資源簡介

2022年新蘇教版科學五年級下冊教材分析
專項學習 像科學家那樣……
設計意圖
1.主題的提出
科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的重要方法，在科學教學的過程中，教師應該鼓勵學生“像科學家那樣”，以探究的方式來學習科學。教師應理解和把握，什么才是“像科學家那樣”。
探究式學習是學生學習科學的重要方式，是在教師的指導組織和支持下，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗、經歷科學探究的過程，以獲取科學知識、領悟科學思想、學習科學方法。從發展兒童科學素養的角度來看，“動腦想”與“動手做”必須緊密結合，不可偏廢，這是一個循序漸進、日積月累的過程。在日常的科學教學中，圍繞著概念的發展，必然要親歷科學探究的過程與方法。但是，在教學中如果教師缺乏對科學方法要素加以點撥提升，學生忽略對探究活動的反思，缺失對探究路徑和結構的回顧、規劃，缺乏對科學探究的一般思路的清晰認識，也就很難掌握科學方法的要旨。因此，引領學生親歷探究，并完整地回顧、整理和建構對科學探究過程的認識，是蘇教版小學科學教材設置專項學習“像科學家那樣”單元的用意。
本套教材中，專項學習單元“像科學家那樣”與“像工程師那樣”一起，形成科學探究與工程實踐兩方面技能方法的發展體系，在一年級到六年級的12冊教材中，分上、下兩冊交替安排。專項學習單元依據學生發展水平，選取不同重點和深度，讓學生獲得探究能力、思維能力、實踐能力等多方面的提高。教材對學生探究過程技能發展的教學，并非僅在專項學習中進行，它已經逐步滲透在各年段教學過程中，且各有側重。對每學年所安排的專項學習強調的要點，教師要有所把握，并在每學年一次的專項學習中幫助學生進一步整理、明晰，就科學探究的技能方法與思維方式幫助學生形成完整的認識。
在本冊教材的“像科學家那樣”單元中，探究技能訓練的要素指向“查閱文獻”，這是蘇教版教材的獨特安排。
首先，在科學探究中，查閱資料是收集信息、尋找證據的方法之一。課程標準在“5—6年級科學探究學段目標”中指出，學生應“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”。在小學科學教學中，學生通常經由觀察、實驗、考察等形式收集信息，獲取證據，通過文獻資料開展探究活動的經歷較少，在查閱資料中收集信息并進行處理的能力有待提升。特別是，在很多時候，學生會將通過查閱資料進行探究的活動，簡化為直接尋找問題的答案、結論，更是使探究活動跳過運用科學思維分析、處理信息的過程。
其次，在科學探究全過程中，查閱資料都應當貫穿其中。教師應逐步地使學生認識到，借由閱讀資料文獻，將自己的研究建立在他人研究的基礎之上，可以提升探究的價值。例如：在探究過程中，了解別人針對這一現象，提出什么樣的問題，做過哪些研究;在他人的研究過程中，是如何設計探究活動的，是怎么做的;別人的研究對自己作出假設、理解所收集的信息有哪些啟示等等。特別是在運用所學知識，尋找和解決面向真實情境中的問題時，把自己的探究建立在文獻資料的基礎上，可以使我們的探究活動更新穎，更有挑戰性和創造性。
最為重要的是，運用文獻資料學習、探究，是培養學生理解科學事業與科學本質的過程?？茖W的特征為開明性、普遍性、無私利性以及共有性(Merton，1973)，科學家要把自己研究的過程、結果以及取得的證據，通過報告、論文、著作等形式發表出來，讓他人分享成果或做重復性實驗進行驗證。在科學發展的歷史中，還有很多偉大的理論猜想在最先提出時，因為當時條件的限制，并沒有獲得觀察、實驗的證據，而后來的科學家通過自己的研究，使得猜想成為科學的結論。當科學家的研究被認可之后，個人的研究成果就會成為被大家接受的公共知識，而后來的科學家，正是在前人研究的基礎上，推動科學不斷更新、發展。
綜上所述，將查閱文獻作為科學探究過程中的重要技能要素加以強調，這一安排，突出了查閱文獻資料、利用文獻資料在提升探究能力、發展科學態度及培養科學精神中的重要意義。
