資源簡(jiǎn)介

教科版科學(xué)2019年秋五年級(jí)上冊(cè)單元概述
光
從教師的角度而言, 本單元首先要弄清的問(wèn)題應(yīng)該是—— “ 光是什么”。 歷史上對(duì)光的研究曾經(jīng)推動(dòng)了科學(xué)和技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展, 更新了人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí), 打通了宏觀世界和微觀世界的通道。 今天我們對(duì) “光” 的認(rèn)識(shí), 看似知識(shí)本體的認(rèn)知, 實(shí)則是對(duì)光抑或是對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解和物質(zhì)觀的體現(xiàn)。
光是一種電磁波, 按照波長(zhǎng)可以將光分為無(wú)線電波、 紅外線、 可見(jiàn)光、 紫外線等幾個(gè)波譜區(qū)。 其中可見(jiàn)光區(qū)又可細(xì)分為紅、 橙、 黃、 綠、 藍(lán)、 靛、 紫七種色光。 光具有波動(dòng)和粒子的雙重性質(zhì), 凡是與光的干涉、 衍射和偏振等現(xiàn)象有關(guān)的均是波動(dòng)性的表現(xiàn); 凡是與光的碰撞、 散射、 疊加等有關(guān)的都是粒子性的表現(xiàn)。 波粒二象性可以用愛(ài)因斯坦公式得到解釋: E = hν, P = h / λ。 這里能量E和動(dòng)量P都是表征光的粒子性的量, 而頻率ν和波長(zhǎng)λ 都是表征光的波動(dòng)性的量, 波動(dòng)性和粒子性通過(guò)普朗克常數(shù) h 聯(lián)系起來(lái)了, 這也可以解釋 “ 光是能量的表現(xiàn)形式” 這一概念的出處。 如此, 我們對(duì)光本質(zhì)的認(rèn)識(shí)可以幫助教者準(zhǔn)確把握光單元教學(xué)的概念發(fā)展。
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。
6. 2. 1. 1　識(shí)別來(lái)自光源的光, 如太陽(yáng)光、 燈光; 或來(lái)自物體反射的光, 如月光。
6. 2. 1. 2　知道來(lái)自光源的光或來(lái)自物體的反射光進(jìn)入眼睛, 都能使我們看到光源或該物體。
6. 2. 2. 1　知道光在空氣中沿直線傳播。
6. 2. 2. 2　知道行進(jìn)中的光遇到物體時(shí), 會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象, 光的傳播方向會(huì)發(fā)生變化。
6. 2. 3　描述太陽(yáng)光穿過(guò)三棱鏡后形成的彩色光帶, 知道太陽(yáng)光中包含有不同顏色的光。
18. 2. 2　將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為模型或?qū)嵨铩?br/>課程標(biāo)準(zhǔn)中的上述學(xué)段目標(biāo)要求, 都是有關(guān)光在傳播過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象和對(duì)這些現(xiàn)象的解釋, 使學(xué)生由此形成對(duì)光的一些基本認(rèn)知。 本單元希望幫助學(xué)生形成以下認(rèn)知。
光在受到一個(gè)物體或物質(zhì)的影響前能一直保持原方向傳播。
光能夠被吸收; 能被改變傳播方向, 產(chǎn)生反射或折射現(xiàn)象。
盡管太陽(yáng)光用肉眼看上去幾乎是白色的, 但它是由許多不同顏色的光組成的。 其他發(fā)出光或反射光的物體也具有不同的混合顏色。
有些物體折射或反射出的光波進(jìn)入人的眼睛后, 可以被 “看到”, 就如同某些聲波進(jìn)入人的耳朵后可以被 “聽(tīng)到” 一樣。
沿著上述概念發(fā)展的線索, 教科書對(duì)本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容做了如下安排。
第 1 課 “有關(guān)光的思考”, 主要了解學(xué)生有關(guān)光的前概念水平。 通過(guò)思考和解釋 “ 在黑暗中你能否看到紅蘋果” 的問(wèn)題, 了解學(xué)生對(duì)于光有哪些認(rèn)識(shí), 以及能做出哪些推測(cè)和解釋。
第 2 課 “光是怎樣傳播的”, 主要研究光在空氣中是如何沿直線傳播的。 光通過(guò)小孔的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生觀察到光的傳播方式, 初步理解并建立光的直線傳播概念。
第 3 課 “光的傳播會(huì)遇到阻礙嗎”, 是對(duì)光沿直線傳播的進(jìn)一步深入研究。 當(dāng)光遇到遮擋物時(shí), 會(huì)因遮擋物的不同, 出現(xiàn)通過(guò)、 部分通過(guò)、 不能通過(guò)三種情況。 對(duì)本課所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋, 最終都將成為 “光是沿直線傳播” 的證據(jù)。
