资源简介

2026-2027学年第一学期六年级科学（苏教版上册）教学计划
一、学期总目标
依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》"物质科学""生命科学""地球与宇宙科学""技术与工程"领域要求，结合六年级学生已有五年科学课学习基础、抽象思维能力较强、能进行较复杂的实验设计和数据分析的认知特点，从四个维度制定目标：
维度 具体目标
科学观念 知道物质的变化分为物理变化和化学变化，燃烧需要氧气，铁生锈需要水和空气，暖宝宝利用铁氧化放热；知道遗传和变异是生命的基本特征，可遗传变异和不可遗传变异，化石是研究生物演化的重要证据，生物在不断演化；知道复杂机械由简单机械组成，自行车、水位报警器、联合收割机的工作原理和系统组成；知道露霜云雾雨雪等天气现象的形成原因，极端天气的类型和危害；知道自然资源的类型和分布，煤石油天然气的形成和用途，新能源的开发利用，珍惜自然资源的重要性。
科学思维 能通过实验区分物理变化和化学变化（蜡烛切碎加热点燃、白醋小苏打）；能通过实验探究燃烧需要氧气、铁生锈的条件（水和空气）；能通过控制变量实验探究暖宝宝发热的秘密；能通过观察和实验理解遗传变异现象，通过化石证据分析生物演化；能拆解分析复杂机械的内部结构和系统组成；能通过模拟实验理解露霜云雾雨雪的形成；能通过实验比较不同材料的保温效果，设计被动式节能小屋。
探究实践 能进行蜡烛变化实验、燃烧与空气实验、铁钉生锈条件实验、暖宝宝发热探究实验；能进行人类特征调查、植物遗传变异观察、化石观察分析；能拆解手摇卷笔刀和自行车分析结构，组装水位报警器，分析联合收割机系统；能进行露霜模拟实验、云雾形成模拟实验、雨的形成模拟实验、温室效应实验；能进行自然资源调查、煤石油天然气形成模拟、太阳能小车实验、节能小屋保温测试；能完成专项学习"被动式节能小屋模型"的设计制作测试和迭代改进。
态度责任 认识到物质是不断变化的，物理变化和化学变化的区别与联系；了解生命演化的漫长历程，形成生物进化的观点；了解中国在化石研究（辽西带羽毛恐龙）和工程技术方面的成就，激发民族自豪感；认识到自然资源的有限性，形成节约资源、保护环境的意识和行为习惯；了解全球变暖和极端天气的危害，树立应对气候变化的责任感；养成严谨求实、控制变量、重复实验、用数据说话的科学习惯；乐于进行工程设计和迭代改进，愿意用科学知识解决实际问题。
二、六年级学生认知与学情分析（基于教材适配性）
1. 认知特点与教材适配
经过五年科学课学习，学生已具备较扎实的实验基础和较强的抽象思维能力，能理解较为抽象的科学概念：学生对"蜡烛燃烧发生了什么变化""铁为什么会生锈""化石怎么告诉我们过去的事""自行车是怎么工作的""煤是怎么形成的"等问题有强烈的探究欲望，能理解物理变化和化学变化的区别、遗传变异的概念、化石作为演化证据的逻辑、复杂机械的系统组成、自然资源的有限性等抽象内容，但对"化学变化的微观本质""遗传的分子机制""复杂系统的反馈调节""全球变暖的复杂机制"等深度抽象内容仍需通过实验和模型辅助理解；
注意力持续时间约30分钟，能完成较复杂的多步骤探究活动和长期观察实验（铁钉生锈需要一周以上观察、节能小屋需要迭代测试），教材中"暖宝宝发热探究（控制变量）""化石分析推理""自行车系统分析""极端天气数据统计""节能小屋迭代改进"等活动能适配该特点；已具备较强的对比实验和控制变量能力，能独立设计较复杂的对比实验（如铁生锈条件、暖宝宝发热因素），但实验设计的严谨性和数据分析的深度仍需加强。
2. 学习能力基础与教材适配
实验操作能力较强，能独立完成酒精灯加热、电路连接、显微镜使用（如有）、复杂机械拆解等操作，但操作的精细度和规范性仍需指导（如加热试管的正确方法、拆解机械时的零件管理）；实验设计能力较强，能在教师引导下独立设计对比实验，明确控制变量和设置对照，但"多变量同时分析""设置重复组""误差分析"等高级实验方法仍需培养；数据分析能力较强，能根据实验数据绘制图表、归纳规律，但从数据中进行推理和解释的能力（如从化石数据推理生物演化、从天气数据推理气候变化趋势）仍需加强；工程设计能力有一定基础，能进行简单的设计制作，但"迭代改进""系统优化""权衡利弊"等工程思维仍需培养。
3. 潜在问题与教材适配对策
实验安全隐患较多：涉及酒精灯加热（蜡烛燃烧、加热试管）、白醋小苏打等化学药品、铁钉生锈（尖锐物品）、拆解机械（剪刀螺丝刀）、热水实验等，需提前强调安全规则，准备防护手套和护目镜；长期实验管理困难：铁钉生锈实验需要一周以上持续观察记录，需建立观察记录制度，提醒学生每天观察；实验材料管理复杂，特别是拆解机械时零件多，需建立零件收纳制度；工程设计任务（被动式节能小屋）难度较大，涉及多轮迭代测试，需教师分步指导，强调"每次只改一处"的迭代方法，引导学生用数据说话而不是凭感觉改进；抽象概念教学需结合实验和模型，避免空洞讲解。
三、各单元课时分配（贴合教材课目与活动）
单元序号 单元名称 课名 课时数 教材活动对应
第一单元 物质的变化 1. 蜡烛的变化 2 第1课时：观察蜡烛切碎、加热、点燃的变化，区分物理变化和化学变化；第2课时：白醋+小苏打实验，进一步认识化学变化（产生新物质）
2. 燃烧与空气 2 第1课时：探究燃烧需要氧气（蜡烛罩烧杯熄灭实验），了解拉瓦锡发现氧气；第2课时：了解空气成分（氮气78%氧气21%等），学习灭火方法，制作简易灭火器
3. 铁钉生锈 2 第1课时：比较铁锈与铁的不同（外部特征、导电性、导热性），探究铁生锈条件（水和空气控制变量实验）；第2课时：了解防锈方法（涂油、喷漆、镀锌、不锈钢），调查生活中的防锈措施
4. 自热的"暖宝宝" 2 第1课时：了解暖宝宝成分（铁粉、蛭石、活性炭、盐、水），探究发热秘密（控制变量实验：有无空气、有无盐、有无活性炭）；第2课时：了解自热锅（生石灰+水放热），区分吸热和放热变化，讨论自热产品安全使用
第二单元 生命的演化 5. 像与不像 2 第1课时：调查人类遗传特征（耳垂、双眼皮、卷舌、酒窝等），理解遗传现象；第2课时：观察动物亲代子代、植物遗传变异，理解变异现象，讨论遗传变异的意义
6. 寻找变与不变的奥秘 2 第1课时：了解孟德尔豌豆杂交实验，显性隐性遗传因子，可遗传变异和不可遗传变异；第2课时：了解杂交育种（高产抗倒伏小麦），从猿到人进化，讨论人工选择和自然选择
7. 化石告诉我们什么 2 第1课时：认识化石定义和类型，了解恐龙化石发现研究史（普洛特、巴克兰、欧文），观察分析恐龙化石（头骨、蛋、足迹）；第2课时：了解化石形成过程，喜马拉雅山鱼龙化石，讨论化石如何告诉我们过去的事
8. 用化石作证据 2 第1课时：了解古生物复原图，古代和现代生物比较（马的进化、蜻蜓、活化石蟑螂银杏鲎），鸟类起源于恐龙（中国辽西带羽毛恐龙）；第2课时：了解大陆漂移说（魏格纳）、达尔文自然选择和《物种起源》、生命演化历史图、人类起源化石证据
第三单元 它们是怎样工作的 9. 手摇卷笔刀 2 第1课时：比较小刀、卷笔刀、手摇卷笔刀的效率，拆解手摇卷笔刀观察内部结构；第2课时：找出其中的简单机械（齿轮、轮轴、杠杆等），理解复杂机械由简单机械组成
10. 自行车 2 第1课时：了解自行车发展史，认识系统概念（动力、传动、控制、执行、支承五个子系统）；第2课时：分析自行车传动系统（链条传动、齿轮大小与速度）、控制系统（刹车），画出自行车系统图
11. 水位报警器 2 第1课时：了解水位报警器工作模式，组装简易高水位报警器（电路、浮子、开关）；第2课时：了解计算思维（如果...就...），设计制作低水位报警器，了解智能报警器（红外、烟感、燃气、人脸识别）
12. 联合收割机 2 第1课时：了解人工收小麦流程，认识农业机械发展，分析联合收割机五个子系统；第2课时：了解执行系统的次级子系统（收割、脱粒、分离、集粮），了解现代农业机械（联合整地机、无人驾驶收割机）
第四单元 大气中的水 13. 露和霜 2 第1课时：观察露和霜的特点，模拟实验（铝罐+冰+盐制造低温），了解露和霜形成条件；第2课时：了解白露霜降节气，霜冻危害与预防（熏烟、灌溉、覆盖）
14. 云和雾 2 第1课时：了解云与雾的区别，做雾的形成模拟实验（温水+冰袋+线香），了解云的形成；第2课时：了解雾中取水（捕雾网），雾和霾的区别，讨论雾霾危害和防护
15. 雨和雪 2 第1课时：观察雨和雪特点，模拟云中水滴增大实验，了解雨和雪成因；第2课时：了解其他降水（冻雨、冰雹、霰），讨论雨雪的好处和危害，测量降雨量
16. 极端天气 2 第1课时：了解极端天气类型（暴雨、干旱、高温、寒潮、台风），全球极端天气概况，气象灾害预警信号（蓝黄橙红四级）；第2课时：极端天气数据统计，全球变暖实验（二氧化碳温室效应），应对措施
第五单元 自然资源 17. 多种多样的自然资源 2 第1课时：认识自然资源定义和类型（水、土地、能源、生物、气候、矿产、自然景观），分析生产牛仔裤用到的自然资源；第2课时：了解我国资源分布不均，海洋资源，做水的压力实验，了解蛟龙号奋斗者号深潜器
18. 煤、石油和天然气 2 第1课时：认识化石能源，了解煤的形成（泥炭→褐煤→煤），石油天然气形成，模拟石油开采（注水加压）；第2课时：了解游梁式抽油机（磕头机），煤的开采（露天/地下），煤石油天然气的用途
19. 开发新能源 2 第1课时：认识新能源（太阳能、风能、地热能、生物质能、核能、水能），了解太阳能光热转换和光电转换，制作太阳能小车；第2课时：探究太阳能小车速度因素，了解向日葵追踪太阳，风力发电、地热供暖、沼气、水力发电
20. 珍惜自然资源 2 第1课时：区分可再生资源和不可再生资源，为地球算账（人口与能源消耗统计），了解三种方法（节约减少消耗、物尽其用重复使用、垃圾分类回收利用）；第2课时：了解节能建筑，资源回收困境（玻璃回收辩论），制定班级节约资源公约
专项学习 像工程师那样 被动式节能小屋模型 2 第1课时：学习德国被动式节能屋案例（保温层、三层窗户、密封缝隙、新风系统热回收），理解迭代方法，明确任务（21×21cm基底、17cm高、墙体≤2cm、窗户≥20cm 、2周建造），前期研究知识盘点，画设计图；第2课时：制作小屋模型，保温效果测试（30分钟温度下降对比，基础≥50%优化60-75%挑战>75%），迭代改进（每次只改一处），发布成果