2.對《課程標準》的落實
本套教材中的專項學習“像科學家那樣”，以落實《課程標準》對科學探究能力發展的目標為指向，結合教材編寫組的研究，將科學探究過程進一步細化，在遵循《課程標準》八大要素基礎上，又有一定的特色，包括：提出問題、作出假設、查閱文獻、設計方案、搜集證據、處理信息、得出結論、分享交流。這些步驟同樣呈現螺旋上升的設計思路。在低年段的學習中是由發現問題、尋找證據、分享交流這三個步驟來統領的;進入中年段以后呈現的是七個步驟：提出問題、作出假設、設計方案、搜集證據、處理信息、得出結論、分享交流;進入高年段以后，將查閱文獻納入其中。需要指出的是，雖然蘇教版教材中未將“反思評價”這一要素列出，但“反思評價”這一活動應貫穿在學生學習的過程中。在探究活動全程，引導學生對探究活動進行過程性反思，及時調整，并在探究活動告一段落后進行總結性評價，完善探究報告等，促進學生反思性學習，提升探究能力。
3.在整套教材中的地位
本套教材從一年級到六年級共安排了六次科學探究指導，且都放置在每冊教材的最后。專項學習“像科學家那樣”在探究能力培養、品質提升中居于核心地位，是本套教材的重要組成部分。
在一、二年級的過程要素上，突出了提出問題、搜集證據和分享交流三部分，并以適合一、二年級學生年齡特征的方式，用發現問題、尋找證據和分享交流來表達。
科學探究活動指導要點(一、二年級)
從三年級開始，進一步拓展到全部探究過程，查閱資料這一通過資料探究的獨特方式在五年級專門進行了介紹，在六年級對反思評價進行了具體指導。從三—六年級探究活動指導要點來分析，體現了由觀察到實驗、由定性到定量、由簡單到復雜，逐步螺旋上升的特征。
科學探究活動指導要點(三—六年級)
4.次級主題的構成及邏輯關系
本冊專項學習“像科學家那樣”主要由兩部分組成。
第一部分說明了科學家要公開自己研究的過程、結果以及取得的證據，介紹了他們公開自己研究的各種形式。科學家公開自己的成果，可以分享研究的進展，由其他科學家做重復性實驗進行驗證。當科學家的研究被認可之后，個人的研究成果就會成為被大家接受的公共知識。
每一個學科都承擔著學科育人的重任，科學學科在培養完整價值觀念方面，理應突出學科的本質，傳遞科學的核心價值。科學絕不是一個人就能推動的，通過學術會議、論文、著作，讓科學活動公開，重復實驗，求證正確性，讓科學家之間相互批判等，會提升科學的內涵，證明科學是值得信賴的活動。就像有人說的那樣，科學家的發表和交流，是集科學革命關鍵之大成。
教材介紹了科學著作、科學期刊、學術會議三種形式，而學術資源網站是在現代數字技術支持下的學術資源庫。教材中所呈現的是牛頓的經典力學著作《自然哲學的數學原理》、國際權威學術期刊《自然》《科學》雜志、學術會議場景及中國知網。
第二部分，導入螢火蟲的話題，并引導學生探究自己所提出的關于螢火蟲的問題。由于對螢火蟲數量減少的原因、人類活動是否影響了螢火蟲的生存等問題，學生較難通過觀察和實驗直接研究，因此，引導學生通過查閱資料去尋找答案。需要指出的是，這里并不是讓學生直接找到問題的答案，而是要將文獻資料作為證實或證偽自己的假設、觀點的證據來源。文獻資料在本次探究全程中都起到重要的支持作用，例如：在提出問題時，通過閱讀其他生物與環境的關系，可以使學生提出更加具有科學性及探究可行性的問題;在界定探究中需要關注的相關要素時，文獻資料可以給學生提供背景知識;在設計方案時，參考其他研究者的研究方法和研究資料，可以使學生作出更加合理的研究設計;對于在文獻資料中搜集證據，教材從收集信息的類型、搜集證據時對觀點和證據的區分、不同觀點和不一致的信息的辨別等，進行了指導;在處理信息時，強調學生對文獻資料中獲取的信息進行整理，以便更好地發現其中的規律等。
從提出問題，到分享交流，運用文獻資料所開展的這一次研究，經歷科學探究的全過程，學生需要以證據為基礎，運用各種信息分析和邏輯推理得出結論、交流展示、接受質疑、促進反思，不斷更新和深入研究。完整的科學探究過程，使學生進一步理解借助查閱資料找尋答案，也是科學探究的一種方式。
