工程資料，理解工程實(shí)施過(guò)程以及工程與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。親身嘗試工程實(shí)踐，體驗(yàn)并感受工程魅力，理解工程的復(fù)雜性、閉環(huán)性等特點(diǎn)，從而建構(gòu)課程標(biāo)準(zhǔn)要求的主要概念。
為達(dá)成上述學(xué)習(xí)目標(biāo)，本單元在設(shè)計(jì)上大致分為兩個(gè)部分。
第一部分涉及第1～2課，是對(duì)現(xiàn)有工程的了解，并為學(xué)生后面的工程實(shí)踐做認(rèn)知儲(chǔ)備。前兩課的教科書內(nèi)容分別選擇了學(xué)生最為熟悉的住房和代表我國(guó)橋梁建設(shè)極高水平的港珠澳大橋作為素材，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)對(duì)工程的了解。通過(guò)這兩課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)“工程是什么？”“有什么特點(diǎn)？”“工程建設(shè)與科學(xué)技術(shù)之間的關(guān)系是怎樣的？”等問(wèn)題形成初步的認(rèn)知。
第二部分涉及第3～7課，學(xué)生將親歷工程實(shí)踐。教科書始終圍繞不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)這一思路編寫，凸顯工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)這一根本點(diǎn)。學(xué)生在“做工程”的實(shí)踐活動(dòng)中，進(jìn)一步了解工程的基本程序，體會(huì)工程的復(fù)雜性以及設(shè)計(jì)過(guò)程的反復(fù)性等特點(diǎn)，感受“做”的成功和樂(lè)趣，同時(shí)學(xué)生的實(shí)踐能力、思維能力和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力得到培養(yǎng)與發(fā)展。
第1課“了解我們的住房”，從住房的基本結(jié)構(gòu)、必需系統(tǒng)、建造過(guò)程三個(gè)方面開(kāi)展學(xué)習(xí)。通過(guò)對(duì)自己居住房屋的回憶和分析，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)工程是由多個(gè)系統(tǒng)組成的。通過(guò)閱讀房屋建設(shè)資料，了解住房建造工程的基本過(guò)程，為單元后幾課實(shí)施工程實(shí)踐活動(dòng)做鋪墊。
第2課“認(rèn)識(shí)工程”，是在認(rèn)識(shí)身邊房屋建設(shè)工程基礎(chǔ)上擴(kuò)展視角。以我國(guó)宏大工程——港珠澳大橋?yàn)槔M(jìn)行資料搜集與分析，梳理出工程建設(shè)的相似步驟，重點(diǎn)明確限制條件下的設(shè)計(jì)、制作模型測(cè)試、評(píng)估、改進(jìn)、修改設(shè)計(jì)……，直至達(dá)成解決問(wèn)題的循環(huán)往復(fù)過(guò)程。學(xué)生從感性角度認(rèn)識(shí)工程，為后五課提升理性認(rèn)識(shí)打好基礎(chǔ)。同時(shí)，理解工程與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系。初步理解“技術(shù)發(fā)明通常蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理”這一主要概念。
第3課“建造塔臺(tái)”，在之前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始體驗(yàn)工程實(shí)施過(guò)程。以招投標(biāo)形式明確工程項(xiàng)目要求，體會(huì)并感受設(shè)計(jì)的重要作用。在設(shè)計(jì)中感受工程設(shè)計(jì)要考慮的各項(xiàng)因素和其相互之間的聯(lián)系，體會(huì)工程的多系統(tǒng)與復(fù)雜的特性，加深對(duì)工程的理解。
第4課“設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型”，從本課開(kāi)始，教科書的呈現(xiàn)方式?jīng)]有沿用慣常的四個(gè)板塊的編寫體例，而是采用工程建設(shè)的基本程序來(lái)展開(kāi)。建立模型是工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，本課是在上一課設(shè)計(jì)總體方案的基礎(chǔ)上，聚焦塔臺(tái)設(shè)計(jì)這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)開(kāi)展工程實(shí)踐活動(dòng)的。在設(shè)計(jì)中學(xué)生要更多地考慮技術(shù)難關(guān)的突破，思考達(dá)成工程項(xiàng)目要求的方法。
第5課“制作塔臺(tái)模型”，本課的重點(diǎn)是動(dòng)手做。學(xué)生基于上一課的設(shè)計(jì)動(dòng)手制作塔臺(tái)模型。動(dòng)手制作模型不但是將上一課的設(shè)計(jì)予以具體實(shí)施，而且也是為后幾課的測(cè)試、評(píng)估、改進(jìn)打基礎(chǔ)。實(shí)施過(guò)程不僅要遵循設(shè)計(jì)圖紙要求，在制作過(guò)程中也會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)、感受、改進(jìn)。
第6課是“測(cè)試塔臺(tái)模型”。模型的設(shè)計(jì)是否符合工程要求，是以制作模型測(cè)試結(jié)果為依據(jù)的。以評(píng)價(jià)表為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，全班進(jìn)行測(cè)試、評(píng)價(jià)是本課的核心活動(dòng)。量化各項(xiàng)測(cè)試活動(dòng)，比較分析數(shù)據(jù)，找到自己模型的優(yōu)勢(shì)與問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行梳理與分析，最終明確模型設(shè)計(jì)或制作方法的修改點(diǎn)，均是本課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)任務(wù)。
第7課是“評(píng)估改進(jìn)塔臺(tái)模型”。本課重點(diǎn)有兩個(gè)：一是評(píng)估，二是改進(jìn)。改進(jìn)是工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，滲透在工程的各個(gè)環(huán)節(jié)。本課的改進(jìn)活動(dòng)要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“依據(jù)”的重要性，要在數(shù)據(jù)、現(xiàn)象等證（依）據(jù)的支持下進(jìn)行改進(jìn)與完善。在本課與前幾課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將親歷工程實(shí)踐的基本程序，完成建造塔臺(tái)模型的過(guò)程，獲得小小工程師的角色體驗(yàn)，對(duì)工程的理解一定優(yōu)于之前的認(rèn)識(shí)。但在本課學(xué)習(xí)的最后，要讓學(xué)生知道工程設(shè)計(jì)絕不是“一錘子買賣”，可能要經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)改進(jìn)直至滿足工程的需要，同時(shí)還要提示學(xué)生對(duì)方案的最終選擇是在權(quán)衡多種因素后的取舍。
單元教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)概念目標(biāo)
許多發(fā)明創(chuàng)造來(lái)源于對(duì)生活的觀察，可以在自然界找到原型。
一項(xiàng)工程是由多個(gè)系統(tǒng)組成的，各系統(tǒng)內(nèi)部需要協(xié)同工作。
工程建設(shè)需要運(yùn)用相關(guān)科學(xué)知識(shí)以及技術(shù)的支撐來(lái)完成。
工程無(wú)論大小都要經(jīng)歷相類似的建設(shè)過(guò)程。
工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)需要經(jīng)歷不斷改進(jìn)的往復(fù)過(guò)程，直至滿足建造要求。
工程建設(shè)具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，需要集合多人的智慧共同協(xié)作完成。
科學(xué)探究目標(biāo)
能通過(guò)觀察、搜集資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取信息。
能結(jié)合自己家的住房，說(shuō)出住房的基本結(jié)構(gòu)（功能分區(qū)）及供水、采光、供暖等主要系統(tǒng)。
通過(guò)查閱資料，能簡(jiǎn)述出住房及其他工程的建造過(guò)程。
能舉例說(shuō)出工程與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。
能根據(jù)建造塔臺(tái)的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。
能根據(jù)限制條件設(shè)計(jì)出符合要求的塔臺(tái)模型，并能用文字和繪圖的方式表達(dá)創(chuàng)意。
能根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作塔臺(tái)模型，并能宣講自己的設(shè)計(jì)理念與思路。
能按照評(píng)價(jià)表給定的指標(biāo)測(cè)試塔臺(tái)模型。
能根據(jù)測(cè)試結(jié)果梳理塔臺(tái)模型存在的問(wèn)題并初步提出改進(jìn)設(shè)想。
能正確評(píng)估本組與他組的塔臺(tái)模型，反思并提出建議。
能綜合考慮各種建議，改進(jìn)原設(shè)計(jì)方案，并基于調(diào)整后的設(shè)計(jì)方案對(duì)塔臺(tái)模型進(jìn)行重整。
能自覺(jué)運(yùn)用批判性思維和創(chuàng)造性思維開(kāi)展工程實(shí)踐活動(dòng)。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
對(duì)工程建設(shè)抱有極強(qiáng)的興趣與探索愿望，對(duì)擔(dān)當(dāng)小小工程師的角色充滿期盼。
樂(lè)于投入建造塔臺(tái)的工程實(shí)踐之中，認(rèn)識(shí)到細(xì)心、耐心、務(wù)實(shí)和實(shí)事求是的重要性。
樂(lè)于通過(guò)測(cè)試的方式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，體會(huì)堅(jiān)持與信念的重要性。愿意與同學(xué)合作、交流與反思，感受到合作的重要性。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
感受到工程與科學(xué)技術(shù)的密切關(guān)系，認(rèn)識(shí)到科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響。
認(rèn)識(shí)到工程是為滿足人們對(duì)美好生活的向往而付諸的行動(dòng)，意識(shí)到人工世界對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。
單元詞匯
技術(shù)：泛指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理發(fā)展而成，把生產(chǎn)要素投入轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品和服務(wù)等產(chǎn)出的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)以及各種工藝操作方法與技能，如電工技術(shù)、焊接技術(shù)、木工技術(shù)、激光技術(shù)、作物栽培技術(shù)、育種技術(shù)等。
工程：將自然科學(xué)的原理應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中去而形成的各學(xué)科的總稱。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、機(jī)電工程、化學(xué)工程、海洋工程、生物工程等。這些學(xué)科是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理，結(jié)合在科學(xué)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐中所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展出來(lái)的。主要內(nèi)容有對(duì)于工程基地的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工，原材料的選擇研究，設(shè)備和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，工藝和施工方法的研究等。
結(jié)構(gòu)：與“功能”相對(duì)。系統(tǒng)內(nèi)各組成要素之間的相互聯(lián)系，相互作用的方式，是系統(tǒng)組織化、有序化的重要標(biāo)志。物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)。任何具體事物的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是空間結(jié)構(gòu)和時(shí)間結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)既是系統(tǒng)存在的方式，又是系統(tǒng)的基本屬性，是系統(tǒng)具有整體性、層次性和功能性的基礎(chǔ)與前提。研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，既可根據(jù)已知對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，來(lái)推測(cè)對(duì)象的功能；也可根據(jù)已知對(duì)象的功能，來(lái)推測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)：自成體系的組織；相同或相類的事物按一定的秩序和內(nèi)部聯(lián)系組合而成的具有某種特性或功能的整體。如組織系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)。
材料清單
圖紙（住房結(jié)構(gòu)、給排水系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等）、住房建設(shè)文字資料、港珠澳大橋文字與視頻資料、資料（“鳥(niǎo)巢”體育場(chǎng)、“中國(guó)天眼”、高鐵、衛(wèi)星等）、塔臺(tái)競(jìng)標(biāo)書、評(píng)價(jià)表、三角形與正方形的框架實(shí)物、設(shè)計(jì)方案記錄表、膠帶、吸管、剪刀、紅筆、滾珠、彈簧、鉤碼、米尺、裝滿水的礦泉水瓶3～5個(gè)、小盆、電風(fēng)扇、抗震檢測(cè)儀、測(cè)試塔臺(tái)記錄表、設(shè)計(jì)方案修改記錄表、班級(jí)記錄表、教學(xué)課件。
分課時(shí)教材分析與教學(xué)建議
第1課 了解我們的住房
背景和教學(xué)目標(biāo)
房屋是最貼近學(xué)生生活的建造工程。從住房建造工程入手了解學(xué)習(xí)工程的系統(tǒng)性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)較為合適。
