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(共36张PPT)
第8课
鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点
（清华大学版）五年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
通过鱼菜共生实验，理解生态环境与农业生产的关系，增强对可持续发展的责任感。
探索不同的鱼菜共生配置以及植物与鱼的组合，激励创新和设计新方案来提高系统的效率和产出。
在实验中可能会遇到各种问题，培养以逻辑和系统性的方法去解决问题的能力。
通过观察鱼菜共生系统的运行，学习如何收集相关数据，并进行分析。认识数据的重要性及其在决策中的作用。
02
新知导入
小清在家组建好了一个简易型鱼菜共生开源系统，看着这共生和谐的画面他开心极了。但是，即使每天给予足够的光照和鱼食，过了几天，小清却发现鱼菜共生开源系统的动植物似乎没有那么新鲜、有活力了，这是为什么呢？小清决定重新搭建鱼菜共生开源系统，通过记录实验数据，进而分析其中的原因，大家一起来探索吧！
02
新知导入
为什么我的鱼菜共生"活不下去"了？
02
新知导入
思考
同学们，试想一下，影响鱼菜共生的因素都有哪些呢？我们需要观察该系统中的哪些数据才能进行进一步的分析和判断呢？
影响因素：水质参数；温度；光照；营养供给；鱼类种类；植物种类；系统设计。
需要观察的数据：水质监测数据；植物生长数据；鱼类健康数据；营养成分分析；温湿度记录、系统运行记录。
02
新知导入
03
新知讲解
一、记录鱼菜共生
数据是描述事物特征的一种方式，例如"45元"可以表示某物品的价值、"10.00g"可以表示某物品的质量等，如图2.4.1（左）所示。生活中离不开数据，甚至人们对某件事物做出的判断，也是通过对比、分析数据得出的结论。例如，图2.4.1（右）是某成人体检测得白细胞的含量数据，经过对比发现他可能患有炎症，需进一步治疗。
数据
图2.4.1 数据在生活中无处不在
03
新知讲解
为探索某个问题存在的原因而自发设计实验，是主动解决问题的好方法。在开始实践探索之前，应对核心问题、假说、影响实验结果的变量、实验步骤等都提出完整的设计方案。在实验过程中，这样做有助于反思并高效地解决问题。例如，小清想看一看手动换水能否维持简易版鱼菜共生系统的持续生存，便设计了一个实验，组建相同的三个鱼菜共生系统，以换水时间为变量（可变因素），光照、鱼和植物的数量、容器大小等都是常量（不变因素），并按时记录实验数据，如图2.4.2～图2.4.3所示。
实验设计
03
新知讲解
图2.4.2 小清设计的鱼菜共生系统实验
03
新知讲解
图2.4.3 小清设计的鱼菜共生系统实验记录表
我用色卡来对比每天水体的浑浊程度，再观察并记录鱼和植物的生长状态。
时间 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天 第6天
系统1 1级/鱼、植物正常 2级/鱼、植物活跃 3级/鱼较沉闷、植物正常 4级/鱼较沉闷、植物部分枯萎 …… ……
系统2 1级/鱼、植物正常 1级/鱼、植物正常 1级/鱼、植物正常 1级/鱼、植物正常 …… ……
系统3 1级/鱼、植物正常 2级/鱼、植物活跃 3级/鱼较沉闷、植物正常 …… ……. ……
03
新知讲解
课堂活动
实验设计：请同学们展开讨论，在观察鱼菜共生的过程中都有哪些问题出现，如所用的硬件能否支持持续共生、有哪些因素影响水循环、还可以添加哪些硬件支持系统等。挑选一个进行实验探究，并提前设计实验，将主要内容填写在表2.4.1中。
03
新知讲解
课堂活动
表2.4.1 实验设计表
鱼菜共生实验设计表
实验核心问题 如何通过鱼菜共生系统来评估水质对植物生长和鱼类健康的影响？
实验器材物料 水族箱、鱼类、植物、空气泵、水管、水质检测工具、水管、基质材料、计时器、记录工具
03
新知讲解
课堂活动
表2.4.1 实验设计表（续表）
鱼菜共生实验设计表
实验变量 水质指标、养殖鱼种、植物种类以及生长指标 实验常量 实验环境、水循环系统设计、鱼和植物密度
主要操作步骤 1.搭建系统；2.选择材料并进行水质检测；3.实验并定期测量；4.实验结束后进行数据分析。
03
新知讲解
课堂活动
表2.4.2 鱼菜共生实验数据记录表
变量 天数 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天
水质 良好 良好 较差 较差 差
植物状态 良好 良好 开始枯萎 部分枯萎 完全枯萎
鱼类状态 健康 健康 较沉闷 沉闷 活性很低
03
新知讲解
二、分析实验数据
独立的数据意义不大，经过对比、分析才能体现数据的价值。应对实验过程中收集的各项数据进行汇总、归纳，提取有用的信息，最终得出结论。如图2.4.4所示，使用统计图表的形式来整理鱼菜共生系统中收集到的数据。小清发现系统1从第4天开始，水体变得特别浑浊，生物活性也不高，而系统3每三天换一次水，生物活性比较高。从节约水资源的角度出发，小清得出结论：三天换一次水是最佳解决方法。
03
新知讲解
图2.4.4 小清的实验分析图
三天换一次水是最佳解决方法。
04
课堂练习
实践
实验分析：请同学们对收集到的信息进行整理分析，并用文字描述实验结果以及解决问题的方法等，将内容填写在表2.4.3中。
实验分析 分析不同水质对植物和鱼类的影响关系，例如，水质变化与植物生长、鱼类健康之间的相关性。
实验结果 植物与鱼类的生长状况和水质情况成正比，水质越好两者生长越好。
解决方法 定期检测和调节水质，及时更换部分水体，确保水质在安全范围内。
改进水质管理，增加过滤和水循环频率。
表2.4.3 实验分析表
