資源簡介

義務教育課程標準實驗教材
科學教師教學用書
五年級上冊
主編：郁波
本冊執筆：陳維禮 盛晶晶 常瑞祥

目 錄
使用說明
教科書整體結構表
本冊教科書的教學目標與內容概要
主要材料清單
各單元說明與教學建議
生物與環境
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議（背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議）
第1課 種子發芽實驗（一）
第2課 種子發芽實驗（二）
第3課 觀察綠豆芽的生長
第4課 蚯蚓的選擇
第5課 食物鏈和食物網
第6課 做一個生態瓶
第7課 改變生態瓶
第8課 維護生態平衡
四、評價建議
五、教學案例
六、參考資料
光
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議（背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議）
第1課 光和影
第2課 陽光下的影子
第3課 光是怎樣傳播的
第4課 光的反射
第5課 光與熱
第6課 怎樣得到更多的光和熱
第7課 做個太陽能熱水器
第8課 評價我們的太陽能熱水器
四、評價建議
五、教學案例
六、參考資料
地球表面及其變化
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議（背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議）
第1課 地球表面的地形
第2課 地球內部運動引起的地形變化
第3課 堅硬的巖石會改變模樣嗎
第4課 土壤中有什么
第5課 雨水對土地的侵蝕
第6課 什么樣的土地容易被侵蝕
第7課 河流對土地的作用
第8課 減少對土壤的侵蝕
四、評價建議
五、教學案例
六、參考資料
運動和力
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議（背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議）
第1課 我們的小纜車
第2課 用橡皮筋作動力
第3課 像火箭那樣驅動小車
第4課 測量力的大小
第5課 運動與摩擦力
第6課 滑動與滾動
第7課 運動與設計
第8課 設計小賽車
四、評價建議
五、參考資料



使用說明

與教科版科學教科書配套的《科學教師教學用書》是為切合教師教學的實際需要而編寫的，三至六年級共8冊。為了能清晰而簡明地表達課程設計的意圖，同時方便教師備課，我們設計了一些欄目和提供了相應的資源。
下面是與使用有關的幾點說明。
一、教師用書的體例和作用
本冊教科書的教學目標與內容概要
列寫本學期的主要教學內容和在學生科學素養培養方面希望達成的目標。為教師了解全學期的教學任務提供完整的框架和概貌。
主要材料清單
列出本學期探究活動涉及的主要實驗和需要的器材與材料，供教師作計劃和提前準備時使用。
各單元說明與教學建議
用文字形式介紹本單元的主要教學活動和活動間的結構，說明本單元的教學在整個教科書框架體系中的地位和意義。
單元教學目標
根據課程標準從科學概念、過程與方法、情感態度價值觀三個方面。列出本單元要實現的教學目標，為教師把握單元教學提供方向。
背景和目標
這是分課時說明教學內容選擇的知識背景和學生的認識背景，方便教師理解教學活動的設計意圖。所列的教學目標是直接針對該節課的。
教科書說明
用圖文對照的形式詳細說明正文、照片、圖片、圖表、對話框所包含的意義，對教科書正文中提出的問題給出必要的答案或說明。
教學建議
有針對性地為教學提供參考性策略，對教學中容易出現的問題給予提示。
評價建議
立足單元教學指出評價的主要方向、可使用的依據，以及可采用的評價方法。
二、課時安排建議
修訂后的教科書每冊均安排了4個教學單元。3、4年級每個單元包含7個教學活動，5、6年級為8個教學活動。原則上每個教學活動的時間為1課時，這是根據目前全國絕大部分地區小學科學課中、高年級均為每周2課時的現狀安排的。在設計時，我們也考慮到個別省份科學課的開設已經實現了課程標準的要求，因此在活動內容的安排上保持了彈性。針對這樣的地區，我們建議在課時安排上可以采取下面的辦法來解決：
（一）對典型的科學探究活動展開充分的探究，不以1課時為限制。例如“比較水的多少”“總結我們的天氣觀察”等；
（二）加強單元后的總結性教學，幫助學生梳理概念、澄清觀點，開展單元性的評價活動；
（三）實現教科書中已設計的拓展性活動，或資料庫中的拓展性活動。這些活動對學生的發展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設計制作一個強磁力電磁鐵”等。為此每個單元安排3節左右的機動課時是適宜的，也是可操作的。
三、教學目標的表述
在這套教師用書中，我們根據課程標準的要求和新的科學教育研究成果，將教學目標分別從科學概念、過程與方法和情感態度價值觀三個方面來表述。科學概念的陳述是用一句完整的話來完成的，它比一個簡單的詞有了更豐富的內涵，表達的是一個科學的觀點或思想。科學概念也可以劃分為不同的層次，例如核心概念和具體概念。每一個核心概念是由不同的具體概念組成的，而具體概念是從科學事實中歸納出來的。以科學概念作為教學目標，將促進學生對事實的理解，有助于他們形成重要的科學觀念和思想，體現了科學教育改革的新方向。
四、概念圖和圖表的使用
修訂后的教科書引入了多種形式的概念圖和圖表，因為它們是學生學習科學的有用工具。運用這些工具，學生可以記錄和加工整理信息，同時用來描述概念。教師也可以
借此了解學生的初始想法，為教學確定起點。
維恩圖是一種選擇、分類和比較信息的非常有用的工具。可以幫助學生記錄下他們的觀察結果。兩個圓可以呈現不同的信息，比如只屬于陸生植物的特征和只屬于水生植物的特征應分別記在一個圓里，而它們的共同特征則應記入兩個圓的交叉部分。

網狀圖是概念圖中的一種，它的作用是用圖解的形式記錄與中心詞有關的觀點和內容，呈現中心詞和與之相關內容之間的關系。
使用網狀圖可以幫助學生圍繞中心詞作盡可能多的聯想，由此教師可以了解到哪些知識是學生已經知道的。



氣泡圖是一種簡單的網狀圖，它可以幫助學生對中心詞（主題）作出聯想，記錄下他們已經觀察和了解到的內容。





柱狀圖（條形圖）是在坐標圖上用填充的方式，完成的數據表達，表現為條形圖，一般由兩組數據組成例如時間和影長、時間和溫度等。柱狀圖可以直觀地表現數據之間的差異。




記錄不僅僅可以用文字，科學圖畫也是適合小學生記錄觀察和與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節上。為了真實地記錄，學生必須仔細地觀察，記下每個小的特點和線條。使用這種記錄方法可以提高每個學生的觀察能力，教師也可以從中評價他們的觀察、表達和理解的能力。


教科書整體結構表

修訂后的教科書共32個單元，更好地體現了課程標準的要求。覆蓋了生命科學、物質科學和地球與宇宙科學三大領域標準所規定的相關內容。教科書以科學概念和科學探究兩大主線并行發展的方式建立了自己的整體結構。
書中每個單元后設置了資料庫，是為了便于學生深入理解該單元的科學概念、豐富他們的已有經驗和發展他們探究科學的興趣，是科學課學習的重要組成部分，但僅供學生閱讀。

上學期 下學期
三 年 級 植物 植物的生長
動物 動物的生命周期
我們周圍的材料 溫度與物體的變化
水和空氣 磁鐵
四 年 級 溶解 電路
聲音 新的生命
天氣 食物
我們的身體 巖石和礦物
五 年 級 生物與環境 沉和浮
光 時間
地球表面及其變化 熱和燃燒
運動和力 地球的運動
六 年 級 工具和機械 微小世界
形狀與結構 我們身邊的物質
能量 宇宙
生物的多樣性 環境和我們




本冊教科書的教學目標與內容概要
從本學期開始，學生們將進入小學高年級階段的科學課學習，科學教科書也將展現一系列新的內容，引導學生們開展更為豐富多彩的科學探究活動。本冊教科書由“生物與環境”“光”“地球表面及其變化”“運動和力”四個單元組成。
“生物與環境”單元從內容上分三個部分：通過“綠豆種子發芽和生長”“蚯蚓的選擇”研究生物的生存和非生物環境的關系。第二部分引導學生觀察分析生態群落中生物之間的食物鏈和食物網，并通過對生態瓶的制作、觀察，探究生態群落中生物和生物、生物和非生物相互依存的關系。第三部分內容，是把以上認識拓展到自然界，通過典型事例的分析，認識到保護大自然、維護生態平衡的重要性。
“光”單元首先引領學生們觀察光的傳播（直線傳播和反射）特點及其在生產和生活中的運用；接著指導學生認識許多光源在發光的時候也在發熱，太陽是地球最大的光源和熱源。陽光下物體得到的熱與受到的光照強弱有關系，也與物體本身的性質有關系。最后通過制作太陽能熱水器綜合運用相關知識。
“地球表面及其變化”單元教學內容主要包括兩個方面：一是認識地球表面總的地形概貌，以及河流、海洋、山脈、高原等地形及特點；二是地形地貌變化及發生原因。讓學生知道是地球內部的運動，是太陽、流水、風、冰川、波浪等自然力共同作用形成和重塑了地球的外表。
“運動和力”單元內容可分為四個部分。第一部分了解重力、彈力、反沖力，讓學生用這些力作動力使小車運動起來，并研究動力的大小與小車運動的關系。第二部分學習測量力的大小，認識力的單位，為研究摩擦力大小做好技能準備。第三部分認識摩擦力，研究影響摩擦力大小的一些因素，研究摩擦力對物體運動的影響。第四部分動手實踐，設計和制作一個小車。
五年級的學生已經掌握了一定的科學探究技能，如觀察、記錄、簡單實驗等，本單元將引導學生經歷更為完整的探究過程。由于本單元探究的多是自然事物發生的原因、變化規律及事物之間的相互關系，在理解探究以及培養探究技能方面有更高的要求。比如強調實驗前后的推測、解釋要有充分的依據；進一步掌握控制變量實驗的技能，并學習設計控制變量實驗；運用模擬實驗探究自然事物發生的原因、變化及規律。學生還將面臨幾次較長期的觀察研究活動：能用線條、符號、圖畫、文字等方式記錄觀察現象，用柱狀圖、折線圖處理數據，并認識到重復實驗的意義。


主要材料清單

“生物與環境”單元
放大鏡、綠豆種子、塑料種植盒（杯）、塑料調羹、紙巾、水桶、滴管、大頭針或剪刀，蚯蚓、土壤、長方形木盒或塑料盒。
做生態瓶的容器（每組一個，可以是大的飲料瓶或色拉油桶）、沙子和小石子、小鏟、漏網等工具，大玻璃水箱（每班一個）、小魚若干，水草若干。

“光”單元
手電筒、小長方體、紙屏，簡易的日影觀測儀，在同一位置打孔的長方形卡紙、空心彎管和直管，小鏡子、制作簡易潛望鏡的材料。
小鏡子、凹面鏡、凸透鏡，白色紙、粉色紙、黑色紙、黑色蠟光紙、鋁箔紙對折做成紙袋，溫度計。
制作簡易太陽能熱水器的材料（紙盒、泡沫塑料或棉花、能裝水的塑料袋或短一點的飲料瓶、玻璃片或塑料薄膜、盒蓋、黑色紙、鏡子或錫箔紙）。