第 4 課 “光的傳播方向會(huì)發(fā)生改變嗎”, 主要探討當(dāng)光從空氣進(jìn)入水中時(shí), 傳播路徑發(fā)生了怎樣的改變。 對(duì)于光而言, 空氣和水是不同的傳播介質(zhì), 因此光的傳播方向 ( 傳播路徑) 也會(huì)隨之發(fā)生改變, 其結(jié)果是產(chǎn)生了折射現(xiàn)象。
第 5 課 “認(rèn)識(shí)棱鏡”, 主要建立光與顏色的關(guān)系。 我們看到的 “白光” 通過(guò)三棱鏡后, 會(huì)發(fā)生折射, 出現(xiàn)紅、 橙、 黃、 綠、 藍(lán)、 靛、 紫等七種顏色的光。 棱鏡實(shí)驗(yàn)可幫助學(xué)生觀察到因光的折射而產(chǎn)生的彩虹顏色, 初步將光與顏色建立聯(lián)系。
第 6 課 “光的反射現(xiàn)象” 主要探討光的反射現(xiàn)象。 通過(guò)觀察光的鏡面反射現(xiàn)象, 了解什么是光的反射, 并通過(guò)光的反射實(shí)驗(yàn), 對(duì)反射光的位置做出預(yù)設(shè), 初步建立入射光與反射光的關(guān)系; 對(duì)光的傳播特點(diǎn)做進(jìn)一步的探討, 即光遇到物體會(huì)發(fā)生反射, 反射光也是沿直線傳播的。
第 7 課 “制作一個(gè)潛望鏡”, 主要利用光的反射特點(diǎn), 制作一個(gè)簡(jiǎn)易潛望鏡。 潛望鏡的制作, 需要綜合理解和運(yùn)用本單元的核心概念, 并與工程技術(shù)相結(jié)合。 首先需要觀察、 了解潛望鏡的結(jié)構(gòu)以及工作過(guò)程和原理, 其次需要設(shè)計(jì)、 制作簡(jiǎn)易的潛望鏡, 最后通過(guò)展示、 實(shí)踐、 評(píng)價(jià)、 交流來(lái)進(jìn)一步理解本單元的知識(shí)和技能。
地球表面的變化
本單元中的 “地球表面” 主要指地球表面的形態(tài), 簡(jiǎn)稱地形, 又稱為地貌。 地球表面的地形復(fù)雜多樣、 不斷變化。 本單元學(xué)習(xí)的重點(diǎn)指向 “ 變化” 一詞, 即地形地貌的變化。 是什么原因引起地球表面形態(tài)的變化呢? 教材通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生親歷觀察、 假設(shè)、 模擬實(shí)驗(yàn)、 形成解釋等一系列的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng), 幫助學(xué)生逐步建構(gòu)起地球現(xiàn)今的面貌不是本來(lái)就有的, 而是經(jīng)過(guò)地球內(nèi)、外因的共同作用而形成的這一基本認(rèn)知。
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)課程內(nèi)容。
14. 1　 描述霧、 雨、 雪、 露、 霜、 雹等天氣現(xiàn)象形成的原因。
14. 2. 1　 描述地球上的水在陸地、 海洋及大氣之間處于不間斷的循環(huán)之中。
14. 2. 2　 舉例說(shuō)明水在地球上的循環(huán)產(chǎn)生了云、 霧、 雨、 雪等天氣現(xiàn)象。
14. 2. 3　 舉例說(shuō)明水在地表流動(dòng)的過(guò)程中, 塑造著地表形態(tài)。
14. 5. 1　 描述地球內(nèi)部有地殼、 地幔和地核三個(gè)圈層。
14. 5. 2　 知道地殼運(yùn)動(dòng)是地震、 火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象形成的原因。
5. 3　 說(shuō)出地殼主要由巖漿巖、 沉積巖和變質(zhì)巖三大類巖石構(gòu)成。
3. 1　 了解地震、 火山噴發(fā)等自然災(zāi)害對(duì)人類的影響, 知道抗震防災(zāi)的基本常識(shí)。
15. 3. 2　 說(shuō)出人類不合理活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響, 樹(shù)立保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。
15. 3. 3　 舉例說(shuō)出人類保護(hù)環(huán)境的舉措, 能夠針對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境問(wèn)題提出適當(dāng)建議。
為幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念, 本單元在設(shè)計(jì)上順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知與心理特點(diǎn), 采用了總—分— 總的模式, 即單元的起始課引導(dǎo)學(xué)生對(duì)主要地形的成因進(jìn)行假設(shè), 埋下探索的伏筆, 引發(fā)探究的興趣——在后續(xù)各課的學(xué)習(xí)中, 引領(lǐng)學(xué)生親歷相應(yīng)的一系列科學(xué)實(shí)踐活動(dòng), 完善或修正已有認(rèn)知, 逐步形成對(duì)地形變化成因的科學(xué)解釋——單元最后一課帶領(lǐng)學(xué)生回顧、 反思學(xué)習(xí)過(guò)程, 建構(gòu)起關(guān)于地球表面變化原因的新認(rèn)知。
