新教科版六下科学教师用书

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新教科版六下科学教师用书

资源简介


义务教育课程标准实验教材
科学
教师教学用书
六年级下册
使用说明
与教科版科学教科书配套的《科学教师教学用书》是为切合教师教学的实际需要而
编写的,三至六年级共8册。为了能清晰而简明地表达课程设计的意图,同时方便教师备
课,我们设计了一些栏日和提供了相应的资源。
下面是与使用有关的几点说明。
一、教师用书的体例和作用
本册教科书的教学目标与内容概要列出本学期的主要教学内容和在学生科学素养培养方面希望达成的日标。为教师了解全学期的教学任务提供完整的框架和概貌。
主要材料清单
列出本学期探究活动涉及的主要实验和需要的器材料,供教师作计划和提前准备时使用。
各单元说明与教学建议
用文字形式介绍本单元的主要教学活动和活动间的结构,说明本单元的教学在整个教科书框架体系中的地位和意义。21*cnjy*com
单元教学目标
根据课程标准从科学概念、过程与方法、情感态度价值观三个方面,列出本单元要实现的教学日标,为教师把握单元教学提供方向。【来源:21cnj*y.co*m】
背景和目标
这是分课时,说明教学内容选择的知识背景和学生的认识背景,方便教师理解教学活动的设计意图。所列的教学目标是直接针对该节课的。【出处:21教育名师】
教科书说明
用图文对照的形式详细说明正文、照片、图片、图表、对话框所包含的意义,对教科书正文中提出的问题给出必要的答案或说明。
—教学建议
有针对性地为教学提供参考性策略,对教学中容易出现的问题给予提示。
—评价建议
立足单元教学指出评价的主要方向、可使用的依据以及可采用的评价方法。
二、课时安排建议
修订后的教科书每册均安排了4个教学单元。3, 4年级每个单元包含7个教学活动,
5, 6年级为8个教学活动。原则上每个教学活动的时间为1课时,这是根据日前全国绝
大部分地区小学科学课中、高年级均为每周2课时的现状安排的。在设计时,我们也考虑
到个别省份科学课的开设已经实现了课程标准的要求,因此在活动内容的安排上保持了
弹性。针对这样的地区,我们建议在课时安排上可以采取下面的办法来解决:
(一)对典型的科学探究活动展开充分的探究,不以1课时为限制。例如“比较水的
多少”“总结我们的天气观察”等;
(二)加强单元后的总结性教学,帮助学生梳理概念、澄清观点,开展单元性的评价
活动;
(三)实现教科书中已设计的拓展性活动,或资料库中的拓展性活动。这些活动对学
生的发展是十分有意义的。如“小杆秤的制造”“设计制作一个强磁力电磁铁”等。为此
每个单元安排3节左右的机动课时是适宜的,也是可操作的。
三、教学目标的表述
在这套教师用书中,我们根据课程标准的要求和新的科学教育研究成果,将教学日
标分别从科学概念、过程与方法和情感态度价值观三个方面来表述。科学概念的陈述是
用一句完整的话来完成的,它比一个简单的词有了更丰富的内涵,表达的是一个科学的
观点或思想。科学概念也可以划分为不同的层次,例如核心概念和具体概念。每一个核
心概念是由不同的具体概念组成的,而具体概念是从科学事实中归纳出来的。以科学概
念作为教学日标,将促进学生对事实的理解,有助于他们形成重要的科学观念和思想,
体现了科学教育改革的新方向。
四、概念图和图表的使用
修订后的教科书引人了多种形式的概念图和图表,因为它们是学生学习科学的有用
工具。运用这些工具,学生可以记录和加工整理信息,同时用来描述概念。教师也可以
借此了解学生的初始想法,为教学确定起点。
维恩图是一种选择、分类和比较信息的非常有用的工具。可以帮助学生记录下他们的观察结果。两个圆可以呈现不同的信息,比如只属于陆生植物的特征和只属于水生植物的特征应分别记在一个圆里,而它们的共同特征则应记人两个圆的交叉部分。
网状图是概念图中的一种,它的作用是用图解的形式记录与中心词有关的观点和内容,呈现中心词和与之相关内容之间的关系。【来源:21·世纪·教育·网】
使用网状图可以帮助学生围绕中心词作尽可能多的联想,由此教师可以了解到哪些知识是学生已经知道的。
气泡图是一种简单的网状图,它可以帮助学生对中心词(主题)作出联想,记录下他们已经观察和了解到的内容。
柱状图(条形图)是在坐标图上用填充的方式,完成的数据表达,表现为条形图,一般由两组数据组成,例如时间和影长、时间和温度等。柱状图可以直观地表现数据之间的差异。
记录不仅仅可以用文字,科学图画也是适合小学生记录观察和与人分享信息的一种十分有效的方法。它比普通的图画倾注更多的精力在细节上。为了真实地记录,学生必须仔细地观察,记下每个小的特点和线条。使用这种记录方法可以提高每个学生的观察能力,教师也可以从中评价他们的观察、表达和理解的能力。
教科书整体结构表
修订后的教科书共32个单元,更好地体现r课程标准的要求。覆盖r生命科学、物
质科学和地球与宇宙科学三大领域标准所规定的相关内容。教科书以科学概念和科学探
究两大主线并行发展的方式建立r自己的整体结构。
书中每个单元后设置r资料库,是为r便于学生深人理解该单元的科学概念、丰富
他们的已有经验和发展他们探究科学的兴趣,是科学课学习的重要组成部分,但仅供学
生阅读。
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│ │上学期 │下学期 │
├──┼────────┼────────┤
│三
年 │植物 │植物的生长变化 │
│级 ├────────┼────────┤
│ │动物 │动物的生命周期 │
│ ├────────┼────────┤
│ │我们周围的材料 │温度与水的变化 │
│ ├────────┼────────┤
│ │水和空气 │磁铁 │
├──┼────────┼────────┤
│四 │溶解 │电 │
│年 ├────────┼────────┤
│级 │声音 │新的生命 │
│ ├────────┼────────┤
│ │天气 │食物 │
│ ├────────┼────────┤
│ │我们的身体 │岩石和矿物 │
├──┼────────┼────────┤
│五 │生物与环境 │沉和浮 │
│年 ├────────┼────────┤
│级 │光 │热 │
│ ├────────┼────────┤
│ │地球表面及其变化│时间的测量 │
│ ├────────┼────────┤
│ │运动和力 │地球的运动 │
├──┼────────┼────────┤
│六 │工具和机械 │微小世界 │
│年 ├────────┼────────┤
│级 │形状与结构 │物质的变化 │
│ ├────────┼────────┤
│ │能量 │宇宙 │
│ ├────────┼────────┤
│ │生物的多样性 │环境和我们 │
└──┴────────┴────────┘
本册教科书的教学目标与内容概要
本册内容由“微小世界”“物质的变化”“宇宙”和“环境和我们”四个单元组成。
“微小世界”单元,将引领学生经历从肉眼观察到放大镜观察,再到显微镜观察
的过程,让学生观察丰富多彩的昆虫、晶体、细胞及微生物,使他们既了解人类观
察工具的发展历程,又对人类探索微观世界的部分成果进行梳理,扩大视野,提高
认识。
“物质的变化”单元,学生将通过一系列的研究,观察和认识物质变化是常见的自然
现象,物质的变化分为物理变化和化学变化两种类型。在研究化学变化的过程中,学生
将根据化学变化伴随的现象,认识到化学变化的本质是产生新物质,从而将化学变化与
物理变化区别开来。
“宇宙”单元,学生将在感知的基础上,对收集到的信息进行处理,建立有关环形
山、太阳系、星座、星系等模型,对月相、环形山、日食、月食、星座、星系等有初步
的认识。希望他们能认识到宇宙是一个庞大的、运动变化着的系统,不同宇宙空间分布
着不同的天体。人类通过不断的探索,将发现越来越多的宇宙奥秘。
“环境和我们”单元,从垃圾和水两个主题出发,学生将探究垃圾的来源、成分和处
理方法;将探究水污染的成因,了解污水处理的方法等,从而对人类生活带来的环境问
题有一定的了解,真切地认识到环境问题是人类面临的重大社会问题,并且能够从身边
的点滴小事做起,开展环境保护行动。
通过以上不同视角对周围世界的探究,学生将会对小学阶段所学的物质世界、生命
世界、地球与宇宙等内容有一个概括性的认识:世界是变化着的,多样的;世界是物质
构成的,人无时不刻不在与之进行物质和能量的交换,我们应当保护地球环境。
在本册的学习过程中,学生的探究能力、情感态度价值观也将得到进一步的发展。
本册的重点是:
1.通过系列化的探究活动,较全面地收集证据。在本册,学生除了通过观察、实验
方式外,还将学会用统计、调查、收集资料等方式来收集证据。比如对垃圾问题、水资
源问题的研究。
2.对各种证据进行处理,尤其是对资料进行分析整理。如根据资料对水中微生物的
研究,根据八大行星数据表建立太阳系模型等。
3.学习对现象进行科学解释,获得概念性理解。本册将让学生学习用多种不同的方
式对探究的结果进行解释,如画出通过显微镜观察出的结果,画日食成因图,建立环形
山模型,形成垃圾问题的解决方案等。
4.加深对探究的理解。如在“物质的变化”单元中,分辨现象与证据的关系,认识
证据支持结果的重要性等。
5.在活动过程中体验科学探究的乐趣,保持和发展探究周围事物的兴趣和好奇心。
主要材料清单
“微小世界”单元
观察工具:不同放大倍数的放大镜,玻璃片,平面镜片,显微镜。
观察对象:昆虫或昆虫器官(昆虫的足、翅、触角等)标本;食盐、味精、矿物晶
体;水中的微生物如草履虫、眼虫等;洋葱、动物、植物和人体的细胞装片。
其他工具或材料:小刀、滴管、碘酒、吸水纸、载玻片、盖玻片、脱脂棉或其他纤
维。
观察的图片:多种生物细胞及细胞作用的课件或图片。
“物质的变化”单元
实验材料:火柴、生锈的铁钉和铁片、蜡烛、米饭、淀粉、碘酒、几种常见的食物、
小苏打、白醋、铁锈、硫酸铜溶液、涂有油漆的铁制品、小自行车、白糖、柠檬酸、自
制电路检测器。
其他工具:滴管、榔头、镊子、玻璃杯、小饮料瓶。
“宇宙”单元
模拟实验材料:圆纸片、皮球、玻璃球、兵乓球、打气筒、注射器、沙盘、电筒、
蜡烛、纸板、橡皮泥、棉线、铁丝、星空图。
相关资料:有关月球、日食、月食、太阳系、北斗一七星、夏季星座、航天器、人类
宇宙历程的图片或多媒体资料。
“环境和我们”单元
观察实验材料:广口瓶、洗净的小石子、纸巾、墨水、有回收标志的塑料瓶、堆肥
箱、包装盒。
常用工具:弹簧秤、自制量杯、放大镜、显微镜。
相关资料:有关垃圾场、垃圾污染河道、回收垃圾、水污染等图片或多媒体资料。
各单元说明与教学建议
微小世界
一、单元概述
通过前面三年半的科学课学习,学生已对身边世界的许多物质及现象有了一定的认识。
在六年级下册,将进一步拓展学生的视野,指导学生认识较微观的世界。本单元按人类观察
工具的不断发展,视野不断开扩的线索编写。学生将经历用肉眼观察,到放大镜观察,再到
显微镜观察的过程。对昆虫、晶体、细胞和微生物进行进一步的观察,激发他们深人探索大
自然奥秘的兴趣。使学生了解到,人类为了更好地探索自然界,一直在不断地改进观察工
具。观察工具的改进,使人类的视野越来越开阔,发现了原来不知道的许多秘密。
本单元所指的“微小世界”,和通常所说的“微观世界”有所不同。微观世界一般指
分子、原子、电子等极微小的物质粒子的领域。由于观察条件和学生理解水平的限制,
本单元不从物质的分子、原子、电子这个角度去展开。只是扩展到用放大镜和简易的显
微镜能观察到的微细的观察领域。如常见的固体物质的晶体,小的昆虫,昆虫的器官,
植物的细胞、水中常见的微小生物,等等。
本单元是一个综合性较强的单元,所涉及到的内容有光学、生物、物质的结构、科
学发展史等方面。但教学的重点是拓展学生观察的范围,激发学生的观察兴趣,鼓励他
们探究和发现大自然的奇妙,学习和领悟使用观察工具的好处,体会科学、技术、社会
的关系。本单元也是一个比较开放的单元,课堂上的学习只是一个开端,希望学生把观
察活动延续到课后,把观察内容拓展到更多的方面。
各课内容简要如下:第1课“放大镜”。学生通过讨论和体验,对放大镜的构造和功
能有进一步的了解。第2课“放大镜下的昆虫世界”和第3课“放大镜下的晶体”。指导
学生用放大镜观察昆虫的器官和物体的微细结构,体会用放大镜比用肉眼观察更有利我
们对身边世界的了解。第4课“怎样放得更大”。帮助学生了解从放大镜到显微镜的发明
过程,认识到是显微镜的发明及不断改进,使人类观察到越来越小和越来越精细的物体
及结构,发现了微生物和细胞。第5, 6和7课“用显微镜观察身边的生命世界”。指导学
生用显微镜观察微生物及细胞,了解人类用显微镜探索生命世界的成果,同时认识生命
体都是由细胞组成的,微生物具有生命的特征。第8课“微小世界和我们”,对单元学习
进行回顾和总结,对人类观察工具的发展以及对人类探索自然的成果进行梳理,并通过
查阅资料汇报交流,了解更多的人类探索微小世界的成果。
二、单元教学目标
科学概念
.放大镜和显微镜能将物体的图像放大,使我们能看到物体的更多细节。
.为了能将物体的图像放大,透镜应是透明的、中间较厚的,放大倍数与中间的厚度
直接有关。
.细胞是生物生命活动的最基本单位,生物都由细胞组成。
.微生物在大自然中广泛存在着,它和我们的生活、生产、环境有着密切的关系。
.一些微生物太小,没有放大镜或显微镜便不能被看到。
.微生物是生物,具有生物的共同特点,也由细胞组成。
.微生物有在特殊环境下生存的结构。
.物质世界和生命世界是多种多样的。
过程与方法
.运用手执透镜及显微镜观察生物及非生物标本。
.学习使用适当的器材及技术观察细胞和微生物。
.通过文字、绘画、讨论等形式记录、交流观察结果。
.通过观察实验及收集资料,了解人类在探索微小世界方面取得的成果。并以多种方
式交流及汇报。
情感态度价值观
1.发展探索微小世界的兴趣。
2.认识到科学技术的发展会促进观察工具的不断进步,观察工具的不断进步对促进
科学的发展是十分重要的。
3.认识到我们周围的物质世界是可以认识的。
4.对人类的探索精神和发明成果表示敬佩。
三、分课时教学建议
第1课放大镜
(一)背景和目标
眼睛是人的主要观察工具,但人的最高视力也只能看清楚1/5毫米的微小物体。多少
年来,发明一种能看到更小物体的工具一直是人类的梦想。早在一千多年前,人们发明
了放大镜。今天放大镜在我们的生活、工作、学习中被广泛使用。
学生对放大镜并不陌生,从三年级起放大镜就伴随着孩子们的科学学习。但是他们
对人类发明放大镜的意义以及放大镜的结构和功能不一定很了解。本课鼓励学生在带着
新的问题用放大镜进行观察的过程中,有新的发现。同时学习和了解一些关于放大镜的
简单光学知识。
科学概念
.放大镜是凸透镜,凸透镜具有放大物体图像的功能,用放大镜观察物体能看到更多
的细节。
.放大镜广泛应用在人们生活生产的许多方面。
.放大镜镜片的特点是透明和中间较厚(凸起)。
过程与方法
.正确用放大镜观察物体。
.比较用肉眼观察和用放大镜观察的不同。
情感态度价值观
.理解使用放大镜观察的意义。
.增强用放大镜观察身边世界的兴趣。
.认识到从肉眼观察到发明放大镜是人类的一大进步。
(二)教学准备
分组实验器材:放大镜(最好有不同放大倍数的)、科学书或报纸上的照片、计算机
或电视机、圆柱形和球形的透明器皿、塑料薄膜、铁丝、普通的玻璃片、平面镜片、水。
教师演示:不同放大倍数的放大镜、相关图片或课件(如放大镜镜片的结构等)。
(三)教科书说明
教科书共3页,共分三部分。第一部分:为什么要用放大镜观察;第二部分:放大镜
下的新发现;第三部分:放大镜的特点。
第一部分:为什么要用放大镜观察
人类视觉工具的发明是从放大镜开
始的,我们的教学活动也从这里开始。学生对于放大镜比较熟悉,他们常用放大镜,但对于放大镜的特点及功能又不完全明白。为了让学生进一步明白使用放大镜观察的意义,编写了这个部分。21cnjy.com
这部分内容通过以下两个活动进行: 一是让学生回忆科学课学习中放大镜的作用;二是学生填写网状图和交流讨论,了解人们使用放大镜的工作范围及意义。
第二部分:放大镜下的新发现
活动目的是对比用放大镜和肉眼观察到底有什么不同。为什么要安排这个活动呢?因为许多学生只知道放大镜能放大物体的图像。让学生再次用肉眼和放大镜对比观察科学课本上的照片以及电视机和计算机的屏幕,学生会体验到放大镜不仅能放大物体的图像,还能看到物体的许多细节。2-1-c-n-j-y
学生用放大镜观察印刷物上的照片和电视机、计算机的屏幕,观察的结果是不仅图像放大了,而且还会发现肉眼不能发现的秘密,那就是图像是由色彩点组成的。
为什么印刷物上的照片是由点组成的?因为印刷上采用的是网点技术。彩色画稿或彩色照片,其画面上的颜色数有成千上万种。若要把这成千上万种颜色一色色地印刷,几乎是不可能的。印刷时先将原稿进行色分解,分成青、品红、黄、黑四色色版,再进行加网。原稿图像一经加网以后,就把图像分割成无数个规则排列的网点,构成网点负片,最后拷贝、晒成各色印版。印刷时再进行色的合成,由于我们眼睛的分辨能力有一定的限制,所以分辨不出来。21教育名师原创作品
用放大镜观察电视机和计算机的屏幕,为什么看到的一个个小点由红、绿、蓝三色组成?这是因为电视摄像机的镜头摄人人或景物的影像后,利用折光镜将光线分成3路,由3个摄像管分别感受光线中红、绿、蓝三种原色光,然后将感受的光线转变为电信号。这些电信号被彩色电视机收到后便控制彩色显像管里的3个电子束(电子枪)。显像管管底的内壁涂有一层光敏材料一荧光粉,构成荧光屏。荧光屏在向外的一面含有40万组荧光点,每组由三个荧光点组成,它们受到电子束激发后就产生对应的红、绿、蓝色光。这些荧光点很小,平时肉眼无法看见,而用放大镜就能看见它是由红、绿、蓝三色组成。
通过对比学生知道放大镜下的物体不仅放大了,而且有些细节,如课本或报纸上的图片、计算机和电视机的屏幕,不用放大镜是看不出它们由许多小点组成的。这样的发现使他们很惊讶,引起观察的兴趣,从中体验到用放大镜和不用放大镜所看到的物体不仅只是大小不同。
学生经常用放大镜,但是不一定知道正确的使用方法。课文资料中,提示了正确使用放大镜的方法。观察方法一: 让放大镜靠近观察的物体,观察对象不动,人眼和观察对象之间的距离不变,然后移动手持放大镜在物体和人眼之间来回移动,直至图像大而清楚。方法二: 放大镜尽量靠近眼睛。放大镜不动,移动物体,直至图像大而清楚。
第三部分:放大镜的特点
这是一个探究活动。探究两个问题: “放大镜为什么能放大物体的图像?”“什么样的放大镜放大倍数比较大?”希望学生观察放大镜镜片的特点,并比较它的镜片和普
通的玻璃片、平面镜片有什么不同,发现其中的秘密。放大镜镜片的特点是:透明、中
央厚边缘薄。
接下来,通过一系列的思维活动巩固和加深学生的理解。首先让他们判断生活中的
一些常见器具有没有放大的作用?这需要一种推理性的假设:放大镜镜片是透明、中央
厚边缘薄,它具有放大图像的功能;那么只要有和放大镜片同样的结构,就应具有同样
的放大功能。然后通过实际的观察,学生的假设得到验证。在此基础上让他们进行概括
总结:放大镜的镜片特点是透明、中央厚边缘薄,凡是和放大镜片具有同样特点的器物,
都具有放大功能。最后让学生思考分析:人们为什么把放大镜叫做凸透镜?是因为镜片
的中央凸起,且又是透明的。通过这一系列的活动,一步一步加深学生对放大镜特点的
理解。
放大镜之所以能放大,是因为放大镜片是凸透镜。光线通过凸透镜会发生折射,
当物体在凸透镜的焦距以内,从物体某一点引出的平行于主光轴的人射线,和通过光
心的人射线不能汇聚到一点,只能在反向延长线上汇聚,所形成的像就是一个放大的
虚像。
(四)教学建议
1.为什么要用放大镜观察。
活动的思路是从我们科学课学习中对放大镜的使用,再到人们在生产和生活中对放
大镜的使用,从中了解放大镜使用的广泛性和重要性。
学生填写的网状图有三层,最中间是“放大镜”,第二层是哪些行业、哪些工种的人
经常使用放大镜,最外层是他们用放大镜干什么。活动日的是了解人们使用放大镜的广
泛性及意义。为了打开思路,这个活动要让学生先在小组讨论,然后再由每个学生自己
填写。最后大组交流完成全班的大表格。在此基础上,进行概括和总结。这么多的人都
在使用放大镜说明了使用的广泛性,其中公安、科研等很多重要的部门都使用放大镜,
说明使用放大镜的重要价值。
通过这两个活动要让学生明白使用观察工具的重要性,使用工具观察比只用肉眼观
察优越。
2.放大镜下的新发现。
在观察前,教师要了解学生是如何使用放大镜的,他们知道正确的方法吗?如果都
知道,教师在学生发言的基础上简单进行小结。如果学生的方法不太规范,教师要讲解、
指导并示范。也可以让学生阅读课文资料学习正确的使用方法。
让学生使用放大镜观察科学课本上的照片以及电视机和计算机的屏幕。观察过程中,
一定要学生进行对比观察,即用肉眼观察和用放大镜观察进行对比。图片可用科学课本
上的,也可以选用报纸上的,图片大些效果更好些。由于学生对放大镜比较熟悉,可能
会没有兴趣。教师要调动学生学习的积极性。可以增加一些观察对象,比如织物的纤维、同样的钢笔或毛笔在不同的纸上留下的笔迹有什么不同、颜色水在不同的纸上浸润的情
况、观察钢笔的墨水从哪里来,等等。
3.放大镜的特点。
这是一个探究活动。对六年级的学生来说,可以提出问题后放手让他们独立研究。
探究问题:C1}放大镜为什么能放大物体的图像?C2)什么样的放大镜放大倍数比较大?