了解我們的住房，首先要了解住房的結(jié)構(gòu)。住房的結(jié)構(gòu)分類標(biāo)準(zhǔn)有很多，從功能分類有臥室、起居室（客廳）、廚房、衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)等；從高度分類有低層、多層、小高層、高層、超高層等；從樓體結(jié)構(gòu)分類有磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼混框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。了解我們的住房，其次要了解住房中包含的系統(tǒng)。住房中有給排水、電、燃?xì)狻⒐┡缺貍湓O(shè)施。完善的設(shè)施建設(shè)需要依靠相應(yīng)的整套系統(tǒng)支持，例如，承重系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等。無(wú)論是住房結(jié)構(gòu)，還是各種設(shè)施，其整體都是由多項(xiàng)系統(tǒng)整合組成的。這些系統(tǒng)的建設(shè)與住房整體結(jié)構(gòu)緊密相連并要協(xié)同設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，住房建設(shè)工程無(wú)論是結(jié)構(gòu)還是設(shè)施都要由無(wú)數(shù)系統(tǒng)組成，各項(xiàng)系統(tǒng)相互影響、相互配合、協(xié)調(diào)整合，需要進(jìn)行科學(xué)的、系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)住宅需求。了解我們的住房，還要了解住房建造的過(guò)程，明確任務(wù)、選址、設(shè)計(jì)、建造、驗(yàn)收等。
學(xué)生雖然每天居住在房屋中，似乎應(yīng)熟悉房屋，但絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、建造過(guò)程并不清楚，因此學(xué)習(xí)本課還是有一定難度的，但學(xué)生對(duì)這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)會(huì)非常感興趣，教師可抓住學(xué)生這一興趣點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生搜集相關(guān)資料作為學(xué)習(xí)資源的補(bǔ)充。
鑒于學(xué)生的年齡，只要能大致知道住房的基本結(jié)構(gòu)、必需系統(tǒng)以及建造的主要過(guò)程即可，從整體上對(duì)住房工程有一個(gè)初步認(rèn)知，同時(shí)也是為下一課認(rèn)識(shí)工程奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)概念目標(biāo)
住房都是有一定結(jié)構(gòu)的，根據(jù)需求不同，結(jié)構(gòu)也會(huì)存在差異。
住房由供水、供暖、采光、電路等多個(gè)系統(tǒng)組成。
住房需要經(jīng)歷一定的建造過(guò)程，每一個(gè)過(guò)程都非常重要，需協(xié)同發(fā)揮作用。
科學(xué)探究目標(biāo)
能結(jié)合自己家的住房，說(shuō)出住房的基本結(jié)構(gòu)（功能分區(qū)），以及供水、采光、供暖等主要系統(tǒng)。
能通過(guò)查閱資料及相互交流，簡(jiǎn)述住房的基本建造過(guò)程。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
對(duì)了解住房有極強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣。
感受同伴溝通交流的重要，樂(lè)于分享。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
初步認(rèn)識(shí)到人類的需求促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，同時(shí)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也滿足了人們對(duì)美好生活的向往與追求。
初步感受房屋建造的復(fù)雜性、系統(tǒng)性和科學(xué)性。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)，有關(guān)住房建設(shè)的文字資料。
教師準(zhǔn)備：住房結(jié)構(gòu)、給排水系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等圖紙，班級(jí)記錄表，教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課活動(dòng)手冊(cè)有兩項(xiàng)內(nèi)容，分別對(duì)應(yīng)探索活動(dòng)2和探索活動(dòng)3。
“請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出房屋的主要結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)”是用形象的圖片幫助學(xué)生梳理尋找住房的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)。學(xué)生對(duì)于結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)這些詞匯的理解沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)支撐，借助這樣的示意圖，在標(biāo)注過(guò)程中理解結(jié)構(gòu)與設(shè)施系統(tǒng)的復(fù)雜性。標(biāo)注后的活動(dòng)手冊(cè)為學(xué)生在生生交流活動(dòng)中提供幫助。
“房屋建造的主要過(guò)程”欄是記錄自己思考的過(guò)程與成果。通過(guò)對(duì)教師提供或?qū)W生自己搜集的資料閱讀、分析，學(xué)生進(jìn)行住房建造過(guò)程的總結(jié)、梳理與記錄。在個(gè)人記錄表的基礎(chǔ)上開(kāi)展全班交流分享，經(jīng)過(guò)全班共同研討、分析、匯總后總結(jié)出住房建造過(guò)程的班級(jí)記錄表，為第2課的工程建設(shè)過(guò)程步驟的梳理和第3課建造塔臺(tái)標(biāo)書的制訂做鋪墊。
第2課 認(rèn)識(shí)工程
背景和教學(xué)目標(biāo)
住房建造工程只是諸多工程中的一種。學(xué)生在第1課初步了解工程后，對(duì)工程會(huì)有極大的興趣，會(huì)產(chǎn)生諸如“還有哪些工程？其他工程建設(shè)過(guò)程是什么樣的？這些不同工程建設(shè)過(guò)程有什么共同特點(diǎn)？”等疑問(wèn)。本課主要圍繞以上疑問(wèn)開(kāi)展學(xué)習(xí)。
教科書使用大量篇幅展現(xiàn)了我國(guó)具有代表性的偉大工程——港珠澳大橋。以港珠澳大橋這一巨型工程與上一課身邊的住房建造工程進(jìn)行對(duì)比，呈現(xiàn)出巨型與小型、復(fù)雜與普通、遠(yuǎn)處與身邊等多角度沖突。基于這樣的沖突進(jìn)行比較、分析、總結(jié)工程建設(shè)過(guò)程中的相似步驟，更能夠加深對(duì)工程建設(shè)的理解。
教科書以一幅跨頁(yè)的港珠澳大橋圖片襯托出這項(xiàng)工程的宏大與震撼，精選文字資料闡述明確，指向建設(shè)港珠澳大橋的目的和工程建設(shè)中所面臨的巨大挑戰(zhàn)。讓學(xué)生體會(huì)尖端工程的建造不易，需要通過(guò)不斷創(chuàng)新、不斷超越、突破重大難關(guān)等來(lái)實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。
本課還介紹了多項(xiàng)宏大工程，幫助學(xué)生將視角從房屋、橋梁等工程建設(shè)拓展到其他方面，從更寬廣的角度認(rèn)識(shí)工程，多方面理解工程意義和實(shí)施過(guò)程，從而深刻認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)與工程的相互作用，使學(xué)生初步構(gòu)建“工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)，工程是運(yùn)用科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、解決實(shí)際問(wèn)題和制造產(chǎn)品的活動(dòng)”這一主要概念。
科學(xué)概念目標(biāo)
許多發(fā)明創(chuàng)造來(lái)源于對(duì)生活的觀察，可以在自然界找到原型。
工程建設(shè)需要運(yùn)用相關(guān)科學(xué)知識(shí)以及技術(shù)的支撐來(lái)完成。
工程需要在一定的限制條件下完成任務(wù)，要經(jīng)歷相類似的建設(shè)過(guò)程。
科學(xué)探究目標(biāo)
能通過(guò)閱讀資料知道工程建設(shè)需要面臨的限制條件有哪些，又是怎樣解決難題的。
能根據(jù)工程案例歸納出工程建設(shè)過(guò)程的相似步驟。
能了解工程建設(shè)所需的科學(xué)技術(shù)支持，分析工程與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
認(rèn)識(shí)到工程建設(shè)的艱難，從而產(chǎn)生對(duì)建設(shè)者的敬仰之情。
進(jìn)一步喚起學(xué)習(xí)工程的興趣，激發(fā)做一名小小工程師的愿望。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)與工程的相互關(guān)系。
進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要作用，人類的好奇及社會(huì)的需求對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的積極促進(jìn)作用。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：港珠澳大橋相關(guān)資料、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：港珠澳大橋文字與視頻等資料，“鳥(niǎo)巢”體育場(chǎng)、“中國(guó)天眼”射電望遠(yuǎn)鏡、高鐵施工過(guò)程、航天航空衛(wèi)星照片、技術(shù)簡(jiǎn)圖等資料，班級(jí)記錄表，教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課活動(dòng)手冊(cè)是對(duì)課堂活動(dòng)的記錄，流程圖配合探索活動(dòng)2使用。雖然教科書中展示與其相同結(jié)構(gòu)的流程圖，呈現(xiàn)出完整準(zhǔn)確的內(nèi)容，但是兩者并不重復(fù)。活動(dòng)手冊(cè)中的流程圖是學(xué)生對(duì)比住房建造過(guò)程與港珠澳大橋工程建造資料后的梳理記錄。學(xué)生要將第1課的班級(jí)記錄表中相關(guān)內(nèi)容歸納為本課學(xué)習(xí)的工程建設(shè)步驟。在不斷分析、歸納中填寫流程圖，學(xué)習(xí)理解工程設(shè)計(jì)過(guò)程。其中各項(xiàng)箭頭有提示作用，右側(cè)循環(huán)箭頭作用突出，體現(xiàn)了整體設(shè)計(jì)活動(dòng)的過(guò)程，也是學(xué)生填寫設(shè)計(jì)過(guò)程的提示，幫助學(xué)生理解工程設(shè)計(jì)的閉環(huán)性。最后學(xué)生利用填寫的流程圖開(kāi)展全班交流，形成最終教科書呈現(xiàn)的完整、準(zhǔn)確、概括性的班級(jí)記錄表。
第3課 建造塔臺(tái)
背景和教學(xué)目標(biāo)
從本課開(kāi)始，學(xué)生將承擔(dān)起工程師的角色。本課的聚焦環(huán)節(jié)給學(xué)生一個(gè)任務(wù)——在操場(chǎng)上建造一座塔臺(tái)，目的是創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)情境，引發(fā)學(xué)生參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的積極性。由于現(xiàn)有條件的限制，在本單元的學(xué)習(xí)中，學(xué)生并沒(méi)有涉及真正的塔臺(tái)建造，重點(diǎn)圍繞塔臺(tái)設(shè)計(jì)展開(kāi)學(xué)習(xí)與體驗(yàn)，感悟設(shè)計(jì)的往復(fù)性與復(fù)雜性。
本課作為建造塔臺(tái)的起始課，從設(shè)計(jì)塔臺(tái)方案開(kāi)始做起，采用模擬真實(shí)的招投標(biāo)活動(dòng)情境展開(kāi)學(xué)習(xí)。這一方式的運(yùn)用主要是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，真正像工程師一樣工作，加深對(duì)工程的理解。
足球教練訓(xùn)練塔臺(tái)類似學(xué)生常見(jiàn)的領(lǐng)操臺(tái)。二者區(qū)別在于領(lǐng)操臺(tái)是固定的，而塔臺(tái)不固定位置，可以隨需要變換位置。這就需要建造的塔臺(tái)具有方便移動(dòng)、抗風(fēng)、抗震等多項(xiàng)功能。同時(shí)，工程項(xiàng)目還要求教練員能夠站在上邊指揮訓(xùn)練，其承重性、高度和安全性也是重要項(xiàng)目要求。圍繞這些要求進(jìn)行工程項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)是本課活動(dòng)的主要內(nèi)容。
在本課，學(xué)生要模擬前兩課學(xué)習(xí)的工程建造基本過(guò)程進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。從選址、材料選擇、塔臺(tái)的設(shè)計(jì)、成本核算、人員分工、時(shí)間分配等各個(gè)方面進(jìn)行工程整體設(shè)計(jì)。過(guò)程中，學(xué)生要考慮各因素之間相互牽制、難以取舍的關(guān)系，也要明確各項(xiàng)因素權(quán)衡的側(cè)重。例如，塔高、承重、安全是工程項(xiàng)目的核心與重點(diǎn)，美觀、成本等屬于在重點(diǎn)基礎(chǔ)上的綜合點(diǎn)。達(dá)成二者最大的平衡與優(yōu)化取決于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，取決于技術(shù)難關(guān)的突破，取決于合理應(yīng)用科學(xué)原理與科學(xué)技術(shù)。學(xué)生雖面臨諸多困難與挑戰(zhàn)，但對(duì)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容還是有著強(qiáng)烈的好奇心和參與熱情，學(xué)習(xí)的積極性頗為高漲，這都為本課的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的心理基礎(chǔ)。
科學(xué)概念目標(biāo)
對(duì)一項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)需要考慮到各因素以及各因素之間的關(guān)聯(lián)。
科學(xué)探究目標(biāo)
能夠考慮到建造塔臺(tái)所涉及的各個(gè)因素。
能夠根據(jù)教科書中的“標(biāo)書”樣本制訂出建造塔臺(tái)標(biāo)書。
能夠利用文字、繪圖的方式表達(dá)自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
積極參加設(shè)計(jì)活動(dòng)，對(duì)工程學(xué)習(xí)充滿興趣。
樂(lè)于表達(dá)與交流，并能夠綜合小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
感受到科學(xué)知識(shí)與其他學(xué)科綜合能力對(duì)工程設(shè)計(jì)的重要性。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：班級(jí)記錄表、操場(chǎng)照片、塔臺(tái)競(jìng)標(biāo)書、教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課的活動(dòng)手冊(cè)是學(xué)生制訂標(biāo)書內(nèi)容。學(xué)生制訂的標(biāo)書形式可以多種多樣，活動(dòng)手冊(cè)采用大量留白的形式，不給學(xué)生設(shè)置篇幅限制，避免限制學(xué)生思維和活動(dòng)。活動(dòng)手冊(cè)上預(yù)留的空間只是為學(xué)生提供一個(gè)提示，學(xué)生可以自由使用紙張完成小組標(biāo)書。注意提醒學(xué)生保存此標(biāo)書，作為過(guò)程性資料。
第4課 設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型
背景和教學(xué)目標(biāo)