本單元共安排了 7 節(jié)課。
第 1 課 “地球的表面”, 作為單元起始課, 除擔(dān)負(fù)明確學(xué)習(xí)主題的任務(wù)外, 主要是為學(xué)生提供一個(gè)亮明 “影響地形變化因素” 這一觀點(diǎn)的機(jī)會(huì), 為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)提供反思、 建構(gòu)相關(guān)科學(xué)概念的基礎(chǔ)。 本課教材的設(shè)計(jì)線索是: 對(duì)地球全貌的觀察——陸地內(nèi)部主要地形的觀察——每一個(gè)構(gòu)造單元內(nèi)部的典型地形地貌的觀察。 初步讓學(xué)生建立一個(gè)尺度的概念, 知道我們所看到的高山、 峽谷、 平原、 盆地等地形只是地球整體面貌的冰山一角, 是地形變遷到現(xiàn)今的具體呈現(xiàn)。 通過(guò)對(duì)地球全貌的觀察, 使學(xué)生在建立與以往學(xué)習(xí)內(nèi)容關(guān)聯(lián)的同時(shí), 為今后更深入學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)埋下一顆探索的種子。
第 2 課 “地球的結(jié)構(gòu)”, 在前后課之間起著橋梁與紐帶的作用。 本課主要承載兩個(gè)任務(wù): 一是第 1 課學(xué)習(xí)內(nèi)容的延續(xù), 由地球外部形態(tài)的認(rèn)識(shí)延伸到對(duì)地球的內(nèi)部構(gòu)造的學(xué)習(xí), 包括地球的結(jié)構(gòu)、 地殼的組成、 地殼的運(yùn)動(dòng)等, 豐富和完善對(duì)地球的整體認(rèn)知; 二是為第 3、4 課學(xué)習(xí)地震、 火山噴發(fā)形成原因奠定知識(shí)基礎(chǔ), 知道地球內(nèi)部是運(yùn)動(dòng)的; 最后安排一個(gè)制作地球模型的活動(dòng), 旨在增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地球結(jié)構(gòu)的感知, 進(jìn)一步激發(fā)興趣與培養(yǎng)實(shí)踐能力。
第 3 課“地震的成因” 和第 4 課 “火山噴發(fā)的成因及作用”, 地震和火山噴發(fā)都是引發(fā)地表變化的內(nèi)在因素, 相對(duì)于風(fēng)、 水等很緩慢的外力作用是一種劇烈變化。 兩課在整體安排上較為相似, 均通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自觀察、 感受地震和火山噴發(fā)時(shí)的現(xiàn)象, 了解其形成原因。 教材中分別提供了地震和火山噴發(fā)的資料, 通過(guò)閱讀與研討讓學(xué)生了解地震和火山噴發(fā)時(shí)的真實(shí)情景以及給地表帶來(lái)的改變。 兩節(jié)課的學(xué)習(xí)是針對(duì)第 1 課呈現(xiàn)的彎曲巖層和長(zhǎng)白山天池兩幅圖片, 引導(dǎo)學(xué)生探索其形成的原因, 形成科學(xué)解釋。
第 5、 6 兩課, 主要研究的是引發(fā)地表變化的外在因素。
第 5 課 “風(fēng)的作用”, 研究風(fēng)的作用對(duì)地表的影響。 本課主要通過(guò)風(fēng)卷起沙子剮蹭巖石的模擬實(shí)驗(yàn)以及對(duì)沙漠、 戈壁、 蘑菇巖和雅丹地貌等的觀察活動(dòng), 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到風(fēng)的作用是可以對(duì)地球表面的地形、 地貌產(chǎn)生作用并使其改變的。 通過(guò)比較地震和火山噴發(fā)對(duì)地表影響力, 知道風(fēng)對(duì)地形地貌的改變是極為緩慢的過(guò)程。 本課學(xué)習(xí)是對(duì)第 1 課呈現(xiàn)的敦煌雅丹地貌形成原因猜測(cè)的回應(yīng), 認(rèn)識(shí)到風(fēng)的巨大作用。
第 6 課 “水的作用”, 指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)水對(duì)地表改變所起的作用。 本課關(guān)于水的作用主要指地面流水對(duì)地球表面形態(tài)的影響, 主要涉及兩個(gè)方面: 一是降雨 ( 包含下雪、 下冰雹等), 二是河流。 降雨對(duì)地表的侵蝕現(xiàn)象是通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感知, 而河流對(duì)地表的影響與重塑作用是通過(guò)觀察圖片和閱讀資料使學(xué)生了解。 本課學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的是第 1 課中黃土高原上的溝壑和黃河入海口的沙洲形成原因的猜測(cè), 學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和閱讀資料等學(xué)習(xí)方式, 最終形成對(duì)兩種典型地形地貌形成原因的科學(xué)解釋。