为此教师不仅要给学生准备放大镜,还要准备玻璃片和玻璃镜片。同时至少准备两种不
同倍数的放大镜。第一个活动重点是观察镜片的特点。第二个活动重点是比较不同放大
镜镜片边缘和中央的厚度差异,即镜片中央凸起的程度。
可能有学生会认为放大镜的放大倍数和镜片的直径有关系,因此教师给学生准备的
最好是直径相同而凸度不同的两种放大镜。如果没有这个条件,教师自己要准备几对直
径相同而放大倍数不同的放大镜作为备用。比如直径大的,而放大倍数有大有小的放大
镜;直径小的而放大倍数有大有小的放大镜。
判断生活中的一些常见器具有没有放大作用时,要注意给器皿加满水,空的器皿是
起不到放大作用的。最后要让学生解释这些器具加满水后为什么能放大或为什么不能放
大?通过讨论使学生认识到只要和放大镜片同样的透明、边缘薄而中央厚的结构,就具
有同样的放大功能。
对于“放大镜的镜片特点呢?人们把放大镜叫做凸透镜,想想这是为什么”这个问
题相信学生是能够自己解决的,应该让学生自己解决。
放大镜放大的道理是因为光线通过凸透镜产生折射。这个道理对于学生比较深奥,
不必作为教学内容。
第2课放大镜下的昆虫世界
(一)背景和目标
昆虫世界是一个奇妙的世界,昆虫的种类和数量繁多,生活范围广,有着不同的形
态结构和生活习性。因此有许多丰富的可供观察的内容。但许多昆虫个体较小,仅用肉
眼人们无法看清它们的身体构造,也不便于观察它们的活动和生活习性。本课将引领学
生用放大镜探索奇妙的昆虫世界。
学生对昆虫有着浓厚的兴趣,观察昆虫对许多学生来说本来就是一个乐此不疲的活
动。在三年级上册的动物单元他们对昆虫已有一些接触,但远远不能满足探索的好奇心。
现在用放大镜进一步观察昆虫世界,一方面可以满足学生的需求,另一方面可以使学生
体会到用观察工具的重要性。
科学概念
.使用工具能够观察到许多用肉眼观察不到的细节。
过程与方法
.使用放大镜观察昆虫身体结构的细部和活动。
情感态度价值观
.认识到使用工具观察扩大了人们的视野,可以观察到更细小的物体和更遥远的物
体。
.发展使用放大镜观察昆虫的兴趣。
(二)教学准备
学生分组观察器材:昆虫或昆虫器官标本、放大镜。
教师演示器材:有关昆虫形态构造和生活习性的多媒体课件。
(三)教科书说明
本课对昆虫观察的活动,是从昆虫的身体构造到昆虫的生活习性,由易到难,由静到动。昆虫生活习性的观察活动要延伸到课外。教科书共两页,内容分为两部分。第一部分是“奇特的身体构造”;第二部分是“蚜虫和它的天敌一草岭”。www-2-1-cnjy-com
教科书首段提出本课的观察活动任务,并了解学生已有的昆虫知识。
第一部分:奇特的身体构造
这部分的活动主要激发学生用放大镜探索昆虫世界的兴趣。观察的内容有: 蝴蝶的翅、蝇的眼、蟋蟀的耳、昆虫的触角等。这些器官能反映昆虫的主要特征,也是学生感兴趣的内容。当然观察内容不限于昆虫的这几方面,这里只是打开学生的思路,引领学生进人昆虫世界,教师完全可以根据学生的需要和学校的条件自己确定观察的内容。观察主要在课堂上进行,为此教师在课前要准备足够的昆虫标本,供分组观察用。
教科书第5页右上是蝇的复眼的照片。昆虫的眼睛分单眼和复眼,复眼在头部上方的两侧。在放大镜下观察,可以看到复眼由许多小眼组成,每只小眼都是六角形的。不同的昆虫其复眼中的小眼的数日不同,例如有一种蚂蚁的工蚁只有1个小眼;蝴蝶有1. 2万一1. 7万个小眼;蜻蜓则有1万一28万个小眼; 家蝇有4千个小眼。小眼的构造很精巧,它有一个如凸透镜一样的集光装置,叫角膜镜,就是小眼表面的六角形凸镜,下面连着圆锥形的晶体,在这些集光器下面连接着视觉神经。每只小眼睛只能看到物体的一部分,整个眼睛看物体就像一个拼凑物。昆虫的复眼虽然由许多小眼组成,但它们的视力远不如人类的好,蜻蜓可以看到1米一2米,苍蝇只能看到40毫米一70毫米。可是,昆虫对于移动物体的反应却十分敏感,当一个物体突然出现时,蜜蜂只要0. 0l秒就能做出反应。捕食性昆虫对移动物体反应能力更加迅速敏捷。
教科书左面是蟋蟀长在足内侧的耳朵。昆虫的耳朵不像人类的耳朵,它有各种各样的外形,在身体上的位置也不固定。如蝉的耳朵长在腹部第二节附近; 夜蛾的耳朵长在胸、腹部之间凹处;雄蚊和蚂蚁的听觉毛长在触角上;嶂螂的听觉毛长在尾须上。蟋蟀是大家所喜爱的昆虫,可以发出优美动听的鸣叫。它们用来听音的耳朵长在前足胫节上,是一个膜状构造,称为鼓膜听器。蟋蟀的听器外形为卵圆形或缝隙状,鼓膜里有100^-300个感觉细胞,可以很快接受到同种发出的召唤、求爱、交尾、攻击、报警等声音信号,从而做出回答。据测定,蟋蟀的足听器感知范围为700赫兹^-5 000赫兹,但它们实际能够感受到的音波范围要比测试范围广得多。
第5页右中是学生画的几种不同昆虫的触角。昆虫的头部都有一对触角,昆虫的触角像“天线”,能感触物体,嗅到气味,还能平衡身体。不同种类的昆虫,“天线”的形态也各不相同:蟋蟀、蝗虫的触角呈丝状;蚂蚁的触角是膝状; 蝴蝶的触角是棒状;雄蛾的触角是羽毛状;天牛的触角是鞭状。昆虫的触角就像电视机上的天线,可左右上下不停地摆动,以接受来自不同方位的气味。家蚕雄蛾的一根触角上约有1. 6万个毛状感觉器,它们接受气味的能力非同小可。雄蛾可感受到500米以外雌蛾释放出来的气味。一种天蛾能感受到几里以外同种异性的气味。触角的形状和着生的位置是鉴别昆虫种类的重要特征。
第5页右下是放大镜下蝴蝶翅的照片。蝴蝶的翅本来和蜻蜓、蝉的翅膀一样,是膜质、透明和无色的,但它们的翅面上密密地覆盖着一层粉末。如果我们用手摸一下这种翅,手上就会粘上粉末,而翅上就会显出透明的一块。这些粉末在放大镜下观察,是些像鱼鳞似的小东西,昆虫学上称之为鳞片。每个美丽的鳞片都有一个小柄,像鱼鳞似地镶嵌在翅蜡上的鳞片窝里。每个鳞片有几十条到1 000多条脊纹,它们具有很好的折光性能。脊纹上有许多并行的薄片,像书页一样叠合在一起。这些脊纹在光照下闪烁出美丽的光芒。
第二部分:蚜虫和它的天敌一草岭
这部分内容主要是激发学生进一步观察昆虫,从观察静止的昆虫标本过渡到观察活着的昆虫的生活习性,难度有所增加。
第6页上“蚜虫和它的天敌一草岭”是对蚜虫和草岭进行比较深人的跟踪观察。观察者从蚜虫和其天敌草岭的肢体、进食、伪装等几方面,以及它们的关系,作
了比较细致的观察和生动具体的记录、描述。
蚜虫是一种常见的危害性很大的害虫,其身体很小,要用放大镜才能看清它的身体
的大致外形。它们常聚集在植物的嫩茎上吸食植物的汁液。6页右上是一只雌性蚜虫正在
生小蚜虫,蚜虫可以不用雌雄交配而由雌虫直接生小蚜虫,这种繁殖方式叫孤雌生殖。
蚜虫的天敌一草岭,是一种非常美丽的昆虫。教科书中之所以选草岭,是因为草
岭是一种重要的蚜虫天敌,比较普遍,其生活习性也有很多奇特的地方。因为我们平时
没有注意它,所以对它不太熟悉。其实只要在蚜虫多的植物附近注意观察,是经常可以
看到草岭的。草岭是完全变态的昆虫,成虫的头顶长着一对又细又长的触角,头的两侧
是闪着金色光泽的大眼睛。它的身体多呈嫩绿色,翅膀透明,纵横交错的翅脉形成格状
的网络,就像披着轻纱一般美丽。草岭产卵的方式十分奇特,雌草岭常把卵产在蚜虫密
集的植物叶片反面。产卵时先从尾部拉出一根丝,然后在丝的顶端产一椭圆形卵,往往
是一簇簇卵产在一起。在蚜虫多的地方,还能找到草岭的幼虫。草岭的成虫和幼虫都能
捕食蚜虫以及其他危害农作物的小虫,尤其是幼虫十分擅长捕食蚜虫,素有“蚜狮”之
称。其口器外形像两把镰刀,左、右的上下P v分别合成刺吸式构造,能插人蚜虫体内。
但这个过程需要在放大镜下观察才能看得清楚。
教科书第6页右下是草岭的幼虫正在捕食蚜虫。它把蚜虫的体液吸干后,还会把蚜虫
的空壳粘在自己的背上作为伪装,成了披着蚜壳的“狮子”。
教科书上的“蚜虫和它的天敌一草岭”仅是一个举例。希望能激发学生的观察兴
趣,并从中受到启发,乐意参与这个活动。能选择1 ^- 2种昆虫在放大镜下进行比较深人
细致的观察和记录。这里的观察和记录都是一种开放性的活动,对观察结果没有严格的
规定。只要学生积极参与了这个活动,经历了活动的过程,活动中认真地观察、记录和
总结,就达到了教学的要求。
(四)教学建议
1.奇特的身体构造。
这一部分内容主要是观察昆虫的构造和器官,教学主要在课堂上进行。因此教师事
先要准备足够多的昆虫标本供学生观察,可以是身体完整的,也可以根据观察的需要只
有某个器官或某个部分的。教师可以在开学初就布置学生在家长或教师的指导下进行采
集。也可以把它作为课外兴趣小组的活动内容。采集前要教给学生采集方法和安全事项,
尽量不伤害有益昆虫。
新课开始,教师可以这样引人:我们曾经观察过蚂蚁、蝗虫、蚕蛾,它们都是昆虫。
昆虫是自然界中数量和种类最多的生物。它们有各种各样的形态和生活习性,也有许多
特殊的构造和本领,我们知道吗?法布尔是法国著名的昆虫学家,他用整整一生的时间
在田野里对昆虫进行观察,发现了许多昆虫有趣的事情。今天我们也来做一个法布尔式
的观察家,来探索昆虫世界的秘密。
接着分组观察:各组学生轮流观察蝴蝶的翅,蜻蜓或蝗虫的眼睛,昆虫的各种触角、
口器等,观察时先用眼睛观察然后再用放大镜观察,边观察边记录。然后大组交流自己
的发现,学生可能发现蝴蝶的翅原来是由许多彩色的小鳞片组成的;它们的眼睛原来是
由许多小眼睛组成的;昆虫的触角是各种各样的……
在大组交流了观察结果后,教师对学生的观察进行小结和评价,适当补充有关的知
识,并激发学生进一步探究昆虫世界的兴趣。
2.蚜虫和它的天敌一草岭。
教师可以这样激励启发学生进一步探索昆虫世界的秘密:我们前面观察的都是昆虫
的标本,如果我们到大自然中去,在它们活蹦乱跳的情况下观察它们,在蔚蓝的天空下、
在蝉鸣的歌声中去观察,一定是非常有趣的事,也会发现更多的秘密。
然后指导学生阅读教科书上的观察范例一“蚜虫和它的天敌一草岭”。读后让学
生谈谈自己的体会,激励学生学习作者的观察方法、探究精神和态度。
接着布置新的探究任务一观察某种昆虫的生活习性。让每个小组的学生讨论观察
的想法和打算。比如想观察昆虫的哪些方面的问题?怎样观察?并让几个小组在全班交
流自己的想法,大家对他们的计划提出问题和建议。教师也可事先拟出一定的小课题,
供学生参考、选择。小课题的内容要尽量小,要符合学生的探究水平,并具有可行性。
比如:蚂蚁能预报天气吗?嶂螂怎样繁殖?雄蚊和雌蚊的触角有什么不同?蜜蜂怎样采
集花粉,等等。虽然这些小课题的答案在一些书刊上都有,但要要求学生自己经过实际
观察得出结果,不要摘抄现成答案。
最后教师提出观察要求、完成任务的时间、安全及环境保护方面的注意事项。这个
观察活动的时间可以较长一些,比如在学期即将结束时,每组学生交出观察结果。对观
察结果的评价标准应符合小学生的实际,不能要求太高。只要认真按计划坚持观察,并
写出观察结果都应该得到鼓励。
第3课放大镜下的晶体
物体的微细结构
(一)背景和目标
本课将带领学生进人另一个新的观察领域一晶体世界。晶体指组成物质内部的微
粒按一定空间次序排列形成的具有规则几何外形的固体。比如食盐是氯化钠的晶体,味
精是谷氨酸钠的晶体,冬天窗户玻璃上的冰花和天上飘下的雪花,是水的晶体。
晶体是美丽的,也是非常有用的,在生产、生活及科研中发挥着重要的作用。但
大多数物质的晶体是用肉眼看不见的,我们只有借助放大镜、显微镜、甚至X光才能
看到。
晶体是许多固态物质的一种结构。过去学生观察物质,很少从结构的角度去观察,
本课的观察活动将使他们对身边的物质有着更深一层的了解。相信在我们带领学生走进
这个世界之后,学生很快就会对奇妙的晶体世界着迷,从此对它热情关注。
科学概念
.一些固体物质的内部有一定的结构,如果构成这些物质的微粒按一定的空间次序排
列,形成了有规则的几何外形,这就是晶体。
过程和方法
.用放大镜观察常见固体物质的晶体。
.用图记录观察结果。
.自制食盐等晶体。
情感态度价值观
.激发了解和探索晶体世界秘密的兴趣。
.在欣赏各种晶体的过程中,感受自然的美。
(二)教学准备
分组观察器材:放大镜、食盐、味精、烧杯、滴管、玻璃片,矿物晶体。
教师演示器材:各种晶体及晶体用途的图片或多媒体课件,制作好的大晶体及器材。
(三)教科书说明
内容共两页,分两部分。第一部分是“观察美丽的晶体”;第二部分是“制作晶体”。