從本課開(kāi)始，學(xué)生的學(xué)習(xí)視角從對(duì)工程的整體認(rèn)知轉(zhuǎn)換到對(duì)工程設(shè)計(jì)這一核心內(nèi)容。與之相適應(yīng)，單元學(xué)習(xí)內(nèi)容視角也從宏觀到微觀，從整體到局部發(fā)生轉(zhuǎn)變，隨之教科書的編寫體例也發(fā)生變化，不再沿用四個(gè)板塊的模式，而是采用工程建設(shè)的基本程序來(lái)逐課鋪開(kāi)。具體到本課的內(nèi)容，是對(duì)塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)。教科書首先明確“建立模型是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過(guò)建立模型來(lái)測(cè)試他們的設(shè)計(jì)”，引導(dǎo)學(xué)生知道建立模型的重要意義。
對(duì)于塔臺(tái)模型的設(shè)計(jì)，教科書提出了明確的要求，提供了材料清單以及評(píng)價(jià)表，從指導(dǎo)與評(píng)估兩個(gè)角度來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)方案。在制訂方案環(huán)節(jié)，教科書又設(shè)計(jì)了5個(gè)問(wèn)題供學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生全面而細(xì)致地考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題，盡可能幫助學(xué)生設(shè)計(jì)出更符合要求的塔臺(tái)模型方案。
盡管本課為學(xué)生設(shè)計(jì)塔臺(tái)模型提供了必要的支架，但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)仍然具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生要經(jīng)歷多維度的思考與權(quán)衡，最終整合出最為合適的設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中，學(xué)生再一次感悟到工程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
本課的模型設(shè)計(jì)是對(duì)上一課“標(biāo)書”的具體化，并且下一課建造模型要完全遵照本課的設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施，單元結(jié)束課也要針對(duì)本課設(shè)計(jì)的不足進(jìn)行改進(jìn)。所以，本課的學(xué)習(xí)內(nèi)容在單元中具有十分重要的作用。
科學(xué)概念目標(biāo)
工程設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要綜合考慮各個(gè)因素及之間的關(guān)聯(lián)。
工程設(shè)計(jì)中蘊(yùn)含著一定的科學(xué)知識(shí)。
科學(xué)探究目標(biāo)
能根據(jù)建造塔臺(tái)的具體任務(wù)，綜合考慮相關(guān)因素，制訂出建造方案。
能根據(jù)限制條件設(shè)計(jì)出符合要求的塔臺(tái)模型，并能用文字和繪圖的方式表達(dá)創(chuàng)意。
能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問(wèn)題。
能反思自己的設(shè)計(jì)，不斷改進(jìn)。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
對(duì)工程設(shè)計(jì)抱有極強(qiáng)的興趣。
愿意與小組成員合作、交流，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
具有反思意識(shí)，能聽(tīng)取同學(xué)的意見(jiàn)并不斷改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
感受到科學(xué)知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)好塔臺(tái)的重要作用。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：塔臺(tái)競(jìng)標(biāo)書、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：班級(jí)記錄表、評(píng)價(jià)表、三角形與正方形的框架實(shí)物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課的活動(dòng)手冊(cè)在制訂方案板塊第二步設(shè)計(jì)中使用，在第三步進(jìn)行展示交流。
和上一課相同，本課塔臺(tái)設(shè)計(jì)方案也可由學(xué)生自行選用紙張完成，并注意保存。
第5課 制作塔臺(tái)模型
背景和教學(xué)目標(biāo)
本課的制作活動(dòng)是進(jìn)行模型制作，并非工程建設(shè)。模型制作是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的內(nèi)容，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中具有重要作用。首先，模型要完全按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作。制作過(guò)程檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)、全面，是對(duì)設(shè)計(jì)的執(zhí)行、檢驗(yàn)和完善。其次，模型成品為測(cè)試與評(píng)估提供了可能。設(shè)計(jì)圖紙是將抽象的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為形象的圖畫、標(biāo)識(shí)等的方案，模型成品是將其呈現(xiàn)為具象的實(shí)物。設(shè)計(jì)思想、理念、計(jì)劃是否能夠達(dá)到工程目標(biāo)，完成工程要求，需要依靠對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。最后，模型是改進(jìn)設(shè)計(jì)完成工程任務(wù)的重要依據(jù)。不斷反復(fù)測(cè)試查找問(wèn)題、尋求改進(jìn)、突破技術(shù)難關(guān)等都要依靠模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此可見(jiàn)，模型的制作在工程設(shè)計(jì)中具有重要意義。
學(xué)生制作模型活動(dòng)，要始終確立完全按照設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施的意識(shí)。在制作過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要經(jīng)過(guò)小組研討交流后，先修改圖紙?jiān)賹?shí)施制作。保持設(shè)計(jì)圖紙與建造模型的一致性，為后面進(jìn)行交流評(píng)測(cè)做好準(zhǔn)備。
小組內(nèi)合理分工合作是做好模型的保障。模型體積較大，個(gè)人不容易操作實(shí)施，因此多人配合互助，快速優(yōu)質(zhì)地完成任務(wù)是小組合作能力的突出體現(xiàn)。本課活動(dòng)形式以動(dòng)手操作為主，需要教師深入理解工程的模型制作與手工制作之間的區(qū)別，避免把科學(xué)課變成手工課甚至美術(shù)課。
科學(xué)概念目標(biāo)
制作模型是工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。
科學(xué)探究目標(biāo)
能依照設(shè)計(jì)方案，制作出塔臺(tái)模型。
能在制作模型的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，引發(fā)新思考。
能根據(jù)塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表反思所制作模型的優(yōu)劣。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
體驗(yàn)堅(jiān)持完全按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行模型制作。
意識(shí)并感受到小組合作的重要性，能通過(guò)溝通交流形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
能認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)和技能對(duì)制作優(yōu)質(zhì)模型的重要性，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到社會(huì)發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)做支撐。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：設(shè)計(jì)方案、膠帶、吸管、剪刀、紅筆、滾珠、彈簧、鉤碼、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課活動(dòng)手冊(cè)包括兩部分內(nèi)容，兩部分內(nèi)容分別配合研討板塊的兩個(gè)問(wèn)題。學(xué)生反思填寫自己的真實(shí)想法，借助活動(dòng)手冊(cè)交流，總結(jié)學(xué)習(xí)成果。與之前活動(dòng)手冊(cè)相同，學(xué)生也可以繼續(xù)使用個(gè)人紙張，結(jié)合活動(dòng)手冊(cè)樣式記錄，保持活動(dòng)記錄的一致性，便于單元學(xué)習(xí)后的總結(jié)歸納。
第6課 測(cè)試塔臺(tái)模型
背景和教學(xué)目標(biāo)
測(cè)試模型是工程設(shè)計(jì)中又一重要環(huán)節(jié)。模型是設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)，測(cè)試是對(duì)設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)、符合要求的檢驗(yàn)。測(cè)試環(huán)節(jié)決定著設(shè)計(jì)方案是否符合工程要求，是否存在問(wèn)題以及明確改進(jìn)方向。由此可見(jiàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)就是工程設(shè)計(jì)明確的評(píng)價(jià)指標(biāo)，第4課的塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表就是本課測(cè)試塔臺(tái)模型是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。本課學(xué)生需要使用第4課的評(píng)價(jià)表和設(shè)計(jì)方案，為第5課制作的模型開(kāi)展測(cè)試活動(dòng)，體現(xiàn)了單元學(xué)習(xí)的連貫性和工程的系統(tǒng)性。
測(cè)試塔臺(tái)模型的各項(xiàng)功能，需要使用到不同的工具。“塔高”要求達(dá)到60厘米，米尺可以滿足需要；“頂端承重”可以借助水瓶或書本等重物，注意選擇的重物要一致，方便學(xué)生比較；“抗風(fēng)能力”可以借助電風(fēng)扇的不同風(fēng)力等級(jí)完成；“抗震能力”需要使用專業(yè)儀器進(jìn)行地震模擬，便于科學(xué)準(zhǔn)確分出等級(jí)；“材料成本統(tǒng)計(jì)”由材料量化進(jìn)行計(jì)算；“分工合作”和“美觀”是無(wú)法量化的項(xiàng)目，需要全班評(píng)議，共同商討。測(cè)試得出的數(shù)據(jù)是學(xué)生進(jìn)行自評(píng)、反思、發(fā)現(xiàn)模型設(shè)計(jì)缺點(diǎn)的重要依據(jù)，也是進(jìn)行問(wèn)題梳理、明確改進(jìn)方向、完善工程模型設(shè)計(jì)方案的依據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)的分析整理是本課學(xué)生科學(xué)探究能力的提升點(diǎn)，教師要多加關(guān)注并精心設(shè)計(jì)相關(guān)環(huán)節(jié)。
各組進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比在本課中也具有重要作用。優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的展示與介紹，不但是對(duì)自己設(shè)計(jì)的認(rèn)可和肯定，也是推廣小組突破技術(shù)難關(guān)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，能夠幫助解決其他小組共同遇到的問(wèn)題。劣勢(shì)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的呈現(xiàn)，不但是自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題尋求突破的過(guò)程，也具有提示其他小組引以為戒的作用，同時(shí)也是尋求幫助，借鑒他組經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。在這樣的全班交流活動(dòng)中，不但可以借鑒大量的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)相關(guān)科學(xué)知識(shí)，還可以增強(qiáng)傾聽(tīng)他人意見(jiàn)、遷移應(yīng)用知識(shí)、學(xué)會(huì)交流合作等一系列科學(xué)探究能力。
科學(xué)概念目標(biāo)
測(cè)試是工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是衡量設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)范要求的重要方法。
完成一項(xiàng)任務(wù)（測(cè)試）需要使用特定的工具。
科學(xué)探究目標(biāo)
能依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)塔臺(tái)模型進(jìn)行測(cè)試并記錄。
能對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行反思，能歸因問(wèn)題所在。
能將問(wèn)題進(jìn)行梳理、歸納。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
對(duì)測(cè)試活動(dòng)充滿好奇與熱情，認(rèn)識(shí)到測(cè)試的重要意義。
能基于觀察事實(shí)做出合理判斷。
能虛心接納同學(xué)意見(jiàn)，通過(guò)反思交流，調(diào)整原有設(shè)計(jì)，從而達(dá)成集體共識(shí)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
認(rèn)識(shí)到檢測(cè)工具對(duì)測(cè)試工作的重要性，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)一項(xiàng)工程建設(shè)的重要意義。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：塔臺(tái)模型、塔臺(tái)模型測(cè)試記錄表、問(wèn)題梳理記錄單、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：米尺、裝滿水的礦泉水瓶3～5個(gè)或多本教科書、小盆、電風(fēng)扇、抗震檢測(cè)儀、教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課活動(dòng)手冊(cè)包括兩部分內(nèi)容。
第一部分內(nèi)容是測(cè)試活動(dòng)的數(shù)據(jù)記錄表。配合測(cè)試板塊第一項(xiàng)活動(dòng)使用。表格只設(shè)計(jì)三組并留白一組的篇幅，教師根據(jù)自己班級(jí)情況進(jìn)行補(bǔ)充。表格數(shù)據(jù)填寫標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自第4課的評(píng)價(jià)表。表格不涉及總成績(jī)比較，只比較每一項(xiàng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，為后期分析結(jié)果做數(shù)據(jù)支持。
