资源简介

(共14张PPT)
开学第一课
科学五年级下册
以好奇心为起点，用实践丈量科学世界
科学家这样做——马世骏与蝗灾治理
从生态规律出发的中国治蝗智慧
传统方式 改造蝗虫孳生地 保护天敌鸟类 建立蝗情预测系统 我国频繁发生
以生态平衡为根本，用系统思维破千年蝗患
当一个地方的蝗虫数量大爆 发时，就会引起蝗灾，导致 庄稼颗粒无收
历史挑战
几千年来，毁灭性的蝗灾在
蝗灾之害
蝗虫俗称蚂蚱，是一种对农、 林、牧业有害的昆虫
灾害规模
马世骏(1915-1991)
中国生态学奠基人、著名昆虫学家
哪里是飞蝗的老巢
飞蝗繁殖集中于生态过渡带——水陆交 界、植被稀疏、土壤松软的滩涂湿地
如何控制蝗害蔓延
需建立动态监测网络，识别迁飞路径 与孵化热点，实施分区联防
改治结合 生物防治
生态平衡即
终极防线
路径分析 方案确立
解析气候-植被-虫口耦合机制 构建可持续的生态防控体系
滨海滩地
老巢定位
问题发现
锁定孳生地本底特征
科学方法治理蝗灾
20世纪50年代：马世骏的治蝗科学实践
杀虫剂能否实现根治
短期压控有效，但破坏天敌链、诱发 抗药性，无法替代生态调控根本之策
大湖苇荡
水位不定的河滩
从现象追问本质，以系统思维定义“科学治理”
深入蝗区开展研究
马世骏团队长期观测实验站建设与数据奠基工作
1950年代 ·华北蝗区 观测实验站建设
在山东微山湖、河北白洋 淀、内蒙古河套等典型蝗 区建立固定观测点
核心研究发现
系统揭示飞蝗发生与水位 波动、植被演替、土壤湿 度的耦合规律；首次绘制 全国飞蝗消长动态图谱
蝗卵密度
蝴群龄期
迁飞风向
手写档案
整理原始观测记录 48册，超200万字
用脚步丈量蝗区，以笔尖凝练规律——第一手数据，是科学治理最坚实的地基
时间(1951-1962)
数据图谱
建立首个中国飞蝗 长期动态数据库
野外样方
累计布设样方327个， 持续观测11年
核心策略
改变蝗区自然地貌，割断 飞蝗食物链与产卵基质
实施路径
修建水利设施调控水位、 种植固土作物替代荒滩、 恢复湿地鸟类栖息环境
实践成效
山东微山湖、河北白洋淀 等地区蝗患根治，转型为 稳产高产的鱼米之乡
治蝗新思路——改变生态环境
马世骏提出的地貌改造型生态治理路径
飞蝗孳生地：水位不定、植被稀疏、土壤松软 生态改造后：水位可控、植被丰茂、天敌繁育
科学不是征服自然，而是理解规律、顺应节律、修复关系
生态链重建
恢复生物多样性，形成自我
维持的蝗虫自然抑制系统
水利调控
通过蓄水、排水工程，消除 飞蝗喜好的间歇性淹水滩地
植被重构
构建多层次植被结构，压缩 蝗虫取食与产卵空间
设计和制作生态瓶
有水+常温 无水+低温
双变量烧杯
控制变量，揭示生命启动条件
本册教材单元结构
生物与环境
实践升华：最终指向系统建构能力—通过“设计和制作生态瓶”整合全部核心概念，实现知行合一
学习逻辑：从单一变量控制(发芽实验) → 多组对照分析(比较实验) →个体生长观测(绿豆苗)