“地球表面及其變化”單元
風景照片、中國和世界地形圖（或地形地球儀），地震、火山地貌的照片或多媒體課件。
小巖石塊、酒精燈、鑷子、燒杯、水，石膏粉、豌豆種子、小碗或盤子，塑料瓶、碎磚塊。
新鮮濕潤的土壤及干燥的土壤、牙簽、放大鏡、去掉上半部的飲料瓶。
小鏟子、一側有孔的長方形塑料水槽、報紙、塑料薄膜、降雨器（飲料瓶，瓶蓋上扎孔）、水、接水桶，有植物覆蓋的土和無植物覆蓋的土、塑料杯（杯底側邊扎孔）、大盤子、建造家園房屋的材料。

“運動和力”單元
小車及配件一套（包括裝配氣球小車的車架附件）。
小鉤、鐵墊圈，車軸套、橡皮筋圈。
氣球、氣球噴嘴、連接小車部件的螺絲釘、安裝小車用的螺絲刀、紙盒子（裝鉤碼用，在桌面測摩擦力也用這個盒子）、膠帶（粘小車輪子用）。
測力計、鉤碼，做“滾珠軸承”的玻璃珠、瓶蓋。


各單元說明與教學建議
生物與環境
一、單元概述
在前面的科學學習活動中，學生們已經對生物體的基本特征進行了觀察、認識和研究，本單元是在此基礎上帶領學生們進一步研究生物與環境（包括生物環境和非生物環境）之間的關系。在研究生物與環境關系的時候，他們會發現：各種生物依賴于有生命和沒有生命的環境，它們的行為與所處的環境有關，所有的生物也都會引起它們所生存環境的變化。學生們在探索生物與環境關系的過程中，會進一步鞏固他們對生物的已有認識，形成對生物的積極態度，并了解生物與環境的相互作用。
五年級的學生已經掌握了一定的科學探究技能，如觀察、記錄、簡單實驗等。在本單元中，他們將通過研究生物與環境的關系，掌握對比實驗的探究技能，加強運用數據對實驗現象進行分析、解釋的能力。在研究生物與環境關系的同時，他們還將學習使用圖式（包括肢解圖式和箭頭關系圖式等）。此外，在本單元中，他們還將面臨幾次較長時間的觀察，這些都將促進學生們科學探究技能的形成，更加有效地開展科學探究活動。
本單元內容可以分為四個部分：
第一部分（第1~3課）：通過對種子發芽和種子生長的觀察研究，認識植物與無生命環境的關系，了解植物的生存是需要一定條件的。
第二部分（第4課）：通過對蚯蚓與環境的研究，認識動物與無生命環境的關系，了解動物是會根據自身生存的需要對環境條件進行選擇的。
第三部分（第5課）：通過認識和研究食物鏈與食物網，將植物和動物聯系起來，認識到生物之間是互為生長環境的，它們是相互依存、相互影響的。
第四部分（第6~8課）：通過建造生態瓶和模擬實驗，認識在一定區域內生活的生物需要一個和諧、平衡的環境，平衡的改變會對生物的生活產生很大的影響。生態平衡是十分重要的。
對于五年級的學生們來說，這將是一個有趣的單元。他們將通過研究植物對環境的需要、動物對環境的需要，生物之間的相互依存、相互作用的研究，建立起初步的生物與環境關系的認識。



二、單元教學目標

科學概念
● 植物對環境有基本的需要。如空氣、水、陽光、養分、空間等。
● 動物對環境有基本的需要。如空氣、水、空間和食物等。
● 植物和動物都會對它們需要的環境進行選擇。不同的生物對環境有著自己特有的需要。
● 所有的生物都會引起它們所生存的環境的變化。
● 植物與動物、動物與動物之間存在著非常復雜的關系。
● 生物與生物之間是相互依存、相互作用、相互影響的。
● 在一定范圍內的生物必須和諧共處，生態平衡受到破壞，生物的生存就會受到威脅。

過程與方法
● 進行種子發芽的對比實驗，并收集在不同環境條件下發芽種子的數據。
● 觀察綠豆芽的生長，并記錄下它們的生長情況。
● 進行蚯蚓選擇環境條件的實驗，并收集相關數據。
● 用文字、數據、圖表等對所觀察到的內容進行記錄、整理與分析。
● 通過文字、圖畫和討論表達自己的看法，并與同學進行交流。
● 運用所了解的生物與環境的知識來理解保護環境、保護生態平衡的重要性。
● 通過閱讀資料來增加對生物與環境關系的理解。
● 在人工環境中培育和養殖動、植物。

情感、態度、價值觀
● 養成對植物和動物對環境需要進行研究的興趣。
● 能夠敏感地意識到生物對環境的需求。
● 獲得生物生存需要一定環境條件的認識。
● 形成積極的對待生物的態度。
● 認識到保護環境的重要性。


三、分課時教學建議

第1課 種子發芽實驗（一）

（一）背景和目標
在第一課中，學生們開始關注種子發芽的條件。學生已有種植鳳仙花的經驗，對植物生長的基本條件也有所了解，但對于種子的發芽條件進行過研究的學生并不多。哪些是必要的條件，哪些是可要可不要的條件，他們多數沒有做過科學的研究。所以這節課就從熟悉的綠豆發芽所需條件實驗開始研究。在本課中，學生要學習提出問題、根據所要研究的問題控制實驗條件、設計實驗、動手做實驗、觀察記錄這幾個過程。學生將第一次接觸對比實驗，改變條件和控制條件對于很多學生來說是一個難點。在學生討論實驗時，要提示他們注意實驗的公平性。學生還要交流實驗設計，交流的目的是為了吸取別人的長處，改進自己的不足，完善、調整自己的實驗計劃。所以，教師要引導學生認真聽取別人的發言，比較自己與別人的不同之處，找到自己計劃的缺陷。學生在研究的過程中同時要記錄種子的發芽情況，通過文字記錄他們的發現。這個過程需要學生每天去觀察，看一看種子從種下去，到長出葉這段時間要經歷哪些階段。

科學概念
● 種子發芽需要一定的條件。
過程與方法
● 經歷種子發芽實驗的全過程，用對比實驗的方法觀察、記錄影響種子發芽的條件；按要求制訂自己的實驗計劃。
情感、態度、價值觀
● 養成對實驗觀察的興趣。

（二）教學準備
為每個學生準備：一個放大鏡、4顆綠豆種子、兩個干凈的塑料種植盒（杯）、四張標簽、一個塑料勺、一塊紙巾。
為每組準備：一個盛有潮濕土壤的桶、兩支滴管、一些水。
為全班準備：一個廢物桶、大頭針或剪刀、紙巾。
特別提示：教師自己需要先種些綠豆種子，待它們發芽后，要做第三課中綠豆芽生長對水的需求的實驗（可以做兩至三組，也可以保證每小組都有）。在一個盤子里鋪上幾層吸水紙，把5粒剛發芽的綠豆并排放在吸水紙上，保持吸水紙一端濕潤。
這個實驗的結果學生要在第三課課上觀察，所以要提前做準備。

（三）教科書說明
教科書共3頁，教學內容分為三部分。
第一部分：提出實驗要解決的兩個問題
這兩個問題是：“種子發芽需要哪些條件？”“改變其中的一個條件，可能會有什么結果？”
學生在三年級種過鳳仙花，對植物生長的基本條件有所了解。卡通圖中三個學生的對話，表達的是由問題引起的討論，“天氣太冷也會影響發芽。”“需要種到土里嗎？”“需要澆水嗎？”指示種子發芽可能需要的條件。
教科書接著提出“改變其中的一個條件，可能會有什么結果？”讓學生做出思考和猜測。不同的猜測會引起矛盾沖突，在這樣的情境下，激發學生用實驗來驗證他們的猜測，科學探究活動就開始了。
第二部分：設計種子發芽實驗
教科書通過卡通人物對話提示，“首先要選擇一個研究問題！”“只能改變一個條件喲！”接下來列舉了改變水條件實驗的例子。
“實驗計劃”中列的五條是設計實驗、制訂實驗計劃內容的五個方面。教科書說明，在種子發芽需要的條件中，光、溫度、水這三個條件適合進行實驗研究，可以選擇其中的一個設計實驗。如果有學生提出想對空氣的條件進行研究，也應充分給予鼓勵。
對話框中提出為什么要用兩粒種子，在于提示學生科學實驗的嚴謹性。如果只用一粒種子，種子沒有發芽，有可能不是實驗條件所致，而是種子本身不能萌發。用兩粒種子就減少了這種可能性。一個實驗至少要有兩個小組同時進行，強調的是科學實驗的可重復性。一個結論的得出必須有多個重復性的證據支撐才行。因此至少要有兩個小組同時參與。種子發芽實驗中的水是一個重要因素，對水量必須控制。這里是提示學生定時、定量地澆水。
第三部分：種子的發芽實驗
首先要請學生觀察種子發芽前的狀況，并把它們畫下來，用詞匯描述它們。然后配備實驗裝置，教科書上的圖表達了配備實驗裝置的過程。
教科書通過卡通人物對話提示：“別忘了與對照組比較。”“別忘了給種子編號。”目的是提示實驗的科學性，要求學生明確實驗的方法步驟后，再開始動手做實驗。
實驗做好后就是一個觀察的問題了，教科書中出示了一張實驗記錄表，目的是提示學生要堅持進行觀察并做好記錄，同時也是指導學生如何觀察記錄。

（四）教學建議
1.組織班級討論，請學生交流他們以前種植種子的經驗。“你們以前種植過種子嗎？如何種的？”
2.在討論之后，提問：你們種植過綠豆嗎？說說綠豆種子怎樣才能發芽。（學生可能會說需要澆水，要種到土里，要有合適的溫度……把學生說的歸納一下，寫在黑板上）。
3.讓學生猜測一下，種子發芽的必需條件是什么。如果我們改變其中一個條件可能會有什么結果？（在這里要強調只改變一個條件。）向學生提問：我們可以改變哪些條件？為了幫助學生思考，可以提出以下問題：
少澆一點水行不行呢？
不種在土里行不行呢？
讓它受到光照行不行呢？
溫度低一些或者放到冰箱的冷藏室里能不能發芽呢？
4.收集學生的想法，告訴學生要想知道我們的猜測是否正確，需要用實驗的方法驗證。
把學生分成四人一組，花點時間請各小組選出一個他們最想研究的條件，而且小組的四人要研究同一個條件。教師要了解學生所選的條件，要注意最好是每個條件都要有小組研究。
參照書中內容，讓學生討論并完成本組的實驗計劃。
5.實驗設計完成后，交流一下各組的實驗方案。
這時，要請學生認真閱讀課本第3頁的實驗計劃，并提問：為什么同一組我們要種植兩粒綠豆種子，而不是一粒？實驗要至少兩個組同時進行這是為什么？這對學生理解科學實驗的客觀性和可重復性是十分必要的。
接下來可以按照以下步驟完成種子的發芽實驗：
請各組到材料中心領取他們所需要的材料，包括綠豆種子（每人4顆，共16顆）、種植盒（杯）每人兩個共8個、滴管兩支（兩人用一支）、四個放大鏡、紙巾、研究“土”這個條件的還要一個盛有潮濕土壤的桶和四個塑料勺。
首先請學生用放大鏡觀察綠豆種子，測量它們的大小，并把它們畫下來。
使用大頭針或剪刀的尖端，在每個學生的種植盒（杯）的底部鉆兩個排水孔。
如果是研究“水”這個條件的小組，在兩個種植盒（杯）內部墊上紙巾，再往一個紙巾上滴水，另一個保持干燥，然后在兩個種植盒（杯）中，各放兩顆綠豆種子。用標簽標明對照組和實驗組并把標簽貼在種植盒（杯）的外面。
如果是研究“土”這個條件的小組，在一個種植盒（杯）中加一些土，并用勺把土壤的頂部弄平。一個種植盒（杯）內部墊紙巾。再同時往兩個種植盒（杯）中滴相同的水量，用手按出兩個小洞種進綠豆種子。有土的是實驗組，無土的是對照組。用標簽標明對照組和實驗組并把標簽貼在種植盒（杯）的外面，把同一條件的兩顆種子編上1號和2號。
如果是研究“光”和“溫度”條件的小組可以將兩個種植盒（杯）中墊入紙巾再往兩個種植盒（杯）中滴相同的水量，然后在兩個種植盒（杯）中各放兩顆綠豆種子。用標簽標明對照組和實驗組并把標簽貼在種植盒（杯）的外面，把同一條件的兩顆種子編上1號和2號。研究“光”這一條件的小組可把一個種植盒（杯）放在窗臺上，另一個用盒子或黑色塑料袋罩起來（留有氣孔）。研究“溫度”這一條件的小組可把一個種植盒（杯）放在常溫下，另一個放到冰箱里。
6.課結束前可進行小結，并提出我們要怎樣去照料種子。
還要告訴學生要每天去觀察種子，及時做記錄，這是很重要的。
讓學生注意教科書上的記錄單，引導他們閱讀觀察記錄表，看上面有哪些項目，說說怎樣記錄。
提醒學生，當檢查種子的時候，他們可能不能確認是否需要給種子澆水。這時可以征求教師的意見。