活动内容是先观察再制作。
第一部分:观察美丽的晶体
教科书首先提出一个问题:我们注意过各种各样物质的结构是怎样的吗? 如果我们用放大镜观察身边的物质,我们能发现什么呢?这个问题的日的是了解学生的想法,同时提出即将学习的任务。2·1·c·n·j·y
观察物质的结构从身边熟悉的食盐、碱面、味精等物质开始,让学生用肉眼和放大镜分别观察食盐、碱面。看看放大镜下的食盐、碱面和我们平常肉眼看见的是否一样。同种物体的每一个颗粒的形状是否大致一样?21*cnjy*com
在放大镜下,学生将看到的是各种物质的颗粒都是晶莹、剔透有着各自一致的几何形体的微粒,比如食盐、白糖的晶体都是立方体的,味精的晶体是柱状等。在这个基础上指导学生认识晶体: 白糖、食盐、碱面、味精的颗粒都由有规则的几何形体组成,人们把这样的物质叫做晶体。
接着教科书通过图片向学生介绍自然界中的晶体。第8页上的照片分别是水晶、雪花、维生素c、黄铜矿等晶体。晶体的形状很有规则,有的是立方体,有的像金字塔,有的像一簇簇针;有的晶体较大,肉眼可见,有的较小,要在放大镜或显微镜下才能看见。正因为各种物质的晶体具有基本一致的形状,所以晶体也是鉴别矿物的依据。地质学工作者,常常在放大镜或显微镜下观察岩石中的晶体,判断它的矿物成分,以鉴别岩石。第8页右上的图片显示的是在显微镜下花岗岩中石英、长石、云母的三种晶体。
第二部分:制作晶体
自然界中有的晶体从溶液中诞生,如海水蒸发得到盐的结晶。有的晶体是在一定压强和温度下形成的,如火山喷发岩浆冷却后形成矿物的晶体。我们指导学生制造晶体的方法可以有减少水分和降低温度两种。减少水分法,也就是把某种溶液风干即使其水分蒸发,使物质重新析出;降低温度,即先把某种物质的溶液加热制成饱和溶液,然后冷却,使物质重新析出。课本上介绍的制作的方法是蒸发法,即先制作物质的溶液,然后滴一滴在玻片上,让其自然蒸发。
用这种方法制作的晶体比较小,教科书上还介绍了一种制作比较大的晶体的方法。用一只大的玻璃杯,多放些水和食盐,直到食盐全部溶解为止。用漏斗过滤溶液,将过滤后的溶液注人一只清洁的玻璃杯内,在杯中悬吊一根细线,一端拴上一小块食盐晶体浸泡在溶液中,然后静置数天。在玻璃杯底首先出现了第一批
晶体,滤去溶液中残留的晶体,然后把悬在细线上的晶体浸人过滤后的溶液中,晶体会
缓慢地生长。如果在杯中继续倒人饱和食盐溶液,则晶体的生长会持续几周甚至几个月。
(四)教学建议
1.观察美丽的晶体。
学生在四年级曾经观察过矿物的晶体,教师可以从这里切人。再次出示一些矿物的
晶体如水晶、黄铁矿、方解石的图片,问问学生还记得这是什么吗?它们的形状有什么
特点(有着比较规则的几何形体)。
然后教师接着说,除了矿物有着规则的几何形体,自然界的许多物体也有这样的结
构,我们知道吗?白糖、食盐、碱面是我们做饭菜时经常用到的材料,今天我们来仔细
地观察它们的形态。
接着是学生分组观察活动。要求学生用肉眼观察白糖、食盐、碱面,再用放大镜观
察,看看它们又是怎么样的。不仅观察每一颗粒的形状,还要观察同种物质的所有颗粒
的形状。并在记录单上画出白糖、食盐、碱面、味精的晶体形状。
在学生汇报交流的基础上,教师要学生总结,这些物体的颗粒有什么特点。最后教
师小结:在放大镜下看到的食盐、白糖、味精、碱面,虽然它们形状各不相同,但同种
物质的颗粒都有规则的几何形体。人们把这样的物质叫做晶体。
然后教师问问学生还知道自然界中的哪些晶体物质。除了学生的回答和教科书上插
图所示,教师还可以进行补充,比如装水的容器中的水垢等。并告诉学生在自然界很多
固体物质都是晶体,但大部分都是我们的肉眼看不见的,要在放大镜或显微镜下才能看
见。比如花岗岩中的三种矿物晶体,我们用放大镜观察,它们的形状不是很清楚,这就
必须在显微镜下观察了。地质工作者鉴别岩石和矿物时,就常常根据晶体形态来作出
判断。
2.制作晶体。
教师可提出这样的问题:知道自然界的晶体是怎样产生的吗?然后讲解自然界的晶
体都是在一定的条件下经过结晶过程产生的。自然界中有的晶体从溶液中诞生,如海水
蒸发得到盐的晶体。有的晶体是在一定压强和温度条件下形成的,如火山喷发岩浆冷却
后形成矿物的晶体。教师可展示相关课件。
我们自己来制作晶体。我们应该怎样才能得到晶体呢。我们现在制造晶体的方法就
是利用我们学过的方法一蒸发的方法。步骤如下:先制作食盐或碱面的溶液,然后用
滴管或玻璃棒滴一至二滴在玻片上。为了蒸发得块,滴后要轻轻晃一下,让溶液扩散得
薄而均匀,放在通风的地方。也可以用夹子夹住玻片在酒精灯上微微加热,加热时玻片
离酒精灯火焰远一些,慢慢烘干。在溶液蒸发的过程中,千万不要用手或器物触摸它。
制作好食盐或碱面晶体,再让学生用放大镜观察并画图记录它们的形态。因为溶液
的自然蒸发需要一定的时间,教师也可让学生在等待溶液结晶的过程中,先观察别的班级已经做好的晶体,然后再观察自己做的晶体。
最后教师出示自己做好的大的晶体,学生一定很吃惊,也很激动。这时问学生,愿
不愿意制作更大的晶体,让学生阅读教科书上的制作方法,课后自己制作。
如果有时间,建议教师向学生介绍晶体的用途,最好用多媒体课件进行。如果没有
时间,可让学生自己去收集和阅读相关资料,做成资料卡片,在全班张贴展示。
课外延伸:了解有关晶体的知识,观察身边更多的晶体。
第4课怎样放得更大
(一)背景和目标
在使用放大镜的过程中,学生都希望放大镜能把物体放大更多倍数,以便把物体看
得更清楚。这也是在显微镜发明之前,人们的想法和一直努力追求的日标。但放大镜的
放大倍数是有限的,直到17世纪,人们发现用两个凸透镜组合起来可以提高放大倍数,
从而发明了显微镜,人们的这个日标才得以实现。
本课指导学生经历前人发明显微镜的过程,用两个放大镜自制一个显微镜,并尝试
用自制的显微镜进行观察。
科学概念
.两个凸透镜组合起来可以使物体的图像放得更大。
.显微镜的发明拓宽了观察领域,显微镜是人类认识微小世界的重要观察工具。
过程与方法
.用两个放大镜组合制作一个简易显微镜。
.用自制的显微镜观察周围的物体。
.阅读课文中列文虎克发现微生物的故事。
情感态度价值观
.认识到人类发明显微镜是一个了不起的进步。
.认识到科学的不断发展,会促使技术不断地改进,而技术的发展,又会促进科学研
究的发展。
.学习科学家对科学执著的追求和不懈的探索精神。
(二)教学准备
分组实验器材:两个不同放大倍数的放大镜、卡纸(或现成的纸筒)、剪刀、胶水。
供显微镜下观察的物体,如花蕊,青苔,蚕丝,纸纤维,昆虫的足、翅、触角等,手电
筒或小镜子。
教师演示器材:两个不同放大倍数的放大镜,自制的显微镜,相关课件(如显微镜
发展的历史等)。
(三)教科书说明
内容共两页,分为两个部分。第一部分为“做个简易显微镜”;第二部分为“显微镜的发展”。教科书的阅读资料中有列文虎克发现微生物的故事及显微镜的发展史。
第一部分:做个简易显微镜
教科书首先提出怎样把物体放得更大的问题,引起学生的思考,然后启发学生用两个放大倍数不同的凸透镜组合起来观察物体,比较用两个透镜和一个透镜看到的物体图像有什么不同?从中发现把两个透镜组合起来观察物体,放大倍数会大大提高。这个活动引领学生经历一个显微镜的发明过程。【版权所有:21教育】
在17世纪,人们无意中把两个凸透镜组合起来,明显提高了放大倍数,从而发明了最早的显微镜。为什么两个凸透镜组合起来能把物体放得更大呢?用透镜成像的规律来分析:这两个凸透镜是不同放大倍数的,对着物体的透镜焦距较小,叫物镜。对着人眼的透镜叫日镜,焦距较大。把物体放在物镜的焦点附近,使物距稍大于焦距,就会在它的焦距到2倍焦距之间,而恰好是日镜的焦距内生成一个放大的倒立的实像,这个放大的像通过日镜的折射后进人人眼,人们就会在日镜中看到一个放得更大的正立的虚像。也就是日镜把物镜得到的放大的实像进一步放大。本课让学生用两个放大镜,调整它们的距离来观察物体,从中去发现这样的组合能把物体放得更大,这是引领学生经历前人发明的过程。
显微镜的放大倍数怎样计算呢?是用日镜的放大倍数乘以物镜的放大倍数。可以让学生计算一下,从计算的结果也可以知道两个透镜组合而成的显微镜比单个透镜的放大倍数大得多。
接下来的活动是让学生用自制的显微镜观察物体。实际验证一下物体的图像在显微镜下是不是被放得更大了,是不是又会发现一些用肉眼和用单个放大镜不能看到的细节,并把新的发现记下来。课文中的观察对象有青苔、花蕊、花粉等。选用这些物体作为观察对象的理由是:青苔用肉眼看起来分不清一株一株的个体,看到的只是绿茸茸的一片像地毯,而在显微镜下能看清它们的每个植株;种子植物的繁殖器官一花粉,也是微小世界的一个大家族,用肉眼和单个的放大镜观察花粉,其形态不一定看得很清楚,而在显微镜下它们形状各异、千姿百态。图中的花粉正处在萌发状态,新鲜花粉放在糖水中可以萌发出花粉管,能看到花粉管的生长。当然教师也可因地制宜选用合适的观察材料。
教科书资料一列文虎克发现微生物的故事。这个故事能激发学生用显微镜观察身边的生命世界的兴趣,并学习列文虎克坚持不懈、刻苦钻研的精神。
第二部分:显微镜的发展
这个部分的内容主要是介绍显微镜的发展历史。
17世纪,人们把两块凸透镜组合起来制成的显微镜只是显微镜的前身,荷铸詹森父子制作的显微镜才是世界上第一架真正的显微镜。这架显微镜由一个凸透镜和一个凹透镜组成,它是光学显微镜。后来,光学显微镜经不断改进,最大放大倍数可达1500倍左右;1932年德国科学家制成了世界上第一架电子显微镜。电子显微镜是以电子束代替光束,用磁场代替透镜。一下子把放大倍数提高到一
万倍。到20世纪90年代,人们已经成功研制出放大率为200万倍的电子显微镜,人们利
用它可以看到物质内部的精细结构,看见了所有物质都是由一些肉眼看不见的极小极小
的微粒组成的。
1983年人们又发明了扫描隧道显微镜。扫描隧道显微镜工作的基本原理是基于量子
力学的隧道效应和三维扫描。带偏压(电压差)的两个平板导体间只要不接触是不会有
电流流过的,可是当这两个导电平板靠得很近,相隔小于1个纳米时,即使不接触,也会
产生电流,这就是量子力学中的隧道效应。如果把一个平板导体替换为一个很尖的导电
针尖,并使针尖沿样品表面进行精确的三维移动,就可将样品表面的形貌和表面电子态
等有关表面信息记录下来。这样一来测量平板间隧道电流的实验装置就变成了观察表面
形貌特征的显微镜。
扫描隧道显微镜具有很高的空间分辨率,横向可达0. 1纳米,纵向可优于0. 0l纳米。
它主要用来描绘三维的原子结构图。在纳米尺度上研究物质的特性,利用扫描隧道显微
镜还可以实现对表面的纳米加工,如直接操纵原子或分子,完成对表面的剥蚀、修饰以
及直接书写等。生物学家们研究单个的蛋白质分子或D}IA分子;材料学家们考察晶体中
原子尺度上的缺陷;微电子器件工程师们设计厚度仅为几十个原子的电路图等,都可利
用扫描隧道显微镜。
显微镜的发展史反映了由于科学的不断发展,促使技术在不断地改进,而技术的发
展,又促进了科学研究的发展。电子显微镜的发明就是典型的例子。光学显微镜的放大
率为什么后来一直提高不大?开始人们一直找不到原因,千方百计改进透镜质量和仪器
本身的设计,始终没有多大进展,直到人们发现量子理论后,才逐渐认识到由于人眼可
见光频率范围的限制,使我们无法观察到线度比可见光波波长更小的物体。在20世纪
30年代科学家发现电子射线具有波动性,它的波长可以是可见光波长的十万分之一,
电子射线照射物体时,就能使更小的物体留下影像。在这样的基础上才发明了电子显
微镜。由于电子显微镜的发明,人们才看到了物质组成的极小微粒原子以及病毒的样
子。
一部显微镜的发展史充分反映了人类永远不满足现状,对自然规律善于追求和不断
探索的精神。
课文第11页的照片是电子显微镜和电子显微镜下的细菌和病毒。
(四)教学建议
1.做个简易显微镜。
本课教学可通过以下步骤进行。
提出问题
让学生用放大镜观察很小的文字或图片,学生发现看不清,我们怎样才能把字看得
比较清楚呢?针对这个问题,让学生提出自己的想法,大家来讨论。
探索研究
让学生用两只手一前一后,或者一上一下分别拿两个凸透镜调整它们之间的距离来
观察物体,然后拿开一个透镜,只用一个透镜观察物体。反复几次,看看有什么发现?