复习评价 单元复习+期末评价 2 第1课时：梳理各单元知识要点（物质变化、生命演化、复杂机械、大气中的水、自然资源），游戏巩固；第2课时：自评互评，总结收获，展示优秀作品（节能小屋模型等）
四、各单元教学目标与重点活动（基于教材内容）
第一单元：物质的变化（8课时）
1. 单元教学目标
维度 具体目标
科学观念 1.知道物质的变化分为物理变化（没有产生新物质）和化学变化（产生了新物质）；2.知道燃烧需要氧气，空气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成，了解灭火的原理和方法；3.知道铁生锈需要水和空气，铁锈是不同于铁的新物质，了解防锈的方法；4.知道暖宝宝利用铁氧化放热的原理，了解生石灰与水反应放热，能区分吸热变化和放热变化。
科学思维 1.能通过实验（蜡烛切碎、加热、点燃）区分物理变化和化学变化；2.能通过白醋+小苏打实验认识化学变化产生新物质（气体）；3.能通过蜡烛罩烧杯实验探究燃烧需要氧气；4.能通过控制变量实验探究铁生锈的条件（有水有空气、有水无空气、无水有空气、无水无空气四组对比）；5.能通过控制变量实验探究暖宝宝发热的秘密（有无空气、有无盐、有无活性炭等因素）；6.能区分吸热变化和放热变化。
探究实践 1.蜡烛变化实验：切碎蜡烛（物理变化）、加热蜡烛熔化（物理变化）、点燃蜡烛燃烧（化学变化，产生水和二氧化碳），观察三种变化的不同；2.白醋+小苏打实验：观察产生大量气泡（二氧化碳气体），用燃烧的木条检验（熄灭），说明产生了新物质；3.燃烧与空气实验：把点燃的蜡烛用烧杯罩住，观察蜡烛慢慢熄灭，说明燃烧需要氧气；4.空气成分实验：了解拉瓦锡用定量实验测定空气成分（氧气约1/5），用红磷燃烧实验验证；5.铁钉生锈实验：准备四枚铁钉，分别放在干燥空气中、水中（完全浸没油封）、一半水一半空气、盐水中，每天观察记录，一周后比较生锈程度，发现铁生锈需要水和空气，盐水加速生锈；6.铁锈与铁比较：比较铁锈和铁的颜色、光泽、硬度、导电性（用电路检测器）、导热性，发现铁锈是不同于铁的新物质；7.暖宝宝发热探究：拆开暖宝宝观察成分（铁粉、蛭石、活性炭、盐、水），设计控制变量实验探究发热因素（有空气vs无空气密封、有盐vs无盐、有活性炭vs无活性炭），用温度计测量温度变化；8.自热锅实验：观察生石灰+水放热（注意安全，会沸腾产生蒸汽），了解自热火锅原理；9.制作简易灭火器（小苏打+白醋产生二氧化碳灭火）。
态度责任 1.了解拉瓦锡通过定量实验发现氧气和测定空气成分的科学史，学习科学家严谨求实、用数据说话的精神；2.认识到物质是不断变化的，物理变化和化学变化既有区别又有联系（化学变化中一定伴随物理变化）；3.了解铁生锈给人类带来的损失（每年因生锈损失的钢铁占年产量的1/4），形成防锈意识；4.了解自热产品的安全使用知识，形成安全意识；5.养成控制变量、重复实验、如实记录的科学习惯；6.懂得安全使用酒精灯、化学药品（白醋小苏打）、尖锐物品（铁钉）等。
2. 单元重点活动（教材核心活动）
活动名称 活动目的 教材对应材料 教材步骤要点
蜡烛的变化与化学变化 区分物理变化和化学变化 蜡烛、小刀、金属勺、酒精灯、三脚架、干冷烧杯、澄清石灰水、白醋、小苏打、玻璃杯、燃烧的木条 1.观察蜡烛：描述蜡烛的特点（颜色、形状、硬度、气味）；2.实验一（切碎）：用小刀把蜡烛切成小块，观察变化——只是形状大小改变，没有产生新物质，这是物理变化；3.实验二（加热熔化）：把蜡烛小块放在金属勺上用酒精灯加热，观察蜡烛熔化变成液体，熄灭酒精灯后冷却，液体蜡烛又变成固体——只是状态改变（固态液态），没有产生新物质，这是物理变化；4.实验三（点燃燃烧）：点燃蜡烛，观察蜡烛燃烧——发光发热，蜡烛变短；把干冷烧杯罩在火焰上方，观察烧杯内壁出现水雾（说明产生了水）；把烧杯迅速倒转，倒入澄清石灰水振荡，观察石灰水变浑浊（说明产生了二氧化碳）——燃烧产生了新物质（水和二氧化碳），这是化学变化；5.比较三种变化：切碎和加热熔化是物理变化（没有产生新物质），燃烧是化学变化（产生了新物质）；6.讨论：物理变化和化学变化的根本区别是什么？（是否产生新物质）；7.白醋+小苏打实验：在玻璃杯里放一勺小苏打，倒入白醋，观察产生大量气泡（嘶嘶声），说明产生了气体；把燃烧的木条伸入杯中，木条熄灭，说明产生的气体是二氧化碳（不支持燃烧）——这个变化产生了新物质（二氧化碳气体），是化学变化；8.更多例子：判断下列变化是物理变化还是化学变化——水结冰（物理）、铁生锈（化学）、折纸（物理）、燃烧纸张（化学）、溶解盐（物理）、食物腐烂（化学）；9.讨论：化学变化中一定伴随物理变化吗？（是的，如蜡烛燃烧时蜡烛先熔化（物理）再燃烧（化学））；10.安全提示：使用酒精灯用外焰加热，加热后的金属勺不能用手摸；白醋小苏打实验产生的气体不要吸入（虽然二氧化碳无毒但高浓度会窒息）；点燃蜡烛注意防火
燃烧与空气及灭火 探究燃烧条件，了解空气成分和灭火 蜡烛、烧杯、红磷、燃烧匙、集气瓶、止水夹、橡胶管、水、酒精灯、灭火方法图片、简易灭火器材料（小苏打白醋塑料瓶吸管） 1.燃烧需要氧气实验：把点燃的蜡烛放在桌面上，用烧杯罩住，观察蜡烛慢慢熄灭（因为烧杯里的氧气用完了），说明燃烧需要氧气；2.讨论：如果烧杯口留一条缝会怎样？（蜡烛继续燃烧，因为空气能进入补充氧气）；3.了解拉瓦锡：法国化学家拉瓦锡（1743-1794）用定量实验研究燃烧，发现燃烧是物质与氧气的反应，测定了空气成分（氧气约占1/5），被称为"近代化学之父"；4.空气成分实验（红磷燃烧）：在集气瓶里加少量水，把燃烧匙里的红磷点燃后迅速伸入集气瓶塞紧瓶塞，观察红磷燃烧产生大量白烟，待冷却后打开止水夹，观察水进入集气瓶约占1/5——说明空气中氧气约占1/5，红磷燃烧消耗了氧气；5.了解空气成分：按体积计算，氮气约78%、氧气约21%、稀有气体约0.94%、二氧化碳约0.03%、其他气体和杂质约0.03%；氮气不支持燃烧也不能燃烧，化学性质稳定；6.灭火方法：根据燃烧需要氧气（和可燃物、温度达到着火点），灭火原理就是破坏燃烧条件——①隔绝氧气（盖上锅盖灭火、用灭火器喷二氧化碳、沙土覆盖）；②降低温度到着火点以下（用水浇灭）；③移走可燃物（森林灭火开辟隔离带）；7.常见灭火器：干粉灭火器（扑灭一般火灾）、二氧化碳灭火器（扑灭图书档案精密仪器火灾）、泡沫灭火器（扑灭油类火灾）；8.制作简易灭火器：在塑料瓶里放小苏打和水，在小试管里放白醋，用带吸管的瓶塞塞紧，倒转使白醋和小苏打混合，产生的二氧化碳从吸管喷出，可以扑灭小火焰（注意安全，不要对着人）；9.安全提示：红磷燃烧产生的白烟（五氧化二磷）有毒，实验在通风处进行，集气瓶里加水吸收；使用灭火器注意安全；10.讨论：遇到火灾怎么办？（拨打119、用湿毛巾捂住口鼻、弯腰低姿撤离、不乘电梯等）
铁钉生锈条件探究 探究铁生锈条件，比较铁和铁锈 铁钉4枚、试管4支、水、食用油、盐水、干燥剂、放大镜、电路检测器（电池导线小灯泡）、酒精灯、镊子、防锈方法图片 1.导入：观察生锈的铁钉、铁门、自行车链条，了解铁生锈是常见现象，每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，造成巨大经济损失；2.比较铁和铁锈：①外部特征——铁是银白色有金属光泽、坚硬、有韧性；铁锈是红褐色、无光泽、疏松、易碎；②导电性——用电路检测器分别检测铁钉和铁锈（铁锈粉末压成块），发现铁能导电（小灯泡亮），铁锈几乎不导电（小灯泡不亮或很暗）；③导热性——把铁钉和铁锈（装在金属勺里）同时放在酒精灯上加热，用手摸另一端（注意安全），发现铁导热快，铁锈导热慢；④用磁铁吸引——铁能被磁铁吸引，铁锈不能；结论：铁锈是不同于铁的新物质，铁生锈是化学变化；3.探究铁生锈条件：提出问题——铁在什么条件下容易生锈？假设——可能需要水和空气；4.设计实验（四组对比）：①号试管：铁钉放在干燥空气中（加干燥剂，塞紧瓶塞）——无水有空气；②号试管：铁钉完全浸没在水中，上面加一层食用油（隔绝空气）——有水无空气；③号试管：铁钉一半浸在水中一半暴露在空气中——有水有空气；④号试管：铁钉一半浸在盐水中一半暴露在空气中——有盐水有空气（加速生锈）；5.控制变量：四支试管用相同的铁钉、相同大小的试管、放在相同温度环境中，只改变水和空气条件；6.观察记录：每天观察一次，记录生锈程度（不生锈、轻微生锈、明显生锈、严重生锈），连续观察一周（7天），用表格记录；7.实验结果：①号（无水有空气）几乎不生锈；②号（有水无空气）轻微生锈；③号（有水有空气）明显生锈；④号（盐水有空气）严重生锈最快；8.结论：铁生锈需要水和空气（氧气）共同作用，盐水能加速铁生锈；铁生锈是铁与水、氧气发生化学反应生成铁锈（主要成分是氧化铁）的过程；9.防锈方法：根据铁生锈条件（水和空气），防锈就是隔绝水和空气——①涂油（机器零件、自行车链条）；②喷漆（汽车、铁门、栏杆）；③镀锌（白铁皮、水管）；④搪瓷（脸盆、杯子）；⑤制成不锈钢（加入铬镍等金属，不易生锈）；⑥保持干燥（用完擦干）；10.调查：观察生活中哪些地方用了防锈措施，分别用了什么方法；11.安全提示：铁钉尖锐不要扎手；使用电路检测器注意安全；酒精灯加热注意防火