第2課 種子發芽實驗（二）

（一）背景和目標
這一課，學生們將要經歷整理分析實驗結果，用實驗數據說明問題的過程。這是一個很重要的過程，是完整的科學探究過程中十分重要的一個階段。另外，學生在整理自己實驗數據的基礎上，還要與做同一類實驗的其他同學交流。在這個過程中，學生將會發現不是所有的種子都會發芽，有些種子不發芽可能是由于外界條件不具備，也有可能是由于種子本身的原因。由于每個學生只研究了一個問題，還有一些問題是別人研究的，所以對于自己沒有研究的問題就需要傾聽別人的匯報了。另外，學生還將經歷種植綠豆芽、照料綠豆芽的過程。這個活動的設計將引發學生去發現新的問題，經歷提出問題、根據所要研究的問題控制實驗條件、設計實驗、動手做實驗、觀察記錄、整理分析實驗結果、用實驗數據說明問題的科學研究過程。
科學概念
● 綠豆種子發芽需要水和適宜的溫度。
過程與方法
● 學習整理收集到的數據，依據數據得出科學的結論。
情感、態度、價值觀
● 認識到對比實驗、嚴格控制實驗、重復實驗的重要性。

（二）教學準備
為每個學生準備：一個放大鏡、一個移植說明。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，教學內容分為三部分。
第一部分：整理分析實驗信息
教科書中先以研究“水”這個條件的小組為例。“我們小組的實驗中，實驗組里的綠豆種子全部發芽了，對照組的綠豆種子都沒有發芽。”“這種實驗現象說明什么呢？”這樣的問題是提示學生要對自己組的實驗進行觀察和初步的分析。教科書又提示學生和其他組的同學交流從實驗中獲取的信息。收集做相同實驗小組的實驗信息，共同分析。教科書設計的幾個問題“實驗組和對照組的數據有什么不同？”“從實驗數據中我們可以得出結論嗎？”“實驗結果和我們實驗前的猜測一致嗎？”引導學生進一步討論，注意從同一類、多組數據中分析研究的這個條件是否影響了種子的發芽。
第二部分：交流實驗信息
教科書要求每種實驗都要匯報，同時要求其他的同學認真傾聽。交流和傾聽不僅是獲取更多信息的一種方法，而且是相互質疑的一個過程。這里是引導學生對每一組實驗得出的結果檢查它的可靠性，弄清是怎樣用實驗數據來解釋實驗結果的。如果發現實驗結果和預測不一致，還要反思實驗的過程或是對先前的預測進行質疑。
最后一定要在全班匯報和討論的基礎上，對綠豆種子發芽的條件作出一個肯定的結論。
第三部分：種植綠豆芽
這個活動是一個探索植物生長需要條件的活動。可以將移植綠豆芽放在課后，在這里教師一定要講述移植的方法，還要鼓勵學生做這個事情。

（四）教學建議
1.詢問學生的實驗是否有結果。將研究不同條件的小組配對，讓學生看一下其他小組的種子。
2.請各組匯報一下他們的實驗過程和記錄。注意，教師要鼓勵學生聽取做不同實驗小組的實驗方法和獲取的信息。
教師可以把研究同一個條件的小組的實驗記錄進行整理，記錄在教科書中的實驗記錄單上。
3.把研究各種條件的實驗記錄整理好后，請學生觀察一下班級的記錄，然后提出以下問題：
● 實驗組和對照組的數據有什么不同？
● 從實驗數據中我們可以得出結論嗎？
● 實驗結論和我們實驗前的猜測一致嗎？
這些問題可以幫助學生思考，分析綠豆種子發芽所需要的條件。
最后一定要組織學生概括，通過實驗說明綠豆種子發芽的必需條件究竟有哪些。
4.種植綠豆芽。
綠豆種子已經發芽了，以后會怎樣呢？向學生說明，我們要把它們種植到花盆里，讓綠豆芽生長一段時間，以便研究下一個問題：綠豆芽生長需要哪些條件。這時要向學生說明移植的步驟：
準備好移植的材料：一個帶有排水孔的花盆，花盆中要有土壤，還要一個勺、一些水。
把土壤填至花盆的1/3處，用工具把發芽的綠豆從種植盒（杯）中取出來，小心不要破壞了根。輕輕地疏松一下花盆里的土壤，把綠豆芽放在花盆中間，將花盆中的土加至離花盆口兩三厘米處，輕輕地壓一下綠豆芽周圍的土壤。給花盆徹底澆水，直至水從排水孔流出來，然后把花盆放在陽臺上。
告訴學生要注意澆水，還要把綠豆芽的生長情況記錄下來。
請學生預測一下哪些條件會影響綠豆芽的生長。

第3課 觀察綠豆芽的生長

（一）背景和目標
在這一課中，學生將先來對綠豆芽的生長進行觀察。細心的學生會發現，并不是種到土壤中的綠豆芽都長得一樣好。這就意味著學生又將經歷一個提出問題，設計實驗，動手做實驗，觀察記錄，整理分析實驗結果，用實驗數據說明問題的過程。另外，學生將要研究一個比較“特殊”的實驗——綠豆芽生長對水的需求。這個實驗目的在于讓學生體會植物在適應環境方面的能力。然后分析自然界植物在適應環境方面的例子，進一步建立生物的形態構造、生活習性與環境之間的聯系。
學生們經歷的活動將為他們進一步發展對生命的認識奠定基礎。因此，需要教師克服困難，積極為學生創設探究生物與環境關系的機會，并引導他們不斷提出新的、有價值的問題，以促進探究活動逐步深入下去。

科學概念
● 植物的生長需要合適的環境條件。當環境改變的時候，植物具有一定的適應環境的能力。
過程與方法
● 設計綠豆芽生長需要陽光的實驗，用對比實驗的方法觀察、記錄影響植物生長的條件。
情感、態度、價值觀
● 意識到生物的形態結構、生活習性同它們的生活環境是相適應的。

（二）教學材料
為每個學生準備：放大鏡。
為每組準備：綠豆芽生長對水的需求的實驗（來自第一課的準備，也可以為全班準備一至兩組）。
為全班準備：香蕉、松樹、仙人掌的圖片。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，教學內容分為三部分。
第一部分：綠豆芽生長需要陽光嗎
教科書一開始就提出：“觀察我們種下的綠豆芽生長得怎么樣了。怎樣才能讓綠豆芽生長得更好一些？”這個問題是引導學生思考植物的生長需要哪些條件。以前面的研究結果——綠豆種子發芽不需要陽光作為導線，提出“綠豆芽的生長需要陽光嗎”。圍繞這個問題設計一個對比實驗。教科書中的對話再次提醒我們在設計實驗時要注意的問題。
由于這個實驗需要學生在課外去進行，所以老師要鼓勵學生持續地進行觀察并記錄。
教科書中的記錄表是對學生如何去觀察以及觀察什么的指導。在上課時讓學生自己看看對他們的研究是很有幫助的。
第二部分：綠豆芽生長對水的需求
這個活動建議由老師來做，讓學生來觀察實驗的結果。所以在上課前老師要提前幾天把這個實驗準備好。這個實驗的現象是綠豆芽的根都向紙潮濕的一端生長，體現了植物適應環境的能力。
第三部分：討論動植物的身體結構與生活環境的關系
教科書中提問到：“這三種植物生活在什么樣的地方？它們的葉同它們生存的環境有什么關系？”
香蕉生長在熱帶、亞熱帶，那里陽光充足、雨水多，所以葉子寬大。松樹生長在溫帶地區，針形葉有利于減少水分蒸發。仙人掌原產于熱帶荒漠地區，葉變成了刺，莖肥厚多汁，能貯存大量的水，同那里缺水、酷熱、干燥的環境有關。這三種植物的形態說明植物的器官是適應生存環境的結果。
通過對以上問題的討論希望學生明白，形形色色的植物生長在各種不同的環境里，環境會影響植物，植物能夠適應環境。
教科書鼓勵學生“我們還知道哪些植物適應環境的例子？”是為了激發學生的研究興趣，收集更多有關植物與環境關系的信息。

（四）教學建議
1.可以以談話的形式提問學生，他們的綠豆芽現在怎么樣了，給他們幾分鐘的時間讓他們把自己的綠豆芽和別人的比一比，觀察一下自己和別人的綠豆芽的生長情況。
2.問一下學生，綠豆芽的生長需要些什么（學生可能會說綠豆芽的生長需要水、陽光、土壤等）。
讓學生思考一下，綠豆發芽不需要陽光，綠豆芽的生長需要陽光嗎。不需要馬上讓他們回答，把這個問題在全班討論，收集學生的想法，這對后面的評價環節有好處。
3.向學生說明，剛才的討論過程，只是一個猜測，要想知道我們的猜測是否正確，還需要用實驗的方法驗證。讓學生對綠豆芽生長是否需要陽光這個問題設計一個實驗。為了幫助學生思考，教師可以逐一提出以下問題：
● 我們怎樣來研究？
● 可以設計幾組對比實驗嗎？
● 我們只能改變哪些條件？不改變哪些條件？
● 兩組的綠豆芽需要一樣多嗎？
● 改變了條件是不是對綠豆芽生長產生了影響，我們怎樣才能知道？
4.在班級對這些問題討論之后，讓學生按照教科書中提示的實驗設計樣式把實驗方案寫出來。然后在全班交流。
5.告訴學生，我們要在未來的一星期的時間里對綠豆芽進行觀察，并要做好記錄，做好記錄是很重要的。請學生討論一下應該如何去記錄。如果學生沒有說到應該把現在綠豆芽的情況記錄下來，教師可以告訴學生記錄很重要，因為這樣才能幫助我們比較。隨后讓學生把實驗前綠豆芽的情況用圖畫和文字記錄下來（包括高度、莖、葉的顏色）。
復印教科書中的記錄單給每個學生，鼓勵他們進行持續的觀察并做好記錄。
6.拿出事前做的綠豆芽生長對水的需求的實驗（來自第一課的準備）。可以拿一組放在投影儀下，讓學生們觀察，也可以讓每小組都有一組。接下來教師要介紹這個實驗是怎樣做的——在一個盤子里鋪上幾層吸水紙，把5粒剛發芽的綠豆并排放在吸水紙上，保持吸水紙一端濕潤。引導學生討論：
● 這5粒綠豆種子生存的環境有什么不同？
● 不同的環境對綠豆種子的生長會產生什么影響？為什么我們這樣推測？然后告訴他們，這個實驗已經3天多了，現在請他們提起一層吸水紙，仔細觀察綠豆種子根的生長情況。問他們發現了什么，分析出現這種情況的原因。
注意，這里的觀察、討論時間一定要充分。最后要概括到：植物的生長需要一定的環境，當環境改變后它們會努力適應環境的變化。
7.出示香蕉、松樹、仙人掌的實物或圖片，然后討論香蕉、松樹、仙人掌的形態結構與生活環境的關系。為了幫助班級的討論，教師可以提出下面的問題：
● 比較香蕉、松樹、仙人掌的葉有什么不同？
● 香蕉、松樹、仙人掌生長在什么地方？
● 這三種植物的葉同它們的生活環境有什么關系？
鼓勵學生說說他們還知道哪些植物適應環境的例子。