学生会发现用两个凸透镜恰当的组合在一起观察物体,看到的物体图像更大了。这时,
教师进行小结:我们刚才经历的过程就是人们发明显微镜的过程。在17世纪,人们把两
个凸透镜组合起来,一个凸透镜把另外一个凸透镜所成的像进一步放大,这样明显提高
了放大能力,这就是最早期的显微镜。
做个简易显微镜
教师讲解制作方法和步骤。为使两个放大镜之间的距离便于调节。教师可以选用合
适的纸筒(和放大镜的镜片直径相当,又达到一定的长度),在一侧纵切一条缝,缝的宽
窄和放大镜镜柄的粗细差不多。然后把放大镜从纸筒的一端放人,柄从缝中伸出,这样
放大镜既被纸筒卡住也可以上下移动。其中的物镜最好在纸筒的底端上边几厘米的地方
固定,只移动日镜。纸筒的长度最好根据凸透镜的焦距来粗略地估算一下。学生用的透
镜一般放大倍数较低,而焦距相对较长,可能在几厘米左右,那么纸筒要有3 ^- 4倍焦距
左右的长度。观察时要注意提醒学生把观察对象放在光线比较强的地方,还可以用手电
筒或用镜子反光的方法增加观察对象的亮度。
观察周围的物体
让学生用自制的显微镜去观察只用一个放大镜时观察不清的文字和图片,或青苔、
花粉等,看看观察效果如何。花粉一般都很小很小,教师要选择提供较大的花粉品种让
学生观察。不要局限于课文中提到的物体,还可以观察前面我们曾用放大镜观察过的物
体,比如昆虫的翅、眼、触角、足、口器,蔽类植物的袍子,等等。并把观察到的图像
和原来用放大镜观察到的进行比较。
阅读资料
学生自行阅读课文上的列文虎克用自制的显微镜观察发现微生物的故事。然后讨论:
从这个故事中我们知道了什么?激发学生的观察兴趣,教育学生学习列文虎克对科学的
执著追求和不懈的探索精神。
2.显微镜的发展。
介绍显微镜的发展历史
教师可利用课文第11页的图文资料介绍显微镜的发展历史,最好能通过多媒体课件
进行补充讲解。告诉学生我们制做的简易显微镜是用透镜制成的,它是利用透镜对光折
射而产生物像的。像这样的显微镜叫做光学显微镜。因为人眼所见到的光有一定的范围,
因此光学显微镜的放大倍数是有一定限度的,有许多很小的物体,如细菌、病毒都无法
看清。
由于学生的理解水平,什么是折射,以及电子显微镜和扫描隧道显微镜的原理,不
必讲解。但要让学生明白:显微镜技术的发展,为我们的研究微观世界提供了可靠有力
的工具,它是人类最敏锐的眼睛。
提出下一节课的研究任务
用显微镜观察研究身边的生命世界
细胞。
第5课用显微镜观察身边的生命世界(一)
(一)背景和目标
我们的周围是一个丰富多彩的生命世界,各种各样生物有着自己的形态结构和生活
习性,但是它们存在着一些共同特征。其中最主要的特征之一是,生物体都是由细胞组
成的,细胞是生物体基本的功能单位。
自从英国物理学家罗伯特·胡克用自制的显微镜,发现软木是由细胞构成的以后,
许多学者在显微镜下研究了植物的茎、芽和果实,血和低等动物等,发现它们都含有胡
克所描述的细胞结构。随着显微镜制造技术的提高,德国学者施莱登对于植物细胞进行
了大量的研究工作,证明细胞是构成植物体的基本单位。另一个德国学者施旺,对于动
物细胞进行了大量的研究之后指出,细胞结构是一切动物共有的结构特征。他还指出了
动物和植物在结构上的统一性,即不论动物和植物,其组织都是由细胞构成的。以上过
程可以看出细胞学说是建立在大量研究事实的基础上的。细胞学说的建立被恩格斯誉为
m世纪自然科学的重大发现之一。
学生在三年多的科学课学习中,通过大量的观察活动已经认识了许多生物的特征。
本课和下面一课的教学活动将指导学生用显微镜观察细胞,继续认识生物的特征。
本课重点活动是指导学生观察洋葱表皮细胞。教科书内容主要有“观察前的准备”
“观察洋葱表皮细胞”。其中“观察前的准备”包括制作洋葱表皮标本和学习使用显微镜。
科学概念
.洋葱表皮是由细胞构成的。
过程与方法
.学习制作洋葱表皮玻片标本。
.使用显微镜观察洋葱表皮,用图画记录观察到的洋葱表皮细胞。
.对比用肉眼、放大镜、显微镜看到的洋葱表皮有什么不同。
情感态度价值观
.认识到细致观察、详尽记录是重要的。
.发展观察生物标本、研究生物标本的兴趣。
.懂得由于观察工具的改进,人们才能观察到许多自然界的秘密。
(二)教学准备
分组实验器材:洋葱、小刀、清水、滴管、碘酒、吸水纸、载玻片、盖玻片、显微
镜、放大镜。
教师演示器材:制作洋葱表皮和正确使用显微镜的课件。
(三)教科书说明
在前面用自制的显微镜初次尝试观察的基础上,本课指导学生观察洋葱表皮细胞。
教科书首先介绍了1663年英国科学家罗伯特·胡克用自制的复合显微镜观察发现软木细
胞的故事,日的是让学生了解细胞的发现过程,并激发学生的观察兴趣。
观察活动分为三个步骤:制作洋葱表皮装片;了解正确使用显微镜的方法和步骤;
观察洋葱表皮细胞。
第一部分:制作洋葱表皮装片
显微镜下的观察和一般观察不同,对观察材料有特殊的要求。显微镜下观察的物体必须薄而透明,对较厚不便于观察的物体,需要制作切片。教科书第12页下面的插图介绍了制作洋葱表皮临时装片需要的工具和器材。第13页上的插图是以洋葱为例介绍制作装片的方法。步骤是:把洋葱鳞茎切成两半,册下其中一块,注意不要弄掉内表皮;然后在内表皮上用小刀轻轻划“井”字;用镊子撕取“井”字中间的表皮。取到标本后就可以制作显微镜装片,具体方法如下:21教育网
1.在一个干净的玻璃载片中间滴一滴清水;
2.用镊子把取下的洋葱表皮放到载玻片的水滴中央,注意标本要平展开,不能折叠;
3.用盖玻片(或另一个玻璃载片) 倾斜着盖到标本上面,放盖玻片时,先放一端,再慢慢放下另一端,注意不要有气泡;www.21-cn-jy.com
4.从标本的边缘滴一滴稀释的碘酒,并把玻片微微倾斜,再用吸水纸吸掉多余的水;
5.然后将做好的洋葱表皮装片放到显微镜载物台上。
第二部分:正确使用显微镜的方法
教科书第13页的资料详细介绍了正确使用显微镜观察的方法和步骤。简单说来可以概括为这样几步,即:安放一对光一上片一调焦一观察。21·世纪*教育网
第三部分:观察、记录、描述洋葱表皮细胞
这个活动是学生独立进行的观察活动。活动要求学生分别用肉眼、放大镜、显微镜仔细观察洋葱表皮,把看到的内容画下来。认真比较三次观察到的图像,看看有什么不同。通过这个活动学生会发现放大镜比肉眼、显微镜比放大镜看到的细节更多,看得更清楚。但同时视野(看到的范围)也小了许多。然后让学生展示、描述所看到的洋葱表皮,在此基础上总结洋葱表皮细胞的形态。最后告诉学生,我们看到的就是洋葱表皮细胞。最后教师可出示洋葱表皮细胞的课件,对细胞的构造做一个比较完整的介绍,只要求学生了解,不要求学生记住。
(四)教学建议
1.关于观察器材和工具。
本课活动成功进行的关键是观察器材和工具,因此准备足够的显微镜和观察材料是
很重要的。显微镜最好是一组有一台。条件好的学校可以每二人一台。观察材料比较理
想的是洋葱,其他的如新鲜的葱皮、蒜皮也可以。
2.关于制作及观察方法的指导。
对洋葱表皮切片的制作,以及如何使用显微镜观察,虽然教科书中已有图和文字的
介绍,除了让学生自己阅读领会外,教师要加强指导,讲清方法、要领,还应进行演示。
在剥洋葱表皮时,洋葱内表皮最容易弄丢,而我们要观察的恰好是内表皮,因此要提醒
学生小心。
在分组观察中,教师要加强巡视,对不能正确调焦以至看不清物像的组给予帮助。学生
不能看到图像的主要原因常常是标本没有放在载物台中央正对物镜,或是不耐心调焦。
制作洋葱表皮装片和使用显微镜的方法不是本课的教学重点,但是观察活动的前提。
因此需要加强指导让学生掌握正确的方法和步骤,在教师指导下基本会操作。但不必要
求学生记住,也不应作为评价的内容。
3.关于洋葱表皮细胞的观察。
在观察活动中,要提醒学生对用肉眼、放大镜、显微镜进行观察的结果进行对比。
因此,洋葱表皮的装片可以每组制作三份,便于学生的对比观察,或者每组保留几块洋
葱皮不制成装片,用来作为肉眼、放大镜观察的材料。
洋葱表皮完整的细胞构造(细胞壁、细胞核、细胞质、细胞膜,液泡等),不是本课
教学的重点,不要求学生掌握,也不要求他们在观察活动中都能观察到,更不需要他们
能描述洋葱表皮是由细胞壁、细胞核、细胞质、细胞膜组成。但是教师应鼓励学生仔细
观察,以求有更多的发现。学生在观察活动中最容易发现的是洋葱表皮细胞的形态,它
像长方形的格子,或者说像砖墙等等,而对于细胞核、液泡等可能不太注意。教师可以
提醒学生注意观察。
在活动的最后阶段可以向学生简单介绍洋葱表皮的完整结构。
第14页是一个单独的洋葱细胞,其中的黑点是细胞核,右下是一个液泡。
第6课用显微镜观察身边的生命世界(二)
(一)背景和目标
本单元继续指导学生观察生物的细胞。
细胞学说是在很多科学家对各种生物做大量的观察,获得了许多事实的基础上建立
的。要让学生建立“生物是由细胞构成的”这一概念,也需要观察较多的生物细胞,仅
仅观察洋葱表皮细胞是不够的。所以本单元继续指导学生观察更多的生物细胞。
(四)教学建议
1.关于观察器材和工具。
本课活动成功进行的关键是观察器材和工具,因此准备足够的显微镜和观察材料是
很重要的。显微镜最好是一组有一台。条件好的学校可以每二人一台。观察材料比较理
想的是洋葱,其他的如新鲜的葱皮、蒜皮也可以。
2.关于制作及观察方法的指导。
对洋葱表皮切片的制作,以及如何使用显微镜观察,虽然教科书中已有图和文字的
介绍,除了让学生自己阅读领会外,教师要加强指导,讲清方法、要领,还应进行演示。
在剥洋葱表皮时,洋葱内表皮最容易弄丢,而我们要观察的恰好是内表皮,因此要提醒
学生小心。
在分组观察中,教师要加强巡视,对不能正确调焦以至看不清物像的组给予帮助。学生
不能看到图像的主要原因常常是标本没有放在载物台中央正对物镜,或是不耐心调焦。
制作洋葱表皮装片和使用显微镜的方法不是本课的教学重点,但是观察活动的前提。
因此需要加强指导让学生掌握正确的方法和步骤,在教师指导下基本会操作。但不必要
求学生记住,也不应作为评价的内容。
3.关于洋葱表皮细胞的观察。
在观察活动中,要提醒学生对用肉眼、放大镜、显微镜进行观察的结果进行对比。
因此,洋葱表皮的装片可以每组制作三份,便于学生的对比观察,或者每组保留几块洋
葱皮不制成装片,用来作为肉眼、放大镜观察的材料。
洋葱表皮完整的细胞构造(细胞壁、细胞核、细胞质、细胞膜,液泡等),不是本课
教学的重点,不要求学生掌握,也不要求他们在观察活动中都能观察到,更不需要他们
能描述洋葱表皮是由细胞壁、细胞核、细胞质、细胞膜组成。但是教师应鼓励学生仔细
观察,以求有更多的发现。学生在观察活动中最容易发现的是洋葱表皮细胞的形态,它
像长方形的格子,或者说像砖墙等等,而对于细胞核、液泡等可能不太注意。教师可以
提醒学生注意观察。
在活动的最后阶段可以向学生简单介绍洋葱表皮的完整结构。
第14页是一个单独的洋葱细胞,其中的黑点是细胞核,右下是一个液泡。
第6课用显微镜观察身边的生命世界(二)
(一)背景和目标
本单元继续指导学生观察生物的细胞。
细胞学说是在很多科学家对各种生物做大量的观察,获得了许多事实的基础上建立
的。要让学生建立“生物是由细胞构成的”这一概念,也需要观察较多的生物细胞,仅
仅观察洋葱表皮细胞是不够的。所以本单元继续指导学生观察更多的生物细胞。
科学概念
.生物都是由细胞组成的。
.生物细胞的形态是多种多样的,不同生物的细胞是不同的,生物不同器官的细胞也
是不同的。
.细胞是生物最基本的结构单位,也是生物最基本的功能单位。
过程与方法
.观察几种植物、动物及人体的细胞。
.画图记录显微镜下的洋葱表皮细胞。
.阅读资料了解细胞对生物的作用。
情感态度价值观
.认识到细致观察、详尽记录的重要性。
.发展观察研究生物细胞的兴趣。
.懂得由于观察工具的改进,人们才能观察到许多自然界的秘密。
(二)教学准备
分组实验器材:几种动物、植物和人体的细胞装片、显微镜。
教师演示器材:多种生物细胞及细胞作用的课件或图片。
(三)教科书说明
教科书共两页,分为两部分。第一部分是“生物细胞的观察”;第二部分是“细胞的作用”。本单元的教学重点是在显微镜下观察多种生物的细胞。
第一部分:生物细胞的观察
这部分教学是要指导学生观察其他几种生物细胞,包括植物细胞、动物细胞和人体的细胞。观察的生物细胞最好种类多一些,如植物可以观察根、茎、叶等各个器官的细胞,动物和人体也在观察之列。教科书15页上部的图、文体现的是学生观察植物叶的细胞时,既观察了叶表皮细胞,也观察了叶肉细胞。在观察叶表皮细胞时看到了气孔、在观察叶肉细胞时看到了叶绿体。叶表皮中的气孔和叶肉细胞中的叶绿体是植物进行呼吸、光合作用很重要
的部分。
气孔是植物表皮上的两个保卫细胞之间的开孔,是和叶的功能有密切联系的一种结构。具体来说是植物气体和水汽蒸腾的通道,是植物体与环境之间的门户。保卫细胞的生理变化可以调节气孔的张开和闭合,控制气体和水汽的进出。同时叶面施的肥和喷洒的农药有一部分也从气孔进人。第15页图中的气孔是一种如蚕豆等双子叶植物的气孔,保卫细胞是半月形的。如果是玉米等单子叶植物,组成气孔的保卫细胞是两个哑铃状的。
叶绿体是绿色植物细胞里含有的绿色扁球状质体。是植物进行光合作用的基本场所。主要分布在绿色叶片的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中。如果指导学生观察叶肉细胞,就可以看到叶绿体。叶绿体中含有叶绿素等许多物质,叶绿素是植物进行光合作用的主要物质。在普通显微镜下,高等植物的叶绿体是扁椭圆形或球形的小颗粒,每个叶肉细胞中约有20^-200个叶绿体。
第15页左下是人血中的红细胞和口腔上皮细胞。动物细胞和植物细胞是不同的,动物细胞没有细胞壁。红细胞也称红血球,圆球状,边缘较厚,中间略凹陷,直径6微米一9微米。红细胞薄而有弹性,使他们能通过微小的血管。一个体重65千克的人,体内含红细胞共有20万亿个以上。红细胞的主要成分是血红蛋白,专门负责运输氧和二氧化碳。成熟的红细胞没有细胞核,可容纳更多的血红蛋白,有利于携带更多的氧和二氧化碳。
第15页下中的图片是人的口腔上皮细胞。也就是口腔内壁表面的细胞,起
着保护和分泌的功能。
第15页下右的图片是苔鲜类植物细胞。
教科书由于篇幅所限,没有更多地列举一些生物细胞的图片,但是在教学中教师应该尽量让学生观察更多的生物细胞标本或图片。
通过观察生物细胞,使学生看到生物细胞的形态是多种多样的。同一种植物或动物,其身体各个器官的细胞形态是不同的,即便是同一种器官的细胞,也由于不同的组织其形态功能也会不同。比如叶表皮细胞和叶肉细胞。
教科书里关于细胞学说建立过程的资料,日的是使学生知道细胞学说建立的过程不是一个简单的过程,而是许多学者用显微镜经过了大量的观察,在大量事实的基础上才总结出来的。同时也希望学生进一步体会到没有显微镜就不可能发现细胞。只有在显微镜发明后,人们发现和认识细胞才成为可能。
细胞学说的主要内容是:所有生物都是由细胞构成的;细胞是生物体结构和功能的最基本单位;所有的细胞都来自于其他的细胞。
需要说明的是细胞学说也是通过不断的修正、补充才完善起来的。施莱登和施旺提出的细胞学说主要有三个方面内容:1.细胞是有机体。一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,动植物的结构有显著的一致性。2.每个细胞作为一个相对独立的基本单位,既有它们“自己的”生命,又与其他细胞协调地集合,构成生命的整体,按共同的规律发育,有共同的生命过程。3.新的细胞可以由老的细胞产生。
施莱登和施旺的细胞学说提出了一个错误的概念,即新细胞在老细胞的核中产生,由非细胞物质产生新细胞,并通过老细胞崩解而完成。由于人们把这两位科学家奉为权威,这使得他们的错误观点延续了许多年。许多研究者的观察表明,细胞的产生只能通过由原先存在的细胞经过分裂的方式来完成,1858年德国病理学魏尔肖概括出“一切细胞来自细胞”的著名论断,这不仅在更深的层次上揭示细胞作为生命活动的基本单位的本质,而且通常被认为是对细胞学说的重要补充,甚至有人认为至此细胞学说才全部建立。
细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性,以及在进化上的共同起源。这一学说的建立极大地推动了生物学的发展,并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。
第二部分:细胞的作用
细胞是生物最基本的结构单位,也是生物最基本的功能单位。生物的呼吸、消化、排泄、生长、发育、繁殖、遗传等生命活动都是通过细胞进行的。生物细胞不仅形态是多种多样的,功能也是多种多样的。这些在单元资料页中有比较详细的介绍。这个部分的教学活动主要通过学生阅读资料填写网状图和教师的补充讲解来完成,日的是使学生对细胞的作用有所了解。细胞具有多种多样的功能,当然这些功能不是由某一种细胞就能完成的。生物体内有各种各样的细胞,它们有着严密的分工,它们共同作用完成了生命的所有活动。
(四)教学建议
1.观察生物的细胞。
本单元教学的重点是让学生认识到生物体是细胞构成的,细胞是生物的基本结构单
位,它们的形态功能是多种多样的。
教学中应该观察哪些生物细胞,教科书没有统一规定。但是希望种类尽可能多,为
了观察的方便,最好是现成的标本。除了学校现有的标本,还可以向中学或大学借用。
如果没有,教师可指导少数学生在课前制作一些。如果实在不能让学生观察标本,可从
各方面收集一些细胞图片或多媒体课件给学生展示。日的就是让学生在有限的时间内,
观察尽量多的生物细胞标本。如人和动物的神经、骨骼、血液、肌肉细胞;植物的根、
茎、叶细胞,等等。只有在观察较多的生物细胞后,才有利于学生总结出生物体是细胞
组成的结论。下面介绍两种人体细胞的制作方法。
口腔上皮细胞装片的制作方法:先用凉开水漱口,然后用牙签在口腔的腮壁处轻轻
刮一下,牙签上会附着一些上皮细胞。然后把它轻轻涂在放有一滴清水的载玻片上,搅
拌一下,使细胞分散开,再盖上盖玻片。最后从盖玻片的一侧滴一滴碘酒染色,用吸水
纸吸去多余的水,就做成了口腔上皮细胞的临时装片。
人血涂片的制作方法是:用蘸有'7500酒精的脱脂棉,对将要取血的部位(手指尖)
进行消毒,再用消毒的针尖刺破指尖的皮肤,挤出一滴血,滴在已消毒的载玻片上;另
取一块载玻片作推片,将推片自血滴左侧向右移动,当血滴均匀地附着在两片之间后,
再将推片向左平稳地推移(两片成30^-45度夹角),推出均匀的血膜,待血膜晾干后即可
放在显微镜下观察。如果能给血膜染色观察效果更佳。
如果要制作植物的根、茎、叶的装片,就要把植物的根、茎、叶横切成极薄的薄片。
装片制作方法和洋葱表皮细胞的做法一样。
在观察了各种生物的细胞后,教师组织学生讨论,让他们比较一下不同生物的细胞
形态,如果观察的细胞足够多,还可以比较生物的不同器官、器官的不同组织的细胞的
形态,最后总结得出:生物都是细胞组成的,细胞的形态是多种多样的。
2.细胞的作用。
关于细胞作用的教学,主要通过阅读资料和教师讲解进行。教师可先让学生在课前
查阅资料和阅读单元资料。阅读前,教师可以出一些思考题,让学生带着问题阅读,并
作笔记。课堂上由学生自己总结细胞的作用,并填写网状图。最后由教师补充讲解,使
学生认识到生物体的细胞不仅形态是多种多样的,功能也是多种多样的,它们互相依靠,
共同协作,完成了生命体的各种功能。
第7课用显微镜观察身边的生命世界(三)
(一)背景和目标
显微镜的发明不仅使人们看到了细胞,还看到了身边的许多微生物。微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体。它们的出现,是
在动物和植物之前。人们对微生物的发现和研究,始于显微镜发明之后。
1675年,列文虎克利用自己制作的显微镜在不流动的污水中第一次看到了肉眼看不
到的“微小动物”,看到了酵母菌和球状、杆状及螺旋状的细菌。
300多年来,人们已发现和命名的微生物有10万种之多。迄今为止,人们不仅认识
了很多引发各种疾病的微生物,掌握了抑制其传播疾病的各种技术,而且开发了大量微
生物的机能,并在工农业生产和科学研究中进行广泛应用。
在前面几课使用显微镜观察生物细胞的基础上,本课指导学生观察微生物。微生物
在地球上分布很广,种类和数量极多,和人类的关系也十分密切。本课仅指导学生观察
几种生活在水中的微生物的形态和行为。
科学概念
.用显微镜能看到肉眼不能看到的微小生物。
.在水中生活着很多形态各异的微生物。
.微生物通常都有特殊的构造和功能,以适应周围的环境。
.微生物具有生物的特征,如:对环境有一定的需求、对外界的刺激有反应、能繁殖
过程与方法
.在显微镜下观察水中活着的微生物,用图文方式记录它们的形态和行为特征。
.发现微生物的生物特征。
.对照资料识别微生物的种类。
情感态度价值观
.发展对微生物进行研究的兴趣。
.培养微生物具有多样性和复杂性的意识。
(二)教学准备
分组实验器材:显微镜、水中的微生物如草履虫、眼虫等等;滴管、载玻片、盖玻
片、脱脂棉或其它纤维。
教师演示器材:介绍微生物的图片或课件。