暖宝宝发热探究与自热 探究暖宝宝发热原理，区分吸热放热变化 暖宝宝（撕开和未撕开）、剪刀、放大镜、温度计、铁粉、蛭石、活性炭、盐、水、塑料袋、生石灰、水、塑料杯、记录表 1.导入：冬天很多人用暖宝宝取暖，暖宝宝为什么会发热？撕开包装后才发热，说明发热需要某种条件；2.观察暖宝宝成分：撕开暖宝宝外包装，观察里面的黑色粉末，用放大镜观察，阅读成分说明——铁粉、蛭石（保温）、活性炭（吸附氧气和水分）、盐（加速铁氧化）、水（提供水分）；3.提出问题：暖宝宝发热与什么有关？假设——可能与空气（氧气）、盐、活性炭、水有关；4.探究实验（控制变量）：准备4份相同的暖宝宝内容物（或自制：铁粉+蛭石+活性炭+盐+水），分别处理：①号：正常暴露在空气中（有空气有盐有活性炭有水）；②号：密封在塑料袋里挤出空气（无空气）；③号：不加盐（有空气无盐有活性炭有水）；④号：不加活性炭（有空气有盐无活性炭有水）；5.测量：用温度计分别测量4份样品的初始温度，然后每隔5分钟测量一次温度，连续测量20-30分钟，记录数据并绘制温度变化曲线图；6.结果分析：①号温度升高最明显（正常发热）；②号温度几乎不升高（没有空气铁不能氧化）；③号温度升高较慢较少（没有盐铁氧化慢）；④号温度升高较慢（没有活性炭氧气供应不足）；7.结论：暖宝宝发热是铁与空气中的氧气发生氧化反应（生锈）放出热量的过程，盐能加速铁氧化，活性炭能吸附氧气和水分促进反应，蛭石能保温使热量持续释放；这是一个化学变化（铁变成铁锈），同时是放热变化（放出热量）；8.自热锅实验：观察自热火锅的发热包，主要成分是生石灰（氧化钙），把发热包放入水中，观察水剧烈沸腾产生大量蒸汽，用温度计测量温度升高——生石灰与水反应生成熟石灰（氢氧化钙），同时放出大量热量，这是化学变化也是放热变化；注意安全：生石灰与水反应会沸腾产生高温蒸汽，不要触摸，不要对着脸；9.区分吸热变化和放热变化：①放热变化——变化过程中放出热量（温度升高），如燃烧、铁生锈、生石灰与水反应、镁条与盐酸反应；②吸热变化——变化过程中吸收热量（温度降低），如冰融化、水蒸发、干冰升华、硝酸铵溶于水、光合作用；10.讨论：自热产品使用要注意什么？（不能在密闭空间使用、不能放在玻璃桌面上（可能炸裂）、不能让儿童单独使用、发热包不能撕破、用完后冷却再丢弃）；11.安全提示：暖宝宝不能直接贴在皮肤上（低温烫伤），不能在睡觉时使用；生石灰实验注意防烫；铁粉等粉末不要吸入
第二单元：生命的演化（8课时）
1. 单元教学目标
维度 具体目标
科学观念 1.知道遗传和变异是生命的基本特征，遗传使物种保持稳定，变异使生物不断发展；2.知道可遗传变异和不可遗传变异的区别，了解孟德尔的遗传规律（显性隐性），了解杂交育种和人工选择；3.知道化石是保存在地层中的古生物遗体或遗迹，是研究生物演化的重要证据；4.知道生物在不断演化，了解马的进化、鸟类起源于恐龙、大陆漂移说、达尔文自然选择学说，了解生命演化的漫长历程和人类起源的化石证据。
科学思维 1.能通过调查人类遗传特征（耳垂、双眼皮、卷舌等）理解遗传现象；2.能通过观察动物亲代子代和植物后代理解变异现象；3.能通过分析孟德尔豌豆杂交实验理解显性隐性遗传规律；4.能通过观察化石（图片或模型）分析古生物的特征，推理生物演化；5.能通过比较古代和现代生物理解生物演化；6.能通过化石证据推理鸟类起源于恐龙、大陆漂移等科学结论。
探究实践 1.人类遗传特征调查：调查班级同学的耳垂（有无）、双眼皮（单双）、卷舌（能否）、酒窝（有无）、拇指能否后弯等特征，统计数据，与父母特征比较，理解遗传；2.动物遗传变异观察：观察猫妈妈和小猫的毛色、狗妈妈和小狗的特征，发现子代与亲代相似（遗传）但又有不同（变异）；3.植物遗传变异：观察同一株植物的种子种出的后代，发现有相似也有不同；4.孟德尔豌豆杂交实验分析：了解孟德尔用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代都是高茎（显性），子二代高茎:矮茎=3:1，理解显性隐性遗传因子；5.可遗传变异和不可遗传变异：区分由遗传物质改变引起的变异（可遗传，如杂交水稻）和由环境引起的变异（不可遗传，如晒黑、修剪造型）；6.化石观察：观察恐龙化石图片（头骨、牙齿、蛋、足迹），分析恐龙的食性（肉食恐龙牙齿尖锐、植食恐龙牙齿扁平）、运动方式（两足或四足）、繁殖方式（下蛋）；7.化石形成过程学习：了解化石形成的条件（迅速掩埋、矿物质替换、漫长时间）和过程（生物死亡→掩埋→矿物质替换→地壳运动暴露→发现发掘）；8.古代和现代生物比较：比较始祖马和现代马（体型从小到大、脚趾从多到一）、古代蜻蜓和现代蜻蜓（体型变化）、活化石（蟑螂、银杏、鲎，几亿年变化不大）；9.鸟类起源于恐龙：观察中国辽西发现的带羽毛恐龙化石（始祖鸟、中华龙鸟、小盗龙），比较恐龙和鸟类的相似特征（骨骼结构、羽毛、叉骨、气囊），推理鸟类起源于兽脚类恐龙；10.大陆漂移说：观察南美洲和非洲海岸线吻合、两岸有相同的古生物化石（中龙、舌羊齿），理解魏格纳提出的大陆漂移说；11.达尔文自然选择：了解达尔文乘贝格尔号环球考察、观察加拉帕戈斯群岛地雀、提出自然选择学说（适者生存不适者被淘汰）、出版《物种起源》；12.生命演化历史图：了解生命演化的主要阶段（从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生），人类起源的化石证据（南方古猿、能人、直立人、智人）。
态度责任 1.了解孟德尔、达尔文、魏格纳等科学家的研究故事，学习他们善于观察、勤于思考、敢于质疑、坚持不懈的科学精神；2.了解中国辽西带羽毛恐龙化石的发现是对鸟类起源研究的重大贡献，激发民族自豪感；3.形成生物进化的观点，理解生物多样性是演化的结果；4.认识到遗传变异在农业育种中的应用（杂交水稻、高产抗倒伏小麦），感受科学技术对人类的贡献；5.了解人类演化的漫长历程，形成人类是自然一部分的观念；6.养成基于证据进行推理的科学习惯，不迷信权威，敢于提出自己的观点。
2. 单元重点活动（教材核心活动）
活动名称 活动目的 教材对应材料 教材步骤要点
遗传变异调查与孟德尔实验 理解遗传变异，了解遗传规律 人类遗传特征调查表、班级同学、父母特征调查表、猫/狗亲代子代图片、豌豆图片、孟德尔实验资料、杂交育种图片、从猿到人进化图片 1.遗传现象调查：调查自己和父母的以下特征——①耳垂（有耳垂/无耳垂）；②眼皮（双眼皮/单眼皮）；③卷舌（能卷舌/不能卷舌）；④酒窝（有/无）；⑤拇指后弯（能/不能）；⑥双手交叉（左拇指在上/右拇指在上）；统计班级同学各特征的人数比例，发现有些特征（如双眼皮）在人群中比例较高；2.理解遗传：子女与父母相似的现象叫遗传，"种瓜得瓜种豆得豆""龙生龙凤生凤"都是遗传现象，遗传使物种保持相对稳定；3.变异现象：观察猫妈妈和一窝小猫——小猫的毛色、花纹、眼睛颜色可能各不相同，也与猫妈妈不同；观察同一株玉米结出的种子种出的后代——植株高度、果穗大小有差异；理解变异：子代与亲代之间以及子代个体之间存在差异的现象叫变异，"一母生九子连母十个样"是变异现象，变异使生物不断发展进化；4.讨论：遗传和变异有什么意义？（遗传保持物种稳定，变异产生新性状为进化提供原材料，两者共同作用使生物既稳定又能发展）；5.孟德尔豌豆杂交实验：了解奥地利修道士孟德尔（1822-1884）用豌豆做了8年杂交实验，发现了遗传规律——①用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代（F1）全部是高茎（高茎是显性性状，矮茎是隐性性状）；②子一代自花授粉得到子二代（F2），高茎:矮茎≈3:1；③孟德尔提出遗传因子（基因）概念，显性遗传因子用大写字母（D）表示，隐性用小写（d）表示，高茎豌豆基因是DD或Dd，矮茎是dd；6.理解显性和隐性：当显性和隐性遗传因子同时存在时（Dd），表现显性性状（高茎），只有两个都是隐性时（dd）才表现隐性性状（矮茎）；7.可遗传变异和不可遗传变异：①可遗传变异——由遗传物质（基因）改变引起的变异，能遗传给后代，如杂交水稻、太空椒、白化病、色盲；②不可遗传变异——由环境因素引起的变异，遗传物质没有改变，不能遗传给后代，如晒黑的皮肤、修剪的发型、营养不良导致的矮小、经常锻炼的肌肉；8.讨论：下列变异哪些可遗传哪些不可遗传？——双眼皮手术（不可）、色盲（可）、杂交小麦高产（可）、晒黑（不可）、转基因抗虫棉（可）、断尾老鼠的后代（不可，因为尾巴被切断是后天的遗传物质没变）；9.杂交育种：了解科学家利用遗传变异原理培育新品种——①高产抗倒伏小麦：用高产易倒伏小麦和低产抗倒伏小麦杂交，从后代中选出高产抗倒伏的新品种；②杂交水稻：袁隆平利用野生水稻和栽培水稻杂交，培育出高产杂交水稻，解决了亿万人的吃饭问题，被称为"杂交水稻之父"；③无籽西瓜、太空椒（利用太空环境诱导基因突变）等；10.从猿到人进化：了解人类的进化历程——森林古猿（生活在树上，因环境变化部分下地生活）→南方古猿（能直立行走，脑容量约450ml）→能人（能制造简单工具，脑容量约680ml）→直立人（会用火，制造复杂工具，如北京猿人，脑容量约1000ml）→智人（现代人，脑容量约1350ml，会人工取火、制造精细工具、有语言和艺术）；11.讨论：人类进化过程中哪些变化最关键？（直立行走解放双手、制造和使用工具、用火、大脑发达、语言产生）；12.安全提示：调查同学特征时要尊重他人，不要因为某些特征（如单眼皮、无耳垂）而嘲笑别人
化石观察与生物演化证据 认识化石，用化石证据研究生物演化 恐龙化石图片（头骨牙齿蛋足迹）、化石形成过程图、喜马拉雅山鱼龙化石图片、马的进化图片、活化石图片（蟑螂银杏鲎）、辽西带羽毛恐龙化石图片、大陆漂移图、达尔文资料、生命演化历史图 1.认识化石：化石是保存在地层中的古生物的遗体（如骨骼、牙齿、贝壳）、遗物（如粪便、蛋）或遗迹（如足迹、爬迹），化石是研究生物演化最直接最重要的证据；2.恐龙化石发现史：①1677年英国牧师普洛特描述了一块巨大的骨头（后来被认为是恐龙股骨）；②1824年英国古生物学家巴克兰命名了第一种恐龙——巨齿龙（斑龙）；③1842年英国科学家欧文创造了"恐龙"（Dinosauria，意为"恐怖的蜥蜴"）一词；④后来科学家发现恐龙不是蜥蜴，而是一类独特的爬行动物，很多恐龙是温血动物、有羽毛、能快速奔跑；3.观察分析恐龙化石：①头骨和牙齿——肉食恐龙（如霸王龙）头骨大、牙齿尖锐弯曲像匕首，适合撕咬猎物；植食恐龙（如三角龙）头骨相对小、牙齿扁平像磨盘，适合切碎植物；②恐龙蛋——恐龙是卵生动物，恐龙蛋有圆形、椭圆形等，一窝蛋数量不等，有些恐龙有孵卵行为（如窃蛋龙化石发现趴在蛋窝上）；③足迹化石——根据足迹大小、步幅、深度可以推断恐龙的体型、体重、运动速度、是两足还是四足行走、是独居还是群居；4.化石形成过程：①生物死亡后迅速被泥沙掩埋（避免被食腐动物吃掉和被风化破坏）；②遗体中的有机物慢慢分解，矿物质逐渐替换原来的生物组织（矿化作用）；③经过漫长的地质年代（几百万年到几亿年），地层中的化石形成；④地壳运动使埋藏化石的地层上升，化石暴露在地表；⑤人们发现、发掘、清理、研究化石；5.