资源简介

2022年春新教科版科学六年级下册教材分析
教材内容与结构
六年级下册教科书由“小小工程师”“生物的多样性”“宇宙”和“物质的变化”四个单元组成。四个单元分别隶属于“技术与工程领域”“生命科学领域”“地球与宇宙科学领域”和“物质科学领域”。本册教科书的整体编排，以核心概念的进阶发展为线索，整体设计教学活动，同时兼顾了四个领域的年段安排，着力促进学生探究实践能力的发展。
“小小工程师”单元的学习，让学生经历一个工程建造的系统过程。从贴近学生生活的房屋建造工程入手，以建造塔台为任务目标，让学生一步步地体验、学习工程的过程：明确任务—设计—建造（模型）—测试—评估—改进。学生通过实践，认识工程的各个要素，了解设计是工程的核心，同时渗透工程思维，体会到工程实践与科学探究的不同魅力，从解决问题的角度培养学生的实践能力和创造能力。
“生物的多样性”单元的学习，是基于六年级学生的认知特点，围绕物种多样性和基因多样性进行的。第1～2课从学生熟悉的校园生物入手，通过调查、统计等方法，认识到生物种类的多种多样；第3～5课扩展到种群内不同生物个体的千差万别，引导学生构建地球生物丰富性和多样性的概念；第3～6课还组织了遗传变异及生物进化的相关内容，让学生认识到生物的多样性、存活、灭绝都是生物进化的结果；第7课组织学生研究生物多样性与人类的关系，以及探索如何更好地保护生物多样性。通过本单元的学习，学生将认识到研究生物的多样性是为了更好地保护生物多样性，同时也是为了保护我们人类自己。
“宇宙”单元的学习，是建立在学生对地球、月球等天体的认识基础上的再次扩展，通过对太阳系、星座和宇宙的逐步认识，学生初步形成宇宙是一个大系统的观点。第1～3课是对太阳系的认识，第4～5课是对星系的认识，第6～7课是对宇宙的认识。在不断学习的过程中，学生的视野逐步扩大，对大尺度的空间观念也得到了发展。本单元的学习特点是通过建模并结合想象推理，这是学生认识宇宙的重要方法，对学生的思维发展和空间观念的发展有着独特的作用。培养学生对天文的兴趣，也是本单元重要的教学目标，为此本单元还设计了一些课后需要学生持续观察的活动，既可以提高学生兴趣，也可以帮助学生建构理解概念。通过本单元的学习，希望学生认识到宇宙是一个系统，由大小不同的星系构成；组成宇宙的星系或星体都在运动变化，分布在不同的宇宙空间并有不同的特征；宇宙是庞大的，但又是可以被人类探索、发现和认识的。
“物质的变化”单元的学习，是小学阶段“物质科学领域”的总结单元。在小学阶段的学习中，学生经历了对物体特征、材料性能的研究实践，逐渐发展到对物质变化的探索。本单元从学生身边的物质变化现象开始研究，观察物质变化及其伴随的现象，认识物理变化与化学变化的本质特征。学生的探索视野从身边熟悉的物质变化逐渐扩展到地球家园与生命体中的化学变化。在本单元的学习中，学生主要通过观察、实验等方法认识物质变化的本质特征，通过资料阅读、信息交流、推理论证等方法，发展正确的物质观。通过学习，学生将认识到世界是由物质组成的，物质是在不断变化的，物质变化创造了一个丰富多彩、绚丽多姿的物质世界，物质的变化与人们的生活紧密相关。
本册四个单元，是整个小学阶段总结性的单元，也为初中阶段的学习打下了良好的基础。整册教科书的设计立足六年级学生的认知特点，充分考虑小学阶段的内容进阶，按照课程标准的学段目标要求，精选探究实践的主题。在一系列教学活动的助推下，帮助学生建构起相关科学概念，发展学生的实践能力和创造能力，为提高学生的科学素养打下扎实的基础。
第一单元 小小工程师
单元概述
工程是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。在生活中，工程无处不在，影响着我们的生活。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些工程类学科是应用数学、物理学、化学、生物学等基础性科学的原理，结合在科学实验及生产实践中所积累的技术经验而发展出来的。本单元学习内容指向建造工程，属于土木建筑工程中的一部分。本单元从贴近学生生活的房屋建造工程入手，帮助学生一步步认识工程，了解设计是工程的核心，体验工程师的设计工作。
本单元隶属于技术与工程领域。在小学阶段，没有对技术与工程做出严格的区分，统一表述为工程设计，本单元实则指向的是工程。单元题目以“小小工程师”命名，就是希望学生担当起工程师的角色，像工程师一样根据规定的任务目标，运用已有经验和对科学的理解，设计并建造出相应的产品。本单元学习核心是以建造塔台为任务目标，让学生经历一个“工程”建造的系统过程：明确任务—设计—建造（模型）—测试—评估—改进。通过塔台建造的实践活动，学生将初步建立起对工程的了解，感受工程的复杂与魅力，从而让科学学习的开展更为活泼和真实。
本单元的学习目标来自课程标准中5～6年级的下列相关学习内容。
17.1知道很多发明可以在自然界找到原型，能够说出工程师利用科学原理发明创造的实例。
18.1了解一项工程需要由多个系统组成，如建造住宅需要考虑结构、供水、采光、供暖系统等。
18.2.1利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。
18.2.2将自己简单的创意转化为模型或实物。
18.2.3根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。
18.3.1根据设计意图，分析可利用的资源。
18.3.2简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。
18.3.3从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。
以上相关学习内容，指向2个主要概念，分别是“技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造”“工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。对于六年级学生，学习以上主要概念需要亲历和体验。学生要在真实情境下完整经历工程实施过程。以工程实践为主要学习方式，观察分析住房结构与系统，理解工程的复杂性与系统性。查阅工程资料，理解工程实施过程以及工程与科学技术的关系。亲身尝试工程实践，体验并感受工程魅力，理解工程的复杂性、闭环性等特点，从而建构课程标准要求的主要概念。
为达成上述学习目标，本单元在设计上大致分为两个部分。
第一部分涉及第1～2课，是对现有工程的了解，并为学生后面的工程实践做认知储备。前两课的教科书内容分别选择了学生最为熟悉的住房和代表我国桥梁建设极高水平的港珠澳大桥作为素材，引导学生展开对工程的了解。通过这两课的学习，使学生对“工程是什么？”“有什么特点？”“工程建设与科学技术之间的关系是怎样的？”等问题形成初步的认知。
第二部分涉及第3～7课，学生将亲历工程实践。教科书始终围绕不断改进设计这一思路编写，凸显工程的关键是设计这一根本点。学生在“做工程”的实践活动中，进一步了解工程的基本程序，体会工程的复杂性以及设计过程的反复性等特点，感受“做”的成功和乐趣，同时学生的实践能力、思维能力和运用科学知识解决问题的能力得到培养与发展。
第1课“了解我们的住房”，从住房的基本结构、必需系统、建造过程三个方面开展学习。通过对自己居住房屋的回忆和分析，学生初步认识工程是由多个系统组成的。通过阅读房屋建设资料，了解住房建造工程的基本过程，为单元后几课实施工程实践活动做铺垫。
第2课“认识工程”，是在认识身边房屋建设工程基础上扩展视角。以我国宏大工程——港珠澳大桥为例，进行资料搜集与分析，梳理出工程建设的相似步骤，重点明确限制条件下的设计、制作模型测试、评估、改进、修改设计……，直至达成解决问题的循环往复过程。学生从感性角度认识工程，为后五课提升理性认识打好基础。同时，理解工程与科学技术进步的关系。初步理解“技术发明通常蕴含着一定的科学原理”这一主要概念。
第3课“建造塔台”，在之前学习的基础上，开始体验工程实施过程。以招投标形式明确工程项目要求，体会并感受设计的重要作用。在设计中感受工程设计要考虑的各项因素和其相互之间的联系，体会工程的多系统与复杂的特性，加深对工程的理解。
第4课“设计塔台模型”，从本课开始，教科书的呈现方式没有沿用惯常的四个板块的编写体例，而是采用工程建设的基本程序来展开。建立模型是工程设计的关键步骤，本课是在上一课设计总体方案的基础上，聚焦塔台设计这个关键点来开展工程实践活动的。在设计中学生要更多地考虑技术难关的突破，思考达成工程项目要求的方法。
第5课“制作塔台模型”，本课的重点是动手做。学生基于上一课的设计动手制作塔台模型。动手制作模型不但是将上一课的设计予以具体实施，而且也是为后几课的测试、评估、改进打基础。实施过程不仅要遵循设计图纸要求，在制作过程中也会有新的发现、感受、改进。
第6课是“测试塔台模型”。模型的设计是否符合工程要求，是以制作模型测试结果为依据的。以评价表为评价标准，全班进行测试、评价是本课的核心活动。量化各项测试活动，比较分析数据，找到自己模型的优势与问题，在此基础上对问题进行梳理与分析，最终明确模型设计或制作方法的修改点，均是本课学习的重点任务。
第7课是“评估改进塔台模型”。本课重点有两个：一是评估，二是改进。改进是工程设计的关键，渗透在工程的各个环节。本课的改进活动要让学生认识到“依据”的重要性，要在数据、现象等证（依）据的支持下进行改进与完善。在本课与前几课的学习中，学生将亲历工程实践的基本程序，完成建造塔台模型的过程，获得小小工程师的角色体验，对工程的理解一定优于之前的认识。但在本课学习的最后，要让学生知道工程设计绝不是“一锤子买卖”，可能要经过多次的反复改进直至满足工程的需要，同时还要提示学生对方案的最终选择是在权衡多种因素后的取舍。
单元教学目标
科学概念目标
许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。
一项工程是由多个系统组成的，各系统内部需要协同工作。
工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。
工程无论大小都要经历相类似的建设过程。
工程的关键是设计，设计需要经历不断改进的往复过程，直至满足建造要求。