第 7 課 “總結(jié)我們的認(rèn)識(shí)”, 是作為本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的總結(jié)和學(xué)生認(rèn)識(shí)的提升來(lái)設(shè)計(jì)的。 主要安排兩個(gè)內(nèi)容: 一是回顧本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容, 針對(duì)第 1 課填寫的班級(jí)記錄表中的 “ 猜測(cè)選項(xiàng)” 進(jìn)行反思, 比較學(xué)習(xí)前后認(rèn)識(shí)的不同, 感受自己在地球表面變化單元的學(xué)習(xí)中獲得的成長(zhǎng); 二是探索植物對(duì)侵蝕的影響。 作為大自然的主要成員, 我們?nèi)祟惖幕顒?dòng)也影響著地表的變化。 本課通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到植被覆蓋可以減少外力對(duì)土地的侵蝕, 增強(qiáng)學(xué)生愛(ài)護(hù)樹(shù)木、 保護(hù)土地的意識(shí)與自覺(jué)。
計(jì) 量 時(shí) 間
自人類具有 “時(shí)間” 這一概念以來(lái), 世世代代的人們不斷地尋求著準(zhǔn)確計(jì)量時(shí)間的方法。古人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)和經(jīng)驗(yàn)積累, 發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)等天體在天空有規(guī)律地改變著位置, 根據(jù)天文現(xiàn)象固有的周期性, 形成了歷法和時(shí)間的概念——一年分為 365 天, 每天 24 小時(shí) (或者 12 個(gè)時(shí)辰), 這就是我們能夠追溯到的時(shí)間劃分。 那么, 一天內(nèi)的時(shí)間進(jìn)程如何把握呢? 古人發(fā)明了日晷。 他們還通過(guò)不斷的研究制作出了計(jì)量時(shí)間的裝置, 如沙漏和水鐘等。 隨著社會(huì)的發(fā)展, 社會(huì)分工越來(lái)越細(xì), 慢慢地人們感到精確計(jì)算時(shí)間是必要性。 17 世紀(jì)以后, 鐘表工藝史發(fā)生了劃時(shí)代的進(jìn)步。 根據(jù)伽利略發(fā)現(xiàn)的單擺等時(shí)性, 惠更斯制造了第一座擺鐘, 使時(shí)鐘的誤差從每天15 分鐘減少到 5 分鐘。 后來(lái)他又第一個(gè)制造出依靠發(fā)條驅(qū)動(dòng)的機(jī)械表, 并由此導(dǎo)致了 18 世紀(jì)高精度航海鐘的發(fā)明, 解決了困擾人類近兩個(gè)世紀(jì)的經(jīng)度測(cè)定問(wèn)題, 大大推動(dòng)了航海事業(yè)的發(fā)展。不僅如此, 機(jī)械鐘的出現(xiàn)還促進(jìn)了當(dāng)時(shí)整個(gè)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展, 使鐘表、 航海羅盤、 槍炮、 印刷術(shù)一起構(gòu)成的技術(shù)革命成為產(chǎn)生近代科學(xué)的動(dòng)力之一。 回顧科學(xué)發(fā)展史, 我們可以清楚地看到,計(jì)時(shí)工具的發(fā)展歷史是與整個(gè)人類文明史同步的。
學(xué)生在本單元的學(xué)習(xí)中, 要大略地重復(fù)人類計(jì)時(shí)工具發(fā)展的幾個(gè)比較典型的階段: 從燃香鐘, 到水鐘, 再到擺鐘。 學(xué)生要觀察、 研究這些計(jì)時(shí)工具的計(jì)時(shí)方法, 保持計(jì)時(shí)準(zhǔn)確的原理 (其中包含的科學(xué)規(guī)律), 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、 制作一些計(jì)時(shí)工具 (水鐘、 鐘擺)。 如同古人一樣,學(xué)生通過(guò)親歷的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些計(jì)時(shí)方法的局限和不足, 于是自然產(chǎn)生了改進(jìn)計(jì)時(shí)工具的心理需求。 燃香鐘受外界因素影響較大, 于是, 進(jìn)階到水鐘。 水鐘可以說(shuō)是比較典型的機(jī)械計(jì)時(shí)工具了, 但是準(zhǔn)確性和方便性都有待提高, 于是又進(jìn)階到擺鐘。 在研究同一種計(jì)時(shí)工具時(shí), 學(xué)生的認(rèn)知和思維也是在不斷向前推進(jìn)的。 如研究水鐘, 一開(kāi)始發(fā)現(xiàn)初始水位不變和孔徑不變, 流出相同多的水, 時(shí)間相等, 繼而又發(fā)現(xiàn)水位變化后, 水流速度并不相等, 最后認(rèn)識(shí)到保持水位不變, 水流速度才是相等的。 再如, 擺的研究, 學(xué)生一開(kāi)始發(fā)現(xiàn)同一個(gè)擺具有等時(shí)性,但是不同的擺擺動(dòng)快慢不同。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 擺繩長(zhǎng)度影響擺動(dòng)快慢。 因此, 本單元是學(xué)生認(rèn)識(shí) “科學(xué)上的解釋、 理論和模型都是在特定的時(shí)期內(nèi)與可獲得的實(shí)證最為吻合的”。 很好的材料。 當(dāng)學(xué)生們回顧整理一個(gè)單元的研究時(shí), 或模糊或清晰地認(rèn)識(shí)到: 具有一定周期性運(yùn)動(dòng)的事物可用于計(jì)時(shí)。