讨论：什么样的生物容易形成化石？（有硬体部分如骨骼牙齿贝壳的生物、迅速掩埋的生物、生活在水边或海洋的生物）；6.喜马拉雅山鱼龙化石：在喜马拉雅山脉海拔4000多米的地方发现了鱼龙化石（鱼龙是生活在海洋中的爬行动物），说明现在的喜马拉雅山地区曾经是海洋，后来地壳运动抬升成为高山，这是大陆漂移和地壳运动的证据；7.古代和现代生物比较：①马的进化——始祖马（5000万年前，像狐狸大小，前肢4趾后肢3趾，生活在森林吃嫩叶）→渐新马（3500万年前，羊大小，3趾）→中新马（2000万年前，羊大小，3趾但中趾发达）→上新马（500万年前，像现代小马，单趾）→现代马（单蹄，体型大，适合草原奔跑吃草）；马的进化趋势：体型从小到大、脚趾从多到一（适应草原奔跑）、牙齿从吃嫩叶到吃草（更耐磨）；②活化石——有些生物几亿年来变化很小，被称为活化石，如蟑螂（3.5亿年）、银杏（2.7亿年，植物活化石）、鲎（4.5亿年，海洋活化石）、大熊猫、扬子鳄、娃娃鱼等；8.鸟类起源于恐龙：①1861年在德国发现始祖鸟化石（既有爬行动物特征又有鸟类特征），被认为是爬行动物进化到鸟类的过渡类型；②中国辽西发现了大量带羽毛的恐龙化石（如中华龙鸟、小盗龙、尾羽龙），证明恐龙和鸟类有很近的亲缘关系；③比较恐龙和鸟类的相似特征：骨骼结构（中空的骨骼、叉骨、龙骨突）、羽毛（兽脚类恐龙有羽毛）、气囊（辅助呼吸）、产卵（都下蛋）、筑巢孵卵行为；④现在科学界普遍认为鸟类起源于兽脚类恐龙（如霸王龙、伶盗龙所属的类群），鸟类是恐龙的后代，是活着的恐龙；9.大陆漂移说：①1912年德国科学家魏格纳观察地图发现南美洲东岸和非洲西岸海岸线非常吻合，像一块大陆裂开的；②他进一步发现两岸有相同的古生物化石（如中龙化石在南美洲和非洲都有发现，中龙是淡水爬行动物不可能跨越大洋）、相同的岩石层和地质构造；③魏格纳提出大陆漂移说：2亿年前地球上所有大陆连在一起叫"泛大陆"（盘古大陆），后来逐渐分裂漂移到现在的位置；④当时很多人不相信，后来海底扩张、板块构造学说的发展证实了大陆漂移；10.达尔文自然选择：①1831-1836年达尔文乘贝格尔号军舰环球考察，在加拉帕戈斯群岛观察到不同岛上的地雀喙形不同（适应不同食物）；②达尔文经过20多年研究，1859年出版《物种起源》，提出自然选择学说：生物都有过度繁殖的倾向，生存资源有限导致生存斗争，生物个体存在变异，具有有利变异的个体容易生存并繁殖后代（适者生存），不利变异的个体被淘汰（不适者被淘汰），经过漫长年代生物逐渐进化；③自然选择的核心：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存；11.生命演化历史：了解生命演化的大致历程——①38亿年前出现最简单的生命（单细胞生物）；②约6亿年前出现多细胞生物；③约5.4亿年前寒武纪生命大爆发（出现大量无脊椎动物）；④约4亿年前植物登陆、动物登陆；⑤约2.3亿年前恐龙出现（中生代爬行动物时代）；⑥约1.5亿年前鸟类出现；⑦约6500万年前恐龙灭绝，哺乳动物和被子植物兴盛；⑧约700万年前人类祖先出现；⑨约20万年前现代人（智人）出现；生命演化趋势：从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生、从单细胞到多细胞；12.讨论：化石证据如何支持生物演化？（①不同地层中化石不同，越古老地层化石越简单低等，越晚近地层越复杂高等；②发现过渡类型化石（如始祖鸟、总鳍鱼）证明生物之间有亲缘关系；③化石显示生物随时间逐渐变化）；13.安全提示：观察化石图片时注意保护视力，不要在野外随意挖掘化石（可能破坏文物和地质遗迹）
第三单元：它们是怎样工作的（8课时）
1. 单元教学目标
维度 具体目标
科学观念 1.知道复杂机械由简单机械组合而成，能拆解分析手摇卷笔刀的内部结构和简单机械；2.知道系统的概念，能分析自行车的五个子系统（动力、传动、控制、执行、支承），了解链条传动和齿轮传动的特点；3.知道水位报警器的工作原理，能组装简易水位报警器，了解计算思维（如果...就...）和智能报警器；4.知道联合收割机的系统组成和工作流程，了解现代农业机械的发展。
科学思维 1.能通过拆解手摇卷笔刀观察内部结构，找出其中的简单机械（齿轮、轮轴、杠杆等）；2.能分析自行车的五个子系统，画出系统结构图；3.能通过实验理解链条传动中齿轮大小与速度的关系；4.能组装简易高水位报警器，理解电路通断与水位的关系；5.能设计制作低水位报警器；6.能分析联合收割机的系统组成和工作流程。
探究实践 1.手摇卷笔刀拆解：比较小刀、卷笔刀、手摇卷笔刀的效率，拆解手摇卷笔刀观察内部结构（摇柄、齿轮组、螺旋滚刀、固定夹、外壳），找出其中的简单机械（摇柄是轮轴、齿轮组是齿轮传动、固定夹是杠杆），理解复杂机械由简单机械组合而成；2.自行车系统分析：了解自行车发展史（从木马轮到安全自行车），认识系统概念（由相互联系相互作用的部分组成的整体），分析自行车的五个子系统——动力系统（人脚踏）、传动系统（链条、牙盘、飞轮）、控制系统（车把、刹车）、执行系统（车轮转动）、支承系统（车架）；3.链条传动实验：改变牙盘和飞轮的大小（齿数），观察脚踏一圈车轮转几圈，发现牙盘越大飞轮越小速度越快（但费力），牙盘越小飞轮越大速度越慢（但省力），理解变速自行车的原理；4.刹车系统分析：观察自行车刹车（手刹是杠杆、刹车皮摩擦车轮圈），理解杠杆原理在刹车中的应用；5.水位报警器组装：了解水位报警器的工作模式（水位升高到一定位置时电路接通发出警报），组装简易高水位报警器（浮子随水位上升，到达设定高度时触发电开关，电路接通灯泡亮或蜂鸣器响）；6.计算思维：理解"如果水位达到设定高度，就发出警报"的条件判断逻辑（如果...就...），这是计算机程序的基本逻辑；7.低水位报警器设计：设计制作低水位报警器（水位下降到一定位置时发出警报，提醒加水），可以用浮子下降触发电开关的方式；8.智能报警器了解：了解红外报警器（检测人体红外）、烟感报警器（检测烟雾）、燃气报警器（检测可燃气体）、人脸识别报警器等智能报警器的工作原理；9.联合收割机系统分析：了解人工收小麦的流程（收割、捆扎、运输、脱粒、扬场、晾晒，费时费力），认识联合收割机（一次完成收割、脱粒、分离、集粮等工序，大大提高效率），分析联合收割机的五个子系统——动力系统（柴油发动机）、传动系统（皮带、链条、齿轮）、控制系统（方向盘、操纵杆、仪表盘）、执行系统（收割台、脱粒机、分离器、集粮箱）、支承系统（车架、履带/轮子）；10.执行系统次级子系统：了解联合收割机执行系统的四个次级子系统——收割系统（割台、拨禾轮，把麦子割倒）、脱粒系统（脱粒滚筒，把麦粒从麦穗上打下来）、分离系统（筛子、风扇，把麦粒与秸秆分开）、集粮系统（粮箱、卸粮筒，收集麦粒并卸到运输车上）；11.现代农业机械了解：了解联合整地机（一次完成耕地、耙地、整地）、无人驾驶收割机（利用GPS和传感器自动作业）、无人机植保（喷洒农药）、智能灌溉系统等现代农业机械。
态度责任 1.了解自行车从发明到现代的发展历程，感受技术进步对人类生活的改变；2.了解联合收割机等农业机械大大提高了农业生产效率，感受科学技术对农业现代化的推动；3.了解中国在智能农业机械、无人驾驶等领域的发展，激发民族自豪感；4.养成拆解分析、系统思考的习惯，理解复杂事物可以分解为简单部分来理解；5.懂得安全使用拆解工具（螺丝刀、剪刀），拆解后要能重新组装；6.乐于动手组装和制作（水位报警器），愿意用系统思维分析复杂机械。
2. 单元重点活动（教材核心活动）
活动名称 活动目的 教材对应材料 教材步骤要点
手摇卷笔刀拆解与自行车系统分析 拆解复杂机械，分析系统组成 小刀、卷笔刀、手摇卷笔刀、螺丝刀、放大镜、自行车（或图片模型）、链条传动实验装置（不同大小齿轮、链条、摇柄）、刹车装置图片 1.比较三种削铅笔工具：①小刀——用刀削，费力、不均匀、容易削断铅芯；②卷笔刀（手动）——把铅笔插入孔中转动铅笔，比小刀省力、均匀，但仍需手动转动铅笔；③手摇卷笔刀——摇动手柄即可，最省力、最均匀、最快，还能自动排出铅笔屑；2.讨论：为什么手摇卷笔刀效率最高？（因为内部有复杂的机械结构，把人的手摇运动转化为滚刀的旋转运动，还能固定铅笔）；3.拆解手摇卷笔刀：用螺丝刀拆开外壳，观察内部结构——①摇柄（手摇的部分，是轮轴）；②齿轮组（多个齿轮啮合，把摇柄的转动传递给滚刀，还能改变转速和方向，是齿轮传动）；③螺旋滚刀（带螺旋刀刃的圆柱形刀，旋转时削铅笔，是执行部分）；④固定夹（夹住铅笔不让它转动，是杠杆/弹簧结构）；⑤外壳（支承和保护）；⑥铅笔屑抽屉（收集铅笔屑）；4.找出简单机械：摇柄是轮轴（力在轮上省力）、齿轮组是齿轮传动（改变转速和方向）、固定夹是杠杆（弹簧提供夹紧力）、外壳是支承结构；结论：复杂机械由简单机械组合而成，复杂机械能完成更复杂的任务、更省力、更高效；5.系统概念：系统是由相互联系、相互作用的若干部分组成的具有特定功能的整体，系统的各部分各司其职又相互配合，共同完成整体功能；6.自行车发展史：①1817年德国德莱斯发明"木马轮"（没有链条，用脚蹬地前进）；②1861年法国人发明带脚踏和曲柄的自行车（前轮大后轮小，叫"高轮自行车"，危险）；③1885年英国人斯塔利发明"安全自行车"（前后轮一样大、有链条传动、菱形车架），奠定了现代自行车的基础；④现代自行车有变速自行车、山地车、公路车、电动自行车等；7.自行车五个子系统分析：①动力系统——人（人是动力来源，脚踏板是动力输入）；②传动系统——牙盘（脚踏处的大齿轮）、链条、飞轮（后轮轴的小齿轮），把脚踏的转动传递给后轮；③控制系统——车把（控制方向，是轮轴/杠杆）、刹车（控制速度/停止，手刹是杠杆，刹车皮摩擦车轮）；④执行系统——车轮（转动使自行车前进）；⑤支承系统——车架（连接和支承各部分）、车座、挡泥板等；8.画自行车系统结构图：用框图表示五个子系统，用箭头表示能量/力的传递方向（人→脚踏→牙盘→链条→飞轮→后轮→地面）；9.链条传动实验：用不同大小的牙盘和飞轮组合，记录脚踏一圈车轮转几圈——①牙盘大（48齿）+飞轮大（18齿）：脚踏一圈，车轮转48/18≈2.7圈；②牙盘大（48齿）+飞轮小（12齿）：脚踏一圈，车轮转48/12=4圈（速度快但费力）；③牙盘小（28齿）+飞轮大（18齿）：脚踏一圈，车轮转28/18≈1.6圈（速度慢但省力）；结论：牙盘越大飞轮越小，传动比越大，速度越快但越费力；牙盘越小飞轮越大，传动比越小，速度越慢但越省力；变速自行车就是通过改变牙盘和飞轮的组合来适应不同路况（上坡用低速档省力，平路/下坡用高速档快）；10.刹车系统分析：观察自行车刹车——手刹（捏刹车把手，是杠杆，省力）→刹车线（传递力）→刹车皮（摩擦车轮圈，产生摩擦力使车轮减速/停止）；碟刹是刹车皮摩擦刹车盘；理解刹车利用了摩擦力（增大压力增大摩擦力）；11.讨论：自行车上还有哪些简单机械？（车把是轮轴、脚踏和牙盘是轮轴、飞轮和后轮是轮轴、刹车是杠杆、链条是传动、螺丝是斜面）；12.安全提示：拆解卷笔刀时注意内部滚刀锋利不要割手；拆解后要保存好零件以便重新组装；观察自行车时不要在行驶的自行车上操作