工程建设具有复杂性的特点，需要集合多人的智慧共同协作完成。
科学探究目标
能通过观察、搜集资料、调查、案例分析等方式获取信息。
能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区）及供水、采光、供暖等主要系统。
通过查阅资料，能简述出住房及其他工程的建造过程。
能举例说出工程与科学技术的关系。
能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制订出建造方案。
能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。
能根据设计方案制作塔台模型，并能宣讲自己的设计理念与思路。
能按照评价表给定的指标测试塔台模型。
能根据测试结果梳理塔台模型存在的问题并初步提出改进设想。
能正确评估本组与他组的塔台模型，反思并提出建议。
能综合考虑各种建议，改进原设计方案，并基于调整后的设计方案对塔台模型进行重整。
能自觉运用批判性思维和创造性思维开展工程实践活动。
科学态度目标
对工程建设抱有极强的兴趣与探索愿望，对担当小小工程师的角色充满期盼。
乐于投入建造塔台的工程实践之中，认识到细心、耐心、务实和实事求是的重要性。
乐于通过测试的方式发现问题，不断改进设计，体会坚持与信念的重要性。愿意与同学合作、交流与反思，感受到合作的重要性。
科学、技术、社会与环境目标
感受到工程与科学技术的密切关系，认识到科学与技术的发展对人类生活的影响。
认识到工程是为满足人们对美好生活的向往而付诸的行动，意识到人工世界对社会发展的影响。
单元词汇
技术：泛指根据生产实践经验和自然科学原理发展而成，把生产要素投入转化成产品和服务等产出的理论知识和实践知识以及各种工艺操作方法与技能，如电工技术、焊接技术、木工技术、激光技术、作物栽培技术、育种技术等。
工程：将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些学科是应用数学、物理学、化学、生物学等基础科学的原理，结合在科学实验及生产实践中所积累的技术经验而发展出来的。主要内容有对于工程基地的勘测、设计、施工，原材料的选择研究，设备和产品的设计制造，工艺和施工方法的研究等。
结构：与“功能”相对。系统内各组成要素之间的相互联系，相互作用的方式，是系统组织化、有序化的重要标志。物质系统的结构可分为空间结构和时间结构。任何具体事物的系统结构都是空间结构和时间结构的统一。结构既是系统存在的方式，又是系统的基本属性，是系统具有整体性、层次性和功能性的基础与前提。研究系统的结构和功能，既可根据已知对象的内部结构，来推测对象的功能；也可根据已知对象的功能，来推测对象的结构。
系统：自成体系的组织；相同或相类的事物按一定的秩序和内部联系组合而成的具有某种特性或功能的整体。如组织系统、灌溉系统、呼吸系统。
材料清单
图纸（住房结构、给排水系统、电路系统等）、住房建设文字资料、港珠澳大桥文字与视频资料、资料（“鸟巢”体育场、“中国天眼”、高铁、卫星等）、塔台竞标书、评价表、三角形与正方形的框架实物、设计方案记录表、胶带、吸管、剪刀、红笔、滚珠、弹簧、钩码、米尺、装满水的矿泉水瓶3～5个、小盆、电风扇、抗震检测仪、测试塔台记录表、设计方案修改记录表、班级记录表、教学课件。
分课时教材分析与教学建议
第1课 了解我们的住房
背景和教学目标
房屋是最贴近学生生活的建造工程。从住房建造工程入手了解学习工程的系统性、复杂性等特点，对学生来说较为合适。
了解我们的住房，首先要了解住房的结构。住房的结构分类标准有很多，从功能分类有卧室、起居室（客厅）、厨房、卫生间、阳台等；从高度分类有低层、多层、小高层、高层、超高层等；从楼体结构分类有砖木结构、砖混结构、钢混框架结构、钢结构等。了解我们的住房，其次要了解住房中包含的系统。住房中有给排水、电、燃气、供暖等必备设施。完善的设施建设需要依靠相应的整套系统支持，例如，承重系统、采光系统、通风系统等。无论是住房结构，还是各种设施，其整体都是由多项系统整合组成的。这些系统的建设与住房整体结构紧密相连并要协同设计。由此可见，住房建设工程无论是结构还是设施都要由无数系统组成，各项系统相互影响、相互配合、协调整合，需要进行科学的、系统的统筹规划设计才能实现住宅需求。了解我们的住房，还要了解住房建造的过程，明确任务、选址、设计、建造、验收等。
学生虽然每天居住在房屋中，似乎应熟悉房屋，但绝大多数学生对其结构、系统、建造过程并不清楚，因此学习本课还是有一定难度的，但学生对这一内容的学习会非常感兴趣，教师可抓住学生这一兴趣点，引导学生搜集相关资料作为学习资源的补充。
鉴于学生的年龄，只要能大致知道住房的基本结构、必需系统以及建造的主要过程即可，从整体上对住房工程有一个初步认知，同时也是为下一课认识工程奠定基础。
科学概念目标
住房都是有一定结构的，根据需求不同，结构也会存在差异。
住房由供水、供暖、采光、电路等多个系统组成。
住房需要经历一定的建造过程，每一个过程都非常重要，需协同发挥作用。
科学探究目标
能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区），以及供水、采光、供暖等主要系统。
能通过查阅资料及相互交流，简述住房的基本建造过程。
科学态度目标
对了解住房有极强的学习兴趣。
感受同伴沟通交流的重要，乐于分享。
科学、技术、社会与环境目标
初步认识到人类的需求促进社会的进步与发展，同时科学技术的进步也满足了人们对美好生活的向往与追求。
初步感受房屋建造的复杂性、系统性和科学性。
教学准备
为学生准备：学生活动手册，有关住房建设的文字资料。
教师准备：住房结构、给排水系统、电路系统等图纸，班级记录表，教学课件。
学生活动手册说明
本课活动手册有两项内容，分别对应探索活动2和探索活动3。
“请在图中标出房屋的主要结构与系统”是用形象的图片帮助学生梳理寻找住房的结构与系统。学生对于结构、系统这些词汇的理解没有经验支撑，借助这样的示意图，在标注过程中理解结构与设施系统的复杂性。标注后的活动手册为学生在生生交流活动中提供帮助。
“房屋建造的主要过程”栏是记录自己思考的过程与成果。通过对教师提供或学生自己搜集的资料阅读、分析，学生进行住房建造过程的总结、梳理与记录。在个人记录表的基础上开展全班交流分享，经过全班共同研讨、分析、汇总后总结出住房建造过程的班级记录表，为第2课的工程建设过程步骤的梳理和第3课建造塔台标书的制订做铺垫。
第2课 认识工程
背景和教学目标
住房建造工程只是诸多工程中的一种。学生在第1课初步了解工程后，对工程会有极大的兴趣，会产生诸如“还有哪些工程？其他工程建设过程是什么样的？这些不同工程建设过程有什么共同特点？”等疑问。本课主要围绕以上疑问开展学习。
教科书使用大量篇幅展现了我国具有代表性的伟大工程——港珠澳大桥。以港珠澳大桥这一巨型工程与上一课身边的住房建造工程进行对比，呈现出巨型与小型、复杂与普通、远处与身边等多角度冲突。基于这样的冲突进行比较、分析、总结工程建设过程中的相似步骤，更能够加深对工程建设的理解。
教科书以一幅跨页的港珠澳大桥图片衬托出这项工程的宏大与震撼，精选文字资料阐述明确，指向建设港珠澳大桥的目的和工程建设中所面临的巨大挑战。让学生体会尖端工程的建造不易，需要通过不断创新、不断超越、突破重大难关等来实现工程目标。
本课还介绍了多项宏大工程，帮助学生将视角从房屋、桥梁等工程建设拓展到其他方面，从更宽广的角度认识工程，多方面理解工程意义和实施过程，从而深刻认识到科学技术与工程的相互作用，使学生初步构建“工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”这一主要概念。
科学概念目标
许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。
工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。
工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历相类似的建设过程。
科学探究目标
能通过阅读资料知道工程建设需要面临的限制条件有哪些，又是怎样解决难题的。
能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。
能了解工程建设所需的科学技术支持，分析工程与科学技术的关系。
科学态度目标
认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。
进一步唤起学习工程的兴趣，激发做一名小小工程师的愿望。
科学、技术、社会与环境目标
进一步认识到科学技术与工程的相互关系。
进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用，人类的好奇及社会的需求对科学技术发展的积极促进作用。
教学准备
为学生准备：港珠澳大桥相关资料、学生活动手册。
教师准备：港珠澳大桥文字与视频等资料，“鸟巢”体育场、“中国天眼”射电望远镜、高铁施工过程、航天航空卫星照片、技术简图等资料，班级记录表，教学课件。
学生活动手册说明
本课活动手册是对课堂活动的记录，流程图配合探索活动2使用。虽然教科书中展示与其相同结构的流程图，呈现出完整准确的内容，但是两者并不重复。活动手册中的流程图是学生对比住房建造过程与港珠澳大桥工程建造资料后的梳理记录。学生要将第1课的班级记录表中相关内容归纳为本课学习的工程建设步骤。在不断分析、归纳中填写流程图，学习理解工程设计过程。其中各项箭头有提示作用，右侧循环箭头作用突出，体现了整体设计活动的过程，也是学生填写设计过程的提示，帮助学生理解工程设计的闭环性。最后学生利用填写的流程图开展全班交流，形成最终教科书呈现的完整、准确、概括性的班级记录表。
第3课 建造塔台
背景和教学目标
从本课开始，学生将承担起工程师的角色。本课的聚焦环节给学生一个任务——在操场上建造一座塔台，目的是创设一个真实情境，引发学生参与科学实践活动的积极性。由于现有条件的限制，在本单元的学习中，学生并没有涉及真正的塔台建造，重点围绕塔台设计展开学习与体验，感悟设计的往复性与复杂性。