05
拓展延伸
确保实验的科学性
老师说，实验是检验科学获得真理的重要手段，那么实验的类型是唯一的吗？
也不是。开展实验要遵循几项原则：①科学性原则；②对照原则；③单一变量原则；④随机性、重复性、简便性原则。在这些原则基础上，可以设计不同类型实验。
05
拓展延伸
确保实验的科学性
实验中变量的选择有哪些需要注意吗？
在每个实验中，保持单一变量非常重要，要严格控制其他因素不变，只改变一个因素，通过对照来观察该变量对实验结果的影响。
05
拓展延伸
确保实验的科学性
所以在我的实验中，光照、鱼食等都是我需要控制不变的因素，而换水的频率就是我可以自由调控的可变因素。如果我要探测光照对鱼菜共生的影响，那么就应该把光照定为单一变量，其他因素不变。
是的，没错！
05
拓展延伸
鱼菜共生系统的现实优势
安全、环保、节能、省水 ：鱼菜共生系统避免了化学农药和化肥的使用，减少了环境污染，同时通过水的循环利用，大大节约了水资源。
可持续循环 ：该系统实现了资源的循环利用，减少了废弃物排放，是一种可持续的低碳生产模式。
05
拓展延伸
鱼菜共生系统的现实优势
经济效益 ：通过自给自足的生态体系，降低了生产成本，提高了经济效益。例如，澳洲的一些鱼菜共生农场通过销售无化学添加的有机蔬菜和鱼类，获得了较高的市场价格。
社会效益 ：这种模式不仅适用于大规模的农业生产，也适合小规模的家庭农场和城市中的休闲农场，为城市居民提供了接近自然的生态体验方式。
05
拓展延伸
鱼菜共生系统的原理
鱼菜共生的原理 是通过将水产养殖与水培栽培相结合，形成一个闭环的生态系统。在这个系统中，鱼类产生的排泄物和剩余饲料在水中分解，形成氨氮，这些氨氮对鱼类有害，但通过微生物的作用，氨氮被转化为硝酸盐。硝酸盐是植物生长所需的营养，因此可以直接被蔬菜吸收利用。
05
拓展延伸
鱼菜共生系统的原理
这样，鱼类的排泄物不仅不会污染水质，反而成为了植物生长的养分，实现了“养鱼不换水，种菜不施肥”的目标。这种系统通过巧妙的生态设计，使得动物、植物和微生物之间达到一种和谐的生态平衡关系。
06
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点
活动环节 1口 2口 3口 4口（在对应环节画V）
活动完成内容 记录鱼菜共生、分析实验数据
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：实验过程常出现数据紊乱情况。
改进的方法：注意实验中常量和变量的控制。
06
活动日志
知识回顾
鱼菜共生开源系统—系统的反馈与优化
了解开源文化——参与开源社区
恰当运用控制器——探索输入输出功能模块
搭建鱼菜共生开源系统——把反馈引入控制系统
鱼菜共生小实验——从数据提炼知识与观点
鱼菜共生
开源与开源文化
创客文化
创客与开源硬件
记录鱼菜共生
分析实验数据
过程与控制——系统中的反馈机制材料准备
项目准备——用流程图表示控制实现的过程编程实现
项目制作——实现控制逻辑
06
活动日志
过程与收获
1.鱼菜共生系统的搭建，提升了自身的实验技术。
2.实验过程中数据的记录对于后期的实验分析十分重要。
3.鱼菜共生的实验能够提高资源利用效率。
4.提升了参与者对生态和可持续发展的认识。
成果与交流
各小组成员将本组完成的鱼菜共生作品和实验报告分发给同学，介绍小组实验设计的思路、实验过程以及实验结果，共享成果。
06
活动日志
在学习“鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点”中，我了解到鱼菜共生实验是一种结合水产养殖和植物种植的农业模式，通过建立闭环生态系统，达到资源高效利用的目的。在这个过程中，我学习了关于水产养殖和植物种植的知识。同时，在学习分析数据提出观点的过程中也提升了我的口语表达能力和概括能力。鱼菜共生实验不仅能提高资源利用效率，还能推动环保和可持续农业的发展，具有广泛的应用前景和社会价值。
06
活动日志
自评与他评
评价内容 自我评价 教师评价
1.项目的完成度 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
2.分工协作的合理性 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
3.演讲展示的表现能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
4.解决问题的综合能力 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
07
课堂总结
1
引入新知内容
鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点
2
进行实验并记录鱼菜共生数据
3
学习分析实验数据
4
完成课题练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
08
板书设计
鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点
1.进行新知引入
2.进行实验并记录鱼菜共生数据
3.学习分析实验数据
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
总结鱼菜共生系统的现实意义。
09
课后作业
02
学完本节课，了解实验数据的分析对获得实验结果的重要性。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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