(三)教科书说明
本课重点活动是用显微镜观察水中活着的微生物,内容分为“制作微生物装片”“观
察微生物”两个主要活动。活动的难点是追踪观察活的微生物,并记录它们的形态和行
为。
微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体。
教科书第18页中的微生物只涉及到水中的一些单细胞原生动物和藻类植物。
课文图片中的微生物。教科书第18页图片所示的微生物是:草履虫、变形虫、鼓藻、
船形硅藻。草履虫、变形虫属原生动物,鼓藻、船形硅藻属藻类植物。这几种生物的共
同特征是:都是一个细胞构成,构造简单,身体微小,要在显微镜下才能看得清。
草履虫:生活在不流动的、含有很多有机物的淡水里。是一种个体较大的原生动物,
长约0. 25厘米,用肉眼可以看见是一个小白点。在显微镜下可以看到:草履虫的身体前
端较钝,后端较尖,中后部较宽,形状像一只倒转的草鞋。
草履虫的身体虽然只是由一个细胞构成的,但是这一个细胞能够完成一切生命行为。
草履虫借着纤毛的摆动,在水里自由运动;草履虫口沟里的纤毛不停地摆动,使水里的
食物进人细胞,形成食物泡。食物泡随着细胞质的流动而移动,其中的食物逐渐被消化
和吸收,不能消化的食物残渣,由身体后侧的肛门
点排出体外;草履虫通过皮膜进行呼吸。水里溶解
的氧气,通过皮膜进人细胞质,氧化细胞质里的有
机物释放能量,作为生命的动力。有机物氧化时产
生的二氧化碳,通过皮膜排出体外。有机物氧化后
产生的水和含氮的物质,是身体里没有用的废物。
草履虫用收集管和伸缩泡来排泄体内的废物。
草履虫对外界的刺激能够产生灵敏的反应。如果在载玻片的一端滴一滴含有草履虫
的培养液,在载玻片的另一端滴一滴淡水,然后把这两滴水连通起来。这时可以看到,
草履虫都聚集在培养液里。如果在培养液的边缘放上几粒食盐,食盐对草履虫有伤害作
用,这时就可以看到,草履虫逐渐由培养液这边游到了水滴里。这充分说明草履虫能够
趋向有利的刺激,逃避有害的刺激。
草履虫能适应环境。当环境变得恶劣的时候(如寒冷、缺水),草履虫的细胞表面就
会形成一层坚固如壳的膜,包住内部,成为胞壳。胞壳里的草履虫不食不动,这叫休眠。
胞壳能够抵抗干旱和寒冷。它可以留在原地,也可以随风散落到其他地方。当环境转好的
时候(如温暖有水),或者它们散落到温暖和有水的环境时,胞壳就破裂,休眠的草履虫进
人水里,又成为行动活泼的草履虫。
草履虫能自行生殖。其生殖方式,通常是分裂生殖。分裂生殖先是大小细胞核逐渐延
长,接着身体的中部发生横裂,最后细胞核和细胞质分成两部分,每部分各形成一个幼小的
草履虫。
变形虫:变形虫也是一种原生动物。生活在淡水中,身体也只有一个细胞。顾名思
义,变形虫是能变形的。细胞表面的任何地方都能突起,这些突起叫做伪足。变形虫伸
出伪足的方向就是它运动的方向。伪足还能包围食物,把猎物裹起来,这样就产生了一
个食物泡,食物泡可以消化吸收猎物。变形虫食性广,单细胞藻类、细菌、小原生动物、
真菌、有机物碎片等皆是它们的食物。变形虫生命力强,在条件不好时,可以形成一个
包囊(休眠体)度过难关。
大多数变形虫对人体无害,但有几种变形虫能产生人类疾病,比如阿米巴痢疾。
教科书图片中的鼓藻、硅藻属于植物中的藻类。藻类植物分布广泛,种类繁多,共
分成9门:蓝藻、裸藻、甲藻、金藻、黄藻、硅藻、绿藻、红藻、褐藻。
鼓藻生于各种水质水体中,少数生于潮湿土壤里。鼓藻每个细胞由两个“半细胞”
构成,中央常有一“编缝”将两个“半细胞”连在一起,细胞常左右对称;壁上有穿孔;
细胞分裂时,两个子细胞各自从母细胞获得1个“半细胞”,另行长出另1个“半细胞”;
细胞内有1个细胞核;色素体内含1个到几个蛋白核。它有两种生殖方式,无性生殖是细
胞分裂;有性生殖为接合生殖。
硅藻是一类具有色素体的单细胞植物,种类繁多,约11000多种。分布极其广泛。在
海洋中硅藻的种类最多,在淡水中和潮湿的土壤里也有不少。浮游生物中60%以上是硅
藻。因为硅藻种类多、数量大,因而被称为海洋的“草原”。硅藻种间个体差异大,小者
3. 5微米,大者300微米一600微米。硅藻的身体虽然只有一个细胞,可这一个细胞既不
像动物细胞一样没有细胞壁,也与植物细胞的细胞壁大不相同。硅藻的细胞壁由大量的
硅质组成,分为上下两部分,上面的盖叫上壳,下面的底叫下壳,上壳套住下壳,上下
壳面上有非常精美的图案,如同一个透明的水晶箱或一间精致的玻璃小屋。这些漂亮可
爱的外壳实际上与它们的功能是紧密相连的,“玻璃壳”上的那些微孔和细微的纹路让硅
藻产生了比平滑表面更多的表面积,这些表面积让硅藻的光合作用更有效率。
硅藻体内含有叶绿素,可以进行光合作用。靠光合作用将海水中的无机物合成自身
需要的有机物。硅藻是鱼、贝、虾类特别是其幼体的主要饵料,它与其他植物一起,构成海洋的初级生产力。
教科书上的图片里的微生物只是举例,实际上水中常见的微生物种类很多,至于学生会在显微镜下看到哪些微生物,这要实际观察以后才知道。在显微镜下看到的池塘的水里可能包含的微生物一般有:草履虫、钟形虫、喇叭虫、变形虫、毛口虫、单胞藻、眼虫、唇滴虫、
衣藻、团藻,等等。其中一些微生物在单元资料页有介绍。
第一部分:采集、培养微生物
观察微生物就要采集或培养微生物。鱼缸、池塘、溪沟的水中生活着大量的微生物,是采集微生物的主要场所。微生物也可以自己利用干草培养。教科书第17页的插图介绍的是利用干草培养微小生物的方法。取一些池塘或鱼缸中的水,倒人装有干草的烧杯中,几天后,可以发现水面上出现了霉点,这些霉点是由肉眼看不见的细菌结集而成,瓶中许多单细胞生物以及其他微生物正是以此为养料大量繁殖。如果池水中本来就含有草履虫,那么大约10^-14天后干草培养液中就会出现大量同类生物。其他许多单细胞生物都密布在水面之下或者干草之间。过1-}- 2周微生物就可以大量繁殖出来。21·cn·jy·com
第二部分:识别显微镜下的微生物
水中到底观察到哪些微生物呢?要回答这个问题,首先要画出观察到的微生物形态,然后对照资料识别。教科书的单元资料页中有草履虫、变形虫、喇叭虫、眼虫、团藻的图片和文字资料。每一种微生物的图片有好几张,是在不同放大倍数的显微镜下观察到的。其中眼虫、团藻是介于动植物之间的生物,在动物界中属原生动物门,在植物界中,藻类植物的细胞体内有叶绿素,能进行光合作用,
制造有机物。
教科书中的资料图片有限,教师还可根据当地水中微生物的种类,自己收集一些相
关图片资料,供学生查阅对照。
它们是生物吗?
这些微生物是不是生物应该从以下几点判别:是否需要一定的生活环境;是否吃食
物或自己进行光合作用制造食物;是否需要呼吸;是否排泄废物;是否对外界刺激有应
激表现;是否有生殖现象,等等。应该说观察它们的生命特征是一个很有意义的活动,
但是仅靠一节课有限的观察是不现实的。学生可能观察到其中的1}2个生命特征,比如
原生动物能运动,吃食物。如果机遇好,也可能看到它们的分裂生殖。但也可能一堂课
什么特征也看不见,因此不能强求,不要求学生一定要用当堂观察到的特征作为判断它
们是否是生物的依据。要观察它们的生物特征还需要课外较长时间的观察,或者通过有
关资料的阅读来获得。
(四)教学建议
1.采集和培养微生物。
本单元教学成功的关键,是提供水中活着的微生物供学生观察。因此教师事先要在
学校或学校附近的沟渠或池塘里(这些水不太流动、含有较多有机质适合微生物的生长),取一些水亲自调查一下,看看水中是否能看见微生物。在取水时可多跑几个点,并
在瓶上做好标签,回校后在显微镜下观察,哪个水域里含的微生物比较多,就可以作为
教学观察材料的取水处。同时,要记录这样的水中能看见哪些微生物,针对这些微生物,
做好教学中图文资料的准备。
如果条件许可,教师还可以和学生一起采集和培养微生物。一方面为实验提供观察
材料,一方面让学生注意观察微生物的生活环境。并让学生思考:为什么微生物生活在
养料比较丰富的水中,而且常常聚集在水的上层?通过这些活动,为下面判断它们是不
是生物提供一些依据。
草履虫是一种水中常见的单细胞原生动物,体形较大,是水中微生物的典型观察材
料。采集的方法是:从有机物丰富的池塘、水渠、溪沟中,取水放人试管内。将试管对
着阳光,如看到有白色小点在水里游动,就说明水中可能有草履虫,带回校后再用显微
镜观察、确认。如果要需要自己培养,可将当年或前一年的稻草秆剪成3厘米长的节段,
取10克左右,置于1 000毫升的水中煮沸后,再继续煮10^-15分钟,待水凉18^-24小
时后,就制成了草履虫培养液。然后将采集到的草履虫放人培养液中,一星期后,草履
虫就会大量繁殖出来。在培养时要注意:因为草履虫是好气性生物,所以培养器皿的液
面上要留有一定的空间。如长期培养,隔2^-3天就需更换部分培养液,方法是用滴管吸
出底部培养液和沉淀物,然后加人等量的新鲜培养液。还需定期测定培养液的酸碱度,
培养液要略带碱性(pH为6. 5 ^-'7. 5 ),如果偏酸,可加质量分数为1%的碳酸氢钠溶液
中和。还要及时进行显微镜检查,如果虫体瘦小、活动迟钝,需要改变培养条件,更换
培养液。如果是短期培养或在无稻草的条件下,可以每隔2^-3天向培养液中滴人1 ^-2滴
牛奶液。
草履虫的生殖有两种,其中有性生殖为结合生殖,无性生殖以横裂方式进行。正
常条件下,特别是水温为24 0C-}-2'7 0C时,草履虫每天横二分裂一次。若用葛芭叶培
养液代替稻草培养液,草履虫在良好的条件下,几个小时以后即进行大量横二分裂。
葛芭叶培养液的制作方法:取一克葛芭叶,加100毫升水,煮沸几分钟,冷却后即可
使用。注意,葛芭叶培养也不能放置过久,否则容易变质。在4份(容积)新鲜葛芭
叶培养液中加1份草履虫液,水温保持在24 0C-}-2'7 0C,经过几个小时培养后,用滴管
从营养条件良好的草履虫培养液中吸取一些液体,滴一滴在干净载玻片中央,盖上盖
玻片,再把制成的装片放在低倍显微镜下观察,慢慢移动载玻片,就能看到草履虫分
裂。
2.观察前的制片。
观察用的微生物临时装片要在即将观察时制作,这样才能保证微生物是活着的。先
从装有池水或沟水的瓶内,用滴管在靠近水面处吸取水少许,滴在载玻片的中央,再加
上盖玻片。为避免水中活着的微小生物跑来跑去不好观察,可先取少量(几丝)纤维
(如脱脂药棉、玉米棒上的毛或干净毛笔上的毛等),交织成网状放在载玻片上,然后再
在纤维上滴水,盖上盖玻片。也可以用吸水纸从盖玻片边缘吸去多余的水分,起到限制微生物活动的作用。
3.观察、识别微生物。
观察、识别微生物是本单元教学的重难点,教师要给学生留出充分的活动时间。观
察时将玻片标本放在显微镜的载物台上,先用低倍镜观察。必要时再换高倍镜观察。比
较困难的是在显微镜下找到运动相对缓慢的微生物,并仔细观察它的形态和运动,以及
如何通过移动装片,追踪观察运动中的微生物。学生的观察和画图记录能力都比较低,
教师可让每组学生重点观察和画出一种微生物。
识别微生物时,除了对照课文和单元资料中的图文资料,教师在课前要根据当地水
中常见的微生物种类做些适当的补充。为了降低难度,在大家汇总展示所观察到的微生
物的画图后,可对照图片资料进行集体识别。
4.它们是不是生物。
如何判别所观察到的微生物是不是生物,这个问题可让学生讨论,相信学生是能够
拟出判断的标准的。但是仅靠短暂的观察不一定能发现它们的生物特征,因此可让学生
阅读教科书上的资料,或通过观看教师播放的有关影像资料,把实际观察和间接得到的
信息结合起来,进行判断。也可以课后继续培养和观察草履虫,让学生在较长的一段时
间内收集相关信息后,再得出结论。
第8课微小世界和我们
(一)背景和目标
本课是整个单元学习的总结。
由于观察工具的不断改进,人类的观察范围在不断拓展,看到了越来越小的生物和
物质结?宇宙
一、单元概述
与学生交流过程中,我们会发现学生们已经知道了许多有关地球、太阳、月亮、星球的知识,甚至还可以讲出黑洞、超新星爆炸、类星体等科学词汇来。我们都会惊叹学生所接触的信息面之广泛,也会慨叹人类对宇宙奥秘孜孜不倦的追求与探索,以至留下如此丰富多彩的智慧成果。
但仅仅停留在学生已有的认知层面是不够的,我们应该思考:学生有没有观察过月亮的阴晴圆缺?对于各种词汇,他们理解吗?探究宇宙的方法一观察、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,在感知的基础上,在所提供信息的基础上,进行有关太阳系、一些星座、星系等模型的建构,形成初步的、浅显的、有系统的对宇宙的认识。在头脑中形成有一定解释力的宇宙的体系或结构模型。
当然,在这一单元中培养学生对天文的兴趣,也是重要的教学日标。
本单元包括这样几课。
第一课,“地球的卫星一月球”。让学生对月球的基本情况、运动方式以及人类对月球探索的过程有一定的了解,完成一张自己的月球卡的制作。
第二课,“月相变化”。让学生通过画月相的活动,了解月相的变化,在对月相进行排列的过程中对月相变化的规律有所认识,并通过模拟活动试着解释月相变化的原因。最后,让学生观察白天的月相,对月相变化的情况进行实践检验。
第三课,“我们来造环形山”。通过一个有趣味的活动一造环形山,让学生在制作月球环形山模型的过程中,对环形山的成因展开探究。
每四课,“日食和月食”。让学生对有趣的天文现象一日食和月食展开探究,这需要学生运用前面所学的有关日、月、地三天体运动模式的知识,模拟再现日食和月食,从而明白这两种现象发生的原因。
第五课,“太阳系”。让学生了解太阳系的构成,并在此基础上,根据数据表处理数据,并建立太阳系模型。学生将惊奇地发现,所建太阳系模型与有关太阳系示意图相差甚远。
第六课,“在星空中(一)”。学生将实际做一个星座模型,从而明白星座实际是远近不同、彼此没有联系的恒星在天空中形成的视觉构图。
第七课,“在星空中(二)”。学生将了解夏季主要星座的特点,并根据制作的星图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。
第八课,“探索宇宙”。学生将了解宇宙的组成、规模、运动变化等,同时了解人类对宇宙探索的成果,人类探索宇宙的过程和所付出的努力。
通过这八课的学习,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,但是可以被人类探索、发现和认识的。
在实际的教学活动中,为了增强单元教学的活动性,教科书设计了一些探究性活动,如画月相、造环形山、日食的模拟实验、建太阳系的模型、建北斗一七星模型、制作活动星图等,使学生对宇宙的理解建立在一些丰富多彩的科学探究活动的基础之上。这是本单元的特色之一。
另外,教科书还设计了一些课后的活动,如观月、观星、收集资料等,希望这些活动能激发和培养学生学习天文的兴趣。
本单元在活动的开展过程中会遇到许多困难。主要来自两个方面:一、客观存在的观察障碍,如天气、灯光等;二、夜间观察活动较难组织、开展。这对教师来说是一个挑战,需要我们在教学实践中采用多种方法加以解决。
二、单元教学目标
科学概念
.月球是地球的卫星,月球在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等方面有别于其他星球。
.太阳、地球、月球的运动变化导致日食和月食现象。
.星座是远近不同的恒星在天空中形成的视觉构图。
.宇宙是由类似太阳系、银河系、河外星系等大小不同的天体系统组成的庞大的系统,它在不断的运动变化。
.宇宙是可以被人类认识的,人们通过不断地改进各种观测技术发现了越来越多的宇宙奥秘。
过程与方法
多渠道收集、整理信息,按照科学探究的要求进行信息交流和讨论。
根据已有的现象进行简单的逻辑推理并做出假设。
.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。
.对模拟实验中的现象进行细致的观察,根据现象进行逻辑推理,探究天文现象或事物的成因。
.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
情感态度价值观
.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。
.认识到科学是永无止境的探索宇宙是可以被我们认识的。体验科学实验的严谨、客观和乐趣,对探究宇宙天文产生较浓厚的兴趣。意识到模拟实验及推测与客观真实是有一定距离的。
三、分课时教学建议
第1课地球的卫星
月球
(一)背景和目标
在茫茫宇宙的无数天体中,月球只是一个小天体。但是,由于月球距地球最近,对于地球来说,除了太阳之外,天空中没有任何天体比月球对地球的影响更加显著。因此,月球同人类的关系是非常密切的。2-1-c-n-j-y
月球是地球以外留下人类足迹的第一个天体,也是日前人们最熟悉的天体。月球与地球之间的距离约为38万千米。月球公转的周期是:恒星月27. 5天;朔望月29. 5天。月球公转与自转的方向是自西向东的,公转速度为1. 02千米/秒。月球的体积相当于地球体积的1/49,月球质量约是地球的1/81,月球引力大约只有地球引力的1/6,因此,同一个物体在月球上要比在地球上轻得多。月球没有大气层存在,处于一种高度的真空状态,连声音都无法传播。月表的温度变化非常剧烈一白天最热时,温度可达12'7 0C;夜间最冷时,温度则可降到一183 0C0【出处:21教育名师】
月球表面有数量众多的环形山。
月球上没有水,没有生命存在。
当然,这些有关月球的基础知识,不是要求每个学生都记忆的,而是希望学生在查阅资料的过程中,对这些有所了解。在交流过程中,对月球形成一个概括性的认识一月球在诸多方面的特征都与地球不同。
科学概念
.月球是地球的卫星,在运动方式、体积大小、引力大小、表面特征等诸多方面同地球不同。
过程与方法
.利用多种渠道收集有关月球的信息。
.按照科学探究的要求进行信息交流、讨论,并且整理有关的信息。
情感态度价值观
.知道对信息进行分析比较,尝试对信息的可信度进行判断是必要的。
.知道科学的进步需要永无止境的科学探索精神。
.发展对宇宙天文探索的兴趣。
(二)教学准备
为每个小组学生准备:有关月球的书籍、图片、记录卡片。
为全班学生准备:有关月球的多媒体资料
(三)教科书说明
第一部分:人类对月球的探索
1.几组图片反映人类对月球的探索认识过程:从远古开始的用肉眼观察月球,用石头、木碳等来作观月记录;用望远镜来观察月球;无人探测器近距离对月球进行科学探测:人类登月进行科学考察与实验。21*cnjy*com
2.这一个历时几千年的过程,不仅仅是探测工具不断改进的过程,更重要的是一个科学不断推进,人类锲而不舍、不断追求精神的写照。
3.可采用多种方法来进行教学,如看录像资料、诵吟诗词、讲登月故事等。
第二部分:我的“月球卡”
1.让学生课前搜集有关月球的资料,在课堂上进行交流并记录在“月球卡”上,这是本课的一个重点内容。这是一个信息交流的活动,也是一个知识不断扩展、形成“头脑风暴”的过程。
2.教科书中将学生信息交流的主题集中在月球的运动、月球的地形、月球与地球的对比、月球的其他情况这四个主题上。当然这只是几个可供参考的主题。在教学过程中这几个主题可以平行展开,也可以有所侧重展开,可以是分小组展开,也可以集中进行交流,总之教师在教学实践中完全可以按照自己班级的情况灵活开展活动。
3.教师让学生围绕几个有关月球的主题开展讨论交流活动时,学生们会把不同地方收集到的有关月球的知识“广而告之”,收集到的有关月球的知识可能是相同的,也有可能会出现差异,这正是交流的价值所在,它其实就是一个科学探究的过程。学生会因为知识的相同而加深印象,也会因为差异产生分歧而产生探究的兴趣。如月球的公转周期有几种,其中包括常说的恒星月和朔望月二种周期。恒星月周期为27. 5天,也就是月球绕地球运动的真正的周期;朔望月周期是29. 5天,是两次朔月或望月的周期,是月球围绕随太阳公转的地球一周的时间。学生也许不会真正理解这两者之间差异的原因,也不需要在课堂上真正让学生理解,而是让学生产生弄清楚二者差异的兴趣。
4.与书中四个交流主题有关的信息罗列如下。
月球公转周期:恒星月周期为27. 5天;朔望月周期是29. 5天;月球的公转与自转的方向是自西向东的,公转速度为1. 02千米/秒。
月球基本数据:与地球的平均距离为38. 4万千米,直径3 476千米,表面积有3 800万平方千米,质量为7 350亿亿吨。月球的地形:主要有两种,月海和环形山。月海是由凝固的熔岩构成的盆地,是无一滴水的“海”;环形山为数众多,直径超过1千米的就有33 000多个。
人类登月:1969年7月20日美国“阿波罗11号”宇宙飞船在月球表面着陆,宇航员阿姆斯特朗在月球上印下了人类的第一个足印。其后又有十多位宇航员先后登上了月球。
5.教学中,可让学生阅读教科书中的补充资料。该资料十分形象地说明了月球的一些特征。
(四)教学建议
1.引人。
.同学们,我们都知道地球有一个卫星,那就是月球。有关月球的诗歌、神话故事有许多,你能不能背一首诗或讲一个故事给大家听一听?