关系拓展：由生物个体行为(蚯蚓选择) →环境扰动响应(环境改变) →种群间能量传递(食物链/网)
单元如藤蔓，节节生发；学习即生长，层层深入
种子发芽实验
绿豆苗的生长
蚯蚓的选择
当环链和食物网
比较种子发芽实验
绿境的选择
食物链和食变了
生态瓶手绘稿
微缩生态系统，承载完整科学实践
土壤剖面图
感知环境偏好，理解生物适应性
动态食物网
解构自然关系，建立系统视角
从文明演进(船的历史)→材料特性探究(浮与沉) →结构功能优化(载重与动力)
由观察描述(历史脉络)→动手建构(材料转化) →系统调试(动力集成与实测验证)
贯穿“工程思维”主线——定义问题、设计方案、 制作原型、测试迭代、反思改进
本册教材单元结构
船的研究
密度<水 密度>水
F 浮 =P 波gV排
浮沉材料实验
突破经验直觉，建立科学建模意识
船的历史
用浮的材料造船
用沉的材料造船
增加船的载重量 给船装上动力
设计我们的小船
制作与测试我们的小船
新石器时代 ·郑和宝船
古今船型对比
理解技术演进背后的科学原理与社会需求
船是人类驶向未知的媒介，更是科学与工程协同生长的课堂
载重与动力测试
在真实约束中平衡结构强度、浮力分配与能量效率
认知进阶
能力发展
素养指向
小船工程日志
记录即思考，测试即学习，迭代即成长
本册教材单元结构 环境与我们 地球——宇宙的奇迹 我们面临的环境问题 珍惜水资源 解决垃圾问题 合理利用能源
认知起点
从宏观视角认识地球独特性(宇宙奇迹)
→聚焦人类活动引发的现实挑战(环境问题) →锁定三大核心资源维度(水、垃圾、能源)
思维进阶
由现象识别(问题呈现)→归因分析(成因探究)
→方案设计(再生路径)→实证应用(真实问题解决)
让资源再生 分析一个实际的环境问题
素养落点
贯穿“人地协调观”主线—理解环境承载力 、践行责任意识、发展系统决策能力
北京某社区厨余垃圾处理效能调研
问题界定：日均产生量超1.2吨|
数据采集：连续4周分类称重与成分分析|
方案比选：堆肥试点vs 智能发酵设备|
建议输出：居民参与机制+政策衔接路径
真实问题探究板
从小课堂走向真场景，在复杂现实中锤炼环境行动力
环境不是远方的议题，而是我们呼吸的空气、饮用的水、行走的土地与选择的未来
土壤退化
环境问题雷达图
多维交织、动态演化的当代环境风险图谱
地球奇迹图示
建立敬畏之心，锚定环境教育的宇宙坐标
水体富营养化
生物多样性下降
资源循环双环
打破线性模式，构建闭环再生系统
塑料微粒扩散
城市热岛
空气污染
概念演进
从宏观状态变化(温度与水)→微 观相变机制(蒸发与凝结)→热交 换基本条件(温差驱动)
传递路径
聚焦固体导热(金属)→液体对流 (水) → 材料性能比较(导热快慢) → 工程应用反向设计(保温阻热)
素养锚点
贯穿“能量守恒与转化”主线——建立热 是能量的一种形式之科学观念，发展控制 变量、对比实验、逆向工程等核心实践能力。
做个保温杯
目标：60℃热水放入后，60分钟内降 温≤15℃
约 束 ： 限用泡沫、锡纸、棉花、望瓶 胶带
(热传导/对流/辐射)