第4課 蚯蚓的選擇

（一）背景和目標
對于一個生物來說，周圍的環境包括生物環境和非生物環境。生物環境有動物、植物、微生物等，非生物環境有陽光、溫度、水、空氣、土壤等。
在這節課中，學生通將過對比實驗，了解蚯蚓生活需要的環境條件。學生將經歷兩個實驗。第一個實驗是把蚯蚓放入半邊明半邊暗的紙盒里，觀察蚯蚓往哪邊爬。在這個實驗中，盒子里的溫度、濕度條件都一樣，
只有光的條件不一樣。第二個實驗是把蚯蚓放在干土和濕土之間，觀察蚯蚓往哪邊爬。在這個實驗中，只有土的干濕條件不同，其他條件都相同。通過以上兩個實驗，學生可以發現蚯蚓需要黑暗、潮濕的環境。

科學概念
● 動物生活需要一定的環境條件。
過程與方法
● 掌握對比實驗的方法。
情感、態度、價值觀
● 體會自然事物是相互聯系的。

（二）教學準備
為每組準備：長方形扁紙盒兩個（可以讓學生準備）、黑布、塑料薄膜、玻璃片、蚯蚓15條（可以讓學生準備）、干土、濕土。
為全班準備：企鵝、天鵝等的圖片。

（三）教科書說明
教科書共3頁，教學內容分為兩部分。
第一部分：蚯蚓與環境
在這一部分中，學生先要談談自己對蚯蚓生活環境的了解，做出自己的猜測，然后用對比實驗的方法驗證自己的猜測。把蚯蚓放入半邊明半邊暗的紙盒里，觀察蚯蚓往哪邊爬。在這個實驗中，盒子里的溫度、濕度條件都一樣，只有光的條件不一樣。然后請學生猜測實驗結果，并觀察、記錄實驗。在這個實驗中，蚯蚓會爬向紙盒陰暗的一邊。
另一個實驗是把蚯蚓放在干土和濕土之間。在這個實驗中，只有土的干濕條件不同，其他條件都相同。請學生猜測實驗結果，觀察、記錄實驗。在這個實驗中，蚯蚓會爬向濕土的一邊。
第二部分：動物對環境的需要和適應
這個部分是讓學生具體分析一些動物的生活需要，從而讓學生認識到，動物生活也需要一定的環境條件。體會到自然事物是相互聯系的。

（四）教學建議
1.開始可以以談話的方式問學生，見過蚯蚓嗎？能說說是在什么地方見到的嗎？讓學生討論一下，你們覺得蚯蚓喜歡什么樣的環境？
告訴他們我們首先要來研究蚯蚓是適宜生活在明亮的環境里還是黑暗的環境里。怎樣用實驗的方法來證明呢？讓學生說說他們的想法（學生可能會提到對比實驗，這時肯定他們，引導他們思考如何控制條件）。
為了幫助學生思考，可以提示他們，如何想辦法創設兩個在某方面不同的環境——一個適宜蚯蚓生活，另一個不適宜蚯蚓生活，其他方面的條件相同，把蚯蚓放在兩種不同環境的交界處，通常蚯蚓會爬向適宜它們生活的環境。
2.向學生說明我們今天怎樣來做實驗，讓他們清楚步驟：找一個長方形的盒子，把盒子的里面涂成黑色，盒蓋的一端剪掉一塊，在盒子底部鋪上吸水紙。將捉來的蚯蚓5條一組放在盒子中間，蓋好蓋子，5分鐘以后，打開盒蓋觀察，做好記錄。
3.讓各小組到材料中心領取材料，分發記錄單，各小組分組實驗。教師需要走到各小組中去，這樣便于評價學生。
4.讓各小組匯報實驗結果，全班分析實驗的結果。討論，實驗說明蚯蚓適宜生活在什么環境中。
5.提問蚯蚓還適宜生活在什么環境中？我們如何用實驗的方法，觀察蚯蚓是適宜生活在潮濕的環境里還是干燥的環境里。讓學生討論，怎樣實驗才能達到上述的目的。
這個實驗的步驟是：找一個盒子，在盒子的兩端分別鋪上一層泥土，一端鋪濕潤的，一端鋪干燥的。將捉來的蚯蚓10條一組放在盒子中間，蓋好蓋子，5分鐘以后，打開盒蓋觀察，做好記錄。反復多做幾次。
6.讓各小組到材料中心領取材料，分發記錄單，各小組分組實驗。老師可以走到各小組中去，這樣便于評價學生。
7.讓各小組匯報實驗結果，全班分析實驗的結果。討論，實驗說明蚯蚓適宜生活在什么環境中。
8.出示企鵝、天鵝等的圖片。
讓學生討論：這些動物是怎樣適應環境的，我們還能舉出哪些動物適應環境的例子？

第5課 食物鏈和食物網

（一）背景和目標
隨著年齡的不斷增長以及科學探究的不斷深入，學生們對森林、花園、草地、池塘等環境越來越熟悉，對環境方面的科學研究也會越來越感興趣。在對環境的進一步觀察中，他們會發現一些更加有深度和具有科學意義的問題。有可能在活動的基礎上進行科學推理，進一步體驗生物與環境之間的關系，認識生物與生物之間是相互依存、相互作用和相互制約的，特別是認識到一種動物或植物可能就是另一種動物或植物生存所依賴的條件，進而在學生的心目中建立起初步的生態系統的概念，形成“生物與生物之間是相互關聯的一個整體”的認識。建立這樣一種看待生命世界的觀點，需要經歷一系列有結構的活動。本課將側重研究生物體與生物體之間的關系，初步涉及動植物及微生物之間的依存關系，對動植物間的食物關系進行重點研究。學生將從觀察熟悉的“薔薇花叢”開始，研究“花叢”中動植物間的關系，認識生態系統；研究它們之間的食物聯系，認識食物鏈和食物網。

科學概念
● 薔薇花叢中動植物之間存在著食物能量交換關系。
過程與方法
● 通過分析討論，發現事物之間的相互聯系和相互影響。
情感、態度、價值觀
● 形成善于聽取別人的意見、虛心向別人學習的科學態度。

（二）教學準備
為全班準備：薔薇、草、樹葉、蚜蟲、瓢蟲、蚯蚓、鳥的圖片。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，教學內容分為兩部分。
第一部分：誰吃誰
教科書的圖中有薔薇、草、樹葉、蚜蟲、瓢蟲、蚯蚓、鳥等動植物。要求學生按照誰被誰吃的關系在圖中的圓圈中填入動植物的名稱。它們的基本關系是：
薔薇或草→蚜蟲→瓢蟲→鳥
生物之間這樣一種像鏈環一樣的食物關系，稱為食物鏈。在這條食物鏈中能自己制造食物的生產者是薔薇和草，直接或間接地吃別人制造的食物的消費者是蚜蟲、瓢蟲和鳥。
薔薇花叢這個生態系統中還可以找出的食物鏈是：落葉→蚯蚓→鳥。
教科書中的卡通圖暗示了大多數食物鏈應該從植物開始，希望學生能記住這個規律。
第二部分：水田的食物網
教科書圖畫中水田里的生物有：水稻、稻螟蟲、蝗蟲、蜘蛛、螳螂、蜻蜓、小鳥、蛇、老鷹、青蛙、白鷺、魚、蝦、田鼠、黃鼠狼、貓頭鷹，等等。
顯然，這里面存在著多條食物鏈。教科書中卡通人的討論暗示學生，像這種由多條食物鏈組成的網狀結構叫食物網。通過圖文，學生們可以直觀地認識了解水田中復雜的食物聯系。

（四）教學建議
1.可以以提問開始：生物的生存需要些什么？（由于前面的學習研究，學生可能會說生物需要水、陽光、空氣等）。告訴學生，生物除了需要一定的自然條件外，它們彼此之間也是相互依賴、相互影響的。在以后的一段時間內，我們將要來研究這方面的問題。
2.讓學生說說花叢中一般會有些什么生物，出示一些花叢中的生物的圖片，其中包括薔薇、草、樹葉、蚜蟲、瓢蟲、蚯蚓、鳥。讓學生討論一下它們之間的食物關系，可以提問：這里的小動物們吃什么？把學生的回答記錄下來，并用簡單的文字和箭頭表示它們之間的食物關系，然后讓學生觀察一下它們之間的這些食物關系，按照誰被誰吃的關系在教科書圖中的圓圈中填入動植物的名稱。
3.請幾個學生匯報，教師和其他學生一起對學生的匯報進行評價（判斷他們說的是否正確，對他們說的進行補充）,然后教師以簡單的文字和箭頭表示薔薇花叢中的食物關系。給學生幾分鐘時間觀察，然后指著黑板上的食物鏈告訴他們生物之間這種像鏈環一樣的食物關系，叫做食物鏈。然后給學生解釋什么是生產者，什么是消費者，請一個學生說一說在剛才的食物鏈中誰是生產者，誰是消費者，教師用不同顏色的筆把學生說的生產者和消費者勾畫出來。鼓勵學生再找出幾條食物鏈（比如蚯蚓喜歡吃土壤中動植物體腐爛后變成的腐殖質，這條食物鏈就可以從落葉開始）。
4.清楚了薔薇花叢里的動植物間的食物聯系后，就可以來學習認識水田里的食物網了。先請學生觀察圖畫中水田里的生物：水稻、稻螟蟲、蝗蟲、蜘蛛、螳螂、蜻蜓、小鳥、蛇、老鷹、青蛙、白鷺、魚、蝦、田鼠、黃鼠狼、貓頭鷹，等等。
閱讀竹林村的同學寫的觀察報告，認識水田里的動植物，了解水田里的動植物間的食物聯系。然后問學生還可以補充哪些動植物間的食物聯系，讓他們用筆直接畫在圖中。
請學生匯報他們找的食物鏈，這個時候教師需要注意的是當一個學生匯報的時候，一定要讓其他的學生認真傾聽并對照書上的圖片。鼓勵學生不斷完善自己的食物鏈。請學生數一數他們找到了幾條食物鏈，其中的水稻被不同的動物吃了幾次，然后告訴他們同一種植物會被不同的動物吃掉，同一種動物也可能吃多種食物，生物之間這種復雜的食物關系形成了一個網狀結構，叫做食物網。
鼓勵學生們觀察身邊的生態群落，也畫出一個食物網。