第二部分內(nèi)容是依據(jù)數(shù)據(jù)的分析與自我反思，幫助學(xué)生整理、歸納、總結(jié)測(cè)試活動(dòng)獲得的信息。過(guò)程中三個(gè)方面的內(nèi)容提示具有層次性和邏輯性，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合數(shù)據(jù)比較、觀察反思、借鑒他人經(jīng)驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)查找問(wèn)題并尋求改進(jìn)方法。
第7課 評(píng)估改進(jìn)塔臺(tái)模型
背景和教學(xué)目標(biāo)
本課是單元總結(jié)課，也是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的最后步驟。在上一課測(cè)試后，每組都有新的思考和想法，雖然各組進(jìn)行了展示和交流，但并沒(méi)給學(xué)生提供完整、系統(tǒng)的交流時(shí)間與機(jī)會(huì)。所以，在本課改進(jìn)設(shè)計(jì)之前首先要進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估活動(dòng)不僅僅自評(píng)本組設(shè)計(jì)，還要小組間進(jìn)行互評(píng)。在各組互評(píng)中相互借鑒、相互幫助、資源共享、遷移應(yīng)用新創(chuàng)新來(lái)完善各組設(shè)計(jì)方案，力求將設(shè)計(jì)方案改進(jìn)得更準(zhǔn)確、完整和科學(xué)，從而達(dá)到工程要求。
改進(jìn)活動(dòng)需要用到單元學(xué)習(xí)中的全部過(guò)程性資料。招標(biāo)書、設(shè)計(jì)圖紙、建造過(guò)程中的修改記錄、制作的模型成品、測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表、問(wèn)題梳理記錄單、改進(jìn)方案都支持著評(píng)估改進(jìn)活動(dòng)的開(kāi)展，也是學(xué)生進(jìn)行方案設(shè)計(jì)修改的依據(jù)。著重培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，尊重證據(jù)的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)工程師的工作過(guò)程，感受工程的科學(xué)與魅力。
雖然本課是單元結(jié)束課，但并不代表塔臺(tái)建造工程的結(jié)束，更不是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的完結(jié)。本單元核心內(nèi)容只是讓學(xué)生體驗(yàn)工程中設(shè)計(jì)這一核心內(nèi)容，學(xué)生并沒(méi)有真正施工建設(shè)。學(xué)生經(jīng)歷明確目標(biāo)、限制條件下設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)模型、制作模型、測(cè)試模型、評(píng)估模型、改進(jìn)設(shè)計(jì)等一整套活動(dòng)。本單元第2課就明確指出設(shè)計(jì)活動(dòng)具有循環(huán)往復(fù)和閉環(huán)性的特點(diǎn)。本課結(jié)束后，不能讓學(xué)生誤以為自己最后的設(shè)計(jì)就是終極成品，需要讓他們知道還要重新制作模型，再次測(cè)試評(píng)估，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要進(jìn)行改進(jìn)，直到達(dá)到工程要求，才能完成設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行施工建造。教師在教學(xué)實(shí)施中要幫助學(xué)生樹(shù)立正確的認(rèn)識(shí)，完成本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容。
科學(xué)概念目標(biāo)
工程要反復(fù)評(píng)估改進(jìn)，不斷完善，才能達(dá)成最終的工程要求。
科學(xué)探究目標(biāo)
能依據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)每一組模型開(kāi)展小組自我評(píng)估與組際評(píng)估。
能根據(jù)評(píng)估結(jié)果，梳理出需要進(jìn)一步改進(jìn)的問(wèn)題。
根據(jù)已梳理的問(wèn)題，依據(jù)塔臺(tái)模型制作評(píng)價(jià)表再次改進(jìn)設(shè)計(jì)。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)的興趣與認(rèn)識(shí)。
能夠?qū)W會(huì)傾聽(tīng)，樂(lè)于交流，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
加深對(duì)工程的認(rèn)識(shí)與理解，認(rèn)識(shí)到科學(xué)、技術(shù)與工程的關(guān)系。
理解工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：招標(biāo)計(jì)劃書、評(píng)價(jià)表、塔臺(tái)模型設(shè)計(jì)圖紙、塔臺(tái)模型、測(cè)試塔臺(tái)記錄表、問(wèn)題梳理記錄單、設(shè)計(jì)方案修改記錄單、學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)。
教師準(zhǔn)備：班級(jí)評(píng)分統(tǒng)計(jì)表、教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
本課活動(dòng)手冊(cè)有兩項(xiàng)內(nèi)容。
第一個(gè)內(nèi)容配合評(píng)估改進(jìn)板塊第三個(gè)活動(dòng)使用。學(xué)生通過(guò)單元整體學(xué)習(xí)后，對(duì)起始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有針對(duì)性的修改。修改方式：建議使用與原設(shè)計(jì)相同紙張來(lái)重新繪制，方便學(xué)生比較兩次設(shè)計(jì)圖紙的異同，感受工程設(shè)計(jì)中改進(jìn)的作用與意義，體會(huì)工程設(shè)計(jì)的重要性。
第二個(gè)內(nèi)容配合研討板塊使用，幫助學(xué)生結(jié)合單元整體學(xué)習(xí)，進(jìn)行自我反思與總結(jié)。
參考資料
工程設(shè)計(jì)
在建設(shè)工廠、礦山、鐵路、橋梁及建筑工程之前，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究和科學(xué)分析，進(jìn)行周密思考及計(jì)算繪圖工作，最后提供作為建設(shè)施工依據(jù)的設(shè)計(jì)文件及圖紙的過(guò)程。一般分為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。對(duì)技術(shù)特別復(fù)雜的工程項(xiàng)目，有時(shí)采取三個(gè)階段設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)）的方式。
土木工程
用建筑材料（土、石、磚、木、混凝土、鋼筋等各種金屬材料）修建房屋、道路、鐵路、橋梁、隧道、河港和市政衛(wèi)生工程等的生產(chǎn)活動(dòng)與工程技術(shù)。隨著工程建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成一些專門分科，如修建河港、水壩、灌溉渠等稱為“水利工程”；修建各種房屋稱為“建筑工程”等。
建筑設(shè)計(jì)
一般指建筑物、構(gòu)筑物與室內(nèi)外環(huán)境在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等方面的綜合性設(shè)計(jì)工作，也可以僅指建筑方面的設(shè)計(jì)工作。需根據(jù)建筑任務(wù)要求，通過(guò)調(diào)查研究，綜合考慮使用功能和投資、材料、環(huán)境、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、設(shè)備、建筑藝術(shù)、有關(guān)法規(guī)、施工等因素，合理制訂方案，設(shè)計(jì)成建筑單體或群體的圖紙文件。對(duì)于一般工程，可分為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，對(duì)于大型、復(fù)雜的工程，則分方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。
建筑構(gòu)造
建筑物和構(gòu)筑物中構(gòu)件或配件的組成和相互結(jié)合的方式、方法。按用途、材料性能、受力情況、施工工藝和藝術(shù)要求，做成各種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件或配件，并將構(gòu)件和配件結(jié)合成建筑整體。
建筑結(jié)構(gòu)
建筑結(jié)構(gòu)亦稱“房屋結(jié)構(gòu)”，是建筑物中由承重構(gòu)件（梁、柱、桁架、墻、樓板和基礎(chǔ)等）組成的體系，用以承受作用在建筑物上的各種載荷，如框架、塔架等。建筑結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度和耐久性，以適應(yīng)使用要求。
薄殼結(jié)構(gòu)
人們發(fā)現(xiàn)，雖然蛋殼、蚌殼本身是很薄的，但是它們的薄殼外形卻能使它們變得堅(jiān)固。建筑師們從中得到啟發(fā)，設(shè)計(jì)出了省工省料、優(yōu)美輕便的薄殼結(jié)構(gòu)。從外觀看，這些薄殼結(jié)構(gòu)有的像半球形，有的像圓球形，有的像不規(guī)則但非常美觀的弧形。盡管它們形態(tài)各異，卻都有著共同的力學(xué)特征。薄殼結(jié)構(gòu)在受到外力的作用時(shí)，能夠把力沿著整個(gè)殼體表面向四周均勻傳遞，使殼體上單位面積受的力并不大。更為重要的是，在殼體上不存在作用力集中于一個(gè)地方的情況。建筑物垮塌不是建筑物每一處都承受不住力了，而往往是有一處不能承受重壓而導(dǎo)致整個(gè)建筑物垮塌，所以，薄殼結(jié)構(gòu)這個(gè)特點(diǎn)很重要。因?yàn)楸そY(jié)構(gòu)能夠承受較大的壓力，所以建筑師們用它們做成很大、很薄的屋頂。這不但能夠減輕屋頂自身重量，節(jié)約大量材料，而且內(nèi)部可以空間很大而又沒(méi)有柱子，所以大型建筑如大廳、體育場(chǎng)館很多首選薄殼結(jié)構(gòu)。
三角形和四邊形框架
只要三角形三條邊的長(zhǎng)度不變，三角形三個(gè)角的角度就不能改變。所以，三角形是不會(huì)變形的形狀，我們可以說(shuō)三角形具有穩(wěn)定性。
三角形框架，即使三個(gè)頂點(diǎn)的連接是完全活動(dòng)的鏈接，它也是不會(huì)變形的。不管從哪個(gè)方向?qū)θ切慰蚣苡昧Γ偸峭ㄟ^(guò)三根桿的推和拉的作用達(dá)到平衡。比如當(dāng)三角形框架頂端被向下壓時(shí)，兩邊斜桿受壓，下面水平桿受拉，這時(shí)兩邊斜桿產(chǎn)生推力，下面水平桿產(chǎn)生拉力，與外加壓力達(dá)到平衡。
四邊形、五邊形等框架受到外力作用時(shí)，就不能像三角形框架那樣產(chǎn)生內(nèi)力與外力平衡了，其結(jié)果就是變形，形狀結(jié)構(gòu)被破壞。但是，聰明的人們又從另一個(gè)角度利用了四邊形的特點(diǎn)，比如，伸縮式曬衣架和伸縮式遮陽(yáng)棚就利用了四邊形容易變形的特點(diǎn)。
第二單元 生物的多樣性
單元概述
生物多樣性是指地球上生命的豐富性，反映在生態(tài)系統(tǒng)與物種的多樣性、其過(guò)程與相互作用的多樣性，也反映在物種內(nèi)或物種間的遺傳多樣性。它是一個(gè)多層面的概念，包括物種多樣性、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。物種，簡(jiǎn)稱種，是具有一定形態(tài)和生理特征以及一定自然分布區(qū)域的生物類群，是在自然界中能夠交配并繁殖產(chǎn)生后代的一個(gè)生物種群，是生物分類的基本單位。物種多樣性也就是生物種類的多樣性。
地球上生物的種類極其豐富，很難統(tǒng)計(jì)出具體的數(shù)據(jù)。生物的各種特征都是由基因控制的，生物的細(xì)胞內(nèi)有成千上萬(wàn)個(gè)基因，每個(gè)基因都攜帶著特定的遺傳信息，表征著生物體不同的性狀特征。不同種類生物的基因種類及基因排序有所不同，同種生物不同個(gè)體之間基因也不盡相同。基因的多樣性導(dǎo)致生物種類的多種多樣以及同種生物不同個(gè)體之間的差異。生物與生物之間，以及生物與環(huán)境之間是相互聯(lián)系、相互作用的，它們構(gòu)成了不同的生態(tài)系統(tǒng)，表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。每一種生物都生活在一定的生態(tài)系統(tǒng)中，某種生物數(shù)量的減少或某種生物的滅絕會(huì)影響它所在的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)的劇變也會(huì)加速生物種類和基因多樣性的喪失，最終影響整個(gè)地球上的生命包括我們?nèi)祟惖纳妗Ｋ裕Ｗo(hù)生物多樣性成為目前世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。
本單元基于六年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，立足于物種多樣性和基因多樣性，以認(rèn)識(shí)地球生物的多樣性為線索，從學(xué)生身邊的校園生物入手，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解地球生物種類的多種多樣（第 1～2 課）以及種群內(nèi)不同生物個(gè)體的千差萬(wàn)別（第 3～5 課），從而進(jìn)一步構(gòu)建地球生物豐富性及多樣性的認(rèn)識(shí)。遺傳和變異是生命世界普遍存在的現(xiàn)象，是生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。生物的多樣性、存活、滅絕都是生物進(jìn)化的結(jié)果。本單元在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)種群內(nèi)生物的多樣性以及古代生物多樣性的過(guò)程中，組織了遺傳變異（第 3～5 課）及生物進(jìn)化（第 6 課）的相關(guān)內(nèi)容。研究生物多樣性是為了更好地保護(hù)生物多樣性，同時(shí)也是為了保護(hù)我們?nèi)祟愖约骸Ｒ虼耍瑔卧淖詈笠徽n（第 7 課）組織學(xué)生研究生物多樣性與我們的關(guān)系，以及探索如何更好地保護(hù)生物多樣性。
本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容來(lái)自課程標(biāo)準(zhǔn) 5～6 年級(jí)的下列相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。
7.3.3 對(duì)常見(jiàn)植物進(jìn)行簡(jiǎn)單的二歧分類。
11.3.1 描述和比較植物后代與親代的異同，如花的顏色，葉的顏色、大小與形狀等。
11.3.2 描述和比較動(dòng)物后代與親代的異同，如毛皮的顏色、軀體的大小、外形和外貌等。
11.4.1 根據(jù)化石資料舉例描述已滅絕的生物，如恐龍、猛犸象等。
11.4.2 描述和比較滅絕生物和當(dāng)今某些生物的相似之處。
12.4.1 認(rèn)識(shí)到人與自然環(huán)境應(yīng)該和諧相處。
12.4.2 認(rèn)識(shí)到保護(hù)身邊多種多樣的生物非常重要。
本單元共 7 課。第 1～2 課指向生物種類的多種多樣；第 3～5 課指向同種生物存在個(gè)體差異，即種群內(nèi)生物的多樣性；第 6 課指向認(rèn)識(shí)古代生物的多樣性，建立古代生物與現(xiàn)代生物的聯(lián)系；第 7 課指向認(rèn)識(shí)生物多樣性與人類的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到應(yīng)保護(hù)生物多樣性。
第 1 課“校園生物大搜索”，校園是學(xué)生非常熟悉的地方，本課以調(diào)查校園中的生物為主體活動(dòng)，學(xué)習(xí)研究區(qū)域內(nèi)生物多樣性的方法，體會(huì)生物種類的多種多樣。