本單元學(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。
16. 2. 1　 知道重大的發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響和變化。
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. 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。
本單元共有 7 課。 這 7 課的編排邏輯基本是這樣的: 先提出單元要研究的主題 ( 大問(wèn)題) ——在時(shí)鐘發(fā)明之前, 人們是怎樣計(jì)時(shí) (并進(jìn)而安排生活和勞作) 的 (第 1 課)。 再通過(guò)對(duì)計(jì)時(shí)發(fā)展史上不同階段幾個(gè)較典型的計(jì)時(shí)工具, 如燃香鐘、 水鐘、 擺鐘的制作和觀測(cè)及研討等活動(dòng)來(lái)探究這些計(jì)時(shí)工具的計(jì)時(shí)原理、 特點(diǎn) (第 1 ~ 6 課), 認(rèn)識(shí)人類計(jì)時(shí)工具發(fā)展進(jìn)程, 體會(huì)重大的發(fā)明和技術(shù)會(huì)給人類社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的深遠(yuǎn)影響和變化。 在對(duì)已知計(jì)時(shí)工具的研究認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上, 學(xué)生設(shè)計(jì)、 制作 (創(chuàng)造) 自己的計(jì)時(shí)工具 ( 水鐘、 擺鐘, 第 3、 6 課)。 他們根據(jù)教科書提出的任務(wù), 結(jié)合所學(xué)知識(shí), 進(jìn)行設(shè)計(jì), 評(píng)估完成一個(gè)產(chǎn)品的可行性, 預(yù)想使用效果, 然后將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)物 (可以實(shí)際地用來(lái)計(jì)時(shí)的工具), 并通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題, 提出進(jìn)一步改進(jìn)的設(shè)想。 最后一課, 教材引到學(xué)生對(duì)調(diào)查和比較人類計(jì)時(shí)工具的演變, 關(guān)注計(jì)時(shí)和我們生活的關(guān)系。
第 1 課 “時(shí)間在流逝”, 作為單元起始課, 一開(kāi)始就提出了單元研究主題: 在時(shí)鐘發(fā)明之前, 人們是怎樣計(jì)時(shí) (并進(jìn)而安排生活和勞作) 的。 之后通過(guò)對(duì)日晷等的介紹簡(jiǎn)要了解古代一些計(jì)時(shí)方法, 然后著重開(kāi)展研究 “一炷香” 的時(shí)間。 這項(xiàng)研究為后續(xù)整個(gè)單元的研究提供了基本的研究方法: 觀測(cè)事物某一段的運(yùn)動(dòng)變化 (如一段香的燃燒、 10 毫升水的流動(dòng)、 擺擺動(dòng) 10 次等) 所需的時(shí)間是否一致。
第 2 課 “用水計(jì)量時(shí)間”, 學(xué)生在認(rèn)識(shí)燃香鐘局限 (受外界因素影響等) 的基礎(chǔ)上, 開(kāi)始關(guān)注、 研究水鐘。 通過(guò)對(duì)水流的觀察, 對(duì)從不同水位中流出相同量的水所需的時(shí)間的預(yù)測(cè)及實(shí)測(cè)等活動(dòng)來(lái)認(rèn)識(shí): 水位會(huì)影響水流的速度。 在此基礎(chǔ)上觀察古代水鐘, 了解古人如何做到保持水位相同, 從而控制水流速度均勻不變。
第 3 課 “我們的水鐘”, 學(xué)生在對(duì)水流特點(diǎn)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上, 開(kāi)始設(shè)計(jì)制作自己的水鐘。 可以通過(guò)讓水從固定的水位流出相同的水量來(lái)計(jì)時(shí), 也可以想辦法控制水位不變, 讓水以均勻的速度流動(dòng)從而計(jì)時(shí)。 制作完成后還將繼續(xù)測(cè)試, 并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題加以改進(jìn)。 這是學(xué)生在本單元第一次經(jīng)歷一項(xiàng)簡(jiǎn)易工程的過(guò)程, 學(xué)生將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)物, 體會(huì)一項(xiàng)工程的基本過(guò)程。