科学实践认证章
保温杯工程挑战卡
从问题定义到方案落地，完整经历工程设计闭环
本册教材单元结构
热
吸热→蒸发
同一物质，不同 亲态，能量迁移
放热→凝结
热看不见，却处处可感；热不言语，但规律恒常——理解热，就是理解能量如何塑造世界
热在水
中的传递 哪个
传热快
能
材料导热快慢测试台
用实证替代经验判断，让科学思维可测量、可重复
金属与水导热对比
同是传热，机制迥异；观察现象，追问本质
冰水蒸汽三态图
破除“冷/热是物质”迷思，建立能量视角
金属：自由电子 水：密度差
温度不同
的物体相
互接触
热在金属 中的传递
热在金属 中的传递
水的蒸发 和凝结
温度与水 的变化
保温杯
单元一：生物与环境
探究生物与环境的关系
种子发芽实验
比较种子发芽实验 蚯蚓的选择
绿豆苗的生长 当环境改变了
绿蚓的选择 食物链和食物网
素养指向
建立“生物一环境”双向作用观|
发展长期观察与数据记录习惯|
理解生态系统稳定性源于多样性与反馈机制| 形成尊重自然、主动担责的环境行动意识
关键活动
开展控制变量的种子发芽实验|
持续观测绿豆苗在光照/水分梯度下的生长差异| 设置土壤干湿、明暗对照探究蚯蚓行为偏好| 构建本地化食物网模型并分析断裂风险|
动手组装含生产者、消费者、分解者的封闭 生态瓶
核心概念
生物生存依赖环境条件
环境变化引发生物行为与种群响应
生物之间通过能量与物质形成相互依存关系
有水+25℃ 无水+25℃ 生长停滞
双变量发芽实验 绿豆苗环境梯度图
环境不是背景板，而是生命得以展开的全部条件；保护环境，就是守护我们自身存在的科学根基
光照充足 节间短
叶绿素高
光照不足 节间伸长
黄化现象
水分胁迫 气孔关闭
湿度>60% 湿度<20% 蚯蚓选择实验箱
微缩世界即真实系统，每一个参数都关 乎平衡，每一次调整都在践行科学责任
用变量控制揭示环境对生命启动 的决定性影响
同一物种，不同环境，呈现 可观察、可解释的适应性响应
从简单行为选择中，读懂生 生物对宜居环境的本能判断
0mm 8.2mm 0mm 8.2mm
明暗观因素测试： 蚯蚓始终避光趋湿
设 计 和 制 作 生 态 瓶
生态瓶全要素图
船是人类适应水域环境的技术造物；浮力大小取决于排开液体的体积与密度； 材料密度、船体形状与结构稳定性共同决定载重与航行性能
梳理独木舟→帆船→蒸汽轮船→现代货轮的技术演进脉络|
1 利用泡沫、木片、塑料等“浮材”设计可承重船体
通过空心化、扩大底面积等方式改造铁片、陶泥等“沉材”实现漂浮| 在纸船/木船上逐次叠加50g砝码直至沉没，记录最大载重值
安装橡皮筋动力、气球反冲或3V电机推进系统并测试航程与直线性| 分组完成从草图设计、材料选配到船体组装的全流程 I
开展“60秒内航行2米”“载重5枚砝码不倾覆”等多维度实测验证
单元二：船的研究
从船的历史出发，探究浮力原理，学习用不同材料造船
建立“问题一设计一制作一测试一迭代”工程思维闭环| | 理解科学原理(阿基米德定律)如何指导技术实现!