第 2 課“制作校園生物分布圖”，以第 1 課校園生物的調(diào)查活動(dòng)為基礎(chǔ)，通過(guò)交流活動(dòng)匯總校園中生活著的生物種類，通過(guò)用二歧分類法給校園植物分類，在感悟校園植物是多種多樣的同時(shí)，建立植物多樣性與共同性相統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。制作生物分布圖是描述區(qū)域生物多樣性的常用方法，在制作校園分布圖的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)生物生存需要一定的環(huán)境，不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。
第 3 課“形形色色的植物”，通過(guò)比較植物后代與親代的異同，了解植物的遺傳變異現(xiàn)象，理解同一種植物也存在個(gè)體間的差異，體會(huì)種群內(nèi)植物的多樣性。
第 4 課“多種多樣的動(dòng)物”，通過(guò)比較動(dòng)物后代與親代的異同，了解動(dòng)物的遺傳變異現(xiàn)象，理解同一種動(dòng)物也存在個(gè)體間的差異，進(jìn)一步體會(huì)種群內(nèi)動(dòng)物的多樣性。
第 5 課“相貌各異的我們”，人是地球生物的一員，地球上幾乎找不到完全相同的兩個(gè)人。本課以研究我們自己的相貌特征為載體，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解同一種生物個(gè)體之間存在著差異，體會(huì)生物世界的多種多樣。
第 6 課“古代生物的多樣性”，通過(guò)觀察研究化石，認(rèn)識(shí)古代生物，了解古代生物的多種多樣，建立古代生物與現(xiàn)代生物之間的聯(lián)系，體會(huì)生物的進(jìn)化現(xiàn)象。
第 7 課“保護(hù)生物多樣性”，通過(guò)了解生物與人類的關(guān)系，理解生物多樣性的價(jià)值，樹(shù)立保護(hù)生物多樣性的意識(shí)。
綜上所述，本單元以研究生物的多樣性為載體，幫助學(xué)生建立生物多樣性、生物的遺傳變異及生物進(jìn)化等科學(xué)概念，學(xué)習(xí)二歧分類法等研究生物世界的多種方法，提升科學(xué)探究的能力，樹(shù)立人與自然和諧相處的意識(shí)。
單元教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)概念目標(biāo)
校園中生活著不同種類的生物。
不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。
生物后代與親代存在著相同與不同。
親代與后代相似的現(xiàn)象叫作遺傳。親代與后代間及后代之間存在差異的現(xiàn)象叫作變異。
生物的遺傳變異現(xiàn)象使得生物多種多樣。
人的相貌特征、血型、性格、行為方式等方面都存在著遺傳變異現(xiàn)象。
遠(yuǎn)古時(shí)期，地球上存在著不同的生物。
化石保留了古代生物的相關(guān)信息。
有些古代生物已經(jīng)不復(fù)存在，一些現(xiàn)存生物與古代生物相似。
生物多樣性與人類生活息息相關(guān)，是人類衣食住行等行為的重要資源。
生物多樣性對(duì)于保護(hù)地球環(huán)境具有重要的作用。
人類不良行為使地球生物多樣性面臨著威脅。
科學(xué)探究目標(biāo)
能通過(guò)調(diào)查的方法獲取有關(guān)校園生物多樣性的有效信息。
能用二歧分類法對(duì)校園內(nèi)的植物進(jìn)行分類。
能用制作校園生物分布圖等方法呈現(xiàn)調(diào)查結(jié)果。
能運(yùn)用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)生物后代與親代的異同。
能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述生物親代與后代的異同。
能將人的相貌特征整合起來(lái)比較分析人與人的不同。
能夠通過(guò)觀察化石推測(cè)古代生物的特征，認(rèn)識(shí)古代生物。
能夠通過(guò)觀察比較、查閱資料等方法收集證據(jù)，推測(cè)一些古代生物與現(xiàn)存生物的關(guān)系。
能夠從生活中獲取證據(jù)，描述生物多樣性與人類的關(guān)系。
能夠運(yùn)用查閱資料的方法了解生物多樣性的現(xiàn)狀。
能夠基于分析生物多樣性被破壞的原因提出保護(hù)生物多樣性的策略。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
表現(xiàn)出對(duì)調(diào)查校園生物多樣性的濃厚興趣。
能夠與小組成員分工合作，分享自己的調(diào)查結(jié)果。
在調(diào)查過(guò)程中能夠珍愛(ài)生命，尊重事實(shí)。
能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述生物親代與后代的異同。
能基于證據(jù)描述觀察到的現(xiàn)象、陳述自己的觀點(diǎn)。
能夠自覺(jué)采取行動(dòng)保護(hù)生物及周圍環(huán)境。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
知道生物與生物、生物與生存的環(huán)境相互依存、相互影響。
意識(shí)到人類對(duì)遺傳變異現(xiàn)象等的科學(xué)研究改善著人類生活。
意識(shí)到人類活動(dòng)會(huì)影響生物多樣性及我們生活的地球環(huán)境。
意識(shí)到科學(xué)的發(fā)展對(duì)改善人類生活、促進(jìn)人類文明的作用。
單元詞匯
生物多樣性：生物多樣性是指地球上生命的豐富性，反映在生態(tài)系統(tǒng)與物種的多樣性以及其過(guò)程與相互作用的多樣性上，也反映在物種內(nèi)或物種間的遺傳多樣性上。生物多樣性是一個(gè)多層面的概念，包括物種多樣性、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
生態(tài)環(huán)境：是由生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境的簡(jiǎn)稱。指生物及其生存繁衍的各種自然因素、條件的總和，是一個(gè)大系統(tǒng)，由生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)中的各個(gè)“元素”共同組成。
調(diào)查：圍繞一定的主題進(jìn)行了解、考察的科學(xué)研究方法。調(diào)查是科學(xué)探究常用的方法之一，一般在自然的過(guò)程中進(jìn)行，通過(guò)實(shí)地考察、訪問(wèn)、座談、問(wèn)卷、測(cè)驗(yàn)和查閱書面材料等方式搜集反映研究對(duì)象的材料。
二歧分類法：又稱拉馬克式二歧分類法，由法國(guó)生物學(xué)家拉馬克提出，最早應(yīng)用于植物分類，現(xiàn)已普遍運(yùn)用。指將一群事物選擇明顯而相關(guān)的特征分成相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分支，再將每個(gè)分支中的分類群用相對(duì)的特征分成兩個(gè)分支，依次下去，直到將所有分類群分開(kāi)為止。
個(gè)體：個(gè)體與“群體”相對(duì)，組成辯證法的一對(duì)范疇。生物學(xué)中的個(gè)體泛指一個(gè)生命體。一個(gè)病毒、一個(gè)細(xì)菌、一株植物、一個(gè)動(dòng)物等都是一個(gè)生物個(gè)體。一定數(shù)量的生物個(gè)體構(gòu)成了生物種群。
形態(tài)特征：形態(tài)即形式或狀態(tài)，指事物存在的樣貌，或在一定條件下的表現(xiàn)形式。生物的形態(tài)特征指生物個(gè)體的樣貌，一般從形狀、大小、顏色、組成部分等方面描述。
行為方式：是動(dòng)物對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性表現(xiàn)。動(dòng)物的行為復(fù)雜多樣，按行為的不同表現(xiàn)可分為覓食行為、攻擊行為、繁殖行為等不同的類型，按獲得途徑可分為先天性行為和學(xué)習(xí)行為。
相貌特征：主要指一個(gè)人面部呈現(xiàn)出的特征，包括臉型、發(fā)際、前額、眉、眼、鼻、口、耳等。
遺傳現(xiàn)象：生物的后代與親代之間或多或少都存在的相似的現(xiàn)象。
化石：化石是存留在巖石中的古生物遺體、遺物或遺跡，是由于某種原因被掩埋在地層中，經(jīng)過(guò)若干萬(wàn)年的復(fù)雜變化形成的。化石是科學(xué)家研究古代生物的重要依據(jù)，他們通過(guò)分析不同年代的地質(zhì)層中保留的生物化石，推斷地球上各個(gè)年代生存的生物種類。
古生物：地質(zhì)學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，指生存在地質(zhì)年代中而現(xiàn)已大部分滅絕的生物。包括古植物（蘆木、鱗木等）、古無(wú)脊椎動(dòng)物（貨幣蟲、菊石、三葉蟲等）、古脊椎動(dòng)物（恐龍、始祖鳥(niǎo)、猛犸等）。古生物的遺體、遺物和遺跡有少數(shù)變成化石保存下來(lái)，如三葉蟲、猛犸、糞化石、恐龍腳印等。
滅絕：指某一生物物種不再存在。某一局部地域內(nèi)特定種群的每一個(gè)成員都死亡了，稱為地方性滅絕；全球范圍內(nèi)某一物種的所有成員全部死亡，稱為全球性滅絕。
生態(tài)系統(tǒng)：指在一定的空間范圍內(nèi)，生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體。在這個(gè)統(tǒng)一整體中，生物之間、生物與自然環(huán)境之間相互影響、相互制約。生態(tài)系統(tǒng)可大可小，一片森林、一片草原、一塊農(nóng)田、一條河流、一個(gè)湖泊等都可以看成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。
自然保護(hù)區(qū)：為保護(hù)生物的多樣性，人們將有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、含有珍稀瀕危野生動(dòng)植物物種等保護(hù)對(duì)象在內(nèi)的一定面積的陸地或水體劃分出來(lái)，進(jìn)行特殊保護(hù)和管理的區(qū)域。
材料清單
為學(xué)生準(zhǔn)備：放大鏡等觀察設(shè)備、具有后代與親代關(guān)系的植株或相關(guān)圖片和模型、具有后代與親代關(guān)系的動(dòng)物圖片、觀察記錄表、關(guān)于可遺傳疾病的相關(guān)資料、古代生物的圖片、文字資料、關(guān)于保護(hù)生物多樣性的資料。
教師準(zhǔn)備：關(guān)于校園生物的資料、校園生物班級(jí)記錄表、孟德?tīng)柕南嚓P(guān)資料、古代生物化石圖片、保護(hù)生物多樣性的多媒體資料。
分課時(shí)教材分析與教學(xué)建議
第 1 課 校園生物大搜索
背景和教學(xué)目標(biāo)
經(jīng)過(guò) 5 年多的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)從生物體的形態(tài)特征、生活環(huán)境、生命需求、行為方式、繁殖方式、生命過(guò)程等多個(gè)層面感受到生命世界的豐富多彩。對(duì)于生物的多樣性，學(xué)生也有了自己的朦朧認(rèn)識(shí)，但這時(shí)他們的認(rèn)識(shí)還是模糊的、零散的。因此，本單元主要幫助學(xué)生梳理生物是多種多樣的認(rèn)識(shí)，形成生物多樣性的觀念。
生物多樣性是一個(gè)內(nèi)涵豐富而復(fù)雜的概念，物種多樣性描述著生物種類的豐富程度，對(duì)于六年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)從這個(gè)角度理解生物的多樣性比較直觀，符合他們的年齡特點(diǎn)。但地球之大，生物種類之多，全方位探究描述生物的多樣性不太可能。校園是一個(gè)小的生態(tài)系統(tǒng)，也是學(xué)生最為熟悉的環(huán)境，本課作為單元的起始課，引導(dǎo)學(xué)生在校園里探索生物的多樣性，吸引學(xué)生認(rèn)識(shí)自然、學(xué)習(xí)探索自然的方法和技能，在實(shí)際調(diào)查中培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是、珍愛(ài)生命的科學(xué)態(tài)度。以小見(jiàn)大，由校園推及其他，感悟自然界生物的多樣性。
科學(xué)概念目標(biāo)
校園中生活著不同種類的生物。
科學(xué)探究目標(biāo)
能運(yùn)用分區(qū)域調(diào)查的方法研究校園生物的多樣性。
能根據(jù)實(shí)際需要制訂可行的調(diào)查活動(dòng)方案。
能根據(jù)調(diào)查記錄校園生物的種類及分布情況。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
表現(xiàn)出對(duì)調(diào)查校園生物多樣性的濃厚興趣。
能夠與小組成員分工合作，分享自己的調(diào)查結(jié)果。
在調(diào)查過(guò)程中能夠珍愛(ài)生命，尊重事實(shí)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到校園環(huán)境與生存的生物相互影響。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：放大鏡、照相設(shè)備、小鏟子、記錄本、筆等觀察記錄材料和工具。
教師準(zhǔn)備：有關(guān)校園生物的資料、教學(xué)課件。
第 2 課 制作校園生物分布圖
背景和教學(xué)目標(biāo)
本課是校園生物多樣性調(diào)查活動(dòng)的延續(xù)，與第 1 課共同引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的科學(xué)調(diào)查活動(dòng)。因?yàn)樵诘?1 課的實(shí)地調(diào)查中，學(xué)生是分組分區(qū)域進(jìn)行的，每名學(xué)生、每組學(xué)生所獲得的信息都是有限的。要形成對(duì)校園生物種類和分布的整體認(rèn)識(shí)，需要各組在全班內(nèi)進(jìn)行交流，將各組的調(diào)查結(jié)果匯總在一起。這就是教科書上的第一個(gè)活動(dòng)——交流匯總調(diào)查結(jié)果。事實(shí)上，科學(xué)家對(duì)全球生物的認(rèn)識(shí)，也經(jīng)歷著類似的過(guò)程。
地球之大，生物種類之多，生物分布之廣泛，沒(méi)有哪個(gè)人能涉足世界的各個(gè)地方調(diào)查或推斷出地球上生存的生物種類數(shù)量到底有多少。我們現(xiàn)在所獲得的生物種類的信息，也是綜合了世界各地科學(xué)家調(diào)查研究的結(jié)果。因此，這樣的活動(dòng)，不僅能讓學(xué)生了解校園生物的種類，認(rèn)識(shí)校園生物的多樣性，而且能讓學(xué)生在親歷活動(dòng)的過(guò)程中學(xué)習(xí)一種科學(xué)調(diào)查的方法。
學(xué)生像科學(xué)家那樣通過(guò)調(diào)查獲取信息，經(jīng)過(guò)交流匯總整理信息，接下來(lái)就要將信息轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯砍晒l(fā)布出去。經(jīng)過(guò)幾年的科學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了多種處理信息表達(dá)交流的方法。本課針對(duì)生物種類多樣、分布廣泛等特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)制作校園生物分布圖，展示校園生物分布的狀況。制作分布圖是直觀有效呈現(xiàn)信息的科研方法。
通過(guò)觀察分析生物分布圖，可以幫助學(xué)生建立關(guān)于校園生物的整體認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存的關(guān)系，更好地理解生物多樣性及其意義。
科學(xué)概念目標(biāo)
校園中生活著不同種類的生物。
不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。
科學(xué)探究目標(biāo)
能用二歧分類法對(duì)校園內(nèi)的植物進(jìn)行分類。
能通過(guò)制作生物分布圖呈現(xiàn)調(diào)查結(jié)果。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
能實(shí)事求是地將自己的調(diào)查結(jié)果與全班同學(xué)分享。
愿意溝通交流，綜合考慮他人的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到校園環(huán)境與生物、生物與生物相互依存，相互影響。