第一、二部分共同構成了學生對通過查閱文獻資料進行科學探究活動的意義和價值較為完整的認識，并對到哪里尋找文獻資料、怎樣甄別選擇可信的文獻資料、怎樣利用資料、怎樣處理文獻資料中獲取的信息進行方法上的指導。
教學目標
了解科學家通過論文、著作、報告等形式將自己的研究公開，發表出來，理解科學家發表自己的研究過程、結果及證據對推動科學知識分享和科學進步的意義，體悟科學家的精神，激發學生以“像科學家那樣”的態度對待科學探究。
通過研究有關螢火蟲的問題，開展一次借助文獻資料進行的科學探究活動，學習用概念圖、統計圖表等方式整理信息的科學探究方法，感受查閱資料在科學探究中的價值。
回顧開展探究活動的過程，總結提出問題、作出假設、查閱文獻、設計方案、搜集證據、處理信息、得出結論、分享交流等各個環節的要點，形成對科學探究活動過程較為整體的認識。
活動框架
課時建議等
1.課時建議：3~4課時。
2.重點與難點
重點：圍繞有關螢火蟲生存狀況的有關問題，借助文獻資料進行科學探究活動，學習如何通過查閱資料進行問題探究，體會查閱文獻資料在科學探究中的價值。
難點：借助查閱資料來收集有助于得出探究結論的信息，而不是直接尋找答案，能夠用概念圖、統計圖表等方式整理和分析信息。
3.教學準備
教師材料：教學課件;根據學生的探究需求，提供圖書、期刊、學術資源網站、專業網站等資源支持學習。
學生分組材料：探究活動記錄、相關資料等。
參考資料
第谷和開普勒
第谷(TychoBrahe，1546—1601)，丹麥天文學家。他在丹麥國王的支持下建造了天堡觀象臺，經過20余年的觀測，發現了許多新的天文現象。第谷所做的觀測精度之高，是他同時代的人所望塵莫及的。第谷編制的一部恒星表相當準確，至今仍有價值。
1600年，第谷與開普勒(JohannesKepler，1571—1630，德國天文學家、數學家)相遇，第谷邀請開普勒做自己的助手。次年第谷逝世，當他將死的時候，他將開普勒召到身旁來，將其幾十年辛勤工作積累下來的觀測資料和手稿全部交給開普勒使用。第谷的大量極為精確的天文觀測資料，為開普勒的工作創造了條件。開普勒經過無數次的嘗試和摸索，因賴第谷的精確觀測，得以逐步校核他的計算。開普勒對火星的運動特別加以研究，從這些研究中發現了行星運動的兩個基本定律，使他的姓名在天文學史上永垂不朽。1609年這兩個定律刊布在他的《新天文學》一書中。第一定律說：行星的運動不是在前人所說的圓軌道之上，而是在橢圓軌道之上，太陽位置在這些橢圓的一個焦點上。第二定律(面積定律)說：行星的向徑在相等時間內掃過的面積相等。又過了16年，開普勒提出了行星運動的第三定律：行星繞太陽公轉運動的周期的平方與它們橢圓軌道的半長軸的立方成正比。這一結果表述在1619年出版的《宇宙諧和論》一書中。
麥克斯韋電磁理論的證實
1831年，法拉第發現了電磁感應現象，預示著一場重大的工業和技術革命的到來，人類將由蒸汽時代向電氣時代邁進。這一年，另外一個正式帶領大家邁入電氣時代的人誕生了，他的名字叫麥克斯韋。
大學期間，麥克斯韋在潛心研究了法拉第關于電磁學方面的新理論和思想之后，堅信法拉第的新理論。于是他抱著給法拉第的理論“提供數學方法基礎”的愿望，決心把法拉第的天才思想以清晰準確的數學形式表示出來。經過多年的努力，在1865年，他提出了一共包含20個變量的20個方程式，即著名的麥克斯韋方程組。1873年，麥克斯韋將自己十幾年的研究成果結集成冊，出版了科學名著《電磁理論》，系統、全面地闡述了電磁場理論。這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。他還預言了電磁波的存在，從而正式敲開了現代無線通信的大門。
麥克斯韋電磁理論雖然完美，但是未經實驗驗證的理論終究不能使人信服。1879年，柏林大學和普魯士科學院頒布一項科學懸賞，以重金向當時科學界征求對麥克斯韋電磁理論的證明。1888年，德國科學家赫茲設計了電火花實驗，證明了電磁波的存在，麥克斯韋的預言得到了證實。

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