本课作为建造塔台的起始课，从设计塔台方案开始做起，采用模拟真实的招投标活动情境展开学习。这一方式的运用主要是激发学生的学习热情，真正像工程师一样工作，加深对工程的理解。
足球教练训练塔台类似学生常见的领操台。二者区别在于领操台是固定的，而塔台不固定位置，可以随需要变换位置。这就需要建造的塔台具有方便移动、抗风、抗震等多项功能。同时，工程项目还要求教练员能够站在上边指挥训练，其承重性、高度和安全性也是重要项目要求。围绕这些要求进行工程项目整体设计是本课活动的主要内容。
在本课，学生要模拟前两课学习的工程建造基本过程进行自主设计。从选址、材料选择、塔台的设计、成本核算、人员分工、时间分配等各个方面进行工程整体设计。过程中，学生要考虑各因素之间相互牵制、难以取舍的关系，也要明确各项因素权衡的侧重。例如，塔高、承重、安全是工程项目的核心与重点，美观、成本等属于在重点基础上的综合点。达成二者最大的平衡与优化取决于工程项目的设计，取决于技术难关的突破，取决于合理应用科学原理与科学技术。学生虽面临诸多困难与挑战，但对本课学习内容还是有着强烈的好奇心和参与热情，学习的积极性颇为高涨，这都为本课的学习奠定了坚实的心理基础。
科学概念目标
对一项工程的设计需要考虑到各因素以及各因素之间的关联。
科学探究目标
能够考虑到建造塔台所涉及的各个因素。
能够根据教科书中的“标书”样本制订出建造塔台标书。
能够利用文字、绘图的方式表达自己的创意与构想。
科学态度目标
积极参加设计活动，对工程学习充满兴趣。
乐于表达与交流，并能够综合小组各成员的意见，形成集体的观点。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识与其他学科综合能力对工程设计的重要性。
教学准备
为学生准备：学生活动手册。
教师准备：班级记录表、操场照片、塔台竞标书、教学课件。
学生活动手册说明
本课的活动手册是学生制订标书内容。学生制订的标书形式可以多种多样，活动手册采用大量留白的形式，不给学生设置篇幅限制，避免限制学生思维和活动。活动手册上预留的空间只是为学生提供一个提示，学生可以自由使用纸张完成小组标书。注意提醒学生保存此标书，作为过程性资料。
第4课 设计塔台模型
背景和教学目标
从本课开始，学生的学习视角从对工程的整体认知转换到对工程设计这一核心内容。与之相适应，单元学习内容视角也从宏观到微观，从整体到局部发生转变，随之教科书的编写体例也发生变化，不再沿用四个板块的模式，而是采用工程建设的基本程序来逐课铺开。具体到本课的内容，是对塔台模型的设计。教科书首先明确“建立模型是工程设计中的重要环节，工程师常通过建立模型来测试他们的设计”，引导学生知道建立模型的重要意义。
对于塔台模型的设计，教科书提出了明确的要求，提供了材料清单以及评价表，从指导与评估两个角度来规范设计方案。在制订方案环节，教科书又设计了5个问题供学生思考，引导学生全面而细致地考虑设计问题，尽可能帮助学生设计出更符合要求的塔台模型方案。
尽管本课为学生设计塔台模型提供了必要的支架，但对于学生来说仍然具有挑战性，学生要经历多维度的思考与权衡，最终整合出最为合适的设计，在此过程中，学生再一次感悟到工程设计的复杂性。
本课的模型设计是对上一课“标书”的具体化，并且下一课建造模型要完全遵照本课的设计图纸实施，单元结束课也要针对本课设计的不足进行改进。所以，本课的学习内容在单元中具有十分重要的作用。
科学概念目标
工程设计是一个复杂的过程，需要综合考虑各个因素及之间的关联。
工程设计中蕴含着一定的科学知识。
科学探究目标
能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制订出建造方案。
能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。
能深入思考，发现并解决设计中的难点问题。
能反思自己的设计，不断改进。
科学态度目标
对工程设计抱有极强的兴趣。
愿意与小组成员合作、交流，共同完成设计任务。
具有反思意识，能听取同学的意见并不断改进自己的设计。
科学、技术、社会与环境目标
感受到科学知识对设计好塔台的重要作用。
教学准备
为学生准备：塔台竞标书、学生活动手册。
教师准备：班级记录表、评价表、三角形与正方形的框架实物、建筑物图片、铁塔图片、教学课件。
学生活动手册说明
本课的活动手册在制订方案板块第二步设计中使用，在第三步进行展示交流。
和上一课相同，本课塔台设计方案也可由学生自行选用纸张完成，并注意保存。
第5课 制作塔台模型
背景和教学目标
本课的制作活动是进行模型制作，并非工程建设。模型制作是设计环节中的内容，在设计环节中具有重要作用。首先，模型要完全按照设计图纸进行制作。制作过程检验了设计是否合理、科学、全面，是对设计的执行、检验和完善。其次，模型成品为测试与评估提供了可能。设计图纸是将抽象的设计思想转化为形象的图画、标识等的方案，模型成品是将其呈现为具象的实物。设计思想、理念、计划是否能够达到工程目标，完成工程要求，需要依靠对模型进行测试与评估。最后，模型是改进设计完成工程任务的重要依据。不断反复测试查找问题、寻求改进、突破技术难关等都要依靠模型来实现。由此可见，模型的制作在工程设计中具有重要意义。
学生制作模型活动，要始终确立完全按照设计图纸实施的意识。在制作过程中如发现问题要经过小组研讨交流后，先修改图纸再实施制作。保持设计图纸与建造模型的一致性，为后面进行交流评测做好准备。
小组内合理分工合作是做好模型的保障。模型体积较大，个人不容易操作实施，因此多人配合互助，快速优质地完成任务是小组合作能力的突出体现。本课活动形式以动手操作为主，需要教师深入理解工程的模型制作与手工制作之间的区别，避免把科学课变成手工课甚至美术课。
科学概念目标
制作模型是工程设计的重要环节。
科学探究目标
能依照设计方案，制作出塔台模型。
能在制作模型的过程中发现新问题，引发新思考。
能根据塔台模型制作评价表反思所制作模型的优劣。
科学态度目标
体验坚持完全按照设计图进行模型制作。
意识并感受到小组合作的重要性，能通过沟通交流形成集体的观点。
科学、技术、社会与环境目标
能认识到科学知识和技能对制作优质模型的重要性，进而认识到社会发展需要科学技术做支撑。
教学准备
为学生准备：设计方案、胶带、吸管、剪刀、红笔、滚珠、弹簧、钩码、学生活动手册。
教师准备：教学课件。
学生活动手册说明
本课活动手册包括两部分内容，两部分内容分别配合研讨板块的两个问题。学生反思填写自己的真实想法，借助活动手册交流，总结学习成果。与之前活动手册相同，学生也可以继续使用个人纸张，结合活动手册样式记录，保持活动记录的一致性，便于单元学习后的总结归纳。
第6课 测试塔台模型
背景和教学目标
测试模型是工程设计中又一重要环节。模型是设计的具体表现，测试是对设计是否合理、科学、符合要求的检验。测试环节决定着设计方案是否符合工程要求，是否存在问题以及明确改进方向。由此可见测试标准就是工程设计明确的评价指标，第4课的塔台模型制作评价表就是本课测试塔台模型是否达标的依据。本课学生需要使用第4课的评价表和设计方案，为第5课制作的模型开展测试活动，体现了单元学习的连贯性和工程的系统性。
测试塔台模型的各项功能，需要使用到不同的工具。“塔高”要求达到60厘米，米尺可以满足需要；“顶端承重”可以借助水瓶或书本等重物，注意选择的重物要一致，方便学生比较；“抗风能力”可以借助电风扇的不同风力等级完成；“抗震能力”需要使用专业仪器进行地震模拟，便于科学准确分出等级；“材料成本统计”由材料量化进行计算；“分工合作”和“美观”是无法量化的项目，需要全班评议，共同商讨。测试得出的数据是学生进行自评、反思、发现模型设计缺点的重要依据，也是进行问题梳理、明确改进方向、完善工程模型设计方案的依据。对于数据的分析整理是本课学生科学探究能力的提升点，教师要多加关注并精心设计相关环节。
各组进行测试数据的对比在本课中也具有重要作用。优势数据项目的展示与介绍，不但是对自己设计的认可和肯定，也是推广小组突破技术难关设计的机会，能够帮助解决其他小组共同遇到的问题。劣势数据项目的呈现，不但是自己发现问题寻求突破的过程，也具有提示其他小组引以为戒的作用，同时也是寻求帮助，借鉴他组经验的过程。在这样的全班交流活动中，不但可以借鉴大量的优秀经验，学会相关科学知识，还可以增强倾听他人意见、迁移应用知识、学会交流合作等一系列科学探究能力。
科学概念目标
测试是工程设计中的重要环节，是衡量设计是否达到规范要求的重要方法。
完成一项任务（测试）需要使用特定的工具。
科学探究目标
能依据标准对塔台模型进行测试并记录。
能对测试结果进行反思，能归因问题所在。
能将问题进行梳理、归纳。
科学态度目标
对测试活动充满好奇与热情，认识到测试的重要意义。
能基于观察事实做出合理判断。
能虚心接纳同学意见，通过反思交流，调整原有设计，从而达成集体共识。
科学、技术、社会与环境目标
认识到检测工具对测试工作的重要性，从而进一步认识到科学技术的发展对一项工程建设的重要意义。
教学准备
为学生准备：塔台模型、塔台模型测试记录表、问题梳理记录单、学生活动手册。
教师准备：米尺、装满水的矿泉水瓶3～5个或多本教科书、小盆、电风扇、抗震检测仪、教学课件。
学生活动手册说明
本课活动手册包括两部分内容。
第一部分内容是测试活动的数据记录表。配合测试板块第一项活动使用。表格只设计三组并留白一组的篇幅，教师根据自己班级情况进行补充。表格数据填写标准来自第4课的评价表。表格不涉及总成绩比较，只比较每一项的优点与缺点，为后期分析结果做数据支持。
第二部分内容是依据数据的分析与自我反思，帮助学生整理、归纳、总结测试活动获得的信息。过程中三个方面的内容提示具有层次性和逻辑性，引导学生结合数据比较、观察反思、借鉴他人经验来发现查找问题并寻求改进方法。
第7课 评估改进塔台模型
背景和教学目标
本课是单元总结课，也是设计环节的最后步骤。在上一课测试后，每组都有新的思考和想法，虽然各组进行了展示和交流，但并没给学生提供完整、系统的交流时间与机会。所以，在本课改进设计之前首先要进行评估。评估活动不仅仅自评本组设计，还要小组间进行互评。在各组互评中相互借鉴、相互帮助、资源共享、迁移应用新创新来完善各组设计方案，力求将设计方案改进得更准确、完整和科学，从而达到工程要求。