愿意從我做起，用實(shí)際行動(dòng)保護(hù)校園環(huán)境。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：校園平面圖、直尺、彩色鉛筆等。
教師準(zhǔn)備：校園生物統(tǒng)計(jì)表（班級(jí)記錄表）。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
要求每一名同學(xué)都在活動(dòng)手冊(cè)上繪制一份校園生物分布圖，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的特長(zhǎng)創(chuàng)造性地制作，但要客觀、全面、直觀地反映校園生物狀況。校園生物的種類要基于全班交流后得出的結(jié)論，可以依托班級(jí)記錄表，表現(xiàn)形式倡導(dǎo)多元。有條件的地方，最好能在展示個(gè)人校園生物分布圖的基礎(chǔ)上，以小組為單位集小組各成員的智慧，在更大的紙上制作本組的校園生物分布圖。
第 3 課 形形色色的植物
背景和教學(xué)目標(biāo)
生物的多樣性不僅表現(xiàn)為不同種類的生物多種多樣，還表現(xiàn)在同一種生物也是千差萬(wàn)別的。通過(guò)校園生物多樣性的調(diào)查，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到同是植物，有的高大，有的矮小，有的生活在土壤中，有的生活在水塘里。植物根據(jù)外部形態(tài)等特征可以分為不同的類別，每一類下又可以分成不同的小類，在分類過(guò)程中學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)略不同種類的植物各不相同。然而同一種類的植物也存在著個(gè)體差異，植物的親代和后代（子代）也不完全相同。本課從遺傳變異的視角研究植物親代與子代的不同，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)種群內(nèi)生物的多樣性。
遺傳變異是生物界普遍存在的現(xiàn)象。遺傳是指親代與子代的相似性，變異是指親子間及子代個(gè)體間的差異。人們對(duì)遺傳變異的認(rèn)識(shí)最初是從性狀開(kāi)始的，后來(lái)深入到基因水平。本課從植物的外部性狀了解生物的遺傳和變異。遺傳使得生物性狀相對(duì)穩(wěn)定，維持了生物的共同性，所以不同的植物都會(huì)有一些相似的特征。變異使得地球上的植物種類繁多，不同種類的植物千差萬(wàn)別，同種植物之間也存在著各種各樣的差異。
正因?yàn)檫z傳變異普遍存在，使得植物既有共同特征又各不相同，多樣性與共同性相統(tǒng)一。
科學(xué)概念目標(biāo)
植物后代與親代存在著相同與不同。
親代與后代相似的現(xiàn)象叫作遺傳。
親代與后代間及后代之間存在差異的現(xiàn)象叫作變異。
變異使得植物多種多樣。
科學(xué)探究目標(biāo)
能運(yùn)用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)植物后代與親代的異同。
能運(yùn)用查閱資料的方法，了解孟德?tīng)柤捌潢P(guān)于遺傳變異的研究。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述植物親代與后代的異同。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到植物的遺傳變異現(xiàn)象與人類生活的聯(lián)系。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：具有后代與親代關(guān)系的植物（或植物標(biāo)本、圖片）。
教師準(zhǔn)備：孟德?tīng)柤捌溥z傳變異研究的相關(guān)資料、教學(xué)課件。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
在觀察活動(dòng)結(jié)束之后，學(xué)生應(yīng)根據(jù)自己的觀察如實(shí)記錄，可以是花的相同和不同，可以是葉的相同與不同，也可以是果實(shí)或種子的相同與不同。每個(gè)學(xué)生選擇的植物可以不同、選擇的植物器官也可以不同。
第 4 課 多種多樣的動(dòng)物
背景和教學(xué)目標(biāo)
與植物相同，地球上的動(dòng)物也是多種多樣的，它們不僅表現(xiàn)為動(dòng)物種類的多樣性，同樣表現(xiàn)在同一種動(dòng)物也是千差萬(wàn)別的。比如學(xué)生熟悉的家犬，它們大小不一、形態(tài)各異，性情習(xí)性也各不相同。有的兇猛如狼、有的溫順如貓；有的體形龐大、有的身體嬌小。即使是同一胞出生的狗，它們也彼此不同，與它們的爸爸媽媽也不相同。本課以學(xué)生熟悉的狗為研究對(duì)象，帶領(lǐng)它們了解動(dòng)物親代與后代之間的相同與不同，了解動(dòng)物種群內(nèi)個(gè)體之間也存在著差異，進(jìn)一步體會(huì)動(dòng)物的多種多樣。
經(jīng)過(guò)前一課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)生物的遺傳變異現(xiàn)象已經(jīng)有了初步的了解，本課在引導(dǎo)學(xué)生分析狗的親代與子代異同的過(guò)程中，進(jìn)一步學(xué)習(xí)動(dòng)物的遺傳變異現(xiàn)象，并由狗的研究拓展到更多動(dòng)物，是幫助學(xué)生充分構(gòu)建“動(dòng)物的后代與親代非常相似，但也有一些不同”的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而幫助學(xué)生理解：正是因?yàn)橛辛诉z傳變異，自然界才出現(xiàn)了多種多樣的動(dòng)物。
科學(xué)概念目標(biāo)
動(dòng)物后代與親代存在著相同與不同。
遺傳變異使得動(dòng)物多種多樣。
科學(xué)探究目標(biāo)
能運(yùn)用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)狗的后代與親代的異同。
能通過(guò)查閱資料的方法，了解更多動(dòng)物后代與親代的異同。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
能基于觀察到的現(xiàn)象，客觀描述動(dòng)物親代與后代的異同。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到動(dòng)物的遺傳與變異現(xiàn)象與人類生活的聯(lián)系。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：狗的親代與后代的照片、其他動(dòng)物親代與后代的照片。
教師準(zhǔn)備：其他動(dòng)物親代與后代的圖片及相關(guān)視頻資料。
第 5 課 相貌各異的我們
背景和教學(xué)目標(biāo)
本課從前兩課同一種植物或動(dòng)物各不相同，同一家族的植物或動(dòng)物也存在著個(gè)體間的差異的研究，轉(zhuǎn)到對(duì)于我們自己——人的研究。人類作為地球生物的一員，與其他生物一樣，也呈現(xiàn)出生物的多樣性。比如人有不同膚色，不同膚色的人種相貌特征等方面有明顯的差異。同一人種，不同民族、不同區(qū)域也存在著個(gè)體間的差異。同一家庭的人，子女之間、子女與父母之間盡管有許多相似性，但也相貌各異。即使是相似度很高的雙胞胎之間也有一些微小的差異。
關(guān)于人與人之間的相同與不同，六年級(jí)學(xué)生是有較充分的已有認(rèn)知的。盡管有些人的相似程度很高，但世界上幾乎找不到兩個(gè)完全相同的人，這樣的觀點(diǎn)絕大部分學(xué)生也是認(rèn)同的，但是他們沒(méi)有從科學(xué)的角度思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題，更沒(méi)有認(rèn)真觀察、研究過(guò)這個(gè)現(xiàn)象。研究了同種植物、同種動(dòng)物個(gè)體間存在的差異以及動(dòng)植物的遺傳變異現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)于研究我們?nèi)祟愖约簜€(gè)體間存在的差異以及遺傳變異現(xiàn)象也會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣。本課以我們自己為研究對(duì)象，通過(guò)研究人類個(gè)體相貌上的相同與不同，體會(huì)人類的多種多樣。學(xué)生通過(guò)觀察自己和自己的父母、祖父母、外祖父母之間的相同與不同，進(jìn)一步研究生物的遺傳變異現(xiàn)象，建立人類后代與親代有許多相似之處，但也有一些細(xì)微的不同的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步理解遺傳變異使得人個(gè)體間保持了許多相同的特征，卻又各不相同，繼續(xù)構(gòu)建完善地球生物具有多樣性的認(rèn)識(shí)。
科學(xué)概念目標(biāo)
人類不同個(gè)體之間存在著相同與不同。
人類親代與后代有很多相似之處，但也有一些不同。
人的相貌特征、血型、性格、行為方式等方面都存在著遺傳變異現(xiàn)象。
科學(xué)探究目標(biāo)
能通過(guò)觀察和比較，發(fā)現(xiàn)人與人相貌特征的相同與不同。
能將人的相貌特征整合起來(lái)比較分析人與人的不同。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述人類個(gè)體之間的相同與不同。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到人類對(duì)遺傳變異的研究改善著人類的生活。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：小鏡子、某一家庭親代與后代的照片。
教師準(zhǔn)備：班級(jí)記錄表、三代或四代同堂全家照、雙胞胎照片、人類遺傳轉(zhuǎn)輪圖、有關(guān)遺傳病的圖片或視頻。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
觀察自己父母以及祖父母和外祖父母的相貌特征，將觀察結(jié)果記錄下來(lái)。這是課外觀察活動(dòng)記錄。除了手冊(cè)上列舉的幾種相貌特征以外，教師可再補(bǔ)充一些相貌特征供學(xué)生觀察和比較，以幫助學(xué)生對(duì)自己有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，除了相貌特征以外，我們還會(huì)遺傳家族的哪些特征也是需要學(xué)生觀察并記錄的。教師要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)觀察記錄要基于真實(shí)的調(diào)查活動(dòng)。
第 6 課 古代生物的多樣性
背景和教學(xué)目標(biāo)
包括我們?nèi)祟愒趦?nèi)的地球上所有生物都擁有共同的祖先，這就是 40 億年前地球上最早出現(xiàn)的單細(xì)胞生物。在這漫長(zhǎng)的過(guò)程中，地球生命一直處于變化之中，不同時(shí)期地球環(huán)境不同，生存的生物也不同。有些生物因?yàn)槟軌蜻m應(yīng)新環(huán)境而保留下來(lái)，有些生物因?yàn)椴荒苓m應(yīng)新環(huán)境而滅絕。還有些生物在新的環(huán)境中發(fā)生變異，出現(xiàn)適應(yīng)環(huán)境的新特征，經(jīng)過(guò)代代相傳被保留下來(lái)變成新的生物種類。這就是我們說(shuō)的自然選擇。
任何生物生存、繁衍后代都要遵循自然選擇的規(guī)律——適者生存，不適者淘汰。生物體在自然選擇的長(zhǎng)期作用下，不斷進(jìn)化朝向更高級(jí)發(fā)展，每個(gè)時(shí)期地球上生存的生物都是生物進(jìn)化的結(jié)果。因此每個(gè)時(shí)期地球上的生物都有內(nèi)在的聯(lián)系，現(xiàn)存生物與古代生物之間也存在著一定的關(guān)聯(lián)。
科學(xué)家通過(guò)化石研究生物的演化歷程，認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)古時(shí)期的生物。化石是存留在巖石中的古生物遺體、遺物或遺跡，是由于某種原因被掩埋在地層中，經(jīng)過(guò)若干萬(wàn)年的復(fù)雜變化形成的。科學(xué)家通過(guò)分析不同年代的地質(zhì)層中保留的生物化石，推斷各個(gè)年代地球上生存的生物種類。本課將引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家那樣通過(guò)觀察生物化石，認(rèn)識(shí)古代生物，了解古代生物的多樣性。通過(guò)比較古代生物與現(xiàn)代生物的異同，建立古代生物與現(xiàn)代生物的聯(lián)系，進(jìn)一步理解生物界普遍存在的遺傳變異現(xiàn)象。
科學(xué)概念目標(biāo)
遠(yuǎn)古時(shí)期，地球上存在著不同的生物。
有些古代生物已經(jīng)不復(fù)存在，一些現(xiàn)存生物與古代生物相似。
化石保留了古代生物的相關(guān)信息。
科學(xué)探究目標(biāo)
能夠通過(guò)觀察化石推測(cè)古代生物的特征，認(rèn)識(shí)古代生物。
能夠通過(guò)觀察比較、查閱資料等方法收集證據(jù)，推測(cè)一些古代生物與現(xiàn)存生物的關(guān)系。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
表現(xiàn)出探究古代生物的興趣。
能基于證據(jù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到對(duì)古代生物的研究有助于我們認(rèn)識(shí)生物及其地球環(huán)境的發(fā)展變化，體會(huì)科學(xué)研究的意義。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：生物化石、古代生物與相應(yīng)現(xiàn)存生物的圖片、相關(guān)文字資料。
教師準(zhǔn)備：古代生物化石圖片、古代生物與現(xiàn)存生物的相關(guān)視頻資料。
學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)說(shuō)明
活動(dòng)手冊(cè)上有幾張古生物化石的圖片，要求學(xué)生仔細(xì)觀察，猜測(cè)其可能是哪種生物，把圖片與生物的名稱連起來(lái)。當(dāng)教學(xué)進(jìn)行到探索環(huán)節(jié)的第二個(gè)活動(dòng)時(shí)，教師可以借助活動(dòng)手冊(cè)幫助學(xué)生完成活動(dòng)。活動(dòng)手冊(cè)中給出了生物的名稱，可以降低學(xué)生識(shí)別古生物的難度。圖片上的生物依次是菊石、三葉蟲、恐龍蛋、魚、蕨類植物、鳥(niǎo)。
收集古生物化石照片的活動(dòng)，可以安排學(xué)生在課前或課后完成。學(xué)生可以將收集到的古生物照片縮小后打印出來(lái)貼在上面，也可以選擇幾種古生物，將它們的樣子畫在活動(dòng)手冊(cè)上。
第 7 課 保護(hù)生物多樣性
背景和教學(xué)目標(biāo)
經(jīng)過(guò)近六年的學(xué)習(xí)尤其是前面幾課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)地球生物的多種多樣已經(jīng)有了較清晰的認(rèn)識(shí)。他們知道地球生物是多種多樣的，既有體形龐大的鯨魚、高聳的參天大樹(shù)，也有肉眼看不到，需要借助放大鏡乃至顯微鏡才能觀察到的微小生物，生物分為很多類別，每一類別下又有許多許多種生物。生物之間以及生物與環(huán)境之間相互依存、相互作用，環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致生物數(shù)量的減少甚至是某些生物的滅絕。
人類是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，生物多樣性與人類生活息息相關(guān)，它對(duì)于人類既具有直接價(jià)值，又有許多間接和潛在的價(jià)值。生物為人類提供食物、纖維、建筑材料、藥物材料及工業(yè)原料，可以說(shuō)人類的衣食住行及身體健康都離不開(kāi)生物。許多生物還具有美學(xué)價(jià)值，可以用來(lái)美化環(huán)境，可以激發(fā)文學(xué)藝術(shù)的創(chuàng)作靈感。此外，生物的多樣性維護(hù)了自然界的生態(tài)平衡，可以凈化空氣、水，使土壤變肥沃，為人類的生存提供良好的環(huán)境條件。生物多樣性的潛在價(jià)值在于，生物多樣性具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值，每一個(gè)物種都有其獨(dú)特性，比如利用野生稻與普通水稻雜交，可以培育出高產(chǎn)水稻。地球上野生生物種類很多，大部分的價(jià)值都沒(méi)有被研究和利用，但它們一定都有許多潛在的使用價(jià)值還未發(fā)掘，一旦從地球上消失就無(wú)法再生，將是人類的損失。研究自然、認(rèn)識(shí)自然，是為了更好地保護(hù)自然、永續(xù)利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)人類社會(huì)的發(fā)展和文明的進(jìn)程。目前，由于人類的一些活動(dòng)，地球的生物多樣性面臨著巨大的威脅，所以保護(hù)生物多樣性已經(jīng)成為全球的熱點(diǎn)話題。