水位报警器与联合收割机 组装报警器，分析联合收割机系统 水位报警器套件（电池、导线、小灯泡/蜂鸣器、浮子、开关、容器、水）、低水位报警器材料、智能报警器图片（红外烟感燃气人脸识别）、联合收割机图片/模型、人工收小麦流程图、现代农业机械图片 1.水位报警器工作原理：水位报警器是利用水位变化控制电路通断的装置——当水位升高（或降低）到设定位置时，浮子随水位上升（或下降），触发开关使电路接通（或断开），从而发出警报（灯光/声音）；2.组装简易高水位报警器：①材料：电池盒、导线、小灯泡（或蜂鸣器）、浮子（泡沫塑料）、金属触片（或微动开关）、塑料容器；②组装：在容器壁上部固定两个金属触片（作为开关的两个触点），浮子上固定一个金属片（能同时接触两个触片），把电池、小灯泡、两个触片用导线串联；③测试：往容器里加水，水位上升浮子上浮，当浮子上的金属片同时接触两个触片时电路接通，小灯泡亮（或蜂鸣器响），发出高水位警报；3.理解工作模式：如果水位达到设定高度，浮子上升接通电路，就发出警报——这是"如果...就..."的条件判断逻辑，也是计算机程序的基本逻辑（计算思维）；4.计算思维：计算思维是运用计算机科学的基本概念（如条件判断、循环、分解、模式识别）来解决问题的思维方式；水位报警器中的"如果水位达到A，就做B"就是条件判断；自动灌溉系统中的"如果土壤湿度低于X，就打开阀门浇水，浇到湿度达到Y就关闭"是条件判断+循环；5.设计制作低水位报警器：任务——设计一个水位下降到设定位置时发出警报的装置（提醒加水，如鱼缸缺水警报、花盆缺水警报）；设计思路：①浮子随水位下降，到达低水位时触发电开关（可以用浮子下降拉动开关、或用两个金属探针检测水位低于探针时电路断开/接通）；②电路设计：水位正常时灯不亮，水位低于设定值时灯亮/蜂鸣器响；③制作和测试：在容器中加水到正常水位（灯不亮），慢慢放水，观察水位降到设定位置时是否发出警报；6.智能报警器了解：①红外报警器——利用红外传感器检测人体或动物发出的红外线，有人进入警戒区域时发出警报，用于防盗、自动门；②烟感报警器——利用光电或离子传感器检测烟雾，火灾初期烟雾达到一定浓度时发出警报，用于家庭和公共场所火灾预警；③燃气报警器——检测天然气、液化石油气等可燃气体浓度，超标时发出警报并自动关闭阀门，用于厨房安全；④人脸识别报警器——利用摄像头和人脸识别技术，识别陌生人或黑名单人员时发出警报，用于安防；⑤水位报警器、温度报警器、湿度报警器等；7.讨论：这些智能报警器有什么共同特点？（都有传感器检测环境变化、都有条件判断逻辑、达到设定条件时自动响应，都是自动控制系统）；8.联合收割机导入：人工收小麦的流程——收割（用镰刀割倒麦子）→捆扎（把麦子捆成捆）→运输（运到打谷场）→脱粒（用连枷打或拖拉机碾，把麦粒从麦穗上弄下来）→扬场（用木锨扬起，利用风把麦粒和壳分开）→晾晒（晒干麦粒），一个人一天只能收几分地，非常辛苦；联合收割机能一次完成收割、脱粒、分离、集粮等全部工序，一天能收几十亩地，大大提高了效率；9.联合收割机五个子系统分析：①动力系统——柴油发动机（提供动力，功率通常100-300马力）；②传动系统——皮带、链条、齿轮、传动轴（把发动机动力传递到各工作部件）；③控制系统——方向盘、操纵杆、仪表盘、显示器（驾驶员控制方向、速度、各部件工作状态，现代联合收割机有GPS自动导航和产量监测）；④执行系统——收割台、脱粒机、分离器、集粮箱（完成收割脱粒分离集粮）；⑤支承系统——车架、履带或大轮子、驾驶室（支承各部件，履带适合泥泞田地）；10.执行系统次级子系统：①收割系统——割台（前端的平台）、拨禾轮（旋转把麦子拨向割刀）、往复式割刀（像剪刀一样把麦子割断）、螺旋输送器（把割倒的麦子集中送到中间）；②脱粒系统——脱粒滚筒（高速旋转，带纹杆或钉齿，打击和揉搓麦穗使麦粒脱落）、凹板筛（滚筒下方的弧形筛子，麦粒和碎秸秆通过筛孔落下，完整秸秆被滚筒带走）；③分离系统——逐稿器（抖动板/键式逐稿器，上下抖动，把麦粒从秸秆中抖落下来，秸秆从尾部排出）、清选风扇（吹风，把轻的壳和碎秸秆吹走，重的麦粒落下）、清选筛（上下振动，进一步分离麦粒和杂质）；④集粮系统——粮箱（收集干净的麦粒，容量通常1-3立方米）、卸粮筒（可旋转的长筒，把粮箱里的麦粒卸到旁边的运输车上）、粮位报警器（粮箱快满时提醒驾驶员）；11.工作流程：麦子→割台割断→螺旋输送→脱粒滚筒脱粒→凹板筛初步分离→逐稿器进一步分离→清选风扇和筛子清选→干净麦粒进入粮箱→秸秆从尾部排出还田；12.现代农业机械了解：①联合整地机——一次完成耕地、耙地、镇压、起垄等多道工序，减少拖拉机进地次数，提高效率、减少土壤压实；②无人驾驶收割机——利用GPS定位、传感器、人工智能自动行驶和作业，不需要驾驶员，能24小时工作，精度高；③无人机植保——无人驾驶飞机喷洒农药、施肥、播种，效率高、用药少、适合大面积农田；④智能灌溉系统——根据土壤湿度、天气数据自动浇水，节水省工；⑤农业机器人——采摘机器人、除草机器人、分拣机器人等；13.讨论：农业机械的发展给农业带来了什么变化？（效率大大提高、需要的劳动力减少、产量增加、农民劳动强度降低、农业规模化现代化，但也需要更高的技术和资金投入）；14.安全提示：组装电路时注意电池正负极不要接反、不要短路；水位报警器用电注意安全（用干电池，不要用家用交流电）；联合收割机是大型机械，观察时要保持安全距离不要靠近运转的部件
第四单元：大气中的水（8课时）
1. 单元教学目标
维度 具体目标
科学观念 1.知道露和霜的形成原因（水蒸气遇冷凝结，0℃以上形成露，0℃以下形成霜），了解白露霜降节气和霜冻危害与预防；2.知道云和雾的形成原因（水蒸气遇冷凝结成小水滴或小冰晶），云与雾的区别，了解雾中取水和雾霾区别；3.知道雨和雪的形成原因，了解冻雨、冰雹、霰等其他降水形式，了解雨雪的好处和危害；4.知道极端天气的类型（暴雨、干旱、高温、寒潮、台风）和危害，了解气象灾害预警信号，知道全球变暖与极端天气的关系及应对措施。
科学思维 1.能通过模拟实验（铝罐+冰+盐）制造露和霜，理解其形成条件；2.能通过模拟实验（温水+冰袋+线香）制造雾，理解云和雾的形成；3.能通过模拟实验理解雨的形成（云中水滴增大降落）；4.能通过实验（二氧化碳温室效应）理解全球变暖的原理；5.能统计和分析极端天气数据，理解极端天气增多的趋势。
探究实践 1.露和霜模拟实验：在铝罐里加冰和盐（使温度降到0℃以下），观察罐外壁出现小水珠（露）或白色冰晶（霜），用温度计测量罐内温度，理解露（0℃以上水蒸气凝结）和霜（0℃以下水蒸气凝华）的形成条件；2.云和雾模拟实验：在烧杯里加温水，上方放冰袋，观察烧杯口出现"白气"（雾），加入线香使雾更明显，理解雾是近地面空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴；3.云的形成学习：了解云是高空空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴或小冰晶聚集而成，云与雾本质相同只是高度不同；4.雾中取水了解：了解在干旱沿海地区用捕雾网收集雾中水滴的方法；5.雾霾区别：了解雾是小水滴（对健康影响小），霾是固体颗粒物（PM2.5等，对健康有害），雾霾天要减少外出、戴口罩；6.雨的形成模拟实验：在烧杯里加热水，上方放冷盘子，观察盘子底部出现小水滴，水滴增大后滴下（模拟雨），理解雨是云中水滴增大到上升气流托不住时降落；7.雪的形成学习：了解雪是高空温度低于0℃时水蒸气直接凝华成冰晶，冰晶增大降落形成雪；8.其他降水了解：冻雨（雨滴在低于0℃的地面/物体上立即冻结）、冰雹（强对流云中冰晶反复升降增大形成冰球）、霰（白色不透明的小冰粒）；9.降雨量测量：用量雨器测量降雨量，了解降雨量等级（小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨）；10.极端天气学习：了解暴雨（洪涝、滑坡、泥石流）、干旱（农作物减产、饮水困难）、高温（中暑、干旱、用电紧张）、寒潮（降温、霜冻、大风）、台风（狂风、暴雨、风暴潮）的危害；11.气象灾害预警信号：了解蓝（一般）、黄（较重）、橙（严重）、红（特别严重）四级预警信号及应对措施；12.极端天气数据统计：统计近年来本地或全国极端天气事件的次数和强度，分析变化趋势；13.全球变暖实验：在两个相同的瓶子里各放一支温度计，一个瓶子里充入二氧化碳（或呼出的气），塞紧瓶塞，同时放在阳光下或台灯下，每隔几分钟记录温度，发现二氧化碳瓶温度升高更快，理解温室效应；14.应对措施：了解减少碳排放（节能减排、使用新能源、植树造林）、适应气候变化（修建水利工程、培育抗旱品种、城市建设海绵城市）、国际合作（《巴黎协定》）等应对全球变暖的措施。
态度责任 1.了解二十四节气中的白露、霜降等与天气相关的节气，感受中国传统文化中的科学智慧；2.认识到极端天气对人类生活和自然环境的严重影响，形成防灾减灾意识；3.了解全球变暖是当今人类面临的重大环境问题，形成节能减排、低碳生活的意识和行为习惯；4.了解中国在应对气候变化、发展新能源、防灾减灾方面的努力和成就，激发责任感；5.养成基于实验数据进行推理的科学习惯；6.懂得安全使用热水、冰盐混合物（低温防冻伤）、酒精灯等。