改进活动需要用到单元学习中的全部过程性资料。招标书、设计图纸、建造过程中的修改记录、制作的模型成品、测试数据记录表、问题梳理记录单、改进方案都支持着评估改进活动的开展，也是学生进行方案设计修改的依据。着重培养学生的证据意识，尊重证据的科学态度，体会工程师的工作过程，感受工程的科学与魅力。
虽然本课是单元结束课，但并不代表塔台建造工程的结束，更不是设计环节的完结。本单元核心内容只是让学生体验工程中设计这一核心内容，学生并没有真正施工建设。学生经历明确目标、限制条件下设计、设计模型、制作模型、测试模型、评估模型、改进设计等一整套活动。本单元第2课就明确指出设计活动具有循环往复和闭环性的特点。本课结束后，不能让学生误以为自己最后的设计就是终极成品，需要让他们知道还要重新制作模型，再次测试评估，发现问题要进行改进，直到达到工程要求，才能完成设计环节进行施工建造。教师在教学实施中要帮助学生树立正确的认识，完成本单元学习内容。
科学概念目标
工程要反复评估改进，不断完善，才能达成最终的工程要求。
科学探究目标
能依据评估标准，针对每一组模型开展小组自我评估与组际评估。
能根据评估结果，梳理出需要进一步改进的问题。
根据已梳理的问题，依据塔台模型制作评价表再次改进设计。
科学态度目标
进一步增强对工程建设的兴趣与认识。
能够学会倾听，乐于交流，不断改进设计。
科学、技术、社会与环境目标
加深对工程的认识与理解，认识到科学、技术与工程的关系。
理解工程的关键是设计。
教学准备
为学生准备：招标计划书、评价表、塔台模型设计图纸、塔台模型、测试塔台记录表、问题梳理记录单、设计方案修改记录单、学生活动手册。
教师准备：班级评分统计表、教学课件。
学生活动手册说明
本课活动手册有两项内容。
第一个内容配合评估改进板块第三个活动使用。学生通过单元整体学习后，对起始设计方案进行有针对性的修改。修改方式：建议使用与原设计相同纸张来重新绘制，方便学生比较两次设计图纸的异同，感受工程设计中改进的作用与意义，体会工程设计的重要性。
第二个内容配合研讨板块使用，帮助学生结合单元整体学习，进行自我反思与总结。
参考资料
工程设计
在建设工厂、矿山、铁路、桥梁及建筑工程之前，按照国家标准，结合生产实践、科学技术及经济发展情况，经过调查研究和科学分析，进行周密思考及计算绘图工作，最后提供作为建设施工依据的设计文件及图纸的过程。一般分为初步设计和施工图设计两个阶段。对技术特别复杂的工程项目，有时采取三个阶段设计（初步设计、技术设计和施工图设计）的方式。
土木工程
用建筑材料（土、石、砖、木、混凝土、钢筋等各种金属材料）修建房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、河港和市政卫生工程等的生产活动与工程技术。随着工程建设和科学技术的发展，逐渐形成一些专门分科，如修建河港、水坝、灌溉渠等称为“水利工程”；修建各种房屋称为“建筑工程”等。
建筑设计
一般指建筑物、构筑物与室内外环境在建筑、结构、设备等方面的综合性设计工作，也可以仅指建筑方面的设计工作。需根据建筑任务要求，通过调查研究，综合考虑使用功能和投资、材料、环境、地质、结构、构造、设备、建筑艺术、有关法规、施工等因素，合理制订方案，设计成建筑单体或群体的图纸文件。对于一般工程，可分为初步设计和施工图设计两个阶段，对于大型、复杂的工程，则分方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。
建筑构造
建筑物和构筑物中构件或配件的组成和相互结合的方式、方法。按用途、材料性能、受力情况、施工工艺和艺术要求，做成各种实用、经济的构件或配件，并将构件和配件结合成建筑整体。
建筑结构
建筑结构亦称“房屋结构”，是建筑物中由承重构件（梁、柱、桁架、墙、楼板和基础等）组成的体系，用以承受作用在建筑物上的各种载荷，如框架、塔架等。建筑结构必须具有足够的强度、稳定性、刚度和耐久性，以适应使用要求。
薄壳结构
人们发现，虽然蛋壳、蚌壳本身是很薄的，但是它们的薄壳外形却能使它们变得坚固。建筑师们从中得到启发，设计出了省工省料、优美轻便的薄壳结构。从外观看，这些薄壳结构有的像半球形，有的像圆球形，有的像不规则但非常美观的弧形。尽管它们形态各异，却都有着共同的力学特征。薄壳结构在受到外力的作用时，能够把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递，使壳体上单位面积受的力并不大。更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。建筑物垮塌不是建筑物每一处都承受不住力了，而往往是有一处不能承受重压而导致整个建筑物垮塌，所以，薄壳结构这个特点很重要。因为薄壳结构能够承受较大的压力，所以建筑师们用它们做成很大、很薄的屋顶。这不但能够减轻屋顶自身重量，节约大量材料，而且内部可以空间很大而又没有柱子，所以大型建筑如大厅、体育场馆很多首选薄壳结构。
三角形和四边形框架
只要三角形三条边的长度不变，三角形三个角的角度就不能改变。所以，三角形是不会变形的形状，我们可以说三角形具有稳定性。
三角形框架，即使三个顶点的连接是完全活动的链接，它也是不会变形的。不管从哪个方向对三角形框架用力，它总是通过三根杆的推和拉的作用达到平衡。比如当三角形框架顶端被向下压时，两边斜杆受压，下面水平杆受拉，这时两边斜杆产生推力，下面水平杆产生拉力，与外加压力达到平衡。
四边形、五边形等框架受到外力作用时，就不能像三角形框架那样产生内力与外力平衡了，其结果就是变形，形状结构被破坏。但是，聪明的人们又从另一个角度利用了四边形的特点，比如，伸缩式晒衣架和伸缩式遮阳棚就利用了四边形容易变形的特点。
第二单元 生物的多样性
单元概述
生物多样性是指地球上生命的丰富性，反映在生态系统与物种的多样性、其过程与相互作用的多样性，也反映在物种内或物种间的遗传多样性。它是一个多层面的概念，包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。物种，简称种，是具有一定形态和生理特征以及一定自然分布区域的生物类群，是在自然界中能够交配并繁殖产生后代的一个生物种群，是生物分类的基本单位。物种多样性也就是生物种类的多样性。
地球上生物的种类极其丰富，很难统计出具体的数据。生物的各种特征都是由基因控制的，生物的细胞内有成千上万个基因，每个基因都携带着特定的遗传信息，表征着生物体不同的性状特征。不同种类生物的基因种类及基因排序有所不同，同种生物不同个体之间基因也不尽相同。基因的多样性导致生物种类的多种多样以及同种生物不同个体之间的差异。生物与生物之间，以及生物与环境之间是相互联系、相互作用的，它们构成了不同的生态系统，表现为生态系统的多样性。每一种生物都生活在一定的生态系统中，某种生物数量的减少或某种生物的灭绝会影响它所在的生态系统，生态系统的剧变也会加速生物种类和基因多样性的丧失，最终影响整个地球上的生命包括我们人类的生存。所以，保护生物多样性成为目前世界各国关注的热点问题。
本单元基于六年级学生的认知特点，立足于物种多样性和基因多样性，以认识地球生物的多样性为线索，从学生身边的校园生物入手，引导学生进一步理解地球生物种类的多种多样（第 1～2 课）以及种群内不同生物个体的千差万别（第 3～5 课），从而进一步构建地球生物丰富性及多样性的认识。遗传和变异是生命世界普遍存在的现象，是生物进化的基础。生物的多样性、存活、灭绝都是生物进化的结果。本单元在引导学生认识种群内生物的多样性以及古代生物多样性的过程中，组织了遗传变异（第 3～5 课）及生物进化（第 6 课）的相关内容。研究生物多样性是为了更好地保护生物多样性，同时也是为了保护我们人类自己。因此，单元的最后一课（第 7 课）组织学生研究生物多样性与我们的关系，以及探索如何更好地保护生物多样性。
本单元学习内容来自课程标准 5～6 年级的下列相关学习内容。
7.3.3 对常见植物进行简单的二歧分类。
11.3.1 描述和比较植物后代与亲代的异同，如花的颜色，叶的颜色、大小与形状等。
11.3.2 描述和比较动物后代与亲代的异同，如毛皮的颜色、躯体的大小、外形和外貌等。
11.4.1 根据化石资料举例描述已灭绝的生物，如恐龙、猛犸象等。
11.4.2 描述和比较灭绝生物和当今某些生物的相似之处。
12.4.1 认识到人与自然环境应该和谐相处。
12.4.2 认识到保护身边多种多样的生物非常重要。
本单元共 7 课。第 1～2 课指向生物种类的多种多样；第 3～5 课指向同种生物存在个体差异，即种群内生物的多样性；第 6 课指向认识古代生物的多样性，建立古代生物与现代生物的联系；第 7 课指向认识生物多样性与人类的关系，引导学生意识到应保护生物多样性。
第 1 课“校园生物大搜索”，校园是学生非常熟悉的地方，本课以调查校园中的生物为主体活动，学习研究区域内生物多样性的方法，体会生物种类的多种多样。
第 2 课“制作校园生物分布图”，以第 1 课校园生物的调查活动为基础，通过交流活动汇总校园中生活着的生物种类，通过用二歧分类法给校园植物分类，在感悟校园植物是多种多样的同时，建立植物多样性与共同性相统一的认识。制作生物分布图是描述区域生物多样性的常用方法，在制作校园分布图的过程中，引导学生进一步体会生物生存需要一定的环境，不同环境中生活的生物种类和数量不同。
第 3 课“形形色色的植物”，通过比较植物后代与亲代的异同，了解植物的遗传变异现象，理解同一种植物也存在个体间的差异，体会种群内植物的多样性。
第 4 课“多种多样的动物”，通过比较动物后代与亲代的异同，了解动物的遗传变异现象，理解同一种动物也存在个体间的差异，进一步体会种群内动物的多样性。
第 5 课“相貌各异的我们”，人是地球生物的一员，地球上几乎找不到完全相同的两个人。本课以研究我们自己的相貌特征为载体，进一步帮助学生理解同一种生物个体之间存在着差异，体会生物世界的多种多样。
第 6 课“古代生物的多样性”，通过观察研究化石，认识古代生物，了解古代生物的多种多样，建立古代生物与现代生物之间的联系，体会生物的进化现象。
第 7 课“保护生物多样性”，通过了解生物与人类的关系，理解生物多样性的价值，树立保护生物多样性的意识。
综上所述，本单元以研究生物的多样性为载体，帮助学生建立生物多样性、生物的遗传变异及生物进化等科学概念，学习二歧分类法等研究生物世界的多种方法，提升科学探究的能力，树立人与自然和谐相处的意识。