本課目的是幫助學(xué)生進(jìn)一步理解生物多樣性的價(jià)值，在了解生物多樣性的基礎(chǔ)上，引發(fā)學(xué)生對(duì)“為什么要保護(hù)生物多樣性？”“怎樣保護(hù)生物多樣性？”等問(wèn)題的思考，引導(dǎo)學(xué)生從自己做起，保護(hù)環(huán)境、保護(hù)生物多樣性。
科學(xué)概念目標(biāo)
生物多樣性與人類生活息息相關(guān)，是人類衣食住行等的重要資源。
生物多樣性對(duì)于保護(hù)地球環(huán)境具有重要的作用。
人類不良行為使生物多樣性面臨著威脅。
科學(xué)探究目標(biāo)
能夠從生活中獲取證據(jù)，描述生物多樣性與人類的關(guān)系。
能夠運(yùn)用查閱資料的方法了解生物多樣性的現(xiàn)狀。
能夠基于分析生物多樣性被破壞的原因提出保護(hù)生物多樣性的策略。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
能夠自覺(jué)采取行動(dòng)保護(hù)生物及其周圍環(huán)境。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
意識(shí)到人類活動(dòng)會(huì)影響生物多樣性及我們生活的地球環(huán)境。
教學(xué)準(zhǔn)備
為學(xué)生準(zhǔn)備：關(guān)于保護(hù)生物多樣性的資料。
教師準(zhǔn)備：有關(guān)生物多樣性及保護(hù)的多媒體材料。
參考資料
生物多樣性
生物多樣性（Biodiversity）是 Biological（生物）和 Diversity（多樣化、差異）的組合，即 Biological Diversity。其縮寫形式 Biodiversity 由羅森（Rosen）于 1985 年在“生物多樣性國(guó)家論壇”的首次籌備會(huì)上提出，生物多樣性才在科學(xué)和環(huán)境領(lǐng)域得到廣泛傳播和使用。
生物多樣性也可稱為“地球上生命的多樣性”，是描述自然界多樣性程度的一個(gè)內(nèi)容廣泛的概念，不同學(xué)者給出的定義不同。蔣志剛等（1997）給生物多樣性所下的定義為：“生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程的綜合，包括動(dòng)物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。”通常根據(jù)基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)來(lái)論述生物多樣性，以便與生物體的三個(gè)基本組織層次相一致。這三種多樣性分別被稱為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
遺傳多樣性又稱基因多樣性。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲(chǔ)存在生物個(gè)體的基因之中。任何一個(gè)物種或一個(gè)生物個(gè)體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作一個(gè)基因庫(kù)（Gene pool）。一個(gè)物種所包含的基因越豐富，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力就越強(qiáng)。基因的多樣性是生命進(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群之間以及同一種群內(nèi)的遺傳變異（世界資源研究所，1992）。此外，遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個(gè)層次上，如分子、細(xì)胞、個(gè)體等。在自然界中，對(duì)于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言，種群內(nèi)的個(gè)體之間往往沒(méi)有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳基因的多個(gè)個(gè)體組成的。在生物的長(zhǎng)期演化過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的改變（或突變）是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質(zhì)的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化以及基因位點(diǎn)內(nèi)部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，后者稱為基因突變（或點(diǎn)突變）。此外，基因重組也可以導(dǎo)致生物產(chǎn)生遺傳變異。
物種多樣性是指地球上動(dòng)物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個(gè)方面：其一是指一定區(qū)域內(nèi)的物種豐富程度，可稱為區(qū)域物種多樣性；其二是指生態(tài)學(xué)方面的物種分布的均勻程度，可稱為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性（蔣志剛等，1997）。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。在闡述一個(gè)國(guó)家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時(shí)，最常用的指標(biāo)是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測(cè)量有以下三個(gè)指標(biāo)：①物種總數(shù)，即特定區(qū)域內(nèi)所擁有的特定類群的物種數(shù)目；②物種密度，指單位面積內(nèi)的特定類群的物種數(shù)目；③特有種比例，指在一定區(qū)域內(nèi)某個(gè)特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。
生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周圍環(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中，不僅各個(gè)物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環(huán)境因子也是相互作用的。從結(jié)構(gòu)上看，生態(tài)系統(tǒng)主要由生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者所構(gòu)成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是使地球上的各種化學(xué)元素進(jìn)行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過(guò)程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過(guò)程的多樣化等多個(gè)方面。其中，生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ)，生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。
生物分類
生物分類是生物研究的一種基本方法。生物分類主要是根據(jù)生物的相似程度（包括形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能等），把生物劃分為界、門、綱、目、科、屬、種等不同的等級(jí)，并對(duì)每一類群的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能等特征進(jìn)行科學(xué)的描述，以弄清不同類群之間的親緣關(guān)系和進(jìn)化關(guān)系。分類的依據(jù)是生物在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能等方面的特征。分類的基本單位是種。分類等級(jí)越高，所包含的生物共同點(diǎn)越少，比如動(dòng)物界中的昆蟲和哺乳動(dòng)物；分類等級(jí)越低，所包含的生物共同點(diǎn)越多，比如犬科中的狗和狼。了解生物的多樣性，保護(hù)生物的多樣性，都需要對(duì)生物進(jìn)行分類。
人類在很早以前就開(kāi)始給生物分類。我國(guó)古代最早給動(dòng)物分類是把動(dòng)物分為蟲、魚、鳥(niǎo)、獸 4 類。其中蟲包括大部分無(wú)脊椎動(dòng)物；魚包括魚類、兩棲類、爬行類等低級(jí)脊椎動(dòng)物及鯨和蝦、蟹、貝類等；鳥(niǎo)是鳥(niǎo)類；獸是哺乳動(dòng)物。古希臘哲學(xué)家亞里士多德采取性狀對(duì)比的方法區(qū)分生物，如把溫血?jiǎng)游餁w為一類，以與冷血?jiǎng)游锵鄥^(qū)別。他把動(dòng)物按構(gòu)造的完善程度依次排列，給人以自然階梯的概念。17 世紀(jì)末，英國(guó)植物學(xué)者約翰·雷（John Ray）曾把當(dāng)時(shí)所知的植物種類，進(jìn)行了屬和種的描述，所著《植物新方法》（Methodus Plantarum Nova）是林奈以前的一本最全面的植物分類總結(jié)，約翰·雷還提出“雜交不育”作為區(qū)分物種的標(biāo)準(zhǔn)。
近代分類學(xué)誕生于 18 世紀(jì)，它的奠基人是瑞典植物學(xué)者林奈（Linnaeus）。林奈為分類學(xué)解決了兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：第一是建立了雙名制，每一物種都給以一個(gè)學(xué)名，由兩個(gè)拉丁化名詞所組成，第一個(gè)代表屬名，第二個(gè)代表種名。第二是確立了階元系統(tǒng)，林奈把自然界分為植物、動(dòng)物和礦物三界，在動(dòng)植物界下，又設(shè)有綱、目、屬、種四個(gè)級(jí)別，從而確立了分類的階元系統(tǒng)。每一物種都隸屬于一定的分類系統(tǒng)，占有一定的分類地位，可以按階元查對(duì)檢索。林奈在 1753 年印行的《植物種志》和 1758 年第10 版的《自然系統(tǒng)》中首次將階元系統(tǒng)應(yīng)用于植物和動(dòng)物。這兩部經(jīng)典著作，標(biāo)志著近代分類學(xué)的誕生。林奈相信物種不變，他的《自然系統(tǒng)》沒(méi)有親緣概念，其中六個(gè)動(dòng)物綱是按哺乳類、鳥(niǎo)類、兩棲類、魚類、昆蟲、蠕蟲的順序排列的。拉馬克把這個(gè)顛倒了的系統(tǒng)撥正過(guò)來(lái)，從低級(jí)到高級(jí)列成進(jìn)化系統(tǒng)。他還把動(dòng)物區(qū)分為脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物兩類，并沿用至今。隨著研究的進(jìn)展，分類層次不斷增加，單元上下可以附加次生單元，如總綱（超綱）、亞綱、次綱、總目（超目）、亞目、次目、總科（超科）、亞科，等等。此外，還可增設(shè)新的單元，如股、群、族、組等，其中最常設(shè)的是族，介于亞科和屬之間。常見(jiàn)的分類如下。
古生物化石與文物的區(qū)別
古生物化石，指人類史前由于地質(zhì)作用形成并賦存于地層中的生物遺體和活動(dòng)遺跡，包括植物、無(wú)脊椎動(dòng)物、脊椎動(dòng)物等化石及其遺跡化石。古生物化石是地球歷史的見(jiàn)證，是研究生物起源和進(jìn)化等的科學(xué)依據(jù)。它們是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)地質(zhì)作用形成的、不可再生的地質(zhì)遺跡，是國(guó)家寶貴的自然遺產(chǎn)，但不是歷史文化遺物，所以對(duì)于古生物的研究不屬于“考古”的范疇。文物是指人類生產(chǎn)、生活保存下來(lái)的遺物。文物研究的時(shí)間跨度是指“人類歷史以來(lái)”，而化石研究是“史前”的地質(zhì)時(shí)期。在科學(xué)研究范疇上，文物研究屬社會(huì)科學(xué)類，而古生物化石研究屬自然科學(xué)類，前者屬考古學(xué)（Archaeology），后者屬古生物學(xué)（Paleontology）。由于古生物化石與文物自然屬性以及保存狀態(tài)的差異，文物的挖掘保護(hù)方式及研究與古生物化石的挖掘保護(hù)方式差別甚大，不宜納入同一法規(guī)進(jìn)行保護(hù)。從學(xué)科歸屬和人才培養(yǎng)模式上，古生物學(xué)屬自然學(xué)科類，文物研究屬社會(huì)學(xué)科中的歷史學(xué)大類。
保護(hù)生物多樣性的重要意義
生物多樣性與人類的生存與發(fā)展息息相關(guān)，人類的衣、食、住、行及物質(zhì)文化生活的許多方面都依賴于生物多樣性的維持。因此，保護(hù)生物多樣性具有重要意義。
其一，生物多樣性為人類直接提供了食物、纖維，木材、藥材和多種工業(yè)原料。人類是異養(yǎng)生物，就基本的生活保障而言，食物全部來(lái)源于動(dòng)植物產(chǎn)品。在一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，利用生物資源是人們維持生計(jì)的主要方式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類不斷地把越來(lái)越多的生物作為資源開(kāi)發(fā)利用。因此，保護(hù)和維持生物多樣性，不僅可以不斷豐富食物品種，也將不斷提高生活質(zhì)量。
其二，生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)功能中起著重要作用。雖然因地域和物種的不同而各不相同，但大致可包括以下若干方面。
（1）調(diào)節(jié)氣候。
生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣候及局部氣候、大氣層成分、地球表面溫度、地表沉積層氧化還原電位及 pH 值等方面的調(diào)控發(fā)揮著重要作用。例如，現(xiàn)在地球大氣層中的氧氣含量約為 21%，供給我們自由呼吸，這主要應(yīng)歸功于植物的光合作用。在地球早期的歷史中，大氣中氧氣的含量要低很多。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，假如斷絕了植物的光合作用，那么大氣層中的氧氣，將會(huì)由于氧化反應(yīng)在數(shù)千年內(nèi)消耗殆盡。
（2）保護(hù)土壤。
受自然植被覆蓋和凋落層保護(hù)的優(yōu)質(zhì)土壤可保持肥力，防止危險(xiǎn)滑坡，保護(hù)海岸和河岸及防止淤積作用對(duì)珊瑚礁、淡水和近海漁業(yè)的破壞。
（3）穩(wěn)定水土。
在集水區(qū)內(nèi)發(fā)育良好的植被具有調(diào)節(jié)徑流的作用。植物根系深入土壤使土壤對(duì)雨水更具有滲透性。有植被地段比裸地的徑流較為緩慢和均勻。一般在森林覆蓋地區(qū)雨季可減弱洪水，旱季在河流中仍有流水。
（4）對(duì)污染物的吸收和分解。
包括對(duì)有機(jī)廢物、農(nóng)藥及空氣和水污染物的分解作用。
（5）傳粉、基因流動(dòng)、異花受精的繁殖功能、維持環(huán)境的效力，使競(jìng)爭(zhēng)者之間保持永恒的張力。
（6）娛樂(lè)和生態(tài)旅游。
可以在不破壞自然環(huán)境的條件下開(kāi)展如野外觀鳥(niǎo)、賞花、森林浴等旅游活動(dòng)。生態(tài)旅游還有一定的生態(tài)教育功能。
其三，保護(hù)和維持生物多樣性，將有益于一些珍稀瀕危物種的保存。任何一個(gè)物種一旦滅絕，便永遠(yuǎn)不可能再生。所以，那些處于滅絕邊緣的瀕危物種，一旦消失了，人類將永遠(yuǎn)喪失這些寶貴的生物資源。保護(hù)生物多樣性，特別是保護(hù)瀕危物種，對(duì)于人類后代，對(duì)于科學(xué)事業(yè)都具有重大的戰(zhàn)略意義。
（1）野生動(dòng)植物具有豐富的基因多樣性。
野生動(dòng)植物可以為農(nóng)作物或家禽、家畜的育種提供更多選擇的機(jī)會(huì)。例如，家豬與野豬雜交，培育形成瘦肉型豬的新品種。家雞目前已有上百個(gè)不同的品種，均來(lái)自原雞。另外，當(dāng)今的轉(zhuǎn)基因技術(shù)為農(nóng)作物和畜禽定向育種鋪平了道路。
（2）野生動(dòng)植物及微生物是天然藥物開(kāi)發(fā)的主要原料。