2. 单元重点活动（教材核心活动）
活动名称 活动目的 教材对应材料 教材步骤要点
露霜云雾模拟实验 模拟露霜云雾形成，理解其原理 铝罐、冰、盐、温度计、烧杯、温水、冰袋、线香、玻璃片、捕雾网图片、雾霾图片、二十四节气资料 1.导入：观察早晨草叶上的露珠和深秋地面上的霜，它们是怎么形成的？2.露的模拟实验：在铝罐（或不锈钢杯）里加冰块和少量水，用温度计测量罐内温度（约0℃以上），观察罐外壁——出现小水珠，这就是露；原理：空气中的水蒸气遇到冷的罐壁（温度在0℃以上），凝结成小水珠附着在罐壁上，这就是露；3.霜的模拟实验：在铝罐里加冰块，再加入大量盐（盐能降低冰的熔点，使温度降到0℃以下），用温度计测量罐内温度（可降到-10℃左右），观察罐外壁——出现白色的冰晶，这就是霜；原理：空气中的水蒸气遇到温度在0℃以下的罐壁，直接从气态变成固态（凝华），形成白色的冰晶，这就是霜；4.比较露和霜：①相同点——都是空气中的水蒸气遇冷形成的，都形成在物体表面；②不同点——露是小水珠（液态），形成温度在0℃以上；霜是冰晶（固态），形成温度在0℃以下；露凝结，霜凝华；5.了解白露和霜降节气：①白露（9月7-9日）——气温开始下降，夜间温度降低，空气中的水蒸气在草叶上凝结成露，"露凝而白"，白露是反映自然界气温变化的节气；②霜降（10月23-24日）——天气渐冷，开始有霜，霜降是秋季最后一个节气，意味着冬天即将开始；6.霜冻危害与预防：霜冻是指地面温度降到0℃以下使农作物受冻害的天气（不一定有霜出现叫"黑霜"，有霜叫"白霜"）；危害——春季霜冻冻伤返青作物和开花果树，秋季霜冻冻伤未成熟作物；预防方法——①熏烟（在田间堆草点燃，烟雾减少地面热量散失，提高近地面温度）；②灌溉（霜冻前浇水，水的比热容大，降温慢，能减轻霜冻）；③覆盖（用塑料薄膜、秸秆、无纺布覆盖作物）；④选用抗寒品种、调整播种期避开霜冻；7.云和雾模拟实验：在烧杯里倒入温水（约50-60℃，不要用沸水防止烫伤），在烧杯口上方放一个装冰块的冰袋（或冷玻璃片），观察烧杯口上方出现"白气"——这就是雾；为了让雾更明显，可以在烧杯里放一支点燃的线香（烟的微粒作为凝结核，使水蒸气更容易凝结），观察线香的烟和雾一起在烧杯里翻腾；8.原理：温水蒸发产生水蒸气，水蒸气上升遇到冷的冰袋（温度降低），凝结成小水滴，这些小水滴悬浮在近地面空气中就是雾；9.云的形成：云的形成原理与雾相同——地面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升到高空，高空温度低，水蒸气遇冷凝结成小水滴或小冰晶，大量小水滴/小冰晶聚集在一起就形成了云；云与雾本质相同，只是云在高空，雾在近地面（雾就是接地的云）；10.雾的类型：①辐射雾——夜间地面辐射冷却使近地面水蒸气凝结，秋冬早晨常见，日出后消散；②平流雾——暖湿空气平流到冷地面/海面冷却形成，沿海常见，持续时间长；③蒸发雾——冷空气流经暖水面，水面蒸发的水蒸气遇冷凝结，秋冬早晨水面上的"白烟"；11.雾中取水：在干旱的沿海地区（如智利、秘鲁的沙漠海岸），人们用捕雾网（细密的塑料网）竖立在雾中，雾中的小水滴碰到网后聚集变大，沿网流下被收集，每天可以收集不少淡水，这是利用雾解决干旱地区饮水问题的方法；12.雾和霾的区别：①雾——由小水滴组成，颜色是乳白色或青白色，相对湿度90%以上，水平能见度1公里以下，对健康影响较小，日出后温度升高会消散；②霾——由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等固体颗粒物（PM2.5、PM10）组成，颜色是黄色或橙灰色，相对湿度80%以下，能见度低，对健康有害（颗粒物进入呼吸道和肺部，引发呼吸系统疾病、心血管疾病），持续时间长不容易消散；③雾霾——雾和霾的混合物，是空气污染严重的表现；13.雾霾防护：雾霾天减少外出，必须外出时戴防PM2.5口罩（N95/KN95），回家后洗脸漱口清洗鼻腔，关闭门窗，使用空气净化器，多喝水多吃富含维生素的食物；14.讨论：怎样减少雾霾？（减少化石燃料燃烧、发展公共交通减少汽车尾气、工业废气治理、植树造林、秸秆禁烧、使用清洁能源等）；15.安全提示：冰盐混合物温度很低（可达-10℃以下），不要直接用手触摸（防止冻伤），用钳子或戴手套操作；温水不要用沸水（防止烫伤）；线香点燃注意防火，在通风处进行；实验后及时清理
雨雪形成与极端天气 理解雨雪形成，认识极端天气和全球变暖 烧杯、温水、冷盘子、酒精灯、三脚架、降雨量测量器（或自制量雨筒）、极端天气图片、气象预警信号图、两个相同玻璃瓶、温度计、二氧化碳（或吸管吹气）、阳光/台灯、记录表 1.雨的形成模拟实验：在烧杯里加温水，用酒精灯加热（或直接用热水），在烧杯口上方放一个冷盘子（盘子里加冰块），观察盘子底部——出现小水滴，小水滴逐渐增大，大到一定程度就滴下来，这就是模拟的雨；原理：水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升遇到冷的盘子凝结成小水滴，小水滴不断合并增大，当大到上升气流托不住时就降落下来形成雨；2.云滴增大的方式：①凝结增长——水蒸气在云滴上凝结使云滴增大；②碰并增长——大云滴在下落过程中追上小云滴并合并，越来越大；当云滴增大到上升气流托不住时就降落，降落过程中继续合并增大，形成雨滴；3.雪的形成：当高空温度低于0℃时，水蒸气不经过液态直接变成固态冰晶（凝华），冰晶在云中不断增大，当大到空气托不住时降落，降落过程中如果近地面温度也低于0℃，冰晶不融化就以雪的形式到达地面；雪的形状多为六角形（因为冰晶的分子结构是六角形）；4.雨夹雪：近地面温度在0℃左右，部分雪花融化成雨，部分未融化，形成雨夹雪；5.其他降水形式：①冻雨——雨滴从高空降落，在近地面遇到低于0℃的空气或物体，雨滴不结冰（过冷水滴），但一碰到地面、电线、树枝就立即冻结成冰，形成冰挂，冻雨会压断电线和树枝、使路面结冰非常滑，危害大；②冰雹——在强对流云中（积雨云），冰晶在云中反复上升下降（上升气流强时托住冰晶上升，减弱时下落），每次经过过冷水滴区就包裹一层冰，越来越大，最后上升气流托不住时降落形成冰雹，冰雹通常在夏季午后强对流天气时出现，大的冰雹能砸坏庄稼、汽车、房屋；③霰（xiàn）——白色不透明的圆锥形或球形小冰粒，直径2-5毫米，落到硬地面会反弹，通常下雪前出现，俗称"雪珠""米雪"；6.降雨量测量：用自制量雨筒（直筒塑料瓶，剪下上部倒插作漏斗，在瓶壁贴刻度纸）放在空旷处收集雨水，测量降雨量（单位毫米，1毫米降雨量相当于1亩地浇了约667公斤水）；降雨量等级：小雨（24小时<10mm）、中雨（10-25mm）、大雨（25-50mm）、暴雨（50-100mm）、大暴雨（100-250mm）、特大暴雨（>250mm）；7.雨雪的好处：①雨——提供淡水、滋润万物、调节气候、净化空气；②雪——冻死害虫、积雪保温保护作物越冬、融化后提供春灌淡水、净化空气；8.雨雪的危害：①暴雨——洪涝灾害、滑坡、泥石流、城市内涝、冲毁农田道路房屋；②干旱（长期无雨）——农作物减产绝收、人畜饮水困难、土地沙化、森林火灾；③大雪/暴雪——交通中断、压断电线树木、房屋倒塌、牲畜冻死；④冻雨——电线结冰断裂、路面结冰交通事故、树木冻断；9.极端天气类型：①暴雨——短时间内大量降水，引发洪涝；②干旱——长期无雨或少雨，降水严重不足；③高温——日最高气温≥35℃，连续高温叫热浪，引发中暑、心血管疾病、用电紧张、干旱；④寒潮——强冷空气南下，24小时降温8℃以上或48小时降温10℃以上，最低气温≤4℃，带来大风、降温、霜冻、雨雪；⑤台风——生成在热带海洋上的强烈气旋，中心附近风力≥12级，带来狂风、暴雨、风暴潮，主要影响我国东南沿海；⑥其他——龙卷风、冰雹、雷暴大风、沙尘暴等；10.气象灾害预警信号：按照灾害的严重性和紧急程度分为四级——①蓝色（一般，IV级）——注意防范；②黄色（较重，III级）——加强防范；③橙色（严重，II级）——严密防范，减少外出；④红色（特别严重，I级）——紧急防范，停止户外活动，转移避险；每种灾害都有对应的预警信号和防御指南，要关注天气预报和预警信息；11.极端天气数据统计：统计近10年（或近30年）本地或全国极端天气事件（高温日数、暴雨次数、干旱次数、台风次数等），用表格和柱状图/折线图表示，分析变化趋势——发现极端天气事件在增多增强，这与全球变暖有关；12.全球变暖实验（温室效应）：准备两个相同的透明玻璃瓶，各放一支温度计，一个瓶子用吸管吹入呼出的气体（含较多二氧化碳）后塞紧瓶塞（或加入少量小苏打+白醋产生二氧化碳），另一个瓶子装普通空气塞紧瓶塞；把两个瓶子同时放在阳光下（或台灯下相同距离），每隔2-3分钟记录一次温度，连续记录15-20分钟；发现——充入二氧化碳的瓶子温度升高更快、最终温度更高；原理——二氧化碳等温室气体能让太阳短波辐射进入，但阻挡地面长波辐射出去，使热量积聚在瓶内，这就是温室效应；大气中二氧化碳增多会增强温室效应，导致全球变暖；13.全球变暖的影响：①极端天气增多增强（热浪、暴雨、干旱、台风强度增加）；②冰川融化、海平面上升（淹没沿海低地和岛屿）；③生态系统破坏（物种灭绝、珊瑚白化）；④农作物减产（高温干旱影响粮食安全）；⑤疾病传播范围扩大（热带疾病向温带扩散）；14.应对全球变暖的措施：①减少碳排放——节能减排（提高能源利用效率）、发展新能源（太阳能、风能、水能、核能替代化石燃料）、绿色出行（公共交通、自行车、步行）、节约用电、减少一次性用品；②增加碳吸收——植树造林、保护森林草原湿地、退耕还林还草；③适应气候变化——修建水利工程（水库、灌溉系统）、培育抗旱抗涝作物品种、建设海绵城市（城市像海绵一样能吸水蓄水净水）、完善防灾减灾体系；④国际合作——《联合国气候变化框架公约》《巴黎协定》，各国共同努力控制温升（目标是比工业化前升高不超过1.5℃）；15.讨论：我们小学生能为应对全球变暖做什么？（节约用电、随手关灯、少用空调、绿色出行、节约用纸、垃圾分类回收、少用一次性筷子塑料袋、爱护花草树木、向家人宣传环保知识等）；16.安全提示：使用酒精灯加热温水注意安全；冷盘子加冰块时注意不要让冰水滴入酒精灯；自制量雨筒用剪刀剪塑料瓶注意安全；全球变暖实验用小苏打+白醋时产生气体不要吸入；观察极端天气图片时注意心理感受（灾害画面可能引起不适）