发展材料特性辨识、结构功能匹配与约束条件下优化决策的能力| 形成尊重实践规律、接纳失败反馈、持续改进的工程师品格
总载重：350g
重心高度：4. cm
横倾角：≤2.3°
判定：合格
用浮的材料造船
用沉的材料造船
设计我们的小船
制作与测试我们的小船
榫印防水 桦印防水 水密隔舱 (楼船) 水密隔舱 风帆力学 螺旋浆推进智能压整系统
明代
(郑和宝船)(蒸汽明轮船)(集汽保货船)
螺旋桨推进智能压载系统
船的历史
增加船的载重量
给船装上动力
核心概念
关键活动
技术演进不是偶然，而是对浮力、阻力、
稳定性等科学规律的持续回应
沉材亦可浮，关键在结构；科学不是
限制，而是解锁可能性的钥匙
载重不是唯一指标，平衡、吃水、
抗倾覆能力共同定义一艘好船
载重与稳定性测试台
小船工程全流程看板
浮沉材料转化实验
古今船型演化轴
素养指向
核心概念：地球是目前已知唯一存在生命的行星；人类活 动已显著改变大气、水体、土壤与生物圈；水资源有限且 分布不均；垃圾本质是放错位置的资源；能源消耗与碳排放 存在强耦合关系；再生不是技术选项，而是系统存续的必 要条件；真实环境问题具有多因性、跨尺度与动态演化特 征；
关键活动：对比地球与火星、金星的大气成分、温度、液态 水存在状态，论证“宇宙奇迹”的科学依据|搜集本地空气 质量指数 (AQI)、 河流断面水质报告、城市热岛遥感图等 真实数据，制作“我的社区环境健康档案”|
|开展家庭用水记录(洗漱、炊事、清洁)与节水方案设计
(如雨水收案模型、滴灌装置原型)|建立班级“垃圾分类一 一 研其拟桃肥降解实验，地系计厨余/可回收 一 事有害位死滑占比 一
|测算教室照明、电脑、投影仪单日能耗(kWh), 设计 “午休断电+LED替换+自然光优化”节能组合方案|
|用废纸、塑料瓶、电子元件等开展“材料重生工作坊”, 制作再生纸样品、塑料熔铸标本、电路板艺术拼贴|
选 取 “ 校 园 塑 料 包 装 使 用 现 状 ” 或 “ 城 中 村 雨 水 内 涝 成 因 ” 为 课题，完成问题界定、实地调研、归因分析、对策建议四步 探究报告
素 养 指 向 ： 树 立 “ 人 类 世 ” 责 任 意 识 ， 理 解 个 体 行 为 与 全 球 变 化 良的因果链条|发展基于证据的环境判断力与跨尺度关联思维 |掌握资源核算、生命周期评估、系统建模等基础环境分析工 具|形成尊重生态阈值、倡导简约适度、坚持久久为功的可持 续生活方式
地球—宇宙的奇迹
我们面临的环境问题
珍惜水资源
解决垃圾问题
合理利用能源
让资源再生
分析一个实际的环境问题
地球宇宙坐标图
92旅海平面压 460°℃表面温 失控温室效应
活跃的板块与水循环|
稳定的磁场保护
奇迹非偶然，而是多重物理化学 边界条件精密耦合的结果
单元三：环境与我们
认识地球独特性，直面环境问题，践行资源再生
水资源全周期管理图
轴一 收性
一 愿 师 里 用 配
塑料微粒检出率
(无来水样本中
9c2%含 可 市
R-S 微 粒 )
主剐主冰正套
(阻旗1S 由H丑
问 题 不 在 远 方 ， 就 在 每 日 呼 吸 、 饮用与行走的纹据之中
土壤重金属超标 (菜地Cdl含量2. 10 >酸值r.3mg/kg) 城市热岛强度 (建成区比如区高 4.8℃) 空气污染
(PM2.5 年均值
超国标2.3倍)
水体富营养化 (某湖藻类密度达 8500cells/mL)
生物多样性丧失 (本地鸟类种数较 80年减少37%)
违中化案
质用净摸 P 呼 童l
面力调值
土壤多金属超标 (菜地鸟类种数较 厘 3 7 % )
环境问题三维雷达图
1个天文单位
无液态水
|
核心概念：温度是物体内部分子热运动剧烈程度的宏观表现；水的三态变化是 吸热与放热过程的直观体现；热总是自发地从高温物体传向低温物 体；热在固体中以传导为主，在液体和气体中以对流为主，在真空 中以辐射为主；材料导热性能取决于其微观结构与自由电子密度；