单元教学目标
科学概念目标
校园中生活着不同种类的生物。
不同环境中生活的生物种类和数量不同。
生物后代与亲代存在着相同与不同。
亲代与后代相似的现象叫作遗传。亲代与后代间及后代之间存在差异的现象叫作变异。
生物的遗传变异现象使得生物多种多样。
人的相貌特征、血型、性格、行为方式等方面都存在着遗传变异现象。
远古时期，地球上存在着不同的生物。
化石保留了古代生物的相关信息。
有些古代生物已经不复存在，一些现存生物与古代生物相似。
生物多样性与人类生活息息相关，是人类衣食住行等行为的重要资源。
生物多样性对于保护地球环境具有重要的作用。
人类不良行为使地球生物多样性面临着威胁。
科学探究目标
能通过调查的方法获取有关校园生物多样性的有效信息。
能用二歧分类法对校园内的植物进行分类。
能用制作校园生物分布图等方法呈现调查结果。
能运用观察与比较的方法，发现生物后代与亲代的异同。
能基于观察到的现象客观描述生物亲代与后代的异同。
能将人的相貌特征整合起来比较分析人与人的不同。
能够通过观察化石推测古代生物的特征，认识古代生物。
能够通过观察比较、查阅资料等方法收集证据，推测一些古代生物与现存生物的关系。
能够从生活中获取证据，描述生物多样性与人类的关系。
能够运用查阅资料的方法了解生物多样性的现状。
能够基于分析生物多样性被破坏的原因提出保护生物多样性的策略。
科学态度目标
表现出对调查校园生物多样性的浓厚兴趣。
能够与小组成员分工合作，分享自己的调查结果。
在调查过程中能够珍爱生命，尊重事实。
能基于观察到的现象客观描述生物亲代与后代的异同。
能基于证据描述观察到的现象、陈述自己的观点。
能够自觉采取行动保护生物及周围环境。
科学、技术、社会与环境目标
知道生物与生物、生物与生存的环境相互依存、相互影响。
意识到人类对遗传变异现象等的科学研究改善着人类生活。
意识到人类活动会影响生物多样性及我们生活的地球环境。
意识到科学的发展对改善人类生活、促进人类文明的作用。
单元词汇
生物多样性：生物多样性是指地球上生命的丰富性，反映在生态系统与物种的多样性以及其过程与相互作用的多样性上，也反映在物种内或物种间的遗传多样性上。生物多样性是一个多层面的概念，包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。
生态环境：是由生态关系组成的环境的简称。指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，是一个大系统，由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。
调查：围绕一定的主题进行了解、考察的科学研究方法。调查是科学探究常用的方法之一，一般在自然的过程中进行，通过实地考察、访问、座谈、问卷、测验和查阅书面材料等方式搜集反映研究对象的材料。
二歧分类法：又称拉马克式二歧分类法，由法国生物学家拉马克提出，最早应用于植物分类，现已普遍运用。指将一群事物选择明显而相关的特征分成相对应的两个分支，再将每个分支中的分类群用相对的特征分成两个分支，依次下去，直到将所有分类群分开为止。
个体：个体与“群体”相对，组成辩证法的一对范畴。生物学中的个体泛指一个生命体。一个病毒、一个细菌、一株植物、一个动物等都是一个生物个体。一定数量的生物个体构成了生物种群。
形态特征：形态即形式或状态，指事物存在的样貌，或在一定条件下的表现形式。生物的形态特征指生物个体的样貌，一般从形状、大小、颜色、组成部分等方面描述。
行为方式：是动物对复杂环境的适应性表现。动物的行为复杂多样，按行为的不同表现可分为觅食行为、攻击行为、繁殖行为等不同的类型，按获得途径可分为先天性行为和学习行为。
相貌特征：主要指一个人面部呈现出的特征，包括脸型、发际、前额、眉、眼、鼻、口、耳等。
遗传现象：生物的后代与亲代之间或多或少都存在的相似的现象。
化石：化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，是由于某种原因被掩埋在地层中，经过若干万年的复杂变化形成的。化石是科学家研究古代生物的重要依据，他们通过分析不同年代的地质层中保留的生物化石，推断地球上各个年代生存的生物种类。
古生物：地质学专业术语，指生存在地质年代中而现已大部分灭绝的生物。包括古植物（芦木、鳞木等）、古无脊椎动物（货币虫、菊石、三叶虫等）、古脊椎动物（恐龙、始祖鸟、猛犸等）。古生物的遗体、遗物和遗迹有少数变成化石保存下来，如三叶虫、猛犸、粪化石、恐龙脚印等。
灭绝：指某一生物物种不再存在。某一局部地域内特定种群的每一个成员都死亡了，称为地方性灭绝；全球范围内某一物种的所有成员全部死亡，称为全球性灭绝。
生态系统：指在一定的空间范围内，生物与环境构成的统一整体。在这个统一整体中，生物之间、生物与自然环境之间相互影响、相互制约。生态系统可大可小，一片森林、一片草原、一块农田、一条河流、一个湖泊等都可以看成一个生态系统。生物圈是地球上最大的生态系统。
自然保护区：为保护生物的多样性，人们将有代表性的自然生态系统、含有珍稀濒危野生动植物物种等保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行特殊保护和管理的区域。
材料清单
为学生准备：放大镜等观察设备、具有后代与亲代关系的植株或相关图片和模型、具有后代与亲代关系的动物图片、观察记录表、关于可遗传疾病的相关资料、古代生物的图片、文字资料、关于保护生物多样性的资料。
教师准备：关于校园生物的资料、校园生物班级记录表、孟德尔的相关资料、古代生物化石图片、保护生物多样性的多媒体资料。
分课时教材分析与教学建议
第 1 课 校园生物大搜索
背景和教学目标
经过 5 年多的学习，学生已经从生物体的形态特征、生活环境、生命需求、行为方式、繁殖方式、生命过程等多个层面感受到生命世界的丰富多彩。对于生物的多样性，学生也有了自己的朦胧认识，但这时他们的认识还是模糊的、零散的。因此，本单元主要帮助学生梳理生物是多种多样的认识，形成生物多样性的观念。
生物多样性是一个内涵丰富而复杂的概念，物种多样性描述着生物种类的丰富程度，对于六年级学生来说从这个角度理解生物的多样性比较直观，符合他们的年龄特点。但地球之大，生物种类之多，全方位探究描述生物的多样性不太可能。校园是一个小的生态系统，也是学生最为熟悉的环境，本课作为单元的起始课，引导学生在校园里探索生物的多样性，吸引学生认识自然、学习探索自然的方法和技能，在实际调查中培养学生认真严谨、实事求是、珍爱生命的科学态度。以小见大，由校园推及其他，感悟自然界生物的多样性。
科学概念目标
校园中生活着不同种类的生物。
科学探究目标
能运用分区域调查的方法研究校园生物的多样性。
能根据实际需要制订可行的调查活动方案。
能根据调查记录校园生物的种类及分布情况。
科学态度目标
表现出对调查校园生物多样性的浓厚兴趣。
能够与小组成员分工合作，分享自己的调查结果。
在调查过程中能够珍爱生命，尊重事实。
科学、技术、社会与环境目标
意识到校园环境与生存的生物相互影响。
教学准备
为学生准备：放大镜、照相设备、小铲子、记录本、笔等观察记录材料和工具。
教师准备：有关校园生物的资料、教学课件。
第 2 课 制作校园生物分布图
背景和教学目标
本课是校园生物多样性调查活动的延续，与第 1 课共同引导学生经历一个完整的科学调查活动。因为在第 1 课的实地调查中，学生是分组分区域进行的，每名学生、每组学生所获得的信息都是有限的。要形成对校园生物种类和分布的整体认识，需要各组在全班内进行交流，将各组的调查结果汇总在一起。这就是教科书上的第一个活动——交流汇总调查结果。事实上，科学家对全球生物的认识，也经历着类似的过程。
地球之大，生物种类之多，生物分布之广泛，没有哪个人能涉足世界的各个地方调查或推断出地球上生存的生物种类数量到底有多少。我们现在所获得的生物种类的信息，也是综合了世界各地科学家调查研究的结果。因此，这样的活动，不仅能让学生了解校园生物的种类，认识校园生物的多样性，而且能让学生在亲历活动的过程中学习一种科学调查的方法。
学生像科学家那样通过调查获取信息，经过交流汇总整理信息，接下来就要将信息转变为研究成果发布出去。经过几年的科学学习，学生已经学习了多种处理信息表达交流的方法。本课针对生物种类多样、分布广泛等特点，引导学生通过制作校园生物分布图，展示校园生物分布的状况。制作分布图是直观有效呈现信息的科研方法。
通过观察分析生物分布图，可以帮助学生建立关于校园生物的整体认识，发现生物与环境、生物与生物之间相互依存的关系，更好地理解生物多样性及其意义。
科学概念目标
校园中生活着不同种类的生物。
不同环境中生活的生物种类和数量不同。
科学探究目标
能用二歧分类法对校园内的植物进行分类。
能通过制作生物分布图呈现调查结果。
科学态度目标
能实事求是地将自己的调查结果与全班同学分享。
愿意沟通交流，综合考虑他人的意见，形成集体的观点。
科学、技术、社会与环境目标
意识到校园环境与生物、生物与生物相互依存，相互影响。
愿意从我做起，用实际行动保护校园环境。
教学准备
为学生准备：校园平面图、直尺、彩色铅笔等。
教师准备：校园生物统计表（班级记录表）。
学生活动手册说明
要求每一名同学都在活动手册上绘制一份校园生物分布图，鼓励学生发挥自己的特长创造性地制作，但要客观、全面、直观地反映校园生物状况。校园生物的种类要基于全班交流后得出的结论，可以依托班级记录表，表现形式倡导多元。有条件的地方，最好能在展示个人校园生物分布图的基础上，以小组为单位集小组各成员的智慧，在更大的纸上制作本组的校园生物分布图。
第 3 课 形形色色的植物
背景和教学目标
生物的多样性不仅表现为不同种类的生物多种多样，还表现在同一种生物也是千差万别的。通过校园生物多样性的调查，学生已经认识到同是植物，有的高大，有的矮小，有的生活在土壤中，有的生活在水塘里。植物根据外部形态等特征可以分为不同的类别，每一类下又可以分成不同的小类，在分类过程中学生进一步领略不同种类的植物各不相同。然而同一种类的植物也存在着个体差异，植物的亲代和后代（子代）也不完全相同。本课从遗传变异的视角研究植物亲代与子代的不同，引导学生进一步体会种群内生物的多样性。