第五单元：自然资源（8课时）
1. 单元教学目标
维度 具体目标
科学观念 1.知道自然资源的定义和类型（水、土地、能源、生物、气候、矿产、自然景观等），了解我国自然资源分布不均和海洋资源；2.知道煤、石油、天然气是化石能源，了解它们的形成过程、开采方法和用途，知道化石能源是不可再生资源；3.知道新能源的类型（太阳能、风能、地热能、生物质能、核能、水能等），了解太阳能的利用方式（光热转换、光电转换），能制作太阳能小车；4.知道可再生资源和不可再生资源的区别，了解珍惜自然资源的三种方法（节约减少消耗、物尽其用重复使用、垃圾分类回收利用），形成节约资源的意识和行为习惯。
科学思维 1.能通过分析生产一条牛仔裤用到的自然资源理解自然资源的广泛应用；2.能通过水的压力实验理解深海压力，了解深潜器；3.能通过模拟实验理解煤的形成过程（泥炭→褐煤→煤）；4.能通过模拟石油开采（注水加压）理解石油开采原理；5.能制作太阳能小车，探究影响太阳能小车速度的因素；6.能通过数据统计理解人口增长与能源消耗的关系，能区分可再生和不可再生资源。
探究实践 1.自然资源类型调查：调查生活中用到的自然资源（水、土地、能源、生物、矿产等），分析生产一条牛仔裤用到的自然资源（棉花-土地水、布料加工-能源、拉链-金属矿产、染色-化工原料、运输-能源等）；2.我国资源分布学习：了解我国水资源南多北少、煤炭北多南少、石油主要在东北华北西北、有色金属南多北少等分布特点，了解南水北调、西气东输、西电东送等资源调配工程；3.海洋资源学习：了解海洋生物资源（鱼虾贝藻）、矿产资源（石油、天然气、可燃冰、多金属结核）、化学资源（盐、镁、溴）、动力资源（潮汐能、波浪能）、空间资源（港口、运输）；4.水的压力实验：在塑料瓶不同高度扎孔，装满水观察水喷出的距离（底部孔喷得远），理解水越深压力越大，了解蛟龙号（7000米级）、奋斗者号（10909米，马里亚纳海沟）深潜器；5.煤的形成模拟/学习：了解煤的形成过程——远古植物（主要是蕨类植物）死亡后被水淹没迅速掩埋→在缺氧环境下变成泥炭→泥炭被泥沙覆盖受压受热变成褐煤→继续受压受热变成烟煤/无烟煤，这个过程需要几百万年到几亿年，煤是不可再生资源；6.石油天然气形成学习：了解石油和天然气是远古海洋生物（浮游生物、藻类）死亡后沉积海底，被泥沙掩埋，在高温高压和细菌作用下，经过几百万年形成石油和天然气；7.模拟石油开采实验：在一个容器里放海绵（模拟含油岩层）吸满水（模拟石油），用注射器从一侧注水（模拟注水开采），观察水把石油从海绵中挤出来从另一侧流出，理解注水开采（向油层注水保持压力，把石油驱赶到生产井）的原理；8.抽油机学习：了解游梁式抽油机（俗称"磕头机"）的工作原理——电动机带动游梁上下摆动，游梁带动抽油杆上下运动，把地下的石油抽上来；9.煤的开采学习：了解露天开采（煤层浅，直接剥离覆盖层开采，如山西平朔安太堡露天煤矿）和地下开采（煤层深，打井到地下开采，有综采工作面、液压支架、采煤机）；10.煤石油天然气用途：煤——发电（火力发电）、炼焦（焦炭用于炼钢）、煤化工（制化肥、塑料、合成纤维）、取暖；石油——炼制汽油柴油煤油润滑油、化工原料（塑料、合成纤维、合成橡胶、化肥、农药）、沥青；天然气——发电、居民燃气（做饭取暖）、工业燃料、化工原料（制化肥）；11.新能源学习：了解太阳能（光热转换-太阳能热水器、光电转换-太阳能电池）、风能（风力发电）、地热能（地热供暖、地热发电）、生物质能（沼气、生物柴油、秸秆发电）、核能（核电站，核裂变/核聚变）、水能（水力发电）、潮汐能、氢能等；12.太阳能小车制作：用太阳能电池板、小电动机、车轮、车架制作太阳能小车，放在阳光下观察小车运动；13.太阳能小车速度因素探究：改变太阳能电池板角度（正对太阳/倾斜）、光照强度（强光/弱光/遮挡）、负载（空载/载重）、齿轮比等，比较小车速度，发现电池板正对阳光、光照强、空载、合适齿轮比时速度快；14.向日葵追踪太阳学习：了解向日葵花盘能随太阳转动（生长素分布不均匀导致），使花盘始终朝向太阳接收更多阳光，人类模仿发明了太阳能追踪系统（使太阳能板始终正对太阳提高发电效率）；15.可再生与不可再生资源：区分可再生资源（短时间内可以再生或循环利用，如太阳能、风能、水能、生物资源、水资源）和不可再生资源（形成需要漫长地质年代，用一点少一点，如煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产）；16.为地球算账：统计世界人口增长（1800年10亿→1900年16亿→1950年25亿→2000年60亿→2023年80亿）和能源消耗增长，发现人口增长和生活水平提高导致能源消耗急剧增加，不可再生资源面临枯竭；17.三种节约方法：①节约减少消耗——节约用水用电用纸、减少一次性用品、绿色出行、光盘行动；②物尽其用重复使用——重复使用购物袋、水杯、餐具，旧物改造利用，修理而不是丢弃；③垃圾分类回收利用——可回收物（纸、塑料、金属、玻璃）回收再利用，厨余垃圾堆肥，有害垃圾专门处理，其他垃圾焚烧发电或卫生填埋；18.节能建筑学习：了解被动式节能建筑（加厚保温层、三层中空玻璃、密封门窗、新风系统热回收，不用或很少用空调暖气就能保持舒适温度）、绿色建筑（节能、节地、节水、节材、保护环境）；19.资源回收困境讨论：以玻璃回收为例讨论——玻璃可以回收再利用，但回收玻璃需要分类（不同颜色玻璃不能混）、清洗、运输，成本较高，有些地方因为回收成本高而不回收玻璃，讨论如何解决资源回收中的困难（政策支持、技术改进、公众参与、押金制等）；20.班级节约资源公约：讨论并制定班级节约资源公约（节约用水用电、节约纸张、垃圾分类、减少一次性用品、爱护公物等），全班共同遵守。
态度责任 1.了解我国自然资源总量丰富但人均不足、分布不均的基本国情，形成合理利用资源的意识；2.了解中国在深潜技术（蛟龙号、奋斗者号）、新能源发展、南水北调等资源调配工程方面的成就，激发民族自豪感；3.认识到化石能源是不可再生资源，大量使用还造成环境污染和全球变暖，形成开发新能源、节约能源的意识；4.形成珍惜自然资源、节约资源、保护环境的意识和行为习惯，愿意从身边小事做起；5.了解全球资源分布不均和资源短缺问题，形成人类命运共同体意识；6.养成基于数据和事实进行分析的科学习惯；7.懂得安全使用剪刀、制作太阳能小车等工具。
2. 单元重点活动（教材核心活动）
活动名称 活动目的 教材对应材料 教材步骤要点
自然资源类型与海洋资源 认识自然资源类型，了解分布和海洋资源 牛仔裤、自然资源类型图片、我国资源分布图、南水北调西气东输图片、海洋资源图片、塑料瓶、水、锥子、蛟龙号奋斗者号图片 1.认识自然资源：自然资源是存在于自然界中、能为人类提供福利的物质和能量，如阳光、空气、水、土地、森林、矿产、生物等；2.自然资源类型：①水资源——淡水、地下水、冰川；②土地资源——耕地、林地、草地、建设用地；③能源资源——煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能；④生物资源——动物、植物、微生物；⑤气候资源——阳光、热量、降水、风；⑥矿产资源——金属矿产（铁、铜、铝）、非金属矿产（磷、硫、石棉）、能源矿产（煤、石油、天然气）；⑦自然景观资源——风景名胜、地质公园；3.分析生产一条牛仔裤用到的自然资源：①棉花——需要土地（耕地）、水（灌溉）、阳光（气候）、肥料（矿产/生物）；②棉花加工成布料——需要能源（电力/煤）、机器（金属矿产）；③拉链和纽扣——金属（铜/锌/铝矿产）或塑料（石油）；④染色——化工原料（石油/矿产）、水；⑤运输——能源（石油/煤）；⑥包装——纸（森林/木材）、塑料（石油）；结论：一条看似简单的牛仔裤用到了多种自然资源，我们的衣食住行都离不开自然资源；4.我国自然资源基本国情：总量丰富（很多资源总量居世界前列，如国土面积世界第三、耕地面积世界第四、水资源世界第六、煤炭储量世界第三），但人均不足（人口多，人均资源占有量远低于世界平均水平，如人均耕地只有世界平均的1/3、人均水资源只有世界平均的1/4），分布不均；5.我国资源分布特点：①水资源——南多北少、东多西少（长江流域及以南占80%，北方占20%），所以有南水北调工程（把长江水调到华北西北）；②煤炭——北多南少（山西、陕西、内蒙古占全国70%以上），所以有北煤南运；③石油——主要在东北（大庆）、华北（胜利、华北油田）、西北（新疆塔里木）、近海（渤海、南海），所以有西气东输（把新疆天然气输送到上海等东部城市）；④有色金属——南多北少（江西铜、湖南锑、广西铝、云南锡）；⑤水能——西南地区（长江上游、雅鲁藏布江等）；6.资源调配工程：南水北调（东中西三线，缓解华北西北缺水）、西气东输（一线二线三线，把西部天然气输送到东部）、西电东送（把西部水电火电输送到东部）、北煤南运（把北方煤炭运到南方），这些工程解决了资源分布不均的问题；7.海洋资源：我国有辽阔的海域（渤海、黄海、东海、南海），海洋资源丰富——①生物资源——鱼、虾、贝、藻（舟山渔场是我国最大渔场）；②矿产资源——海底石油天然气（渤海、南海）、可燃冰（天然气水合物，南海发现）、多金属结核（深海海底）；③化学资源——海盐（长芦盐场是我国最大盐场）、镁、溴、碘；④动力资源——潮汐能（钱塘江潮）、波浪能、温差能；⑤空间资源——港口（上海港、宁波舟山港）、海上运输、海底隧道；8.水的压力实验：在一个塑料瓶（或透明塑料管）的不同高度（上、中、下）各扎一个小孔，用手指堵住孔，装满水，同时松开手指，观察水从三个孔喷出的距离——底部的孔喷得最远（水流最急），中间的孔次之，顶部的孔喷得最近，说明水越深压力越大（液体压强随深度增加而增大）；9.深海压力：海洋深度每增加10米，压力增加约1个大气压，马里亚纳海沟深约11000米，压力约1100个大气压（相当于每平方厘米承受1.1吨的压力），在这样的压力下普通潜水器会被压碎；10.中国深潜器：①蛟龙号——2012年下潜7062米，是我国首台7000米级载人深潜器；②奋斗者号——2020年在马里亚纳海沟成功坐底10909米，创造了中国载人深潜新纪录，能搭载3人在万米深海作业，使用了新型钛合金耐压舱、高精度声呐、推进系统等先进技术；11.讨论：为什么要探索深海？（深海有丰富的矿产资源、生物资源、科学研究价值——了解地球演化、生命起源、气候变化，深海生物有特殊的适应机制可能为人类提供新药和新材料）；12.安全提示：用锥子扎塑料瓶孔时注意安全（不要扎到手），可以用烧热的金属丝烫孔；装满水时在水槽上方操作防止水洒到地面；实验后及时清理