第 4 課 “機(jī)械擺鐘”, 進(jìn)一步提高計(jì)時(shí)的精確性, 學(xué)生著手研究擺鐘。 通過(guò)對(duì)鐘擺一分鐘擺動(dòng)幾次的重復(fù)觀測(cè)以及對(duì)自制擺一分鐘擺動(dòng)幾次的重復(fù)觀測(cè), 他們會(huì)發(fā)現(xiàn): 同一個(gè)單擺在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)次數(shù)相同, 也即擺具有等時(shí)性, 從而可以用來(lái)計(jì)時(shí)。 在統(tǒng)計(jì)各組自制擺擺動(dòng)次數(shù)時(shí), 學(xué)生發(fā)現(xiàn), 不同的擺擺動(dòng)快慢不同, 于是產(chǎn)生了新的問(wèn)題: 擺動(dòng)快慢受什么因素影響。
第 5 課 “擺的快慢”, 承接上一課, 學(xué)生討論并預(yù)測(cè), 哪些因素影響擺動(dòng)的快慢, 并通過(guò)兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)分別研究擺錘質(zhì)量、 擺繩長(zhǎng)度與擺動(dòng)快慢的關(guān)系。 研討后, 學(xué)生認(rèn)識(shí)到, 擺動(dòng)快慢與擺錘質(zhì)量無(wú)關(guān), 而與擺繩長(zhǎng)度有關(guān): 擺繩越短, 擺速越快, 反之, 擺速越慢。
第 6 課 “制作鐘擺”, 在前兩課研究基礎(chǔ)上, 學(xué)生將設(shè)計(jì)制作自己的鐘擺: 一分鐘擺動(dòng) 60 次的擺。 這是一項(xiàng)不斷調(diào)試、 改進(jìn)以達(dá)成預(yù)期目標(biāo)的簡(jiǎn)易工程。 同樣需要設(shè)計(jì) ( 尤其是指定如何根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)更有效、 快捷地改進(jìn)的策略)、 制作與測(cè)試、 研討等環(huán)節(jié)。 學(xué)生將簡(jiǎn)單評(píng)估完成一個(gè)產(chǎn)品的可行性, 預(yù)想使用效果, 并將自己簡(jiǎn)單的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)物。
第 7 課 “計(jì)量時(shí)間和我們的生活”, 學(xué)生將回顧本單元探究過(guò)的幾種計(jì)時(shí)工具, 調(diào)查并比較人類計(jì)時(shí)工具的演變, 歸納并初步發(fā)現(xiàn)自然界一些周期性運(yùn)動(dòng)的事物可用于計(jì)時(shí)。 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注計(jì)時(shí)和我們生活的關(guān)系, 列舉精確計(jì)時(shí)對(duì)我們生活的重要性以及計(jì)時(shí)不夠精確將導(dǎo)致嚴(yán)重后果, 老師還要告訴學(xué)生要將所學(xué)用于現(xiàn)實(shí), 在實(shí)際生活中關(guān)注計(jì)時(shí), 珍惜時(shí)間, 準(zhǔn)確用時(shí)。
健 康 生 活
健康是人生存之本。 健康是指一個(gè)人在身體、 心理和社會(huì)適應(yīng)等方面都處于良好的狀態(tài),而不僅僅是沒(méi)有疾病和虛弱的狀態(tài)。 身體健康是基礎(chǔ), 一是指身體主要器官無(wú)疾病, 各系統(tǒng)、器官、 組織、 細(xì)胞具有良好的生理功能、 協(xié)調(diào)作用完善; 二是對(duì)疾病的抵抗能力較強(qiáng), 能夠適應(yīng)環(huán)境變化、 各種生理刺激以及致病因素對(duì)身體的影響。 這里的身體健康指向我們常說(shuō)的生理健康。 心理健康指心理的各個(gè)方面及活動(dòng)過(guò)程處于一種良好或正常的狀態(tài), 也就是我們常說(shuō)的好的心態(tài)。 心理健康的理想狀態(tài)是保持性格完美、 智力正常、 認(rèn)知正確、 情感適當(dāng)、 意志合理、態(tài)度積極、 行為恰當(dāng)?shù)取?社會(huì)適應(yīng)指人與社會(huì)的關(guān)系, 它包括人與人之間的溝通、 人對(duì)社會(huì)的適應(yīng)等多方面的內(nèi)容。 傳統(tǒng)健康理念只關(guān)注身體 (機(jī)體) 是否有疾病, 現(xiàn)代健康理念對(duì)于健康的關(guān)注是多元的、 廣泛的, 包括身體、 心理和社會(huì)適應(yīng)各方面。 其中社會(huì)適應(yīng)性取決于身體和心理的素質(zhì)狀況, 心理健康是身體健康的精神支柱, 身體健康又是心理健康的物質(zhì)基礎(chǔ)。 良好的情緒狀態(tài)可以使生理功能處于最佳狀態(tài), 反之則會(huì)降低或破壞某種功能而引起疾病。 生理狀況的改變可能帶來(lái)相應(yīng)的心理問(wèn)題, 生理上的缺陷、 疾病, 特別是痼疾, 往往會(huì)使人產(chǎn)生煩惱、焦躁、 憂慮、 抑郁等不良情緒, 導(dǎo)致各種不正常的心理狀態(tài)。 作為身心統(tǒng)一體的人, 生理和心理是緊密依存的兩個(gè)方面。