第6課 做一個生態瓶

（一）背景和目標
本課是前一課的繼續，進一步研究生物與環境之間的關系，認識生物與生物之間是相互依存、相互作用和相互制約的，特別是認識到一種動物或植物可能就是另一種動物或植物生存所依賴的條件。到目前為止，學生已經了解了一些生物與生物之間存在的食物關系，在這一課中，學生將通過簡單的方案設計來研究生態群落。
做生態瓶對于學生來說是一個很有趣，也很有意義的活動。學生將通過自己的觀察、思考給生物營造一個“家”。在這個過程中，有的“家”可能適于生物生活，有的可能不行，這時“家”中的一些生物就會出現一些不適的表現，最后可能會影響到整個生物群落的生存。學生從這個活動中會體會到，生物與生物之間是相互依存、相互作用和相互制約的。

科學概念
● 生物在一定區域內相互影響、相互依存，會形成一個生態群落。
過程與方法
● 根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。
情感、態度、價值觀
● 認識到相互聽取意見、共同協作、進行管理和觀察的必要性。

（二）教學準備
為每組準備：做生態瓶的容器（可以是大的飲料瓶或色拉油桶）、一個盛滿了水的水桶、一些洗干凈了的沙子和小石子、一把小鏟和一個漏網等工具、一張標簽、一張記錄紙。
為全班準備：大玻璃水箱（有條件的學校可以準備）。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，內容分三部分。
第一部分：認識真正的池塘里的生物環境
教科書呈現了一個池塘的剖面圖。首先讓學生來認識池塘里有哪些生物，這些生物之間有什么關系，池塘里還有哪些非生物。
教科書的池塘剖面圖示意的是一個普通的池塘，生活在其中的生物可能有水生植物(如水藻、水草等)、魚類(如小魚、大魚或植食性的魚、雜食及肉食性的魚等)、蝦、軟體類(如田螺、河蚌等)、水鳥類(如鴨)、水生昆蟲、青蛙等，非生物主要有空氣、水、泥土、巖石等。
這一部分教學內容的作用，是讓學生知道自然環境下的池塘是什么樣的，存在著哪些生物和非生物，進而引出生態群落的概念。
第二部分：設計一個生態瓶建造方案
建造生態瓶就是建造一個生態群落。要建造一個生態瓶，第一個考慮的問題就是準備讓哪些生物來生活。這個問題至關重要，它涉及到實驗效果，與當地自然狀況、學生經濟條件、教育成本等多方面的問題有關。由于是學生自主的實踐活動，建議不作硬性規定，通過引導學生進行討論來決定這一問題。教科書中卡通圖里幾個人的討論，已經對學生們進行了暗示。在教學活動中，教師也要充分利用這些暗示材料來啟發學生的討論，如哪些生物能在這種有限的空間里生存；先放植物，是因為植物是生產者，它可以為動物提供氧氣和食物等。
為了讓這些生物在生態瓶里生活得更好一些，我們還要為它們考慮些什么。這里涉及到非生物環境條件，如土、沙、水等；還涉及到生物品種搭配和數量多少等問題。教科書中卡通圖里幾個人的討論過程也是給學生們的暗示：瓶中的動物放多少才合適呢，要盡量讓它們像生活在“家”里一樣，還得考慮這些生物之間的食物及其他關系。教師要引導學生通過討論來回答這些問題。
第三部分：做一個生態瓶
設計好了生態瓶的建造方案，就可以準備材料，按照設計的方案做一個生態瓶了。基于條件和教育成本的考慮，若學生個人和分小組制作，建議就按教科書的要求，用一個大的食用油桶來做容器（清洗干凈）。作為班級、學校，我們建議有條件的用大玻璃水箱在科學實驗室或班級教室按照池塘剖面圖的樣子建造。這個生態箱可作為學生們學習研究的基地，還可以組織部分學生進行管理和長期觀察。
建造好的生態瓶，放置的地方也需要由學生們商量決定，以利于管理和觀察記錄。

（四）教學建議
1.出示一個池塘的剖面圖，組織一次班級討論，讓學生討論池塘中的生物關系。為了幫助學生討論，可以提出以下問題：
● 池塘里有哪些水生生物？
● 水生植物需要哪些生存條件？
● 池塘里的植物為動物提供了哪些幫助？
● 動物為植物的生長做了哪些貢獻？
● 我們還可以在池塘里找到哪些非生物？它們對生物有什么作用？
2.告訴學生，像池塘里的這些生物和非生物這樣，互相作用、互相依存，形成一個密不可分的整體，我們可以把它們看成一個生態群落。一片樹林、一塊草地、一個湖泊、一個海洋等都可以看成是一個生態群落。
3.向學生說明，我們將以四人小組為單位來模擬池塘群落，建造一個生態瓶觀察研究其中的關系。出示做生態瓶的容器，然后讓學生思考一下，如何設計這個生態瓶。
為了幫助學生思考，可以提出以下問題：
● 你們準備讓哪些生物來生活？
● 什么樣的生物可以在這個有限的空間里生活呢？
● 如果要有動物，那它們的食物來源是什么？
● 除了加生物外，還需要其他一些東西嗎？生物放入的順序需要考慮嗎？
4.為了讓這些生物在生態瓶里生活得更好一些，我們還要為它們考慮些什么？讓學生們思考一下，如果他們沒有想到生物品種搭配和數量多少等問題，教師應引導他們進行討論。
5.當學生們對這些問題都進行了討論，就可以給每個小組分發記錄紙，讓學生們把他們的設計用圖文并茂的方式記錄下來，注意提醒學生要標出生物和非生物的數量、種類等。
告訴學生，要按照我們的設計來完成生態瓶的制作。
6.向學生出示制作生態瓶的步驟：
● 先在桶底裝入一層淘洗干凈的沙（如要加小石子這時就可以放幾塊），再裝入大半桶自然水域中的水。
● 往桶里種上自己準備的水草。
● 再放入小動物。
● 最后把寫了本組組員名字的標簽貼在生態瓶的外面。
可以把材料放在材料中心，一次讓一兩個小組的材料員來領取，也可把材料（包括沙子、小石子、容器、裝滿水的水桶、工具、標簽）分散，讓各組按他們的需要領取。
組織各小組按方案完成生態瓶的制作。為了有助于對學生的評價，建議教師走到學生中去，觀察并指導他們的制作。
7.生態瓶制作好了，讓學生觀察他們的生態瓶，然后讓他們討論，生態瓶放置在何處？如何去觀察、觀察些什么？
還要告訴學生，要每天注意觀察生態瓶里發生的變化，把自己的發現記錄在記錄單上。

第7課 改變生態瓶

（一）背景和目標
學生做了生態瓶，生態瓶中各種生物生活得好壞，現在已經可以觀察到了。在這個時候，可能每個小組的學生都希望自己這個小組的生態瓶中，生物都生活得好。由于各小組的情況不一樣，生態瓶不可能都做得很好，在這里提出如何讓我們生態瓶中的生物生活得更好，可以說是恰逢其時的。這一課也是學生初次研究生態平衡的活動。學生通過前面的研究，可能對生物與環境之間的關系，已經有了一些理解，但還缺乏實際的感受。比如生物和生物之間，生物和非生物之間恰當的數量比例等。本課將讓學生來研究這些問題，通過本課的活動學生將對生物與環境之間的關系，生物與生物之間是相互依存、相互作用和相互制約的，一種動物或植物可能就是另一種動物或植物生存所依賴的條件有一個更深入的認識。在本課中學生的觀察和討論是很重要的，特別是對影響生態瓶中動植物生長的原因進行分析，還要注意教科書上的卡通圖給出的一些方向性的暗示。希望教師在這方面要注意引導。

科學概念
● 減少水和添加動物、植物會引起生態群落的變化。
過程與方法
● 嚴格控制條件進行實驗活動，堅持進行觀察記錄。
情感、態度、價值觀
● 認識到控制條件進行實驗，細致、準確地記錄觀察到的現象的必要性。

（二）教學準備
為每組準備：小魚若干、水草若干（原則：每個小組3~5條小魚，3~5株水草）、漏網。
為全班準備：一個盛有全班所需小魚的桶，一個盛有全班所需水草的桶。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，內容分為兩部分。
每個學生小組可以根據自己的情況選擇其中一個內容進行實驗活動。
第一部分：減少生態瓶里的水
選擇兩個生態瓶，盡量一樣的，一個生態瓶的水倒掉一半，一個水量不變，兩個生態瓶的生物數量都不變。
由于水量減少，動植物的生存空間減小，氧氣量減少，水少的生態瓶中小魚浮到水面的次數應該多些。
第二部分：增加生態瓶里的生物
把生態瓶里水草的數量增加一倍，生態瓶中會出現什么情況呢？由于水草增多，產生的氧氣量增多，一般情況下，小魚浮到水面的次數會減少。
把另一個生態瓶里的小魚數量增加一倍，生態瓶中會出現什么情況呢？由于小魚增加，耗氧量增大，小魚浮到水面的次數會增多。如果小魚增加兩倍或四倍，小魚浮到水面的次數會越來越多，甚至會因缺氧而死亡。
但是，生態瓶里的植物不是越多越好。多到一定程度，影響了植物對光的吸收，還會減小動物的活動空間，對生態群落也會產生不良影響。

（四）教學建議
1.讓學生展示他們的生態瓶，比一比哪些生態瓶里的動植物生活得好。然后提出：如果改變生態瓶中的一些條件會怎樣呢？讓學生思考一下：如果減少生態瓶里的水，生物會發生什么變化。告訴學生，我們可以通過觀察、記錄生態瓶里的小魚在一分鐘內浮到水面上來的次數說明這個問題。
2.讓學生明白，剛才的實驗是改變了生態瓶中的非生物環境，如果改變生物的數量又會怎樣？
比如我們在其中一個生態瓶里增加一倍水草，在另一個生態瓶里增加一倍小魚。
讓學生們討論一下，生物會發生什么變化。
告訴學生，我們同樣可以通過觀察、記錄生態瓶里的小魚一分鐘內浮到水面上來的次數來說明這個問題。
3.讓全班的小組，兩兩合作，組合成新的小組，請新成立的小組選出他們要研究的問題（是減少生態瓶中的水，還是增加生態瓶中的生物）。
給每個組分發記錄單，再次說明如何來記錄。
4.請學生匯報實驗結果，讓他們討論為什么會有這樣的結果。為了幫助他們的討論，可以提出這些問題：
● 瓶里的水減少后對植物有沒有影響？
● 動物增加了會怎么樣呢？
● 是不是生態瓶里的植物越多越好呢？
● 如果生態瓶里的小魚增加兩倍會出現什么情況？增加四倍呢？
請學生思考一下，對于生態瓶里發生的變化還有什么想法。根據上面的實驗，要想讓生態瓶里的生物生活得更好，我們應該注意些什么。

第8課 維護生態平衡

（一）背景和目標
到這課為止，學生已經建立了食物鏈、食物網、生態群落的概念，初步感受了生態平衡的意義。這一課學生將把研究的視角推廣到真實的大自然中，具體分析草原生態系統失衡的原因，推測草原上某種動植物增減或某種環境改變后生態平衡狀態的變化，進而建立生態系統的概念。
從“花叢”到“生態瓶”，再到“沙塵暴”，從小生態和模擬生態擴展到大自然真正的生態環境，通過擴展生物與環境之間關系的認識，學生們加深了對人類生活環境的認識，認識到地球是人類的棲息地，進一步增強了保護地球環境的意識。