煤石油天然气与新能源 了解化石能源形成开采，制作太阳能小车 煤的形成过程图、石油天然气形成图、海绵、容器、水、注射器（模拟石油开采）、抽油机图片、煤矿图片、煤石油天然气用途图、太阳能小车套件（太阳能板、小电机、车轮、车架）、台灯/阳光、记录表、新能源图片 1.化石能源导入：煤、石油、天然气是古代生物遗体经过漫长地质年代形成的，统称为化石能源，它们是目前人类使用的主要能源（占全球能源消费的80%以上），但它们是不可再生资源（用一点少一点，按目前消耗速度，石油还能用约50年、天然气约70年、煤约200年），而且燃烧化石能源会排放二氧化碳导致全球变暖、排放污染物导致空气污染；2.煤的形成：①3亿年前（石炭纪），地球上气候温暖湿润，陆地覆盖着茂密的蕨类植物森林（树木高达30-40米）；②植物死亡后倒在沼泽中，被水淹没，在缺氧环境下不能完全腐烂，变成泥炭（褐色、松软、含碳约50%）；③后来地壳下沉，泥炭被泥沙覆盖，受到压力和地热作用，水分被挤出，含碳量增加，变成褐煤（含碳约60-70%）；④继续受到更大的压力和更高的温度，经过更长时间，变成烟煤（含碳70-90%）和无烟煤（含碳90%以上，黑色坚硬有金属光泽）；整个过程需要几百万年到几亿年；3.石油和天然气的形成：①几千万到几亿年前，海洋中大量浮游生物和藻类死亡后沉到海底，与泥沙一起沉积；②随着地壳下沉，沉积物越来越厚，这些生物遗体在高温、高压、缺氧和细菌作用下，经过复杂的化学变化，逐渐变成石油和天然气；③石油和天然气比水轻，会沿着岩层的孔隙和裂缝向上移动，遇到不透水的岩层（穹隆构造或断层）被阻挡，聚集在储油岩层中形成油气藏；4.模拟石油开采实验：在一个透明容器（或塑料袋）里放一块海绵（模拟多孔的含油岩层），让海绵吸满加了红色颜料的水（模拟石油），用注射器从容器一侧缓慢注入清水（模拟向油层注水），观察红色的"石油"被水从海绵中挤出来从另一侧流出；原理：石油开采初期靠油层自身压力把石油喷出来（自喷井），压力下降后需要向油层注水（或注气）保持压力，把石油驱赶到生产井中抽上来，这叫二次采油；还可以用化学驱、热力驱等三次采油方法提高采收率；5.游梁式抽油机（磕头机）：是陆上油田最常见的采油设备，工作原理——电动机通过皮带和减速器带动曲柄转动，曲柄带动游梁绕支架上下摆动（像磕头），游梁前端通过钢丝绳带动抽油杆在油管中上下运动，抽油杆下端的抽油泵把地下石油抽上来，通过输油管输送到集油站；6.煤的开采：①露天开采——煤层埋藏浅（覆盖层薄），直接用大型挖掘机剥离覆盖层（土层和岩层），露出煤层后用挖掘机和卡车开采，优点是成本低、效率高、安全，缺点是破坏地表植被和土地，需要土地复垦，如山西平朔安太堡露天煤矿、内蒙古霍林河露天煤矿；②地下开采——煤层埋藏深，从地面打竖井（或斜井、平硐）到地下，开凿巷道到煤层，用采煤机（综采工作面：液压支架支护顶板、采煤机割煤、刮板输送机运煤）开采，优点是不破坏地表，缺点是成本高、有瓦斯爆炸和透水等安全风险；7.煤的用途：①发电——火力发电（我国约70%的电力来自煤电）；②炼焦——煤在隔绝空气下加热变成焦炭，焦炭是炼铁炼钢的主要燃料和还原剂；③煤化工——煤制化肥（尿素）、煤制油、煤制天然气、煤制塑料和合成纤维；④取暖——北方冬季燃煤取暖（正在逐步改为天然气和电取暖减少污染）；⑤工业燃料——水泥厂、玻璃厂、砖瓦厂用煤做燃料；8.石油的用途：石油被称为"工业的血液"，经过炼油厂分馏（利用不同成分沸点不同）得到——①汽油（汽车）、柴油（卡车、拖拉机、轮船）、煤油（飞机、照明）、润滑油（机器润滑）、沥青（铺路、防水）；②化工原料——石油化工产品有塑料、合成纤维（涤纶、锦纶）、合成橡胶、化肥、农药、医药、化妆品、洗涤剂等，我们生活中很多东西都来自石油；9.天然气的用途：①发电——天然气发电（比煤电清洁，二氧化碳排放少）；②居民燃气——做饭、取暖（天然气灶、壁挂炉）；③工业燃料——陶瓷、玻璃、食品加工；④化工原料——制化肥（尿素、合成氨）、制氢；天然气是比较清洁的化石能源（燃烧主要产生二氧化碳和水，污染物少）；10.新能源导入：化石能源不可再生且污染环境，人类需要开发新能源（在新技术基础上开发利用的可再生能源和清洁能源）；11.新能源类型：①太阳能——太阳辐射能，取之不尽用之不竭，清洁无污染，利用方式有光热转换（太阳能热水器、太阳灶、太阳能采暖）和光电转换（太阳能电池/光伏电池，把太阳光直接变成电）；②风能——空气流动产生的能量，风力发电（风车带动发电机），我国风能资源丰富（西北、内蒙古、沿海），风电装机容量世界第一；③地热能——地球内部的热能，地热发电（地下热水/蒸汽推动汽轮机）、地热供暖（冰岛87%的建筑用地热供暖，我国西藏羊八井地热电站）；④生物质能——利用生物质（植物、动物粪便、垃圾）获取能源，如沼气（有机物厌氧发酵产生甲烷，农村沼气池）、生物柴油（植物油制成）、秸秆发电、垃圾焚烧发电；⑤核能——利用原子核裂变（核电站，如秦山、大亚湾、华龙一号）或聚变（核聚变，正在研究，"人造太阳"）释放的能量发电，核能能量密度大、不排放二氧化碳，但有核废料处理和核安全问题；⑥水能——水流的能量，水力发电（水库蓄水，水流推动水轮发电机），我国水能资源世界第一（三峡水电站是世界最大水电站）；⑦其他——潮汐能（海水涨落）、波浪能、氢能（氢气燃烧只产生水，是最清洁能源，但制取和储存难）；12.太阳能小车制作：①材料——太阳能电池板（输出电压≥3V）、小直流电动机（3V）、4个车轮、车架（塑料板或冰棒棍）、导线、胶带、齿轮（可选）；②制作——把车轮装在车轴上，车轴装在车架上，把电动机固定在车架上，电动机轴通过齿轮或直接摩擦驱动后轮（或前轮），把太阳能电池板固定在车架上方（可调整角度），用导线把太阳能电池板正负极接到电动机正负极；③测试——把小车放在阳光下（或强光台灯下），观察小车是否运动，如果不运动检查接线、光照强度、齿轮啮合、摩擦力；13.探究太阳能小车速度因素：①光照角度——太阳能板正对太阳（垂直光线）时发电最多，小车最快；倾斜时发电减少，速度变慢；可以改变电池板角度（0°、30°、60°、90°）比较速度；②光照强度——强光下快，弱光下慢，遮挡部分电池板时变慢；可以用不同瓦数的台灯或在阳光下/阴天比较；③负载——空载时快，载重（加硬币）时慢；④齿轮比——大齿轮带小齿轮速度快但费力，小齿轮带大齿轮速度慢但有力；⑤摩擦力——车轮轴润滑好、车轮圆时摩擦小速度快；用秒表测量小车通过固定距离（如1米）的时间，计算速度，用表格记录；14.向日葵追踪太阳：向日葵的花盘在盛开前能随太阳从东转到西（因为花茎背光一侧生长素多，生长快，使花盘朝向太阳），盛开后花盘固定朝向东方（早晨接受阳光升温快、吸引传粉昆虫、避免正午强光灼伤）；人类模仿向日葵发明了太阳能追踪系统——用传感器检测太阳位置，电动机驱动太阳能板转动，使电池板始终正对太阳，能提高发电效率20-40%；15.讨论：新能源能完全替代化石能源吗？（目前新能源还存在间歇性（太阳能晚上不发电、风能无风时不发电）、储能难、成本较高、基础设施不完善等问题，需要发展储能技术（电池、抽水蓄能）、智能电网、提高新能源比例，逐步减少化石能源，但完全替代还需要时间和技术进步）；16.安全提示：制作太阳能小车用剪刀、美工刀注意安全；电动机转动时不要用手卡住转轴（防止绞手）；在阳光下测试注意防晒；台灯测试时灯泡发热不要触摸
珍惜自然资源与节能 区分可再生不可再生，学习节约方法 可再生不可再生资源分类卡片、人口增长数据、能源消耗数据、节能建筑图片、玻璃回收资料、班级公约纸、笔 1.可再生资源和不可再生资源：①可再生资源——在较短时间内可以再生、更新或循环利用的自然资源，如太阳能、风能、水能、潮汐能、生物资源（森林、草原，合理采伐放牧可以恢复）、水资源（通过水循环更新）、土地资源（合理利用可以保持肥力）；②不可再生资源——形成需要漫长的地质年代（几百万年到几亿年），相对于人类历史来说用一点少一点、不能再生的自然资源，如煤、石油、天然气（化石能源）、金属矿产（铁、铜、铝、金）、非金属矿产（磷、硫、石棉、钻石）；2.讨论：下列资源哪些是可再生哪些是不可再生？——阳光（可再生）、水（可再生但污染后难恢复）、森林（可再生但乱砍滥伐会变成不可持续）、煤（不可再生）、石油（不可再生）、铁（不可再生但可以回收再利用）、风（可再生）、野生动物（可再生但滥捕会灭绝）、土地（可再生但沙漠化后难恢复）；3.为地球算账：①世界人口增长——1800年约10亿、1900年约16亿、1950年约25亿、1970年约37亿、1990年约53亿、2010年约69亿、2023年约80亿，人口增长越来越快（指数增长）；②能源消耗增长——随着人口增长和生活水平提高，全球能源消耗急剧增加，1900年全球能源消耗约20亿吨标准煤，2000年约100亿吨，2023年约140亿吨，100多年增长了7倍；③资源消耗——人均资源消耗也在增加（发达国家人均消耗是发展中国家的几倍到几十倍），不可再生资源（石油、煤、天然气、金属矿产）面临枯竭；④结论：地球资源是有限的，人口增长和消费增加使资源短缺问题日益严重，如果不节约资源、提高资源利用效率、开发替代资源，人类将面临资源危机；4.珍惜自然资源的三种方法：①节约减少消耗——在生产和生活中减少资源的使用量，如节约用水（随手关水龙头、一水多用、使用节水器具）、节约用电（随手关灯、使用节能灯具和电器、少用空调、减少待机耗电）、节约用纸（双面打印、无纸化办公、少用一次性纸巾）、减少一次性用品（一次性

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