本單元基于現(xiàn)代健康新理念, 立足于提升學(xué)生身體健康、 心理健康、 社會(huì)適應(yīng)良好狀態(tài)的意識(shí), 在四年級(jí)學(xué)習(xí)人體的消化和呼吸相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上, 設(shè)置人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、 血液循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。 以此為依托進(jìn)一步幫助學(xué)生建構(gòu) “人體有多個(gè)系統(tǒng)組成各個(gè)系統(tǒng)分工配合, 共同維持生命活動(dòng)” 的認(rèn)知, 學(xué)習(xí)維護(hù)身體健康、 心理健康的相關(guān)知識(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)的下列學(xué)習(xí)內(nèi)容。
10. 1. 1　 舉例說(shuō)出人體對(duì)某些環(huán)境刺激的反應(yīng)方式和作用。
10. 1. 2　 列舉保護(hù)這些器官的方法。
10. 3. 1　 簡(jiǎn)要描述腦是認(rèn)知、 情感、 意志和行為的生物基礎(chǔ)。
10. 4　 舉例說(shuō)出為保護(hù)腦的健康需要采取的主要措施。 比如, 人需要充足的睡眠, 需要避免長(zhǎng)期的精神壓力, 防止外界的激烈沖撞, 保持愉快、 積極的情緒等。
10. 5. 1　 列舉睡眠、 飲食、 運(yùn)動(dòng)等影響健康的因素, 養(yǎng)成良好生活習(xí)慣。
10. 5. 2　 列舉噪聲、 霧霾、 污水等對(duì)人體健康的影響, 養(yǎng)成環(huán)保意識(shí)。
本單元共 7 課, 以健康為線索, 始于對(duì)自己身體素質(zhì)狀況的檢測(cè)與評(píng)估, 終于制訂健康生活計(jì)劃。 中間 5 課, 其中第 2 課至第 5 課側(cè)重對(duì)人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、 血液循環(huán)系統(tǒng)、 神經(jīng)系統(tǒng)生理結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí), 指向認(rèn)識(shí)身體各系統(tǒng)器官及其功能、 保護(hù)身體各系統(tǒng)器官的健康, 即身體健康; 第 6 課通過(guò)管理和控制自己相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí), 指向引領(lǐng)學(xué)生提升心理健康和社會(huì)適應(yīng)良好狀態(tài)的意識(shí)和能力。
第 1 課 “我們的身體”。 以 《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》 中對(duì)學(xué)生身體健康狀況監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目為依托, 組織學(xué)生對(duì)自己的身體健康狀況進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估, 通過(guò)研討交流, 了解影響人體健康的因素, 關(guān)注自己的心理健康狀況, 構(gòu)建現(xiàn)代健康生活新理念、 提升養(yǎng)成健康生活習(xí)慣的意識(shí), 形成健康生活的行為方式。
第 2 課 “身體的運(yùn)動(dòng)”。 身體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能狀況是檢驗(yàn)身體健康與否的最外顯的指標(biāo)之一。 與所有生物體一樣, 人體的身體結(jié)構(gòu)都是與其功能相適應(yīng)的, 是為了滿足其自身生長(zhǎng)發(fā)育、 生存的需要。 本節(jié)課在引領(lǐng)學(xué)生悉心體驗(yàn)移動(dòng)啞鈴過(guò)程中上肢各部分的變化, 認(rèn)識(shí)骨、 關(guān)節(jié)和肌肉, 構(gòu)建骨、 關(guān)節(jié)、 肌肉協(xié)同配合完成運(yùn)動(dòng)的肢體運(yùn)動(dòng)模型。 從而了解保護(hù)運(yùn)動(dòng)器官的重要性, 以及促進(jìn)其健康生長(zhǎng)發(fā)育的方法與策略。
第 3 課 “心臟和血液”。 心臟、 血管和血液屬于人體血液循環(huán)系統(tǒng), 承擔(dān)著運(yùn)輸養(yǎng)料和氧氣、 廢物和廢氣的作用。 血液循環(huán)系統(tǒng)能否正常工作, 直接影響著身體各器官的健康。 心跳是人體的主要生命體征之一, 心臟停止跳動(dòng), 意味著生命的終止。 本節(jié)課通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)了解心臟跳動(dòng)維持血液在血管中的流動(dòng), 培養(yǎng)學(xué)生建模與推理能力。 通過(guò)測(cè)量比較不同學(xué)生運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)正常心跳所用的時(shí)間, 感悟體育鍛煉有益于心臟健康; 通過(guò)閱讀資料、 討論和交流, 提升關(guān)注心臟健康的意識(shí)。