科學概念
● 自然界里某一區域生存的生物必須形成一個平衡和諧的整體，即生態系統。
過程與方法
● 應用分析推理等思維形式，對沙塵暴生成的原因進行分析。
情感、態度、價值觀
● 認識到維護生態平衡的重要性。

（二）教學準備
為全班準備：鷹、兔、草的圖片，有關沙塵暴、發菜、獵隼的資料（盡量收集一些視頻資料）。

（三）教科書說明
教科書共兩頁，內容分兩部分。
教科書首先強調了自然界的生態系統是一個和諧的整體，需要很長時間才能形成，其中任何一個環節受到了破壞，生態系統都可能會失去平衡。后面選擇了兩個典型事例來展開教學。
第一部分：草原的生態平衡
教學活動是從研究草原上鷹、兔、草的食物關系開始的。
讓學生設想，如果食物鏈的一個環節發生了變化，會發生什么現象。例如，如果鷹少了，會發生什么現象？可以想象的結果是，兔子會大量繁殖，草來不及長大就很快被吃光，大量的兔子會餓死，草可能重新生長，經過漫長的時間重新平衡。或者因為沒有植被，形成嚴重的水土流失，小氣候惡化，降水減少，植物更難生長，形成荒漠戈壁，兔子、老鷹死的死，遷徙的遷徙。
如果兔子少了，會發生什么現象？可能的情況是大量的鷹會餓死，草會瘋長，植被不合理，可能引發草原火災……
如果草少了，又會發生什么現象？也許兔子會減少、老鷹會餓死，草原會逐漸荒漠化……
那么人類的哪些行為會造成鷹、兔子或草的減少呢？
比如對老鷹、兔子的獵殺；為防止兔子與牛羊爭牧草而進行的獵殺和驅趕；
為了發展經濟而過度的放牧；環境的惡化導致草的生長困難，等等。
第二部分：是什么引發了沙塵暴
沙塵暴是強風將地面大量塵沙吹起，使空氣混濁，水平能見度小于1 000米的天氣現象。近年來，沙塵暴在我國北方發生的次數越來越多，甚至開始影響我國其他地區。教科書在這里引入這個話題，是為了讓學生們認識到，人類的干擾活動會對生態平衡產生不良影響。
沙塵暴天氣的沙源區主要分布在我國西北地區的巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、塔克拉瑪干沙漠、烏蘭布和沙漠、黃河河套的毛烏素沙地周圍。尤其是塔克拉瑪干沙漠、古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠是我國沙塵暴的主要沙塵源區。教科書上介紹的就是寧夏地區的沙源區。
發菜是一種藻類，因風干的發菜形狀、色澤酷似婦女的頭發而得名。它大多生長在干旱的草原、荒漠、平灘荒地和低山小丘，我國的甘肅、陜西、青海、新疆均有生產，而寧夏最為著名。近年來，受經濟利益的驅動，非法采集發菜的現象十分猖獗，嚴重破壞了草原的生態環境。2000年6月20日國家已將發菜列為一級保護植物。
獵隼(sǔn)又叫鶻(hú)，是一種兇猛的鳥，上嘴鉤曲，背青黑色，尾尖白色，腹部黃色，馴熟后可幫人捕獵。獵隼在全國大部分地區都有分布，但主要集中在西北地區。近年來，由于獵隼在中東一些國家是王宮貴族的寵物，一種身份的象征，在境外一只經過馴化、體型高大的獵隼價格很高，因此在我國西北地區獵殺、獵捕和走私獵隼的情況非常嚴重。獵隼的數量急劇下降，嚴重影響當地生態平衡，引發鼠害泛濫，給當地牧民生活和經濟帶來了很大影響。獵隼現在是我國一級重點保護野生動物。
向學生介紹這些情況，是為了引導學生分析草原生態系統失衡的原因。組織他們深入思考：
人類的哪些行為引起草原生態系統失衡？
這些行為的后果是什么？
最終結果是什么？
我們如何改變這種狀況？
在第22頁“資料庫”中，還向學生介紹了我國的幾個主要自然保護區。它們分別是：紅樹林保護區（左上圖）；三江源保護區（右上圖）；四川王朗自然保護區（左下圖）；大豐麋鹿自然保護區（右下圖）。
本課的整體目的是讓學生認識到生態系統平衡發展是十分不易的，人類的很多行為正在破壞大自然的生態平衡。在維護大自然生態平衡的活動中，我們應該有所作為。

（四）教學建議
1.向學生提出這樣的問題：生態瓶中如果環境條件受到破壞，生物的生存會受到影響嗎？告訴學生：自然界里某一區域的生物形成一個平衡和諧的整體，叫做生態系統。如果生態系統中的一個環節受到了破壞，整個生態系統就會失去平衡。
2.說明我們今天將要研究草原的生態平衡問題。出示草原上鷹、兔、草的圖片，問學生，這三種生物之間的食物鏈是怎樣的？把學生的回答以食物鏈的形式記錄在黑板上。然后指著鷹提問：如果鷹少了，會發生什么現象？給學生思考的時間，然后請他們回答。
3.接著指著兔問：如果兔少了會發生什么現象？給學生思考的時間，然后請他們回答。
4.接著讓學生思考，如果草少了，又會發生什么現象？給學生思考的時間，然后請他們回答。
5.人類的哪些行為會造成鷹、兔子或草的減少呢？先請學生把自己想到的寫在書中對應的圓圈內，然后討論。
注意，讓學生進行充分的討論，然后作出分析這點是很有必要的，如果學生對這些問題回答不出，教師就要適當引導，可以問他們類似“為了發展經濟，人們采取了哪些辦法？”這樣的問題。
6.讓學生閱讀一下介紹沙塵暴、發菜、獵隼的資料，學生閱讀完后，可以對沙塵暴等再做一些介紹，然后引導學生分析草原生態系統失衡的原因。為了幫助學生深入思考，可以提問以下問題：
● 人類的哪些行為引起草原生態系統失衡？
● 這些行為的后果是什么？
● 最終結果是什么？
教師可以在這里進行小結：生態系統平衡發展是十分不易的，人類的很多行為正在破壞大自然的生態平衡。鼓勵學生思考一下在維護大自然生態平衡的活動中，我們應該做些什么。



四、評價建議
1.學生是否能提出一個問題來研究。
2.在學生的實驗記錄單上是否注意了實驗的公平性，是否按對比實驗的設計要點設計了實驗。
3.學生們是否注意了控制條件的問題。
4.實驗后，學生們能清楚地說出他們的發現嗎。
5.學生們能找到生物之間的食物關系、寫出相應的食物鏈嗎。
6.學生們能分清一條食物鏈中的生產者和消費者嗎。
7.學生們是否弄清了生物與生物、生物與非生物之間的關系。
8.在實驗中學生們是否認真觀察并記錄了實驗結果。
9.學生們對實驗結果能否做出自己的解釋。
10.全班討論積極嗎。
11.學生們是否認真地和別人交流。
12.同學之間是否密切合作并相互尊重。
13.學生們是否認真傾聽別人的發言。
14.學生們是否對實驗表現出興趣和好奇心。


五、教學案例
做一個生態瓶
重慶市北碚區朝陽小學 李雨霖

教學目標
1.通過觀察池塘群落生態系統，以此為藍本設計生態瓶的建造方案。
2.能根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。
3.能相互聽取意見設計方案，共同協作制作生態瓶，并分工進行管理和觀察。

教學準備
學生：大飲料瓶、剪刀、建造生態瓶需要的材料、活動手冊。
教師：池塘生態系統群落的掛圖或視頻資料。

教學活動過程
教學過程 教師活動 學生活動
引入 （播放池塘 群落視頻） 1.創設情境：播放錄像資料（美麗的池塘）。 在一片池塘里，有小魚在悠閑地游來游去，有田螺，還有小蟲子，當然也有水草和泥沙、石子…… 畫面最后定格到一個池塘的剖面圖。(隨著學生的回答，畫面自動出示水生生物的名稱) 2.思考： 你知道池塘里有哪些水生生物？ 池塘里有哪些非生物? 這些水生植物需要哪些生存條件？ 池塘里的植物為動物提供了哪些幫助？ 非生物對生物有什么作用？ 1.觀看或聆聽情景介紹。 2.思考，請學生回答。 學生回答，別的學生可以及時補充、反駁。
設計建造 生態瓶的方案 大家分析了池塘里的生物之間有一些密切的聯系，為了方便研究，今天老師帶領大家在教室里做一個生態瓶。 ● 首先我們一起來設計一個建造方案吧。 要做一個生態瓶，需要考慮哪些因素呢？ ● 現在請每個組進行方案設計，大家分工協作，同時做好記錄。10分鐘后交流。 ● 交流建造方案。 ● 共同完善、修訂方案。 做什么事都應該有計劃。 （期望針對生物、非生物、制作方法學生提出某個條件，教師追問為什么，在此形成思維上的較充分交流，便于學生設計方案。重點是材料〈種類、數量〉的選擇都與生物容易生存有關。） 分組進行設計活動。 2~3個組依次上臺，用展臺投影出本組設計的方案，學生代表進行介紹。 其他學生補充、質疑、評價（包括提問），提出不同的看法等。 各組用1~2分鐘修改方案。
做生態瓶 ● 建造活動。 老師只準備了部分材料，自由上臺選取，注意按設計方案進行建造。 ● 評價延伸 大家生態瓶做得非常不錯，課后補充材料，完善建造。 同時，老師希望大家能做一個觀察生態瓶的計劃，持續觀察生態瓶并記錄在活動手冊上。 分組進行建造活動。





六、參考資料

生物的環境
對于每一個生物來說，周圍的一切都是它的環境。環境因素很多，就其性質來說，可以分為非生物因素和生物因素。非生物因素包括陽光、溫度、水、空氣、土壤等，生物因素包括同這種生物有關系的其他生物。

動物與陽光的關系
光是決定動物的分布和行為的一個重要因素。例如，白天的長短對鳥類的遷徙時間、魚類的產卵時間有顯著的影響。不同的動物對光的依賴程度也不相同，其中低等動物和昆蟲最為明顯，有日出性和夜出性的區別。

動物與溫度的關系
大多數動物生活在-2 °C～50 °C的溫度范圍內，最適宜溫度為20 °C～25 °C。不同動物對高溫的忍受限度是不同的。淡水動物能忍受40 °C左右的水溫，海水動物只能忍受30 °C的水溫。爬行動物和鳥類能在45 °C以下的溫度中生活，哺乳類動物熱到42 °C以上就可能死亡。

食物鏈的形成
食物鏈是指生物之間互相依存的食物關系。俗話說的“大魚吃小魚，小魚吃蝦米，蝦米啃泥底”，就生動而形象地比喻了這種相依為命的食物鏈關系。自然界中的這種食物供求的關系鏈，實質是物質和能量以食物鏈的方式進行的流動和轉變。食物對任何生物來說都是極為重要的，它能供應生活所需的能源，修補受損機體及生長之用。而吃和被吃的行為在生物之間是互相緊密聯系的，這就促成了食物鏈的形成。