.从同学们的诗或故事中,说明自古以来,人们就特别关注这个离我们最近的星球,月球到底有哪些奥秘,人们又是怎样去探索认识月球的呢,我们就开始今天的学习。
2.人类对月球的探索。
.先请同学们看几张图片,说一说图片的主要内容。
.问一问大家,图中观察月球的工具分别是什么?从这些工具的发展过程,你知道了些什么?
.对这些工具,你有没有补充的内容,说出来给大家听一听。
3.我的“月球卡”。
.课前让大家收集有关月球的信息,你收集到的是月球的哪个方面的信息?
.从大家收集的信息主题来看,主要集中在几个方面:一是月球的基本情况数据;二是月球的运动;三是月球的地形;四是有关人类登月的事。下面就分四个大组进行这四个方面情况的交流,你可能根据你收集的信息或你感兴趣的方面选择参加哪一小组。
.在小组信息交流之前,问一问大家,小组交流时如何进行发言,发言中有的信息会有冲突该怎么办,比如说有的同学收集到月球的公转周期是27天,有的是29天,到底我们该相信谁的,遇到这样的问题如何处理。
.经过大家的讨论,交流时的规则是:轮流发言,发言者要说明信息的来源;资料有冲突的地方,这节课不解决,但要记下来。
.分小组讨论交流。教师巡视指导。
.交流后个人完成基本信息卡的制作,将有关的信息填写在书中。
4.课后扩展。
.你们还想进一步收集有关月球资料吗?在讨论中产生了哪些分歧,如何解决呢?
.阅读教科书的补充资料。
第2课月相变化
(一)背景和目标
在地球上观察到的月球明亮部分的多种形象叫做月相。月相变化是有周期性的,由朔到望再到朔的演变过程就是月相变化的一个周期。月球的规律性的圆缺变化与它和太阳、地球的相对位置有密切的关系。由于月亮本身不发光,所以它无论转到什么位置,总是对着太阳的一面明亮而背着太阳的一面黑暗。因而,在月球绕地球转动的过程中,由于太阳、地球、月球的相对位置不同,看到的月球明亮部分的形象也就不同,因而出现了不同的月相。
本课主要是让学生认识到月相是变化的,变化是有规律性的。农历上半月由缺到圆,下半月再由圆到缺。在模拟月相变化的实验中,让学生初步认识到月相变化跟月球不发光有关,跟太阳照射有关,跟月球在围绕地球公转有关。而月相变化的根本原因,日、月、地三者转动产生的位置关系变化,不是本课要研究的内容。
月相变化的规律,学生不一定都能在课堂上形成认识,故教科书安排了一个课后观察月相的活动,希望学生在实际观察中验证并形成较稳固的认识。从教学的难度上看,本课和以前的教科书相比,大大降低了,但对观察的要求提高了一要求学生持续一个月进行观察,在观察过程中详细记录月相的形状、月相所在天空的位置、月相的农历时间、太阳在天空的位置。这对发展他们的科学探究精神和方法是有利的。
科学概念
.月相在一个月的不同时期有不同的形状。
.月相变化是月球围绕地球公转过程中形成的,变化是有一定规律的。
过程与方法
.持续地观察月相的变化过程。
.根据已有的现象进行简单的逻辑推理而做出假设,同时能在小组学习中收集整理别人的观点,并且根据一定的事实对自己的假设进行调整。
.初步学习利用模型来解释自然现象。
情感态度价值观
.初步意识到宇宙是一个变化的系统。
.培养自主性和合作意识。
(二)教学准备
为每个小组学生准备:圆纸片、笔、剪刀等。
(三)教科书说明
第一部分:画月相
1.让学生根据曾经观察过的月相情况将月相画出来,也就是说是写实的,不需要艺术想象或加工。
2.让学生找出判断月相正确与否的标准,其意义在于让学生认识月球的一个特征--一个不发光的天体,并为后面的模拟活动打下基础。
3.如何判断所画月相是否正确呢?所画月相明暗相接的圆弧的半径稍大于圆的半径。因为月球不发光,球体的一半被阳光照亮。这样,学生就会知道美术课中所画的弯弯的月亮,实际上并不存在。如图所示。
第二部分:给月相排序
1.该活动的内涵是促进学生学会思考:所画的月相是什么时间发生的?该放在哪一个时间段内的圆圈中?月相变化是否有规律性,有什么样的规律性?
2.学生在贴月相纸片的过程中,会发现诸多问题,如:为什么同一时间的圆纸片中所贴的月相不同?为什么有的时间的圆纸片中没有贴月相?为什么有的时间的圆纸片中贴了许多月相?所贴的月相所放的时间会不会有错?为什么有的月相是亮面在下,有的在上,有的在左,有的在右,谁对谁错呢?有了这些问题,会进一步推动学生去反思,去评判,去辩论。这时教师可以顺理成章地让学生去寻找真正的答案一模拟月相变化,并提出观察的要点:月相亮面大小如何变化、月相亮面的方向。
3.月相变化的规律是:上半月,由亏到圆;下半月,由圆到亏,亮面始终朝向太阳的方向。也可以说上半月,人们看到的月亮亮面面积逐渐变大,直至满月,亮面在右侧;下半月,人们看到的亮面面积逐渐变小,直至朔月,亮面在左侧。这部分规律学生总结起来有难度,可让学生在课后观察中加以总结。
第三部分:模拟月相变化
1.模拟实验成功的关键在于:用来模拟月球的半明半暗的球体,它的明亮一面始终向着“太阳”。即“月球”围绕“地球”转动一周时,它只自转了一周。
2.教科书要求处于“地球”位置的学生做好几个观察点的记录。这几个月球运行轨道的观察点,可以在一定程度上帮助学生认识到月相变化的规律,同时也对月相变化形成的原因有所认识。
3.月相的成因不要求学生认识清楚,但通过这个模拟活动让学生认识到:月相变化是月球围绕地球公转过程中形成的,跟月球不发光、太阳只能照亮它的一半有关。
4.模拟活动中,可让几个学生同时处于地球的位置,同时观察记录,并对记录的结果进行比较。
第四部分:观察白天的月相
1.让学生在夜间坚持一个月观察月相是有一定的难度的,也不够安全。因此教科书设计了让学生观察白天的月相,更具操作性。
2.教科书中只画了一张图,实际上是需要学生用两张记录纸,各记录上、下半月的月相。记录的要求书中已经写明。2·1·c·n·j·y
3.教科书中要求学生在每天的下午放学和上午上学时观察。教师还可以结合当地实际,具体要求每天的几点钟开始观察,比如上午7, 30分。因为同一时间观察月相,对于月球这时在天空中的位置的记录才准确。学生才能够发现月相在天空中的位置随时间推移逐渐偏东的规律,即月球在绕地球自西向东公转。
4.教科书中还请学生在同一天的不同时刻观察月相。即夜间7点,8点,9点分别观察一次,学生会发现月相也会逐渐西移。这主要是地球自西向东自转,月球的相对视运动的结果。
5.观察活动中,会遇到一个具体的问题,就是受天气的影响观察不到天空中的月相。观察不到月相时该如何记录?记录下来的月相是否正确?让学生们自行解决他们的问题。学生们会去推测月相是如何变化的,同时也会知道如果观察到的月相越多,则已知的证据越多,而根据月相做出的推测就越可靠。
6.观察白天的月相,既是一个课外观察活动,又是一个课堂延伸的实证活动,有利于帮助学生完成科学概念的建构,有利于培养学生良好的科学思维和科学态度。
(四)教学建议
1.引人。
.教师背诵古诗,引人月相。
.学生说说自己曾经见过的月相。
2.画月相。
.教师给每位学生几张相同大小的圆纸片,请学生在纸上画月相,然后把它剪下来。
.让几位学生把画月相的纸片贴在黑板上,请学生观察:这些月相相同吗?有哪些不同?你认为生活中能否见到这样的月相,为什么?
.请学生判断黑板上所画月相的正误,并说明理由。
.教师出示一个半明半暗的皮球,让它代表月球并让学生观察,提问:如何判断所画月相是否正确?
3.给月相排序。
.请每位学生再画一个月相,并剪下来。
.让学生在黑板上标有时间的圆圈内将月相贴上。
.观察:观察什么?有何发现?从黑板上所贴月相你想到了什么?
.把观察中的想法记人记录表中。
.小组交流。
.问:再请一位同学来对月相进行排序,你能行吗?你为什么要这样排序?月相变化有规律吗?
.教师小结这次活动。并指出交流活动中分歧所在。
4.月相变化模拟活动。
.请学生根据活动要求做模拟实验。
.请学生根据活动做好月相记录。
.全班交流:在不同的观察点,你画的月相是怎样的?为什么只能看到这样的月相?月相的变化跟什么有关?
5.观察白天的月相。
.在给月相排序中出现了许多分歧,如何判断谁对谁错呢?
.白天我们可以在清晨上学时或傍晚放学时观察月相,主要观察什么呢?
.教师指导如何进行观察记录:在白天将观察到的月相画在相应时间的圆圈内,并注意月相的亮面方向。
.问:有些时候我们观察不到天空中的月相,该怎么做观察记录呢?
6.教师总结。
第3课我们来造“环形山”
(一)背景和目标
教科书共两页,分为四个部分。第一部分是“月球的地形特征一环形山”;第二部分是“造‘环形山”,;第三部分是“推测环形山的成因”;第四部分是“阅读资料一环形山的成因”。
广泛分布环形山,是月球表面突出的特征。环形山,又叫做月坑,形似圆形,中间地势低平,内侧比较陡峭,外侧较平缓。有些环形山的周围,还向外辐射出许多明亮的条纹。
在月球上到处可以看到环形山。无论是月球的正面,还是月球的背面,无论是明亮的高原,还是低平的月海,都有环形山分布。环形山的数量非常多,总数达5万多个。环形山的大小差别很大。较大的环形山直径达100千米以上,小的直径则在1千米以下。
让学生造环形山,是让学生以模拟实验的方式来探究环形山的成因。教科书中设计了两种方法:由内向外的喷射法和由外向内的撞击法。用两种方法造环形山,自然会让
学生联系到环形山成因的两种学说一火山喷发说和撞击说。让学生根据实验的情况开展对这两种学说的分析和讨论,有助于学生理解环形山的成因。
现在,大多数的科学家都认同撞击说。但教科书并没有强调学生只接受这种学说,希望学生认识到环形山的形成跟诸多因素有关,学生可以更自由地思考、推测和讨论。
本课根据学生的年龄特征,用造“环形山”的活动来帮助他们认识环形山,重点不是让学生真正找到环形山的形成原因,而是如何造一个相似的“环形山”,在“造山”过程中有所思,有所悟,能做出有根据的推测。本课还提示学生,建立模型,提出假说是科学探究的一种形式,也是学习科学的一种方法。
本课第四部分采用资料卡片的形式介绍月球上环形山的形成原因。这对学生来说是必要的,可以籍此对他们的推测进行比较和反思。
科学概念
环形山是月球地形的主要特征。
环形山的形成与许多因素有关,陨石撞击是主要原因。
过程与方法
建造月球环形山的模型,并提出有根据的推测。
根据现象推测环形山的成因。
.学习合理地控制多种因素,创造性地用多种方法造“环形山”。
情感态度价值观
体验科学实验的严谨、客观和乐趣,意识到设计科学研究方案的重要性。
能够大胆地想象,表达自己的想法。
.意识到模拟实验及推测和客观真实是有一定差距的。
(二)教学准备
给每组学生准备:沙、细石子、皮球、小铁球、玻璃球、注射器或打气筒、细胶管、水等。
(三)教科书说明
第一部分:月球上的环形山
1.关于环形山,教科书通过文字和图片进行了介绍,让学生自行发现环形山的特点:C1}分布杂乱随机;C2)数量众多;(3)大小和深浅不一。【版权所有:21教育】
2.提示学生要根据环形山的特点来合理“造山”,同时这对学生提出环形山的成因假说也是有帮助作用的。
第二部分:造“环形山”
1.造“环形山”有哪些方法呢?又该如何造“环形山”呢?需要用哪些材料呢?这是教师要引导学生思考的问题,即让学生设计好“造山”的方案。
2.“造山”活动本身绝不仅仅是一个游戏,而是一个科学探究的模拟实验,学生要借助这样一个实验弄清各种因素对实验现象的影响,这是一个寻找证据过程,也是一个从证据中提出假说的过程。
3.造“环形山”有哪些方法呢?书上用图片的形式提示有两种方法:一个是用撞击法,一种是用喷水法。在教学实际中,学生可能提出更多的方法,比如用泥沙直接堆塑,用球在沙上滚动。提倡学生用多种方法去造环形山,但需要学生对自己的模拟实验行为或研究行为进行选择。因为作为模拟实验,需要对月球上的自然条件进行模拟,这才是真正的科学研究方法。所以,让学生想一想在造环形山的方法中,哪些方法可能是模拟月球环形山的成因?哪些方法符合月球的客观环境?
4.造“环形山”教师需要准备哪些材料呢?泥沙、大小不同的皮球或其它圆球、喷射用的塑料水管(也可用打气筒代替)等。
5.根据月球的特征造出特征相似的环形山,又在造“环形山”过程中推测环形山成因,提出假说,这就是科学探究。学生的推测应该也必需以模拟实验为基础,在模拟实验中应该充分分析实验中的各种因素,只有这样学生所做出的推测才更为可靠。那么在这个模拟实验中到底有哪些影响因素,各种因素与环形山的形状、大小有何关系呢?
如果学生用撞击的方法做实验,撞击球的大小、撞击的速度是学生可以观察到的主要因素。学生也可以通过多次对比实验找出它们对环形山的影响:撞击球大,环形山的直径相对较大,撞击球小,环形山的直径相对较小;撞击的速度快,环形山相对较深,撞击速度较慢,环形山相对较浅。如果学生用喷水方法来做实验,喷射口的大小、喷射物的多少等这些因素会对环形山造成影响:喷射口相对较大,环形山的直径相对较大,喷射口相对较小,环形山的直径相对较小;喷射物越多,环形山的直径相对较大;喷射物较少,环形山的直径相对较小。当然,相对于撞击实验来说,对影响因素的控制难度较大,而且实验材料的准备也相对因难一些。
第三部分:推测环形山的成因
1.如何帮助学生在模拟实验的基础上提出他们关于环形山成因的推测呢?这需要将前一活动中有关环形山的特征结构起来。我们通过图片知道环形山分布随机,大小和深浅不一这一特点,故学生的模拟实验也要相应造出具有类似特点的环形山。
2.学生在提出推测前,需要进行讨论交流一推测环形山成因的证据。哪一种模拟实验方法能造出特征相似的环形山呢?如果用这种推测来解释环形山的成因,还有哪些地方需要进一步证实?如果让你到月球上去考察环形山的成因,你最需要考察什么来证实你的推测?总之,希望学生能用一种严谨的科学态度和方法来推测环形山的成因。同时,希望学生能意识到模拟实验也好,假说也好,和真正的客观事实是有一定的差距的。
第四部分:阅读资料一环形山成因
教科书的最后部分,让学生部分去阅读有关环形山成因的资料,其意图在于扩展学生的视野,让学生学会反思,将自己的推测与科学的假说进行对比:科学家提出了哪些假说?他们用了哪些证据来支持假说?有哪些证据是我们做模拟实验中没注意到的?这样一来,可让“造山”活动更有科学价值,学生也能更关注科学假说中的证据。
在教学实践中,应尽力避免学生将书中的资料不假思索地抄下来作为自己的假说。
(四)教学建议
1.引人。
.教师展示环形山图片,问:这是一张宇航员近距离拍摄下来的月球图片,从中你们观察到些什么?
2.认识环形山的特点。
.教师提问:为什么人们会将月球上的山脉称为环形山?
.进一步分析图片:你可以说说这些环形山有何特点?
.教师补充有关环形山的资料。小结环形山特点:分布杂乱,数量众多,有大有小,有深有浅。
3.设计方法。
制造“环形山"
.组织班级讨论:怎样来造“环形山”呢?你有多少种“造山”方法?
你认为哪些方法比较符合月球的实际情况?
.制订造“环形山”的计划:要选择哪些模拟实验的材料?如何做好这个实验,才能使我们造出来的“环形山”和月球上环形山的特点比较符合?
.学生以小组为单位造“环形山”。
.评价学生造的“环形山”。
4.交流,并提出环形山成因的假说。
.交流:你们小组是用什么方法来造环形山的?在造“环形山”的过程中,有什么发现?
.提出环形山成因的假说:
如果让你来推测月球上环形山的成因,你能吗?在你做出这样的推测时,有何依据?如果让你到月球上去考察,你认为有哪些证据是需要进一步去寻找的?.对学生的假说进行评价。21·cn·jy·com
5.阅读有关环形山成因的资料。
.请学生阅读书中的资料。
.问:环形山的成因你了解了吗?
科学家提出假说时用了哪些证据?
你需要重新修改你的推测吗?如果需要,主要修改什么?