遗传变异是生物界普遍存在的现象。遗传是指亲代与子代的相似性，变异是指亲子间及子代个体间的差异。人们对遗传变异的认识最初是从性状开始的，后来深入到基因水平。本课从植物的外部性状了解生物的遗传和变异。遗传使得生物性状相对稳定，维持了生物的共同性，所以不同的植物都会有一些相似的特征。变异使得地球上的植物种类繁多，不同种类的植物千差万别，同种植物之间也存在着各种各样的差异。
正因为遗传变异普遍存在，使得植物既有共同特征又各不相同，多样性与共同性相统一。
科学概念目标
植物后代与亲代存在着相同与不同。
亲代与后代相似的现象叫作遗传。
亲代与后代间及后代之间存在差异的现象叫作变异。
变异使得植物多种多样。
科学探究目标
能运用观察与比较的方法，发现植物后代与亲代的异同。
能运用查阅资料的方法，了解孟德尔及其关于遗传变异的研究。
科学态度目标
能基于观察到的现象客观描述植物亲代与后代的异同。
科学、技术、社会与环境目标
意识到植物的遗传变异现象与人类生活的联系。
教学准备
为学生准备：具有后代与亲代关系的植物（或植物标本、图片）。
教师准备：孟德尔及其遗传变异研究的相关资料、教学课件。
学生活动手册说明
在观察活动结束之后，学生应根据自己的观察如实记录，可以是花的相同和不同，可以是叶的相同与不同，也可以是果实或种子的相同与不同。每个学生选择的植物可以不同、选择的植物器官也可以不同。
第 4 课 多种多样的动物
背景和教学目标
与植物相同，地球上的动物也是多种多样的，它们不仅表现为动物种类的多样性，同样表现在同一种动物也是千差万别的。比如学生熟悉的家犬，它们大小不一、形态各异，性情习性也各不相同。有的凶猛如狼、有的温顺如猫；有的体形庞大、有的身体娇小。即使是同一胞出生的狗，它们也彼此不同，与它们的爸爸妈妈也不相同。本课以学生熟悉的狗为研究对象，带领它们了解动物亲代与后代之间的相同与不同，了解动物种群内个体之间也存在着差异，进一步体会动物的多种多样。
经过前一课的学习，学生对生物的遗传变异现象已经有了初步的了解，本课在引导学生分析狗的亲代与子代异同的过程中，进一步学习动物的遗传变异现象，并由狗的研究拓展到更多动物，是帮助学生充分构建“动物的后代与亲代非常相似，但也有一些不同”的认识，进而帮助学生理解：正是因为有了遗传变异，自然界才出现了多种多样的动物。
科学概念目标
动物后代与亲代存在着相同与不同。
遗传变异使得动物多种多样。
科学探究目标
能运用观察与比较的方法，发现狗的后代与亲代的异同。
能通过查阅资料的方法，了解更多动物后代与亲代的异同。
科学态度目标
能基于观察到的现象，客观描述动物亲代与后代的异同。
科学、技术、社会与环境目标
意识到动物的遗传与变异现象与人类生活的联系。
教学准备
为学生准备：狗的亲代与后代的照片、其他动物亲代与后代的照片。
教师准备：其他动物亲代与后代的图片及相关视频资料。
第 5 课 相貌各异的我们
背景和教学目标
本课从前两课同一种植物或动物各不相同，同一家族的植物或动物也存在着个体间的差异的研究，转到对于我们自己——人的研究。人类作为地球生物的一员，与其他生物一样，也呈现出生物的多样性。比如人有不同肤色，不同肤色的人种相貌特征等方面有明显的差异。同一人种，不同民族、不同区域也存在着个体间的差异。同一家庭的人，子女之间、子女与父母之间尽管有许多相似性，但也相貌各异。即使是相似度很高的双胞胎之间也有一些微小的差异。
关于人与人之间的相同与不同，六年级学生是有较充分的已有认知的。尽管有些人的相似程度很高，但世界上几乎找不到两个完全相同的人，这样的观点绝大部分学生也是认同的，但是他们没有从科学的角度思考过这个问题，更没有认真观察、研究过这个现象。研究了同种植物、同种动物个体间存在的差异以及动植物的遗传变异现象，学生对于研究我们人类自己个体间存在的差异以及遗传变异现象也会产生浓厚的兴趣。本课以我们自己为研究对象，通过研究人类个体相貌上的相同与不同，体会人类的多种多样。学生通过观察自己和自己的父母、祖父母、外祖父母之间的相同与不同，进一步研究生物的遗传变异现象，建立人类后代与亲代有许多相似之处，但也有一些细微的不同的认识，进一步理解遗传变异使得人个体间保持了许多相同的特征，却又各不相同，继续构建完善地球生物具有多样性的认识。
科学概念目标
人类不同个体之间存在着相同与不同。
人类亲代与后代有很多相似之处，但也有一些不同。
人的相貌特征、血型、性格、行为方式等方面都存在着遗传变异现象。
科学探究目标
能通过观察和比较，发现人与人相貌特征的相同与不同。
能将人的相貌特征整合起来比较分析人与人的不同。
科学态度目标
能基于观察到的现象客观描述人类个体之间的相同与不同。
科学、技术、社会与环境目标
意识到人类对遗传变异的研究改善着人类的生活。
教学准备
为学生准备：小镜子、某一家庭亲代与后代的照片。
教师准备：班级记录表、三代或四代同堂全家照、双胞胎照片、人类遗传转轮图、有关遗传病的图片或视频。
学生活动手册说明
观察自己父母以及祖父母和外祖父母的相貌特征，将观察结果记录下来。这是课外观察活动记录。除了手册上列举的几种相貌特征以外，教师可再补充一些相貌特征供学生观察和比较，以帮助学生对自己有一个更加全面的认识。当然，除了相貌特征以外，我们还会遗传家族的哪些特征也是需要学生观察并记录的。教师要向学生强调观察记录要基于真实的调查活动。
第 6 课 古代生物的多样性
背景和教学目标
包括我们人类在内的地球上所有生物都拥有共同的祖先，这就是 40 亿年前地球上最早出现的单细胞生物。在这漫长的过程中，地球生命一直处于变化之中，不同时期地球环境不同，生存的生物也不同。有些生物因为能够适应新环境而保留下来，有些生物因为不能适应新环境而灭绝。还有些生物在新的环境中发生变异，出现适应环境的新特征，经过代代相传被保留下来变成新的生物种类。这就是我们说的自然选择。
任何生物生存、繁衍后代都要遵循自然选择的规律——适者生存，不适者淘汰。生物体在自然选择的长期作用下，不断进化朝向更高级发展，每个时期地球上生存的生物都是生物进化的结果。因此每个时期地球上的生物都有内在的联系，现存生物与古代生物之间也存在着一定的关联。
科学家通过化石研究生物的演化历程，认识远古时期的生物。化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，是由于某种原因被掩埋在地层中，经过若干万年的复杂变化形成的。科学家通过分析不同年代的地质层中保留的生物化石，推断各个年代地球上生存的生物种类。本课将引导学生像科学家那样通过观察生物化石，认识古代生物，了解古代生物的多样性。通过比较古代生物与现代生物的异同，建立古代生物与现代生物的联系，进一步理解生物界普遍存在的遗传变异现象。
科学概念目标
远古时期，地球上存在着不同的生物。
有些古代生物已经不复存在，一些现存生物与古代生物相似。
化石保留了古代生物的相关信息。
科学探究目标
能够通过观察化石推测古代生物的特征，认识古代生物。
能够通过观察比较、查阅资料等方法收集证据，推测一些古代生物与现存生物的关系。
科学态度目标
表现出探究古代生物的兴趣。
能基于证据表达自己的观点。
科学、技术、社会与环境目标
意识到对古代生物的研究有助于我们认识生物及其地球环境的发展变化，体会科学研究的意义。
教学准备
为学生准备：生物化石、古代生物与相应现存生物的图片、相关文字资料。
教师准备：古代生物化石图片、古代生物与现存生物的相关视频资料。
学生活动手册说明
活动手册上有几张古生物化石的图片，要求学生仔细观察，猜测其可能是哪种生物，把图片与生物的名称连起来。当教学进行到探索环节的第二个活动时，教师可以借助活动手册帮助学生完成活动。活动手册中给出了生物的名称，可以降低学生识别古生物的难度。图片上的生物依次是菊石、三叶虫、恐龙蛋、鱼、蕨类植物、鸟。
收集古生物化石照片的活动，可以安排学生在课前或课后完成。学生可以将收集到的古生物照片缩小后打印出来贴在上面，也可以选择几种古生物，将它们的样子画在活动手册上。
第 7 课 保护生物多样性
背景和教学目标
经过近六年的学习尤其是前面几课的学习，学生对地球生物的多种多样已经有了较清晰的认识。他们知道地球生物是多种多样的，既有体形庞大的鲸鱼、高耸的参天大树，也有肉眼看不到，需要借助放大镜乃至显微镜才能观察到的微小生物，生物分为很多类别，每一类别下又有许多许多种生物。生物之间以及生物与环境之间相互依存、相互作用，环境的变化会导致生物数量的减少甚至是某些生物的灭绝。
人类是地球生态系统的重要组成部分，生物多样性与人类生活息息相关，它对于人类既具有直接价值，又有许多间接和潜在的价值。生物为人类提供食物、纤维、建筑材料、药物材料及工业原料，可以说人类的衣食住行及身体健康都离不开生物。许多生物还具有美学价值，可以用来美化环境，可以激发文学艺术的创作灵感。此外，生物的多样性维护了自然界的生态平衡，可以净化空气、水，使土壤变肥沃，为人类的生存提供良好的环境条件。生物多样性的潜在价值在于，生物多样性具有重要的科学研究价值，每一个物种都有其独特性，比如利用野生稻与普通水稻杂交，可以培育出高产水稻。地球上野生生物种类很多，大部分的价值都没有被研究和利用，但它们一定都有许多潜在的使用价值还未发掘，一旦从地球上消失就无法再生，将是人类的损失。研究自然、认识自然，是为了更好地保护自然、永续利用，实现可持续发展，促进人类社会的发展和文明的进程。目前，由于人类的一些活动，地球的生物多样性面临着巨大的威胁，所以保护生物多样性已经成为全球的热点话题。
本课目的是帮助学生进一步理解生物多样性的价值，在了解生物多样性的基础上，引发学生对“为什么要保护生物多样性？”“怎样保护生物多样性？”等问题的思考，引导学生从自己做起，保护环境、保护生物多样性。
科学概念目标
生物多样性与人类生活息息相关，是人类衣食住行等的重要资源。
生物多样性对于保护地球环境具有重要的作用。
人类不良行为使生物多样性面临着威胁。
科学探究目标
能够从生活中获取证据，描述生物多样性与人类的关系。
能够运用查阅资料的方法了解生物多样性的现状。
能够基于分析生物多样性被破坏的原因提出保护生物多样性的策略。
科学态度目标
能够自觉采取行动保护生物及其周围环境。
科学、技术、社会与环境目标
意识到人类活动会影响生物多样性及我们生活的地球环境。
教学准备
为学生准备：关于保护生物多样性的资料。