保温的本质是综合抑制传导、对流与辐射三种传热路径
关键活动：使用温度计实时监测冰→水→水蒸气全过程温度变化，绘制“温度-
时间”曲线并标注相变平台|在密闭玻璃皿中观察常温下水的缓慢蒸发 与冷镜面的水汽凝结，记录环境温湿度数据(如“25℃|RH62%→
镜面结露”) |将金属棒、木棒、塑料棒一端同时置于热水中，用蜡 尊环标记各棒热量传递至指定位置所需时间|组装铜片、铝片、泡沫 板、锡纸四组样品，用红外测温枪同步测量热源接触面与背面对应点温 差(如“铜片：前侧98.2℃→背侧76.5℃”) |对比相同体积的陶瓷杯、 不钞璃杯、自制泡沫锡纸杯在盛蒸℃后30分钟内的降温速率(单位：℃/min)I 分完成“保温杯”工程挑战：限定材料(泡沫、锡舞、、棉花)、明确目标 祖楼标(60℃热水放入后，60分钟内降温≤15℃)、记录三次实测平均 值及保温原理说明(分别标注“传导阻断：泡沫多孔结构”“对流抑制 :锡纸真空夹层”“辐射反射：锡纸高反光面”)
素养指向：建立“热是能量的一种形式”的科学观念，破除“冷/热是物质”的 经验迷思I发展多模态观家能力(视觉蒸发现象、触觉温差感知、仪器 读数记录) I 掌握控制变量法在热学实验中的具体应用(如固定初温、 容器体积、环境风速)I
形成“从生活问题出发→调用科学原理→设计技术方案→验证实际效 果”的热学应用思维闭环
温度与水的变化
水的蒸发和疑结
温度不同的物体相互接触
热在金属中的传递
热在水中的传递
哪个传热快
做个保温杯
吸热→蒸发|100°℃恒温沸腾
动态平衡|分子动能分布
放热→凝结|0℃凝固平合
0℃-100℃
冰 一 水 一 蒸汽三态演进图
单元四：热
探究温度与水的变化关系，观察水的蒸发和凝结现象；学习热传递的三种方式：传导、对流和辐射； 通过比较不同材料的传热快慢，设计制作保温杯，理解热学知识在生活中的应用
像马世骏一
像马世骏一样，用科学的方法观察和思考
通过实验探究，培养科学实践能力
关注环境问题，树立生态保护意识
将科学知识应用于解决实际问题
开启科学探索之旅，做小小科学家
提问(为什么绿豆苗总往光处长
猜想(可能与生长素分布有关)
设计(设置单侧光/全光照遮光三组)
执行(每日测量茎弯曲角度，连续7天
根毛数量：237根/mm
结论(数据支持向光性假说》
分布密度：近尖端最高
家庭厨房
测算水最待机功耗 并设计断电方案
社区公园
统计乔木种类与冠幅，
评估固碳潜力
日台菜园
对小白菜生长影响
新学期学习目标
样，用科学的方法观察和思考
在“种子发芽”中练习变量控制|在“小船测试”中经历设计迭代
实践路径 相“ ” 士| 腰
成长标识能“社母不环境调研唯在小组协作中胆角色、接纳反馈、持续优化
能向家人讲述一个“我用科学解决了什么”的真实故事
旗群患饱现象
数据并鸭光趋势
鑫
上
旺框
弱原
摇庆能/
在规老的
出鹤街
杯美本
誓
实
电
真
用在泛
中采集
藉用炭需
虚质监测
肿
水
朴
在
旧物改造角
用废弃电路板制
作电磁铁教具
科学不在远方，就在你动手 解决的每一个“小问题里
科学应用地图
知识唯有回到土地与生活，才真正获得生命
坚持实证精神—不轻信经验，只追问数据；
养成系统视角—不孤立看现象，而关联生物、环境、能量、工程诸要素； 传承科学家品格—如马世骏般扎根实地、十年守望、以问题为师
目标不是终点，而是你每天选择如何提问、如何记录、如何合作、如何坚持的那个决定
科学观察手账
观察不是看，而是带着工具、标准与问题去看见
生态行动徽章
意识始于认知，落于指尖动作，成于日日坚持
实验探究阶梯
每一次登阶，都是科学思维的一次具身建构
学校实验室 用 pH 试纸检 测 雨水酸碱度
湿 度 6 8 % |pH7.2 有机质含量1 .4%
思维基石

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