第4课日食和月食
(一)背景和目标
教材共两页,分为两个部分。第一部分是‘旧食”;第二部分是“月食”。
日食和月食是学生已经听说过或观察过的天文现象。把这两个现象作为学生的学习主题,不仅仅对学生来说有趣、有吸引力,还在于日食和月食是地球、太阳、月球三者之间的运动造成的,有助于学生认识太阳系的组成和运行状态。同时,这两个现象都反映了一个事实一宇宙天体是运动着的,这对学生在本单元中建立起有关宇宙系统的模型是必需的。这一部分内容也是学生认识天体运动的典型素材之一。
日食和月食都是有规律的天文现象,它们只有在一定的条件下才能发生。日食和月食的出现,是由月球绕地球公转、地球绕太阳公转形成的,它们同月球和地球的影子有直接的关系。日食和月球的影子有关,月球影子投落到地球表面,是发生日食的原因。当月球影子扫过地表某一地方时,因太阳被月球所遮挡,这一地区的人们会看到太阳部分或全部变暗,这就是日食。日食分为三种,即日全食、日偏食和日环食。月食只有全食和偏食,而没有环食。月球不会发生环食,是由于地球比月球大得多,地球的本影长度远远大于月球本影的长度,也大大超过月球和地球之间的距离。
在本课中,主要是让学生认识到日食和月食是日、地、月三个天体运动形成的天文现象。日食发生时,月球处于太阳和地球的中间,处于月影中某一地区的人们就会看到太阳变暗,发生日食。也就是说,对于日食和月食的成因,教科书的重点是让学生认识到三个天体运行的位置关系,模拟实验可以较好地帮助学生认识到这些。教科书中日食成因图,虽也画出了月球的影子,但只是让学生有所关注就可以了,不需要深人探究本影、半影等。
科学概念
日食和月食是日、地、月三个天体运动形成的天文现象。
月球运行到太阳和地球中间,地球处于月影中时,因月球挡住了太阳照射到地球上的光形成日食。而月食则是月球运行到地球的影子中,地球挡住了太阳射向月球的光。
过程与方法
.运用模拟实验的方法研究日食和月食的成因。
.对模拟实验中的现象进行细致的观察。
.根据模拟实验中的现象进行逻辑推理,推测日食和月食的成因。
情感态度价值观
.体验科学实验的严谨、客观和乐趣,意识到设计科学研究方案的重要性。
.能够大胆地想象,表达自己的想法。
.意识到模拟实验及推测和客观真实是有一定差距的。
.意识到天文现象是可以被人们认识的。
(二)教学准备
给每组学生准备:乒乓球、手电筒、玻璃球等;观察记录表。
给全班学生准备:图片、录像资料。
(三)教科书说明
第一部分:日食
1.日食的发生
(1)教科书首先用一幅日食发生过程图形象地介绍日食发生的特点。让学生观察图片之后进行讨论和交流,希望学生能够总结有关日食发生的特点:①太阳被物体挡住;②挡光物体是球形或圆形;③地球、挡光物体和太阳差不多在一条直线上;④挡光物体在运动。这几个特点,其实在图中用几个学生对话的形式向学生暗示了,当然希望学生是能通过自己观察获得。教科书强调日食发生的特点,其实是为学生后面做日食的模拟实验做准备。
(2)有条件的学校,可以用日食的录像资料代替图片。
2.日食成因模拟实验
(1)日食模拟实验看似简单实际复杂。日食的模拟实验需要学生从日食发生的特点出发来模拟,要达到几点要求:所用的挡光物体要比被挡光物体小,挡光物体是运动的,挡光物体是球形或圆形的。也就是说,做模拟实验尽可能与要模拟的对象接近,这将有助于发展学生填密严谨的科学思维。www-2-1-cnjy-com
(2)模拟实验的方案希望由学生亲自设计。学生推测月球是挡光物体难度并不大,困难在于如何证实这种推测。在设计时,希望学生关注以下问题:用哪些材料来做模拟实验?这些材料模拟的对象是什么?如何操作?
(3)教科书中暗示了实验的材料和实验的方法,但并不详尽。如学生用玻璃球代表月球,乒乓球代表地球,电筒代表太阳,在电筒光照射下让玻璃球围绕乒乓球转动一周。在这一过程中,并不一定就会发生日食。只有玻璃球转到电筒光与乒乓球之间,三者在一条直线上,并且三者之间的距离合适时,保证玻璃球的影子落在乒乓球上时,才会发生“日食”现象。所以教师在教学中要询问学生:你观察到什么现象可以说明发生了日食?发生日食时三种物体处于何种状态?这些都要学生在模拟实验时注意。
3.日食成因
(1)教科书45页上有关学生的对话是十分有意义的,一学生说:“我看到了‘地球’上有‘月球’的影子”。另一学生说:“我还看到‘月球上’有‘地球’的影子。”它其实指明了日食和月食发生时三个天体的状态,这需要教师引导学生去进一步进行探究:三个天体的位置关系如何?处于月影中的人为什么会看到日食?这将有利于学生明白日食和月食的成因。
(2)示意图其实就是一种解释模型,它在本单元中多次用到,对学生学习来说十分重要。日食成因示意图不仅可以帮助学生做好模拟实验,更重要的是还可以帮助学生在头脑中建立有关日食成因的模型。
(3)教科书中用了一段文字来说明日食的成因,在教学中应先让学生用自己的语言说说日食的成因。交流后,再让他们来读读这段文字,对他们的语言表达、思维组织、科学概念的发展帮助更大一些。
第二部分:月食
1.有了日食的学习基础,让学生来推测和证实月食的成因就相对较为容易。所以教科书也只用了一小部分的篇幅来介绍这样的活动。当然,如果日食的教学花费了大量的时间,可将此部分内容作为课后研究的内容,也可简单地让学生说说做月食模拟实验的方法和月食的成因。
2.需要提示的是,教科书中有一句话,希望学生能“画出月食成因的示意图”。尽管学生有了前面日食成因示意图的基础,但如果让他们真正动手画,也会出现一些问题,
比如日、月、地三者的大小、位置如何画,光线如何画,影子如何等。因此,关于月食的教学活动是对日食教学的扩展和深化。
(四)教学建议
1.引人。
教师讲故事:古代战争与日食的故事。
教师播放有关日食的录像资料。
提问:你们知道这是一种什么天文现象吗?你认为是什么原因造成这种现象的呢?
2.认识日食发生过程、特点。
组织学生讨论:
.日食发生过程有什么特点,从这些特点中你有何推想。
.教师反复播放录像资料。
.小组汇报讨论结果,教师整理记录。
3.日食模拟实验。
.在小组讨论中,有人认为一定是月球挡住了太阳射向地球的光造成了日食。如果用模拟实验来证明,如何证明呢?
.分小组设计模拟实验,设计时注意:
用什么实验材料来做这样一个模拟实验?
如何做实验?
在实验中估计会出现哪些现象?
观察到哪些现象才能证明日食发生了?
.学生分小组进行模拟实验。
交流:
模拟实验是如何做的?
观察到哪些现象可以认为发生了‘旧食”?这时三个物体处于何种位置?
在什么情况下是不会发生日食的?
4.日食成因。
.请学生再说说:日食的形成原因是怎样的?和你前面的推测相同吗?
.教师出示日食成因示意图或多媒体课件,请学生再来讲解日食成因。
.从图中还有何发现?
5.月食。
.相对来说,月食发生的机会比日食要多一些。
.问:月食发生时,三个天体的位置是怎样的?
你能画图来解释月食的成因吗?
6.总结。
回想一下:你有什么收获?比如你对模拟实验有何认识……
第5课太阳系
(一)背景和目标
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(占该系统总质量的99.800}其它一切天体只占0.200)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。当然,作为一个系统,其他天体成员也都有自己的相应的位置,地球就是其中很具特色的成员。在太阳系中,除了中心天体一太阳以外,还包括八大行星、矮行星(冥王星等)、小天体(,J、行星、彗星、流星和其他星际物质等)。其中行星和行星的卫星是太阳系的重要组成成员。太阳系的基本结构,主要是由八大行星的运动和分布状况决定的,按它们距离太阳由近到远的顺序,依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
本课教材共两页,分为两个部分。第一部分“认识太阳系”;第二部分“建太阳系模型”。
学生在研究了日食和月食之后,这一课将扩展到对太阳系这一个天体系统的认识。
当然,有关太阳系中的其他天体是学生平时难以直接观察到的,用直接观察的方法来完成对太阳系的认识不再是有效的途径。利用一些资料来帮助学生认识太阳系,让学生在活动中建立太阳系的模型将是更有效的策略。21教育网
让学生根据八大行星距太阳的平均距离及各行星赤道直径数据表建立太阳系模型是本课的重要活动。学生根据处理后的数据建立的太阳系模型,可以清晰地认识到:八大行星在太阳系的空间分布不是均匀的;八大行星的大小差异很大;在太阳系中,八大行星是十分渺小的。这一活动,不仅含加深太阳和太阳系中的和组成天体在学生头脑中的印象,更重要的是可以培养学生的空间想象力和理解力,对建立有关宇宙空间的概念十分有益。
科学概念
.太阳和围绕它运动的行星、矮行星和小天体组成了太阳系。太阳系是一个较大的天体系统。
过程与方法
收集资料认识和了解太阳系。
按一定比例对数据进行处理,并在此基础上用一定的材料建立太阳系的模型。
情感态度价值观
.认识到收集和整理资料,并进行交流,是科学学习的一种方式。
.学会与他人合作,并能在合作中发挥自己的作用。
.意识到太阳系中天体的运动是有规律的,并可以逐渐被人们认识的。
(二)教学准备
给每组学生准备:八个铁丝制成的支架、直尺等。
给全班学生准备:媒体资料。
八大行星数据表、橡皮泥、小皮球、太阳系图片等
(三)教科书说明
第一部分:认识太阳系
1.让学生去认识太阳系,教科书提出了几个较为开放的问题。这几个问题是:还有哪些天体在围绕太阳运动?这些天体有什么特点?它们在排列上是怎样的?这些问题是让学生收集了相关的资料进行交流,是对交流的主题做出的指引。
2.对这些开放性的问题,教科书中有一些基本的要求。教科书的一段文字已经隐含了这样的要求,让学生至少知道:太阳系的组成天体有哪些?空间分布情况如何?比如有八大行星、小行星、卫星、流星、彗星。这些天体都在运动,而且是以太阳为中心在不停地运动。
3.如有条件,收集一些有关太阳系的图片或视频资料,将有助于学生形成太阳系的空间概念,也会由此感受到宇宙的魅力。
4.对于冥王星为何被取消了大行星的资格,可以有所涉及。学生可能对此比较感兴趣,这对认识太阳系的天体特征是有好处的。
第二部分:建一个太阳系的模型
1.本课明确提出了让学生建一个太阳系的模型。本课与前两课的建模活动是有所不同的:造环形山主要是根据事物的特点来模仿,日食和月食是根据事物的变化来模拟,而本课是根据数据来建模。表面上来看,这一课对建模的要求比较简单,但只要对照书中的数据表稍加分析就会发现,这一个建模活动有较大难度。其一,对这些数据进行理解有一定的难度。数据表中的数据项日较多,有行星与太阳的距离,行星的赤道直径,还有自转周期、公转周期。其二,处理数据有难度。在建模时,需要对这些数据进行处理,比如:如何按一定的比例缩小天体间的距离。其三,实际操作有一定难度。用什么材料来建模型?行星间的距离如何确定?由于需建立八个行星模型和一个太阳模型,数量多,在操作时较难。
2.为什么有相当大的难度还要让学生来建立这样一个太阳系模型?最主要的是借助建立模型让学生建立起对太阳系的一个新的认识。(1)让学生在活动中来认识太阳系,而不是在图片或文字中来认识太阳系。(2)让学生正确认识太阳系的构件和空间结构。学生在认识这八大行星时,或许就像上页图中知道了八大行星的排列顺序,或者就像别的图片那样知道了八大行星以太阳为中心,间距基本相等,在同心圆上做循环运动。但如果让学生真正地去建太阳系的模型,就会发现,这些图片与真实的太阳系相差得太远。(1>八大行星距离太阳的远近实在差异太大。如果说水星离太阳只有约6毫米,而海王星离太阳的距离就是约45厘米,一张普通纸是无法将它们同时画下来的。(2)如果以相同的比例缩小这两个行星,这两颗行星的直径大小就变成只有约0. 000 5毫米和约0. 000 2毫米,这两个行星在一张纸上是无法画出来的。这样的惊奇,这样的空间感,太阳系天体的大与小对比对学生的震撼是非常大的,这有利于学生建立起真正的正确的太阳系空间认识。(3)让学生重新认识数据和对数据进行处理。在五六年级,学生有了多次对数据的记录、分析和处理,从数据中寻找解释的依据,从数据中寻找规律,但让学生根据数据来建模型,这是让学生从另一个角度来认识数据的作用。另外,本次建模,需要学生利用已有的数学知识对数据进行处理,这对学生来说,也是一次新的有益的尝试。21cnjy.com
3.本次建模活动有相当大的难度,如何指导学生建模才能达到预期的教学效果呢? 要降低建模活动的难度,可以有步骤地进行:(1)按一组数据来建模。例如先对行星与太阳的距离的数据进行处理,按一定的比例缩小,再把橡皮泥粘在铁丝做成的支架上代表八大行星,在一张较长的桌面上按缩小的距离摆在相应的位置,让学生对行星与太阳的距离有一定的认识。也可以让一些学生只处理行星赤道直径的数据,学生可以直观地了解到行星大小的差异。(2)再对第二组数据赤道直径进行处理,让学生先按前一组数据的比例进行处理,让学生认识到如果要对橡皮泥球的大小按前一标准进行调整几乎是无法操作的,一张桌面上的行星小到无法用橡皮泥来表示。(3)假如按太阳直径缩小到14厘米算,让学生按比例缩小八大行星与太阳的距离,计算好之后到操场上活动,建一个太阳系模型。一般来说,当一组学生代表土星时,就发现自己已经距离“太阳”有143米了,一般学校的操场也就无法完成这样的建模活动了,学生对太阳系的空间也就有了较为真切的认识。(4)可以让学生代表八大行星,再按一定比例缩小与太阳的距离,让学生围绕“太阳”公转一周,以此体会一下八大行星公转一周的周期长短。
对本次建模活动,需要注意:先要处理数据,找到处理的标准;再是要按顺序一步一步来建模,可先在教室内进行,再到操场上进行,先处理行星距离再处理行星大小。
另外,本次建模活动可能不会用到教科书中后面两组数据,但教师可以提醒学生:给出自转周期与公转周期这两组数据,主要是让学生知道星体各有其运行的规律。学生在操场上活动时,也许就会领悟到如果离太阳越远,其公转的距离就越长,因此其公转一周所花的时间就越长。总之,提供后两组数据的日的不是让学生在此次建模中一定要使用,提供它是为了让学生对八大行星有更为全面的了解。
4.本次建模的所有活动,不是要在一节课中全部完成。教师可以根据学校和班级的情况进行灵活处理,可让学生在一些活动课中或课后再做,让学生经历一次十分有趣而且有价值的建模活动。
(四)教学建议
课前请学生收集有关太阳系的资料,小组内先进行交流。
1.认识太阳系。
.在课前请学生们收集有关太阳系的资料,课上在班级内进行交流,交流的内容主要是:
(1)还有哪些天体在围绕太阳运动?
(2)这些天体有哪些特点?
(3)它们是如何排列的?
.班级讨论中,收集资料的成果可以只是文字介绍,也可以用图片资料来补充。
.教师也将收集的资料展示给学生。
教师所用的资料,最好是有关太阳系的科普录像资料。
.小结:太阳系是以太阳为中心,由八大行星、矮行星、小天体组成的一个天体系统。
2.建一个太阳系的模型。
.对太阳系有了初步了解后,根据八大行星来建一个太阳系的模型。
.为了建好这个模型,我们应先了解八大行星的相关数据,这样才能保证我们建的模型相对准确。
.请阅读八大行星的有关数据表。
.尝试根据八大行星与太阳的距离来建模型:
先对行星与太阳的距离进行处理,如何处理呢?如果要在一张桌面上将八大行星摆列出来,数据又该如何处理呢?
试试将橡皮泥粘在铁丝制成的支架上代表八大行星,在桌面上建立模型。
建好之后有何发现?这与我们平时看到的太阳系的示意图有何不同?
.尝试组合八大行星与太阳的距离以及八大行星的赤道直径两组数据进行建模 如果要利用八大行星与太阳的距离以及八大行星的赤道直径这两组数据来建造模型,如何处理数据呢?
处理数据后的结果如何?我们还能在桌面上建太阳系模型吗?为什么?
如果要建一个模型,怎么办?
.到操场上建造模型
简单介绍一下后面几组数据:
自转周期是行星自转一周所需的时间,公转一周是指行星围绕太阳转动一周所需的时间。我们在建模过程中,可以暂时不用考虑这些数据。21世纪教育网版权所有
假若太阳的直径缩小到14厘米,其他行星的直径是多大?行星与太阳的距离是多远呢?我们能在操场上完成这样的游戏吗?
我们只按一定的比例来缩小八大行星与太阳系的距离,把我们自己当成八大行星,让我们围绕太阳转动一周,造一个动态的太阳系模型吧
3.小结。
在建太阳系模型的过程中你有何体会或发现?