教师准备：有关生物多样性及保护的多媒体材料。
参考资料
生物多样性
生物多样性（Biodiversity）是 Biological（生物）和 Diversity（多样化、差异）的组合，即 Biological Diversity。其缩写形式 Biodiversity 由罗森（Rosen）于 1985 年在“生物多样性国家论坛”的首次筹备会上提出，生物多样性才在科学和环境领域得到广泛传播和使用。
生物多样性也可称为“地球上生命的多样性”，是描述自然界多样性程度的一个内容广泛的概念，不同学者给出的定义不同。蒋志刚等（1997）给生物多样性所下的定义为：“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。”通常根据基因、物种、生态系统来论述生物多样性，以便与生物体的三个基本组织层次相一致。这三种多样性分别被称为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
遗传多样性又称基因多样性。广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因，因此，可被看作一个基因库（Gene pool）。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力就越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。狭义的遗传多样性主要是指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异（世界资源研究所，1992）。此外，遗传多样性可以表现在多个层次上，如分子、细胞、个体等。在自然界中，对于绝大多数有性生殖的物种而言，种群内的个体之间往往没有完全一致的基因型，而种群就是由这些具有不同遗传基因的多个个体组成的。在生物的长期演化过程中，遗传物质的改变（或突变）是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型，即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变，后者称为基因突变（或点突变）。此外，基因重组也可以导致生物产生遗传变异。
物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性包括两个方面：其一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为生态多样性或群落物种多样性（蒋志刚等，1997）。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。在阐述一个国家或地区生物多样性丰富程度时，最常用的指标是区域物种多样性。区域物种多样性的测量有以下三个指标：①物种总数，即特定区域内所拥有的特定类群的物种数目；②物种密度，指单位面积内的特定类群的物种数目；③特有种比例，指在一定区域内某个特定类群特有种占该地区物种总数的比例。
生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成部分。在生态系统之中，不仅各个物种之间相互依赖，彼此制约，而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的。从结构上看，生态系统主要由生产者、消费者、分解者所构成。生态系统的功能是使地球上的各种化学元素进行循环和维持能量在各组分之间的正常流动。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。其中，生境的多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。
生物分类
生物分类是生物研究的一种基本方法。生物分类主要是根据生物的相似程度（包括形态结构和生理功能等），把生物划分为界、门、纲、目、科、属、种等不同的等级，并对每一类群的形态结构和生理功能等特征进行科学的描述，以弄清不同类群之间的亲缘关系和进化关系。分类的依据是生物在形态结构和生理功能等方面的特征。分类的基本单位是种。分类等级越高，所包含的生物共同点越少，比如动物界中的昆虫和哺乳动物；分类等级越低，所包含的生物共同点越多，比如犬科中的狗和狼。了解生物的多样性，保护生物的多样性，都需要对生物进行分类。
人类在很早以前就开始给生物分类。我国古代最早给动物分类是把动物分为虫、鱼、鸟、兽 4 类。其中虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等；鸟是鸟类；兽是哺乳动物。古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分生物，如把温血动物归为一类，以与冷血动物相区别。他把动物按构造的完善程度依次排列，给人以自然阶梯的概念。17 世纪末，英国植物学者约翰·雷（John Ray）曾把当时所知的植物种类，进行了属和种的描述，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类总结，约翰·雷还提出“杂交不育”作为区分物种的标准。
近代分类学诞生于 18 世纪，它的奠基人是瑞典植物学者林奈（Linnaeus）。林奈为分类学解决了两个关键问题：第一是建立了双名制，每一物种都给以一个学名，由两个拉丁化名词所组成，第一个代表属名，第二个代表种名。第二是确立了阶元系统，林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、属、种四个级别，从而确立了分类的阶元系统。每一物种都隶属于一定的分类系统，占有一定的分类地位，可以按阶元查对检索。林奈在 1753 年印行的《植物种志》和 1758 年第10 版的《自然系统》中首次将阶元系统应用于植物和动物。这两部经典著作，标志着近代分类学的诞生。林奈相信物种不变，他的《自然系统》没有亲缘概念，其中六个动物纲是按哺乳类、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫、蠕虫的顺序排列的。拉马克把这个颠倒了的系统拨正过来，从低级到高级列成进化系统。他还把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物两类，并沿用至今。随着研究的进展，分类层次不断增加，单元上下可以附加次生单元，如总纲（超纲）、亚纲、次纲、总目（超目）、亚目、次目、总科（超科）、亚科，等等。此外，还可增设新的单元，如股、群、族、组等，其中最常设的是族，介于亚科和属之间。常见的分类如下。
古生物化石与文物的区别
古生物化石，指人类史前由于地质作用形成并赋存于地层中的生物遗体和活动遗迹，包括植物、无脊椎动物、脊椎动物等化石及其遗迹化石。古生物化石是地球历史的见证，是研究生物起源和进化等的科学依据。它们是经过漫长地质作用形成的、不可再生的地质遗迹，是国家宝贵的自然遗产，但不是历史文化遗物，所以对于古生物的研究不属于“考古”的范畴。文物是指人类生产、生活保存下来的遗物。文物研究的时间跨度是指“人类历史以来”，而化石研究是“史前”的地质时期。在科学研究范畴上，文物研究属社会科学类，而古生物化石研究属自然科学类，前者属考古学（Archaeology），后者属古生物学（Paleontology）。由于古生物化石与文物自然属性以及保存状态的差异，文物的挖掘保护方式及研究与古生物化石的挖掘保护方式差别甚大，不宜纳入同一法规进行保护。从学科归属和人才培养模式上，古生物学属自然学科类，文物研究属社会学科中的历史学大类。
保护生物多样性的重要意义
生物多样性与人类的生存与发展息息相关，人类的衣、食、住、行及物质文化生活的许多方面都依赖于生物多样性的维持。因此，保护生物多样性具有重要意义。
其一，生物多样性为人类直接提供了食物、纤维，木材、药材和多种工业原料。人类是异养生物，就基本的生活保障而言，食物全部来源于动植物产品。在一些经济不发达地区，利用生物资源是人们维持生计的主要方式。随着科学技术的发展，人类不断地把越来越多的生物作为资源开发利用。因此，保护和维持生物多样性，不仅可以不断丰富食物品种，也将不断提高生活质量。
其二，生物多样性在生态系统功能中起着重要作用。虽然因地域和物种的不同而各不相同，但大致可包括以下若干方面。
（1）调节气候。
生态系统对大气候及局部气候、大气层成分、地球表面温度、地表沉积层氧化还原电位及 pH 值等方面的调控发挥着重要作用。例如，现在地球大气层中的氧气含量约为 21%，供给我们自由呼吸，这主要应归功于植物的光合作用。在地球早期的历史中，大气中氧气的含量要低很多。据科学家估计，假如断绝了植物的光合作用，那么大气层中的氧气，将会由于氧化反应在数千年内消耗殆尽。
（2）保护土壤。
受自然植被覆盖和凋落层保护的优质土壤可保持肥力，防止危险滑坡，保护海岸和河岸及防止淤积作用对珊瑚礁、淡水和近海渔业的破坏。
（3）稳定水土。
在集水区内发育良好的植被具有调节径流的作用。植物根系深入土壤使土壤对雨水更具有渗透性。有植被地段比裸地的径流较为缓慢和均匀。一般在森林覆盖地区雨季可减弱洪水，旱季在河流中仍有流水。
（4）对污染物的吸收和分解。
包括对有机废物、农药及空气和水污染物的分解作用。
（5）传粉、基因流动、异花受精的繁殖功能、维持环境的效力，使竞争者之间保持永恒的张力。
（6）娱乐和生态旅游。
可以在不破坏自然环境的条件下开展如野外观鸟、赏花、森林浴等旅游活动。生态旅游还有一定的生态教育功能。
其三，保护和维持生物多样性，将有益于一些珍稀濒危物种的保存。任何一个物种一旦灭绝，便永远不可能再生。所以，那些处于灭绝边缘的濒危物种，一旦消失了，人类将永远丧失这些宝贵的生物资源。保护生物多样性，特别是保护濒危物种，对于人类后代，对于科学事业都具有重大的战略意义。
（1）野生动植物具有丰富的基因多样性。
野生动植物可以为农作物或家禽、家畜的育种提供更多选择的机会。例如，家猪与野猪杂交，培育形成瘦肉型猪的新品种。家鸡目前已有上百个不同的品种，均来自原鸡。另外，当今的转基因技术为农作物和畜禽定向育种铺平了道路。
（2）野生动植物及微生物是天然药物开发的主要原料。