中國(guó)天然藥物總數(shù)目前已達(dá) 12772 種。抗癌藥物紫杉醇是在太平洋紅豆杉中發(fā)現(xiàn)的，在我國(guó)的東北紅豆杉中也發(fā)現(xiàn)有此成分。而紅豆杉在地球上已有 250 萬(wàn)年的歷史，是第四紀(jì)冰川遺留下來(lái)的古老樹(shù)種，也是世界上公認(rèn)的瀕臨滅絕的天然珍稀植物，所以科學(xué)家選用紅豆杉屬植物的離體培養(yǎng)物，用生物工程的方法生產(chǎn)紫杉醇。此外，我們還可從微生物提取抗生素藥物，自 1940 年青霉素應(yīng)用于臨床以來(lái)，抗生素藥物已有幾千種之多。當(dāng)然，現(xiàn)存許多野生動(dòng)植物，也許短時(shí)間內(nèi)人類無(wú)法進(jìn)行利用，但它們?nèi)跃哂袧撛趦r(jià)值，也許我們的子孫后代能不斷發(fā)現(xiàn)、找到利用它們的途徑。因此多保存一個(gè)物種，就會(huì)為我們的后代多留下一份寶貴的財(cái)富。保護(hù)生物多樣性，能夠讓這個(gè)大自然藥柜，不僅為現(xiàn)代人儲(chǔ)備醫(yī)藥成分，也為未來(lái)人儲(chǔ)備在不斷抵御新的疾病時(shí)需要制造新藥的所有成分。
（3）有些珍稀物種具有極高的存在價(jià)值。
例如，大熊貓、金絲猴、褐馬雞等是我國(guó)的特產(chǎn)珍稀動(dòng)物，盡管其本身的直接價(jià)值有限，但它們的存在可以形成一種文化或象征，甚至可以促進(jìn)國(guó)際友好、交流與和平。大熊貓的保護(hù)、人工繁育后放回大自然，以及向多個(gè)國(guó)家或地區(qū)饋贈(zèng)，都使全國(guó)人民引以為榮。
（4）有些動(dòng)植物種具有重要的科學(xué)價(jià)值。
如銀杏等些孑遺物種，在生物演化歷史上處于十分重要的地位，對(duì)其開(kāi)展研究，有助于搞清生物演化的過(guò)程。
以上足以表明，無(wú)論為了現(xiàn)時(shí)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，還是為了保障人類未來(lái)的生活質(zhì)量，為子孫后代負(fù)責(zé)，都需要保護(hù)生物多樣性。
第三單元 宇宙
單元概述
在與學(xué)生交流的過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)知道了許多有關(guān)地球、太陽(yáng)、月亮和其他星球的知識(shí)，有的甚至還可以講出黑洞、超新星爆炸、類星體等科學(xué)詞匯來(lái)。我們?cè)隗@嘆學(xué)生接觸信息的廣泛性之余，更會(huì)贊嘆人類對(duì)宇宙奧秘孜孜不倦的追求與探索，留下了如此豐富多彩的智慧成果。
本單元的教學(xué)，僅僅停留在學(xué)生已有的認(rèn)知層面是不夠的，我們應(yīng)該思考：學(xué)生有沒(méi)有觀察過(guò)某些天文現(xiàn)象，對(duì)于各種詞匯，他們理解嗎？探索宇宙的方法——觀察、推理與發(fā)現(xiàn)，學(xué)生了解與體驗(yàn)過(guò)嗎？這個(gè)單元的教學(xué)就是要讓學(xué)生在星空下來(lái)感知宇宙，在感知和所提供信息的基礎(chǔ)上，進(jìn)行推理和想象，建構(gòu)有關(guān)太陽(yáng)系、一些星座、星系等模型，在頭腦中形成有一定解釋力的宇宙體系或結(jié)構(gòu)模型，從而形成初步的、有一定系統(tǒng)的宇宙認(rèn)識(shí)觀。
本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)來(lái)自課程標(biāo)準(zhǔn)中 5～6 年級(jí)的下列相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。
13.4.1 知道太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心；知道太陽(yáng)系中有八顆行星，描述它們?cè)谔?yáng)系中的相對(duì)位置。
13.4.2 描述月球、地球和太陽(yáng)的相對(duì)大小和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式。
13.4.3 知道宇宙中有無(wú)數(shù)星系，銀河系只是其中的一個(gè)。
13.4.4 知道大熊座、獵戶座等主要星座；學(xué)習(xí)利用北極星辨認(rèn)方向。
13.4.5 了解人類對(duì)宇宙的探索歷史，關(guān)注我國(guó)及世界空間技術(shù)的最新發(fā)展。當(dāng)然，在這一單元中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)天文的興趣，也是重要的教學(xué)目標(biāo)。
本單元一共包括 7 課內(nèi)容。
第 1 課“太陽(yáng)系大家庭”是單元起始課，學(xué)生將在日、地、月系統(tǒng)圖中添加一些天體，并認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)系中除了地球以外，還有許多天體存在，它們都有其特定的軌道。太陽(yáng)系中的天體有些可以直接觀察到，有些較小或者較遠(yuǎn)的天體，需要借助天文望遠(yuǎn)鏡才能更好地觀察。本課中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)太陽(yáng)系的基本結(jié)構(gòu)，并通過(guò)收集資料、數(shù)據(jù)等信息進(jìn)一步了解太陽(yáng)以及太陽(yáng)對(duì)地球的影響。
第 2 課“八顆行星”，太陽(yáng)系有八顆行星，地球是太陽(yáng)系的第三顆行星。學(xué)生通過(guò)閱讀八顆行星的基本數(shù)據(jù)表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，給八大行星進(jìn)行排序。本課將重點(diǎn)聚焦在對(duì)八顆行星與太陽(yáng)的平均距離的數(shù)據(jù)處理上，并用紙帶建立行星的相對(duì)位置關(guān)系模型。學(xué)生將會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，所建行星的相對(duì)位置關(guān)系模型與有關(guān)太陽(yáng)系示意圖相差甚遠(yuǎn)。
第 3 課“日食”，讓學(xué)生對(duì)日食這一有趣的天文現(xiàn)象展開(kāi)研究，這需要學(xué)生運(yùn)用日、地、月系統(tǒng)中三個(gè)天體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式的知識(shí)，利用模擬實(shí)驗(yàn)的方法模擬日食現(xiàn)象，并通過(guò)改變?cè)虑蚺c地球的距離模擬不同的日食現(xiàn)象。
第 4 課“認(rèn)識(shí)星座”，學(xué)生通過(guò)對(duì)星座圖的學(xué)習(xí)，對(duì)星座有一個(gè)初步的感知，再通過(guò)實(shí)際制作一個(gè)星座模型，借助模型推理，從而理解星座實(shí)際上是遠(yuǎn)近不同、彼此沒(méi)有聯(lián)系的恒星在天空中形成的視覺(jué)圖像。觀測(cè)方向的不同，這種視覺(jué)構(gòu)圖也是不同的。
第 5 課“夏季星空”，學(xué)生將了解夏季主要星座的特點(diǎn)，利用北斗七星及大熊星座等具有顯著特征的星座辨認(rèn)方向，并通過(guò)事先制作好的活動(dòng)觀星盤去實(shí)際觀察天空中的星座。這將有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和對(duì)天文的興趣。
第 6 課“浩瀚的宇宙”，主要讓學(xué)生通過(guò)“側(cè)視圖”和“結(jié)構(gòu)圖”來(lái)認(rèn)識(shí)銀河系，并根據(jù)其側(cè)視圖和相關(guān)描述建立銀河系模型，本課旨在讓學(xué)生在制作和觀察模型的過(guò)程中自主提出關(guān)于銀河系或者河外星系的一些有價(jià)值問(wèn)題。
第 7 課“探索宇宙”，學(xué)生將了解人類探索宇宙的歷史，感受到隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的科學(xué)考察技術(shù)和觀測(cè)方法在不斷改進(jìn)，對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也在不斷深化之中。正因?yàn)橛钪娴暮棋蜕衩兀蛹?lì)著人類不斷更新技術(shù)和工具去探索宇宙。學(xué)生將通過(guò)本課的學(xué)習(xí)，了解我國(guó)在宇宙探索方面所取得的成就。
通過(guò)這七課的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生認(rèn)識(shí)到：宇宙是一個(gè)系統(tǒng)，由大小不同的星系構(gòu)成；組成宇宙的星系或星體在不停地運(yùn)動(dòng)變化，分布在不同的宇宙空間并有不同的特征；宇宙是龐大的，但也是可以被人類探索、發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的。
本單元還設(shè)計(jì)了一些課后需要學(xué)生持續(xù)觀察的活動(dòng)，觀察收集到的大量信息是幫助學(xué)生建構(gòu)理解最有效的方法。如果實(shí)際觀測(cè)條件不佳，可借助各種現(xiàn)代技術(shù)手段幫助學(xué)生理解。
單元教學(xué)目標(biāo)
科學(xué)概念目標(biāo)
太陽(yáng)和圍繞它運(yùn)動(dòng)的行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星、流星等天體組成了太陽(yáng)系，太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心。
太陽(yáng)系有八顆行星，它們?cè)谄涮囟ǖ能壍郎侠@太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
日食現(xiàn)象與月球、地球和太陽(yáng)的相對(duì)大小和相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化有關(guān)。
星座是遠(yuǎn)近不同、沒(méi)有聯(lián)系的恒星在天空中的視覺(jué)圖像。如果從不同角度觀察，它們的圖形也不同。
北斗七星是大熊星座的主要標(biāo)志。
利用北斗七星可以尋找北極星的位置。
宇宙空間分布著大小不同的天體系統(tǒng)，銀河系只是其中之一。
宇宙是運(yùn)動(dòng)變化、膨脹著的，組成宇宙的天體也是運(yùn)動(dòng)變化著的。
我國(guó)在太空探索方面取得了許多舉世矚目的成就。
宇宙是可以被人類逐漸認(rèn)識(shí)和了解的。
科學(xué)探究目標(biāo)
初步學(xué)習(xí)利用模型來(lái)解釋自然現(xiàn)象，并對(duì)如何建立模型、如何讓模型更具解釋力有所認(rèn)識(shí)。
嘗試從實(shí)物模型的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。
能基于所學(xué)知識(shí)，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取信息。
能用合理的形式展示自己的觀點(diǎn)或看法，如畫簡(jiǎn)圖、示意圖、結(jié)構(gòu)圖或做實(shí)物模型等。
能回顧和反思探究的過(guò)程和方法。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)、客觀和樂(lè)趣，對(duì)探索宇宙產(chǎn)生較濃厚的興趣。
認(rèn)識(shí)到在討論交流中對(duì)信息進(jìn)行分析比較，對(duì)于豐富、修正、完善原有的認(rèn)識(shí)是必要的。
樂(lè)于進(jìn)行小組合作探究、溝通交流，愿意綜合考慮小組各成員的意見(jiàn)，形成集體的觀點(diǎn)。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
了解人類的好奇和社會(huì)的需求是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會(huì)發(fā)展。
單元詞匯
小行星帶：火星與木星運(yùn)行軌道之間的小行星集中區(qū)域，呈環(huán)帶狀。
星座：天文學(xué)上為便于表示恒星的位置，人為地將星空劃分成的若干個(gè)區(qū)域，稱為星座。每個(gè)星座可由亮星組成的形象被辨認(rèn)。
光年：光年是長(zhǎng)度單位，一般被用于計(jì)量天體間的時(shí)空距離。1 光年相當(dāng)于光在真空中以每秒 300000 千米的速度行進(jìn) 1 年的距離，約為 94607 億千米。
星系：廣義上星系是指無(wú)數(shù)的恒星系、塵埃組成的運(yùn)行系統(tǒng)。它是一個(gè)包含恒星、氣體、宇宙塵埃和暗物質(zhì)，并且受到重力束縛的大星系。
銀河系：由恒星和其他各種天體組成的巨大天體集團(tuán)，其中包括太陽(yáng)在內(nèi)的上千億顆恒星和各種類似的星云以及星際物質(zhì)，具有巨大的盤面結(jié)構(gòu)。
恒星：由熾熱氣體組成的、能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體。離地球最近的恒星是太陽(yáng)。
隕石：也稱“隕星”，是來(lái)自行星際的流星體，在進(jìn)入地球大氣層后未被燒蝕盡而墜落到地面的殘?bào)w或其碎塊。隕石的礦物成分主要是以橄欖石、輝石和斜長(zhǎng)石為主的硅酸鹽礦物以及金屬鐵、鎳（鐵紋石和鎳紋石）。
材料清單（視學(xué)生人數(shù)和分組情況確定數(shù)量）
長(zhǎng)度相同的紙帶、透明膠、大小和顏色不同的三種紙片、支架、正方形紙板（長(zhǎng)50 厘米左右）、細(xì)線、橡皮泥、手電筒、活動(dòng)觀星盤、陀螺、圓形紙片、米粒、膠水，等等。
分課時(shí)教材分析與教學(xué)建議
第 1 課 太陽(yáng)系大家庭
背景和教學(xué)目標(biāo)
太陽(yáng)系是一個(gè)以太陽(yáng)為中心，包括受太陽(yáng)引力作用而環(huán)繞其運(yùn)動(dòng)的其他天體在內(nèi)的天體系統(tǒng)。太陽(yáng)位于該系統(tǒng)的中心，并以其絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的質(zhì)量（約占該系統(tǒng)總質(zhì)量的99.8%，其他一切天體只約占 0.2%）所產(chǎn)生的巨大引力，像原子核對(duì)周圍電子一樣，控制著整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)太陽(yáng)還是整個(gè)太陽(yáng)系中唯一能夠自身發(fā)光的天體。它所發(fā)出的光和熱，照亮和溫暖著整個(gè)太陽(yáng)系。太陽(yáng)黑子、日冕等太陽(yáng)活動(dòng)可能會(huì)引起地球極光、磁暴和電離層擾動(dòng)等現(xiàn)象。
在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了日、地、月系統(tǒng)，本課將在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大研究范圍，研究太陽(yáng)系這個(gè)“大家庭”。作為一個(gè)系統(tǒng)，其他天體成員也都有自己的相應(yīng)的位置，地球就是其中很具有特色的成員。在太陽(yáng)系中，除了中心天體——太陽(yáng)以外，還包括行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星、流星等天體。太陽(yáng)系中的天體有些可以直接觀察到，有些較小或者較遠(yuǎn)的天體，需要借助天文望遠(yuǎn)鏡才能更好地觀察。
科學(xué)概念目標(biāo)
太陽(yáng)和圍繞它運(yùn)動(dòng)的行星及其衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星、流星等天體組成了太陽(yáng)系，太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心。
科學(xué)探究目標(biāo)
收集資料，認(rèn)識(shí)和了解太陽(yáng)。
能夠根據(jù)資料提煉太陽(yáng)系的相關(guān)信息。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
認(rèn)識(shí)到在討論交流中對(duì)信息進(jìn)行分析比較，對(duì)于豐富、修正、完善原有的認(rèn)識(shí)是必要的。
科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)
感受到隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

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