食物鏈和食物網
在野生動物界中弱肉強食的事件不斷發生，營造了一個永不停息的能量與物質變化過程，好像鏈條般環環緊扣，形成了一條食物鏈。一般來說，食物鏈的起點都是由能夠將太陽能轉變成化學能的植物（生產者）開始，再經攝食它們的動物（初級消費者），輾轉到更高層的消費者（肉食動物）。不論是消費者還是生產者，當它們死后，個體便會被細菌分解，供其他的生產者使用，再次循環，而食物鏈也可以首尾相接成環狀。當然，自然界中生物之間的食物供求關系并非是這么簡單的一條鏈狀或環狀食物鏈，而是互相交織著形成了復雜的食物網。此外，以供求的數量來說，通常是生產者居多，而食物鏈中消費者層次越高，數目便越少，形成金字塔狀，故稱為生態金字塔。

生態群落
自然界的生態群落有大有小。小的如一片草地、一個池塘等，大的有湖泊、海洋、森林、草原等。池塘是一個典型的生態群落，池塘里有各種水生植物、水生動物和細菌、真菌，以及這些生物生存所必需的水、底泥、陽光、溫度等非生物環境。水生植物利用太陽能進行光合作用，把水和底泥中的營養物質和大氣中的二氧化碳轉化為有機物，貯存在植物體內，小型浮游動物以浮游植物為食，浮游動物和有根植物又被魚類當做食物，水生植物和水生動物的殘體最終被水和底泥中的細菌、真菌及腐食性動物分解成無機物，釋放到環境中，供植物重新利用。

生態系統
大自然中約有200萬種生物。它們之間互相結合成生物群落，靠地球表層的空氣、水、土壤中的營養物質生存和發展。這些生物群落在一定范圍和區域內相互依存，在同一個生存環境中組成動態平衡系統，叫做生態系統。生態系統包括動物、植物、微生物及其周圍的非生物環境(又稱無機環境、物理環境)四大部分，這就是四位一體的自然界。
生態系統的組成成分越多樣，能量流動和物質循環的途徑就越復雜，調節能力就越強。但是，生態系統本身的調節能力是有限的，如果人類大規模地干擾，生態系統的自動調節就變得無濟于事，生態平衡就會遭到破壞。

自然選擇
自然界對生物的選擇作用，即適者生存，不適者淘汰的現象，是達爾文進化論的主要內容。主要表現在三個方面:第一，生物與環境條件間的斗爭，所有生物都不能離開環境條件而生存，所以生物經常與不利的環境條件進行斗爭，在這個斗爭中，凡是能夠適應環境變化的生物，就生存下來，繼續繁衍后代；凡是不能適應環境條件的生物就不能生存。第二，生物種間的斗爭，占優勢的個體或物種保留了下來，處在劣勢地位的往往被淘汰。第三，同一物種內不同個體的斗爭，同種動物間爭奪食物，同種植物間爭奪陽光和肥水等，往往是強者勝、弱者敗，勝者生存，敗者淘汰。自然選擇是一個漫長的過程，是物種形成的主要因素。

生存競爭
生存競爭又稱“生存斗爭”，是達爾文進化論中的一個論點。指生物處在復雜的環境條件下，為了自身的生存和保留后代所進行的斗爭。主要包括三個方面：一是生物與無機環境的斗爭，例如生長在沙漠的植物必須與干旱作斗爭；二是不同種生物的斗爭，即種間斗爭，例如狼要吃兔，兔子必須迅速逃跑才能避免遭殃；三是同種生物的斗爭，即種內斗爭，例如一塊稻田中的禾苗為了各自的生長發育而爭奪養分、水分和陽光的斗爭。生存斗爭往往是你死我活的，表現形式可以是直接斗爭，例如兩只狗為爭食同一塊食物而打架；也可以是間接斗爭，例如牛和蝗蟲都吃草，雖然它們彼此不打架，相互間也不知道都在爭食同一種食物，但是一大片草地如果被大批蝗蟲吃個精光，那么，牛便會挨餓甚至死去。
一些弱小的生物為了生存和繁衍后代，往往有高度的生殖能力，這種現象稱作“繁殖過剩”，如許多植物一個個體產生的種子常常是成千上萬。一些昆蟲和魚類產卵的數量也是多得驚人。這是生存斗爭的一種手段。
生物和自然環境的斗爭，只有適應環境的才能存活下來并繁衍后代。生物之間為生存的斗爭，只有勝利的才能存活和繁衍后代，失敗的往往要被淘汰。地球上許多現存的生物，都是經過這樣漫長的自然選擇，“汰劣留良”地進化而來，這種生存斗爭永無休止地進行著。

我國野生動植物及其棲息地的保護工作
截至2000年年底，我國共建立各類型自然保護區1 276處，總面積1.23億公頃，占國土面積的12.81%，居世界前列。為加強珍稀動植物保護，林業部組織實施了瀕危物種拯救工程，促進了一些瀕危物種種群的恢復和發展。我國先后頒布了《森林法》《草原法》《野生動物保護法》《野生植物保護條例》《中國珍稀瀕危保護植物名錄》《國家重點保護野生動物名錄》《自然保護區條例》《森林和野生動物類型自然保護區管理辦法》等法律法規，為野生動植物保護和自然保護區建設提供了重要的法律保障。

我國正在實施的15個野生動植物拯救工程
拯救大熊貓工程、拯救朱鹮工程、拯救老虎工程、拯救金絲猴工程、拯救藏羚羊工程、拯救揚子鱷工程、拯救大象工程、拯救長臂猿工程、拯救麝工程、拯救普氏原羚工程、拯救野生鹿類工程、拯救鶴類工程、拯救野生雉類工程、拯救蘭科植物工程、拯救蘇鐵工程。




光

一、單元概述
光與我們的生活關系十分密切。光究竟是什么呢？光是一種電磁波。按波長電磁波可以分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線等幾個波譜區。其中可見光區又可細分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光。光既有波動性，又具有粒子性。光是一種物質，光也是一種能量。
由于學生的理解水平所限，小學科學中不可能指導學生從光的本質上去認識光。本單元只引導學生觀察發現它的傳播特點——直線傳播和反射現象，另外認識太陽光具有熱能，探究陽光強弱和溫度的關系。
學生天天和光接觸，對于光的傳播特點和光可以轉化為熱，他們有自己的觀察和發現。生活中他們也接觸了一些利用光的原理制作的玩具和儀器。因此本單元的教學是具有一定基礎的。
這一單元中內容是這樣安排的。
第1~4課研究光的傳播特點（路徑、反射），第5~7課研究陽光強弱和溫度的關系。
研究光的傳播特點從觀察光和影的關系開始，包括第1課“光和影”、第2課“陽光下的影子”。因為影子的產生和其特點正好反映了光直線傳播的規律。所不同的是，第一課時在教室里進行，后一課時在室外觀察陽光下影子的變化。
第3課“光是怎樣傳播的”，是在前面觀察的基礎上，推測和驗證光的傳播特點，即光是沿直線傳播的。然后回過頭去解釋影子的成因。
第4課“光的反射”，是第3課的延續。光的傳播特點還包括光遇到物體會反射，反射光也是直線傳播的。本課通過三個逐漸增加難度、層層遞進的活動，讓學生理解光的反射，并知道反射光也是直線傳播的。
從第5課開始，探究光和熱的關系。許多光源在發光的時候也在發熱。太陽給我們帶來光明的同時，也給我們帶來了溫暖。但是光的強弱和溫度有什么關系呢？本課讓學生通過實際的觀測得出自己的結論。
第6課“怎樣得到更多的光和熱”，這一課內容緊接著上一課的內容，研究光的強度與熱的關系。重點從材料的性質和物體受陽光照射的角度去探究。
第7、8課是在前面研究的基礎上，設計、制作、評價、改進學生們的太陽能熱水器。因為太陽能熱水器涉及到很多科學原理，所以這兩課的活動要綜合運用前面所學的知識。首先觀察、了解太陽能熱水器的結構以及工作過程和原理，接著是設計、制作簡易的太陽能熱水器。最后通過展示、實踐、評價、交流來進一步理解本單元的知識和技能。



二、單元教學目標

科學概念
● 影子產生的條件是光源、擋光物體和屏。
● 像電燈這樣可以自己發光的物體叫做光源。
● 在光的照射下物體影子的長短、方向、大小和光源的位置、方向、距離有關。
● 影子的形狀和光源所照射的物體側面的形狀有關。
● 一天中，陽光下物體的影子會隨著太陽位置的高低和方向的改變而改變。
● 光是直線傳播的。擋光物體會有影子，是因為光是直線傳播造成的。
● 光在傳播過程中碰到物體，會發生反射，反射光也是直線傳播的。
● 光的反射原理在生產生活中廣泛應用。汽車反光鏡、潛望鏡等都是人們對光反射原理的運用。
● 許多光源在發光的時候也在發熱。太陽是地球最大的光源和熱源。
● 利用凹面鏡和凸透鏡會聚光線的特性，可以得到強光和高溫。這在實際生活中已得到廣泛運用。
● 物體吸熱的本領與物體的顏色、表面粗糙程度以及陽光的照射角度有關。
● 太陽能是一種清潔、節能、安全的能源，人們正在大力開發和使用太陽能。

過程與方法
● 探究影子產生的條件，觀察影子、光源、物體之間的關系。
● 用日影觀測儀觀察記錄一天中物體影子的變化，尋找變化規律。
● 通過對比實驗探究陽光的強弱、材料的屬性、物體受陽光照射的角度和物體升溫快慢的關系。
● 較準確地記錄實驗、觀察中的數據，并根據這些數據繪制出柱狀圖。
● 根據實驗現象和數據進行分析和推理，做出自己的解釋。
● 制作簡易潛望鏡，設計、制作簡易太陽能熱水器。

情感、態度、價值觀
● 形成對光的研究的興趣。
● 認識到認真觀察、實驗、實事求是地記錄觀察數據的重要性。
● 認識到自然事物之間的變化是有聯系有規律的。


三、分課時教學建議

第1課 光和影

（一）背景和目標
本課是本單元的起始課，從本課到第4課將指導學生認識光的傳播特點。認識光的傳播特點從觀察影子開始，因為影子的許多特點，比如說影子總是在背光的一面等現象，顯示了光的傳播是直線的。
五年級的學生對于影子的產生和特點已經積累了不少經驗，他們知道影子的產生必須要有光和物體，影子隨著光的改變而改變，等等，但是他們的這些認識還比較模糊，因此有必要通過教師的指導，實際地去觀察、去發現光和影子之間的規律。
本節課的教學思路是：從生活現象出發，引出相關概念，然后通過活動探究規律，最后用規律解釋現象，同時深化對規律的理解和掌握。
本課的內容分為兩部分。第一部分是光源；第二部分是影子。學生經歷的主要活動有：
● 通過影子游戲，進入新課學習，總結影子產生的條件。
● 認識什么是光源。
● 探究在光的照射下影子的變化規律。
● 認識投影，發現物體的形狀和影子之間的關系。
● 再次通過影子游戲，驗證光和影的關系。

科學概念
● 光源、遮擋物和屏是影子產生的條件。
● 可以自己發光的物體叫做光源。
● 物體影子的長短、方向隨著光源位置、方向的改變而改變；物體影子的大小與物體和光源之間的距離有關；物體影子的形狀和光源所照射的物體側面的形狀有關。
● 從不同側面照射得到的物體的影子叫做投影，投影在我們生活中很有用處。
過程與方法
● 做光和影的實驗，并將觀察結果準確地進行記錄。
● 根據實驗結果分析推理出光源、遮擋物、影之間的關系。
情感、態度、價值觀
● 認識到事物之間的變化是有聯系的，也是有規律的。
● 在實驗觀察中養成嚴謹、細致、實事求是的態度。