中国天然药物总数目前已达 12772 种。抗癌药物紫杉醇是在太平洋红豆杉中发现的，在我国的东北红豆杉中也发现有此成分。而红豆杉在地球上已有 250 万年的历史，是第四纪冰川遗留下来的古老树种，也是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀植物，所以科学家选用红豆杉属植物的离体培养物，用生物工程的方法生产紫杉醇。此外，我们还可从微生物提取抗生素药物，自 1940 年青霉素应用于临床以来，抗生素药物已有几千种之多。当然，现存许多野生动植物，也许短时间内人类无法进行利用，但它们仍具有潜在价值，也许我们的子孙后代能不断发现、找到利用它们的途径。因此多保存一个物种，就会为我们的后代多留下一份宝贵的财富。保护生物多样性，能够让这个大自然药柜，不仅为现代人储备医药成分，也为未来人储备在不断抵御新的疾病时需要制造新药的所有成分。
（3）有些珍稀物种具有极高的存在价值。
例如，大熊猫、金丝猴、褐马鸡等是我国的特产珍稀动物，尽管其本身的直接价值有限，但它们的存在可以形成一种文化或象征，甚至可以促进国际友好、交流与和平。大熊猫的保护、人工繁育后放回大自然，以及向多个国家或地区馈赠，都使全国人民引以为荣。
（4）有些动植物种具有重要的科学价值。
如银杏等些孑遗物种，在生物演化历史上处于十分重要的地位，对其开展研究，有助于搞清生物演化的过程。
以上足以表明，无论为了现时社会的可持续发展，还是为了保障人类未来的生活质量，为子孙后代负责，都需要保护生物多样性。
第三单元 宇宙
单元概述
在与学生交流的过程中，我们会发现学生已经知道了许多有关地球、太阳、月亮和其他星球的知识，有的甚至还可以讲出黑洞、超新星爆炸、类星体等科学词汇来。我们在惊叹学生接触信息的广泛性之余，更会赞叹人类对宇宙奥秘孜孜不倦的追求与探索，留下了如此丰富多彩的智慧成果。
本单元的教学，仅仅停留在学生已有的认知层面是不够的，我们应该思考：学生有没有观察过某些天文现象，对于各种词汇，他们理解吗？探索宇宙的方法——观察、推理与发现，学生了解与体验过吗？这个单元的教学就是要让学生在星空下来感知宇宙，在感知和所提供信息的基础上，进行推理和想象，建构有关太阳系、一些星座、星系等模型，在头脑中形成有一定解释力的宇宙体系或结构模型，从而形成初步的、有一定系统的宇宙认识观。
本单元的学习目标来自课程标准中 5～6 年级的下列相关学习内容。
13.4.1 知道太阳是太阳系的中心；知道太阳系中有八颗行星，描述它们在太阳系中的相对位置。
13.4.2 描述月球、地球和太阳的相对大小和相对运动方式。
13.4.3 知道宇宙中有无数星系，银河系只是其中的一个。
13.4.4 知道大熊座、猎户座等主要星座；学习利用北极星辨认方向。
13.4.5 了解人类对宇宙的探索历史，关注我国及世界空间技术的最新发展。当然，在这一单元中培养学生对天文的兴趣，也是重要的教学目标。
本单元一共包括 7 课内容。
第 1 课“太阳系大家庭”是单元起始课，学生将在日、地、月系统图中添加一些天体，并认识到太阳系中除了地球以外，还有许多天体存在，它们都有其特定的轨道。太阳系中的天体有些可以直接观察到，有些较小或者较远的天体，需要借助天文望远镜才能更好地观察。本课中，学生会学习太阳系的基本结构，并通过收集资料、数据等信息进一步了解太阳以及太阳对地球的影响。
第 2 课“八颗行星”，太阳系有八颗行星，地球是太阳系的第三颗行星。学生通过阅读八颗行星的基本数据表，对数据进行处理，给八大行星进行排序。本课将重点聚焦在对八颗行星与太阳的平均距离的数据处理上，并用纸带建立行星的相对位置关系模型。学生将会惊奇地发现，所建行星的相对位置关系模型与有关太阳系示意图相差甚远。
第 3 课“日食”，让学生对日食这一有趣的天文现象展开研究，这需要学生运用日、地、月系统中三个天体的相对运动方式的知识，利用模拟实验的方法模拟日食现象，并通过改变月球与地球的距离模拟不同的日食现象。
第 4 课“认识星座”，学生通过对星座图的学习，对星座有一个初步的感知，再通过实际制作一个星座模型，借助模型推理，从而理解星座实际上是远近不同、彼此没有联系的恒星在天空中形成的视觉图像。观测方向的不同，这种视觉构图也是不同的。
第 5 课“夏季星空”，学生将了解夏季主要星座的特点，利用北斗七星及大熊星座等具有显著特征的星座辨认方向，并通过事先制作好的活动观星盘去实际观察天空中的星座。这将有助于培养学生的观察能力和对天文的兴趣。
第 6 课“浩瀚的宇宙”，主要让学生通过“侧视图”和“结构图”来认识银河系，并根据其侧视图和相关描述建立银河系模型，本课旨在让学生在制作和观察模型的过程中自主提出关于银河系或者河外星系的一些有价值问题。
第 7 课“探索宇宙”，学生将了解人类探索宇宙的历史，感受到随着科学技术的发展，人类的科学考察技术和观测方法在不断改进，对宇宙的认识也在不断深化之中。正因为宇宙的浩瀚和神秘，更加激励着人类不断更新技术和工具去探索宇宙。学生将通过本课的学习，了解我国在宇宙探索方面所取得的成就。
通过这七课的学习，希望学生认识到：宇宙是一个系统，由大小不同的星系构成；组成宇宙的星系或星体在不停地运动变化，分布在不同的宇宙空间并有不同的特征；宇宙是庞大的，但也是可以被人类探索、发现和认识的。
本单元还设计了一些课后需要学生持续观察的活动，观察收集到的大量信息是帮助学生建构理解最有效的方法。如果实际观测条件不佳，可借助各种现代技术手段帮助学生理解。
单元教学目标
科学概念目标
太阳和围绕它运动的行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体组成了太阳系，太阳是太阳系的中心。
太阳系有八颗行星，它们在其特定的轨道上绕太阳运转。
日食现象与月球、地球和太阳的相对大小和相对运动变化有关。
星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像。如果从不同角度观察，它们的图形也不同。
北斗七星是大熊星座的主要标志。
利用北斗七星可以寻找北极星的位置。
宇宙空间分布着大小不同的天体系统，银河系只是其中之一。
宇宙是运动变化、膨胀着的，组成宇宙的天体也是运动变化着的。
我国在太空探索方面取得了许多举世瞩目的成就。
宇宙是可以被人类逐渐认识和了解的。
科学探究目标
初步学习利用模型来解释自然现象，并对如何建立模型、如何让模型更具解释力有所认识。
尝试从实物模型的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题。
能基于所学知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取信息。
能用合理的形式展示自己的观点或看法，如画简图、示意图、结构图或做实物模型等。
能回顾和反思探究的过程和方法。
科学态度目标
体验科学实验的严谨、客观和乐趣，对探索宇宙产生较浓厚的兴趣。
认识到在讨论交流中对信息进行分析比较，对于丰富、修正、完善原有的认识是必要的。
乐于进行小组合作探究、沟通交流，愿意综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。
科学、技术、社会与环境目标
了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。
单元词汇
小行星带：火星与木星运行轨道之间的小行星集中区域，呈环带状。
星座：天文学上为便于表示恒星的位置，人为地将星空划分成的若干个区域，称为星座。每个星座可由亮星组成的形象被辨认。
光年：光年是长度单位，一般被用于计量天体间的时空距离。1 光年相当于光在真空中以每秒 300000 千米的速度行进 1 年的距离，约为 94607 亿千米。
星系：广义上星系是指无数的恒星系、尘埃组成的运行系统。它是一个包含恒星、气体、宇宙尘埃和暗物质，并且受到重力束缚的大星系。
银河系：由恒星和其他各种天体组成的巨大天体集团，其中包括太阳在内的上千亿颗恒星和各种类似的星云以及星际物质，具有巨大的盘面结构。
恒星：由炽热气体组成的、能自己发光的球状或类球状天体。离地球最近的恒星是太阳。
陨石：也称“陨星”，是来自行星际的流星体，在进入地球大气层后未被烧蚀尽而坠落到地面的残体或其碎块。陨石的矿物成分主要是以橄榄石、辉石和斜长石为主的硅酸盐矿物以及金属铁、镍（铁纹石和镍纹石）。
材料清单（视学生人数和分组情况确定数量）
长度相同的纸带、透明胶、大小和颜色不同的三种纸片、支架、正方形纸板（长50 厘米左右）、细线、橡皮泥、手电筒、活动观星盘、陀螺、圆形纸片、米粒、胶水，等等。
分课时教材分析与教学建议
第 1 课 太阳系大家庭
背景和教学目标
太阳系是一个以太阳为中心，包括受太阳引力作用而环绕其运动的其他天体在内的天体系统。太阳位于该系统的中心，并以其绝对优势的质量（约占该系统总质量的99.8%，其他一切天体只约占 0.2%）所产生的巨大引力，像原子核对周围电子一样，控制着整个系统。同时太阳还是整个太阳系中唯一能够自身发光的天体。它所发出的光和热，照亮和温暖着整个太阳系。太阳黑子、日冕等太阳活动可能会引起地球极光、磁暴和电离层扰动等现象。
在之前的学习中，学生已经学习了日、地、月系统，本课将在此基础上扩大研究范围，研究太阳系这个“大家庭”。作为一个系统，其他天体成员也都有自己的相应的位置，地球就是其中很具有特色的成员。在太阳系中，除了中心天体——太阳以外，还包括行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体。太阳系中的天体有些可以直接观察到，有些较小或者较远的天体，需要借助天文望远镜才能更好地观察。
科学概念目标
太阳和围绕它运动的行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星等天体组成了太阳系，太阳是太阳系的中心。
科学探究目标
收集资料，认识和了解太阳。
能够根据资料提炼太阳系的相关信息。
科学态度目标
认识到在讨论交流中对信息进行分析比较，对于丰富、修正、完善原有的认识是必要的。
科学、技术、社会与环境目标
感受到随着科学技术的发展

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