第 4 課 “身體的總指揮”。 人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓。 人腦具有高級(jí)功能, 控制著人體的大部分生命活動(dòng)現(xiàn)象, 能夠指揮人的行動(dòng), 產(chǎn)生思想和情感, 認(rèn)知和決策。 人腦是認(rèn)知、情感、 意志和行為的生物基礎(chǔ)。 本節(jié)課引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)腦的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 依據(jù)日常生活和游戲體驗(yàn)了解腦的功能。 通過(guò)討論交流進(jìn)一步增強(qiáng)保護(hù)腦及科學(xué)用腦的意識(shí)。
第 5 課 “身體的聯(lián)絡(luò)員”。 神經(jīng)系統(tǒng)包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng), 我們所說(shuō)的神經(jīng)通常是指周圍神經(jīng)系統(tǒng)。 它是連接中樞神經(jīng)和身體各個(gè)部分的 “聯(lián)絡(luò)員”, 負(fù)責(zé)收集身體受到的環(huán)境刺激的信息, 并將其傳遞給腦、 脊髓, 再將腦、 脊髓發(fā)出的指令傳遞給身體相應(yīng)部分, 使其做出相應(yīng)的反應(yīng)。 本節(jié)課在認(rèn)識(shí)腦的基礎(chǔ)上, 通過(guò)拋乒乓的體驗(yàn)活動(dòng)感受人體對(duì)外界環(huán)境變化的反應(yīng), 體會(huì)人腦與神經(jīng)是怎樣工作的, 從而了解神經(jīng)系統(tǒng)的工作機(jī)制以及神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)身體健康及學(xué)習(xí)的重要性, 提升保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的意識(shí)和能力
第 6 課 “學(xué)會(huì)管理和控制自己”, 大腦不僅控制人體各器官的活動(dòng), 還管理人體的情緒、 意志等心理活動(dòng)。 現(xiàn)代健康理念, 在關(guān)注人的身體健康的同時(shí)還關(guān)注人的情緒、 意志等心理健康及人與人之間的溝通等社會(huì)適應(yīng)狀況。 腦是人體情感、 意志、 行為等的物質(zhì)基礎(chǔ)。 本節(jié)課在學(xué)習(xí)腦及保護(hù)身體健康的基礎(chǔ)上, 引領(lǐng)學(xué)生了解壓力對(duì)人的身體和心理造成的影響, 讓學(xué)生學(xué)會(huì)管理自己, 緩解壓力, 控制情緒, 保持愉悅的心情、 打造健康的生活。
第 7 課 “制訂健康生活計(jì)劃”。 我們的身體是一個(gè)統(tǒng)一的整體, 身體的某一個(gè)部分出現(xiàn)問(wèn)題, 會(huì)導(dǎo)致身體其他部分甚至心理也出現(xiàn)問(wèn)題。 健康的生活方式和生活習(xí)慣是維護(hù)身體健康的有效措施。 本節(jié)課, 學(xué)生在了解人體生理結(jié)構(gòu)及如何保護(hù)各器官系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步強(qiáng)化健康意識(shí), 通過(guò)制訂有效的健康行為計(jì)劃。 切實(shí)引領(lǐng)學(xué)生將理念轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w行為, 并希望能對(duì)其健康產(chǎn)生終身影響。
綜上所述, 本單元重在幫助學(xué)生進(jìn)一步建立并完善 “ 人體由多個(gè)系統(tǒng)組成, 各系統(tǒng)分工配合, 共同維持生命活動(dòng)” 的科學(xué)概念; 學(xué)習(xí)用系統(tǒng)和聯(lián)系的方法認(rèn)識(shí)事物; 培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立健康新理念, 提高健康意識(shí), 養(yǎng)成健康生活習(xí)慣, 保護(hù)身體健康, 打造健康幸福生活。 本單元教學(xué)涉及一些人體內(nèi)部生理結(jié)構(gòu)及功能的相關(guān)知識(shí), 比如骨骼、 關(guān)節(jié)、 肌肉、 心臟、 血管、 腦、 神經(jīng)等, 由在教室內(nèi)無(wú)法通過(guò)直接觀察進(jìn)行探索, 可以通過(guò)查閱資料、 體驗(yàn)活動(dòng)、 推理、 建模等方式學(xué)習(xí)。 此外, 這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)要緊密聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際, 從健康生活的視角組織教學(xué)活動(dòng), 重在理解身體器官與健康的關(guān)系, 學(xué)會(huì)保護(hù)它們, 維護(hù)身體健康。

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