（二）教學準備
分組實驗器材：手電筒、4開的白卡紙（屏）、約5厘米高的長方形小木塊、鉛筆、尺子。
教師準備：有窗簾的教室(本課的活動最好能用窗簾遮擋光線，保證實驗效果)，投影畫形式的交通標示牌、廣告等。

（三）教科書說明
“影子游戲”這個活動的目的是創設一個情境，激發學生的學習興趣，讓學生進入探究光和影之間關系的學習，同時從中發現影子產生的條件。學生都玩過手影游戲，但未必都能知道其中的道理。通過這個活動，可以讓學生認識到，生活中的一些看似司空見慣的現象，其實都蘊涵著科學道理。通過這個活動，學生要知道產生影子的條件：光源、遮擋物、屏（即能夠呈現影子的物體，如墻面、地面等），且遮擋物要在光源和屏之間。
第一部分：什么是光源
我們平常接觸的光很多，白熾燈光、日光燈燈光、太陽光、月光、激光，等等。到底什么才是光源呢？教材中提供的圖片分別是：蠟燭、太陽、日光燈和螢火蟲。根據學生的水平，教科書上是這樣定義的：“像電燈這樣能自己發光的物體叫做光源。”根據這個標準來判斷，月亮就不是光源。那么沒有通電的電燈，沒有點燃的蠟燭算不算光源呢？也不算，因為它們雖然能自己發光，但處在沒有發光的狀態，所以不算光源。也就是說判斷一個物體是不是光源，首先是要在發光的前提下。正在發光，而且是自己發出的光，而不是反射其他物體的光，這樣的物體才叫光源。
第二部分：影子
這個活動的目的是探究在光源的照射下，物體影子變化的特點，這是本課教學的重點。該活動分為三個小的活動，教科書分別用圖和文字說明了實驗的方法和要求，學生要照圖上的要求做實驗，并把實驗結果畫在課本上相應的地方。這三個實驗分述如下。
“影子隨著光源位置的改變而改變”。教科書上所示5個不同位置的光源，在實驗中應該是一個一個分別出現的。它們在方向和照射的角度上都發生了改變。因此被照射物體的影子會在方向和長短上發生變化。通過這個活動可以發現：影子的方向隨著光源的方向改變而改變，影子總是在背光的一面。影子的長短隨著光源照射的角度改變而改變：光源直射時，影子最短，隨著斜射的程度越來越大，影子越來越長。
“影子的大小與遮擋物和光源之間的距離有關”。教科書出示的圖中，物體離光源的距離越來越遠，被照射物體的影子應該越來越小。這是因為在光屏和光源位置一定的情況下，遮擋物離光源越近，它擋住的范圍越大，在光屏上形成的影子就越大。
“影子的形狀和光源所照射的物體側面的形狀有關”。
圖中所示的是光源分別從一個橫放的長方體的正上方和右側面照射。因為這個物體是一個長方體，不同側面的形狀不同，從不同的側面照射就會得到不同的影子，這是因為不同側面對光的不同遮擋情況造成的。
關于投影，教科書指出：“像這樣，從不同側面照射得到的物體的影子叫做投影。投影在我們生活中很有用處。”值得說明的是并非所有的影子都是投影，只有投射到一個面上的影子才叫投影。投影在生活中有什么用呢？大街上的交通標示牌、洗手間門口的標示牌等很多地方用到了投影畫，可以說這是一種簡單形象的標志。另外在我們的工業生產和設計中也大量地采用了投影制圖。
課文最后要求學生再做一做手影游戲，一方面是總結和鞏固這堂課的探究成果，同時也讓學生在游戲中去驗證這些規律。

（四）教學建議
1.引入
因為是開始學習一個新的單元，教學活動可以從了解學生開始，通過談話了解一下學生對于光已經知道些什么，還想知道什么。然后提出我們這個單元的學習是要探索光的秘密。
2.關于影子產生的條件
活動前教師可以提出這樣的問題，我們怎樣才能看到自己的影子？學生往往忽視“屏”這個條件。這時教師不必急于糾正，因為通過實際操作以及討論和交流，學生們會知道影子的產生不僅需要光、擋光物體，還需要屏（墻面、地面或其他物體）。
3.關于“光源”的教學
教師可以接著上面的話題提問：影子的產生需要光，那么，我們知道哪些物體能發光呢？在學生列舉的許多發光物體中，教師可讓學生進行分類，哪些物體自己能發光，哪些物體是反射其他物體的光，從而提出像電燈這樣自己能發光的物體叫做光源。
4.“影子的特點”是本課探究的重點
活動前，教師可以先了解學生對這個問題的想法。提出在影子游戲這個活動中，我們除了知道影子產生的條件外，還有什么發現嗎。可能有的學生已經發現光源和影子的方向、大小有關系，教師應給予鼓勵。并告訴學生，下面我們再通過一些活動繼續探究光源和影子的秘密。
探究影子特點這一活動的要求和操作方法都已寫在課文中了，教師可先讓學生自己看教科書，看看學生是否能理解這3個活動的實驗方法、步驟和要求。如果學生理解有誤，教師再作必要的講解和提示。進行影子隨著光源位置的改變而改變的活動時，教師要提示，光源位置的改變包括光線照射的角度和方向（不包括遠近）。角度可通過目測光線和水平桌面之間的夾角大致估計，方向用左、右、前、后描述。當光源垂直照射在物體的上面時，要提高物體，使物體稍微離開桌面才能看到影子。因為是第一個實驗，而且難度較大，教師最好示范、演示實驗和記錄的方法。同時要求學生先在桌上的白紙（屏）上用鉛筆畫下實際的影子，然后再把結果畫在課本上。
關于影子的大小與遮擋物和光源之間距離關系的活動，教師要提示，屏最好垂直豎起來，屏和光源位置不變，只改變遮擋物離光源的距離，最后要把影子記錄在課本上的表示屏的那條線上。
在做影子的形狀和光源照射物體側面關系的活動時，教師要提示，當光源垂直照射在物體的上面時，要使物體離開桌面才能看到影子。實驗結果要畫在課本上相應的地方。
5.回顧和總結
可以引導學生回憶：我們今天學習了光的哪些知識，發現了什么規律。再做一次影子游戲，驗證一下我們發現的這些規律。驗證的內容可以是：改變光源的位置，手影發生了什么變化；改變光源離物體的距離，手影發生了什么變化；讓光源照射手的不同側面，得到的手影有什么不同。

第2課 陽光下的影子

（一）背景和目標
本課活動和前面一課的內容有著密切的聯系，同樣是研究光和影子的關系，不過這一課的觀察活動要求在陽光下進行。是對上節課在探究活動中所發現的規律在自然環境中的驗證、拓展和進一步理解。本課不僅是上節課的繼續，同時還為學生今后學習“時間”“宇宙”等單元的內容打下一定的基礎。
教科書內容分兩部分。第一部分：觀察陽光下物體影子的變化；第二部分：整理我們的記錄。

科學概念
●陽光下物體影子的方向隨著太陽方向的改變而改變，影子總是和太陽的方向相反。
●陽光下物體影子長短的變化是隨著太陽在天空中的位置變化而變化的，太陽位置最高時影子最短，太陽位置最低時，影子最長。
●人們很早就知道利用陽光下物體影子的變化規律來測定時間。
過程與方法
●推測陽光下物體影子怎樣變化。
●利用簡易的日影觀測儀，觀測陽光下物體的影子的長短和方向的變化，并收集相關的數據。
●根據一天中影長變化的數據制作出影長隨時間變化的柱狀圖。
●根據觀察數據，發現陽光下物體影子在一天中的變化規律。
●運用陽光下物體影子變化的規律，解釋人們為什么能用影子計時。
情感、態度、價值觀
●認識到自然事物是在不斷變化的，事物的變化之間是有聯系和有規律的。
●能夠按活動要求堅持觀察和如實記錄數據。
●能夠根據數據和現象實事求是地進行分析和推理。

（二）教學準備
分組實驗器材：簡易的日影觀測儀、指南針。
教師準備：日晷的圖片或課件。

（三）教科書說明
本課教學從提出問題開始：陽光下物體的影子也在變化嗎？是怎樣變化的？要求學生說說自己的推測及理由，并把大樹的影子添畫在教科書的圖上。一天中大樹的影子應該隨陽光的方向和位置的高低發生變化。也就是說太陽是從東—偏南—西，大樹的影子剛好相反，是從西—偏北—東。影子的長短變化則是清晨長，逐漸變短，中午最短，然后逐漸變長，到太陽偏西快落山時最長。
第一部分：觀察陽光下物體影子的變化
指導學生通過觀察陽光下物體影子的變化來驗證自己的想法。如何觀察呢，教科書具體介紹了制作簡單的觀察儀器——日影儀的方法和如何利用它來進行觀察，并要求學生把觀察數據填寫在表格上。
觀測中要求觀察太陽和影子的方向。學生可能發現，太陽升起的方向并不是正東，太陽落下去的方向也不是正西。對這個問題教師要有思想準備。實際上，只有在春分和秋分這兩個節氣日，太陽才是從正東方向升起，正西方向落下，在其他時間都有規律地偏移。在夏季，日出在東偏北的方向，日落在西偏北的方向；在冬季，日出在東偏南的方向，日落在西偏南的方向。而正午太陽的方向都是在南方（因為我國處于北半球），當然對學生的測量不必要求這么精確，如果學生發現了應該給予鼓勵。
第二部分：整理我們的記錄
要求學生把記錄的數據轉化成柱狀圖（也叫條形圖），反映影長怎樣隨時間變化。柱狀圖是整理信息的方法之一。由于柱狀圖很直觀，便于學生發現影子變化的規律。教科書要求“在課堂上每隔10分鐘觀察、記錄一次。課后繼續觀察，每隔一節課觀察一次，把太陽的位置和方向、物體的高度和影子的長度都記錄下來”。制作柱狀圖時，注意時間坐標是以整點為標記的，要對記錄的數據進行選擇。
一天中陽光下物體的影子是怎樣變化的呢？影子的方向和長短隨著太陽的方向和位置的高低來變化。早上太陽在東偏北，影子在西偏南。中午太陽偏南，影子就偏北。下午太陽在西偏北，影子就在東偏南。至于影子的長短，清晨和傍晚太陽位置最低，影子最長；正午太陽位置最高，影子最短。
這里要注意當地中午12點，可能并不是太陽位置最高的時候，因此物體的影子也可能不是最短的時候。“我們還有什么發現？”指的就是上述問題。對于堅持觀察、認真觀察記錄的學生很可能會發現這個問題。
這是為什么呢？這是由于地球自西向東自轉，各地的經度不一樣，晝夜到來的時間也就不一樣，正午的時間也會有所不同。我國地域廣闊，全國采用的都是北京時間——東八區中央經線120度的時間。當東經120度的正午時間12：00時，許多地方就不一定是正午時間（一天中太陽位置最高的時候）。比如北京地區在東經116.46度，與東經120度仍有14.1分鐘的誤差（每相差1度就相差4分鐘）。北京地區一天中太陽的位置最高、影子最短的時間應該是在中午12：14分的時候。

（四）教學建議
1.本課教學活動建議用兩課時進行。第一課時指導觀察和進行觀察，第二課時整理觀測數據、交流討論發現規律。
2.教學活動可以這樣引入。首先復習一下上節課學到的知識，即影子變化的特點。然后問學生，在陽光下我們看到過影子嗎？

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