第6课在星空中(一)
(一)背景和目标
从本课开始,学生将展开对星座的认识。涉及星座的教学内容分为五部分:第一部分了解星座;第二部分建一个“星座”模型;第三部分认识夏季主要星座;第四部分开个观察交流会;第五部分制作活动星图。本课主要是开展前两部分的教学。21教育名师原创作品
学生通过各种途径对星座已有一定的认识,还能说出一大串星座的名称来。但对星座的含义,星座的特征,可能是知之甚少。如何让学生建立正确的星座的概念,是本课学习的重要教学日标。本课采用建立模型的方法,引导学生建立一个北斗一七星的模型,让学生客观真实地去认识和了解星座,建立正确的有关星座的概念,同时培养和提高学生的空间想象力和推理能力。
北斗一七星,是大熊星座的主要标志。其实这一七颗星,离地球有远有近,远的离地球有近150光年,近的距地球也有50光年。活动中,让学生在一个纸板上挂七个橡皮泥球,投影出北斗一七星的图形,通过这一过程让学生建立起星座的正确概念一远近不同的恒星在视觉上形成的一个构图。
星座也有实用之处,它们相当于夜空的平面坐标。教科书中让学生根据北斗一七星寻找北极星以确定方向。由于北极星位于地球自转轴北端所指的中心,所以看上去北斗一七星和其他星座都在绕北极星转动一“斗转星移”。这些现象,如果指导学生作夜晚观察活动,都是可以观察到的,这对培养学生的天文兴趣具有很好的作用。
科学概念
.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,图形不同。
.北斗七星是大熊星座的主要标志。
过程与方法
.制作星座模型,对模型进行合理推理并做出解释。
.尝试根据星座的特征观察星座,并用图画作好相关的记录。
情感态度价值观
.认识建立模型的重要性。
.培养对天文方面的兴趣,认识到较长时间内持续地观察星座是必要的。
.发展团结合作的意识。
(二)教学准备
给每组学生准备:纸板、细线、橡皮泥
给全班学生准备:全天星空图、投影机
(三)教科书说明
第一部分:了解星座
1.教科书中介绍了星座的由来一人们为了便于认星,把看起来不动的星星分成群,划分成不同的区域,然后命名,这些人为划分的区域就是星座。由此可见,星座是人类认识星空的产物,是人们约定俗成的,并非什么神话传说中所谓的神仙或其他动物的塑像,更不能决定人的命运等。这对树立学生正确的星座观有好处。
2.教科书出示了全天春夏星图。当然,不同的地区、不同的时刻,看到的星座在天空中的位置可能跟这幅图所标的位置有差异。因为观察者的角度不同,同时星座也做相对视运动。但星座的构图是一样的。
第二部分:建一个“星座”模型
1.建造星空的模型与前面建模活动的侧重点不同,这一活动的侧重点在于如何让学生明白模型所传递的意思。
2.纸板上的孔位和线长短的数据,实际上是根据北斗七星与地球的实际距离、一七颗星的相对位置关系来确定的。北斗七星离地球是有远有近的,在50光年一150光年之间。教科书设计让学生按要求去做纸模,打孔挂线吊小球。学生在制作过程中会明白:橡皮泥小球挂在纸板上的位置不同,有的离我们远,有的离我们近。
3.如有学生问:为什么要这样做?为什么孔打成这样?线为什么这样长?教师也不要急于解释,让学生在后面的观察活动去领悟。
4.让学生把做好的模型放到灯光中,再让学生观察投影屏幕上橡皮泥小球的影子,将它们画下来。学生会画下许多不同的图形。只有光从模型的一个侧面照射时,学生才会看到橡皮泥的影子构成了一个勺子形。
5.让学生根据记录下来的橡皮泥的影子图形进行讨论。如果教师再提示学生其中一幅图片就是今天要认识的北斗七星,学生也许就会恍然大悟,豁然开朗。
6.模型能传递出哪些信息呢?
(1)组成北斗七星的星体离我们有远有近;(2)北斗七星的形状是我们从地球这一个角度所看到的情况,如果从宇宙中其它不同的角度来看,它们的形状会不相同;(3)在转动模型的过程中,我们看到的一七颗星不同的图形,就如同我们坐了宇宙飞船绕这七颗星转动一周所看到的不同景象;(4)天空中的星星离我们也是有远有近的。有了这些认识,学生就会在头脑中形成教材所列出的星座的真正概念。这比前面的星座的概念,又大大前进了一步。
7.如果有的学校没有投影机、幻灯机之类的强光源,用几支手电照橡皮泥模型也是可行的。
第三部分:认识星座
1.让学生认识北斗七星和北极星所属的星座及它们的空间关系。
2.正如书中所讲,北极星是一颗不太亮的星,要在星空中找到它相对比较困难,利用北斗一七星就可以较容易找到北极星。如何找呢?由北斗七星勺子前沿的两颗星,向勺子前端直线延长,在这两颗星距离的五倍处找到的那颗星就是北极星。
3.学生在夜间如何去认识星座呢?教材介绍一个重要的方法,就是找亮星,根据亮星的位置所构成的图形来找星座。当然还有另一个方法,就是学会根据已知星座来找未知星座。
4.要认识星座,就要组织学生夜间观星。教师在组织学生观星时可以发挥自己的创造性。可以以学习小组为单位,可以按住家的远近组织观星小组,也可以定期让学生观察,也可以自由灵活地观察。一般来说,农村地区的观星活动质量会相对较高,城市的观星活动会受到灯光、建筑物等诸多因素的影响。但都需要教师用心去组织,对于后面开展的交流会,对于培养学生天文方面的兴趣都至关重要。
(四)教学建议
1.引人。
.在观察月相的过程中,我们会看到天空中闪烁的星星。有的同学可能还听说过有关星星的传说故事,有的同学可能还能说出一大串星座名称来。
.看看天空中的星图,你能说出星座名称来吗?星座又是什么呢?
.教师介绍星座的由来及其作用。
2.建立星座模型。
.做一个模型,所用的材料有纸板、细线、橡皮泥。
.投影制作方法,请学生按要求在纸上打小孔,按长短要求把细线剪好挂在小孔上,再把橡皮泥球挂在细线的下端。
.把模型放到投影机光中,转动模型,让光从四个角度照射模型,请学生分别将橡皮泥球的影子画在本子上。
3.讨论交流。
.从橡皮泥球的不同的影子图中,你看到了什么?你从中又领悟到了什么?
.假若将这些影子想象成天空中的星座,你对星座又有什么新的认识?
.如学生不能回答,请学生根据以下题日展开讨论:
组成星座的星星离我们的远近是否相同?
从星空中不同的角度来看星座,它们组成的形状相同吗?
星座中看起来比较亮的星星可能跟什么有关?
.小结交流情况
4.认识大熊星座和北极星。
假若你在夜晚迷了路,你有什么方法来辨认方向?
北极星可以帮助大家在夜间辨识方向,可是北极星是一颗不太亮的星星,但我们可以利用前面学习的北斗星较容易地找到它。【来源:21·世纪·教育·网】
认识大熊星座:
大熊星座的主要标志是什么?如果要你在天空中找到大熊星座,你该怎么办? 再让学生根据图片进行讨论,如何利用北斗星找到北极星?
4.组织夜晚观星计划。
成立观星小组:住家较近的同学自愿组成观星小组。
观星小组制订观星计划:观星时间,小组分工。
强调有关的安全事项。
5.小结并提出下节课开交流会的要求。
第7课在星空中(二)
(一)背景和目标
本课在学生认识了星座并实际去观察了星座的基础上开展教学。教学内容主要针对观星观月活动。先是开个观察交流会,然后认识夏季主要星座的特征,最后是制作活动星图,帮助学生更有效地开展观星活动。
创造机会让学生开展观星观月交流活动,将有效地了解学生的实际观察情况,是对前面观月活动的一个小结,同时也可以更有针对性地开展观星活动。让学生认识星座的主要特征,然后根据亮星的位置关系去认识星座,这是最有效的方法。所以教科书设计了让学生认识夏季主要星座特征的活动。
制作活动星图,可以让学生了解到更多的星座,同时也可以帮助学生从不同星座的位置关系来认识星座,由此在实际观察中认识到星座在天空中有规律的运动变化一即因地球自转而形成的绕北极星转动,因地球公转而形成的星座逐渐西移现象。
科学概念
.随季节的变换,在天空中会出现不同的代表性星座。星座在天空中是运动变化的。
.亮星构成的图形是星座的主要标志。
过程与方法
.尝试根据星座的特征观察认识星座,并用图画作好相关的记录。
.制作活动观星图,并运用到实际的观察中去。
情感态度价值观
.培养对天文方面的兴趣,认识到较长时间内持续地观察星座是必要的。
.发展团结合作的意识。
(二)教学准备
给每个学生准备:活动星图、剪刀。给全班学生准备:夏季星空图。
(三)教科书说明
第一部分:开个交流会
1.学生观察了白天的月相,夜间又观察了星座,或者两者都同时在夜间观察了。这时需要学生展示他们的观察记录,相互交流观察过程中的体会和收获,教师也需要对学生的观察活动进行了解,以便进一步提高学生的观察质量和培养学生的观察技能和对天文的兴趣。因此,在课堂上开一个星空交流会是适时和必要的。
2.让学生展示他们近一个月观察所画的月相图,同时又将最近观察到的星座图展示出来。对于学生所画的月相图以及星座图,可能会因为各种原因呈现不同的状况,但教师都应以鼓励为主。毕竟学生从未学习如何作这样的记录,学生不知如何寻找参照物来确定方向或观察角度。教科书对此也没有太高的要求,只要学生认真地去观察了,有了记录就足够了。如果学生真有这方面的兴趣,教师可以以班级观星课外小组活动来传授这方面的知识,进一步培养学生这方面的技能。
第二部分:认识夏季主要星座
1.教科书中呈现了夏季的四个主要星座。让学生学会寻找星座的两种主要方法:利用亮星形成的图形特征和根据已知星座来确认未知星座。
2.织女星、牛郎星和天津四是夏季星空中有名的亮星,形成一个三角形,被称为“夏季大三角”。找到它们,也就找到了天琴、天鹅、天鹰三个星座。这三颗星,与可观察到的银河也相关联,“河,,东是牛郎,“河”西是织女,“河” 中是天津四。另外,天蝎座形似蝎子,它的主要标志是心宿二,也称大火星,它是一颗耀眼的红色亮星。这些对学生最后一课的学习都有帮助。至于人马座,就可以不再指导。
3.教学中,可以用牛郎织女的民间故事来帮助学生认识星座的主要特征。织女星旁的四颗不太亮的星,就是押送织女的天兵;牛郎旁的两颗星,就是他担筐中的两个子女;银河就是阻隔他们的一条河流。这些可以形象地说明星座的特征。也可以激发学生观星的兴趣。
第三部分:制作活动观星图
1.如果学生还想认识更多的星座,就需要有观星图。观星图制作的难度并不大,但是对学生认识星座的水平提高,对学生对天文的兴趣培养都有极大的作用。一个班也许只有少部分学生会真正坚持去观察星座,观星图就是一个较好的媒介,可促动学生持续地观察认识星座。
2.活动星图,不仅延续了学生观察认识星座的活动时间,而且对学生认识星座的质量有所提高。比如,利用星图可以知道星座的视运动,知道星座与时间的关系等。所以有条件的学校可以将此活动好好地开展下去,对学生的发展有极大的促进作用。
3.如没有活动星图的学具,教师也可以采用简易的方法来让学生制作活动星图。找一张全天星图,然后复印下来,并将复印好的星图粘在圆形硬纸片上;另外再找一张大纸做成与星图圆盘一样大的面盘,将面盘剪去如书上所示一个椭圆,就可以制成一个简易活动星图。
(四)教学建议
1.开星空交流会。
.将观星小组的记录图表张贴在教室,同时将前段时间的月相记录也张贴出来。
.组织学生分小组参观其他小组的记录表。
.请个别小组来介绍一下观星或观月过程,并说说从中是否有所发现。
.小结月相的变化规律,并指出学生在观星中的优点和存在的问题。
2.认识夏季星座。
.出示图片,请学生观察,图中有哪些星座?它们有何明显的标志?
.教师介绍牛郎织女的故事,然后再请学生说说:天琴、天鹰星座的主要标志是什么?
.教师介绍其他星座的主要特征。
3.制作活动观星图。
.如果大家想认识更多的星座,那我们就需要制作一个活动星图。活动星图可以帮助我们在不同的时间,不同的季节认识不同的星座。
.介绍制作方法:
将全天星图剪下来做活动底盘。
另外将两张连在一起的纸片也剪成比底盘稍大一点的纸盘,其中一个剪下如书中所示的一个椭圆,然后用细线将纸盘与活动底盘以北极星为圆心组合起来。
.介绍星图的使用方法:
将星图举过头顶。
转动星图,让图中的北斗星与天空中的北斗星处于同一方向,再根据图中的其他星座来认识相应方向的天空中的星座。
4.根据学生情况成立班级观星课外小组,并在适当时间组织几次观星活动。
5.教师小结。
第8课探索宇宙
(一)背景和目标
教科书共3页,分为三部分。第一部分是认识膨胀的宇宙;第二部分是认识充满活力的宇宙;第三部分认识人类对宇宙的探索。
探索宇宙的结构及其运动是天文学家们的主要课题之一。本课就是利用形象的资料展示科学家的一些重要探索成果:1.宇宙是由许多庞大的星系组成的,而且至今未发现其边界。2. 20世纪20年代末期,美国天文学家哈勃在观测时注意到,几乎所有星系的光谱都呈现谱线红移现象。哈勃的发现等于向人们宣布,宇宙的某一部分正在不断地膨胀。3.恒星有一个较长而复杂的演变过程。通过这些,让学生对宇宙的结构和运动有一个初步的认识,在头脑中建立起有关宇宙系统的概念。如:宇宙是浩大深邃的,是由许多个庞大的星系组成的,星系奇异亮丽,恒星多彩变化,宇宙万物生生不息。总之,展现在学生面前的宇宙有着无穷的魅力。
教科书还展示了人类对宇宙的探索历程,还在资料页中展示了重要的科技成果,如各种望远镜和航天器等,让学生了解人类在探究宇宙过程中付出的艰辛努力甚至牺牲,有利于学生树立正确的宇宙观一宇宙是可以被人类逐渐认识和了解的。
科学概念:
.宇宙空间分布着大小不同的天体系统。
.宇宙是运动变化着的,膨胀着的,组成宇宙的天体也是运动变化着的。
过程与方法
.对提供的资料或自己收集的资料进行研究,发现一些有效信息。
.学习利用数据、文字、图表、模型来表述研究过程。
情感态度价值观
.从人类探索宇宙的历程中,认识到科学是不断发展的。
.意识到宇宙是运动和变化的。
(二)教学准备
给全班学生准备:资料图片、录像资料等。
(三)教科书说明
第一部分:膨胀的宇宙
1.这一部分分为二层。第一层是认识宇宙的结构和规模;第二层是了解宇宙的状态一在膨胀。
2.教科书从学生已经知道的太阳系开始,由近及远由小及大的展示了宇宙浩大而有序的结构。结构的第一级是类似太阳系一样的天体系统;第二级是由许多恒星组成的集团,如包含太阳系在内的银河系;第三级是银河系外和银河系一样大的星系集合一河外星系;最后一级是宇宙,包含已知和未知的星系。当然,可能还有些资料把已知星系称为总星系,也还有资料介绍什么星系团和超星系团,这些都反映了科学家们对宇宙结构的不同认识。但教科书呈现的内容是科学家们现阶段的共识。
3.教科书为了说明宇宙的结构,用了一系列的数据来说明宇宙规模。比如对银河系,既有数据来说明组成它的恒星之多,又有数据说明它的空间之广。银河系由1 000 ^- 2 000亿颗恒星组成,直径达10万光年。当学生有了前面学习太阳系的空间感之后,再来想象银河系之大就有了基础。值得注意的是,本课引人一个天文的距离单位一光年,教师在教学中完全可以让学生计算一下1光年到底等于多少公里,当学生对于那一长串的零无法读出时就会悟到这个距离之大,也会悟到银河系之大,从银河系之大再感受到河外星系之大,再从120亿光年感受到宇宙之大。
4.有关宇宙在膨胀的理论,已经被恒星的红移现象所证实。当然教科书中只是用了一句话来说明。但这一句对学生的认识来说极为重要,这一句话既形象地说明了宇宙的状态,也对宇宙的结构进行了补充说明,让学生不至于僵化地认为宇宙的结构一成不变,还对宇宙之大有了进一步的认识。学生在读到这一句时,还会在头脑中产生许多与此有关的问题:比如宇宙的膨胀速度有多大?宇宙是不是无休止地膨胀下去?宇宙又何时停止膨胀?什么现象可以证实宇宙在膨胀?总之,这一句话,有着极为丰富的科学内涵和教育内涵。
第二部分:充满活力的宇宙
1.充满活力,这是对宇宙的运动变化的另一种描述。如果说前一部分主要让学生认识宇宙的结构、规模和状态。这一部分是让学生认识组成宇宙的主要物质一恒星的变化。
2.教科书中用拟人的手法形象地展示了恒星的一生。恒星的一生是怎样的呢?当宇宙中星云的气体和尘埃一旦紧缩成一颗原恒星时,一颗恒星就诞生了;当恒星的燃料开始消耗殆尽时,它就会膨胀而变成巨星或超巨星;巨星和超大型巨星可能爆炸成超新星,一些由小型或中等恒星变成的红巨星,会因燃料耗尽而缩小变成白矮星;超新星又有两种变化:一是质量最大的恒星遗留物会瓦解成为黑洞,即使光也无法从黑洞中逃走,另一变化是超新星的遗留物会变成中子星;白矮星还会因为能量的耗尽而变成黑矮星。在这些变化过程中,恒星的一些物质会扩散到太空,这些物质可能成为星云的组成部分,星云而后又会紧缩形成一个新的“转世”的恒星。从中可以发现恒星的一生充满了丰富多彩的变化。教科书中还用了两幅图,介绍了罕见的超新星爆炸。超新星爆炸时,会发出超过原来几百万倍的强光。
3.教师在介绍这样一个过程时,有许多学生会有各种各样的问题产生甚至会冲口而出,教师不要指望能解决学生们的所有问题,甚至可能不需要解决任何这方面的问题,重要的是能否让这些问题激励起学生探求的欲望。【来源:21cnj*y.co*m】
4.教科书还用一段文字介绍了恒星的运动变化。如同人体的细胞,宇宙中每时每刻都有许许多多的恒星在诞生,同时也有许多的恒星在消亡,在新陈代谢。同时恒星在运动,恒星在变化着,}恒星又有不同的质量、体积、温度、亮度。每一个恒星,每一类恒星都有它们各自的特征,有些恒星自身在有节奏地膨胀和收缩,有的恒星在向外抛射物质……也正因为如此,宇宙充满了活力。
第三部分:人类对宇宙的探索
1.教科书让学生对宇宙有了一个粗略了解,同时,又以相当的篇幅展示了人类对宇宙的探索历程。
2.让学生了解到我国人民在宇宙探索中取得的成就。一是我国是世界上公认的火箭发源地;二是我国的航天技术在世界上占有重要的地位。相信许多的学生都知道载人飞船“神州”5号“神州”6号的发射成功,也知道我国登月计划中一部分一绕月卫星实验成功。这些都是极佳的爱国主义教育题材,同时也能激发起学生天文方面的兴趣。
3.让学生了解人类在宇宙探索中所取得的成就,同时又让学生认识探索的意义。探索意味着努力、付出、成功、失败等。教科书中用几幅图片展示了航天技术成果,运载火箭、航天飞机以及太空站,也展示了探索中有代表性的人物:爱因斯坦、挑战者号宇宙员。教师完全可以根据教学的需要,对航天技术、代表人物作选择性的详细介绍,或者让学生收集相关资料进行交流。
4.可让学生阅读教科书中的补充资料,有助于扩大学生的视野,了解一些宇宙空间技术的知识。
(四)教学建议
1.引人。
.回忆一下,太阳系是怎样一个星系?
.太阳系在宇宙中是唯一的吗?
2.认识宇宙的组成结构。
.天空中的每一颗恒星都类似太阳一样发光发热,也有可能组成类似太阳系一样的天体系统。看星空我们就知道有许多这样的系统。同时,我们的太阳系属于一个恒星集团一银河系。www.21-cn-jy.com
.看看银河系的模样吧?
.你觉得银河系像什么?
.银河系中有多少颗恒星呢?太阳在银河系中的什么位置看得出来吗?
.银河系有多大呢?光年是一个什么单位?光年等于多少公里呢?我们一起来计算一下
.了解了银河系后,你有什么感受?
.类似银河系一样的星系还有100亿个,人们把它们统称为河外星系。
.我们的已知宇宙空间有多大?
.宇宙还处于青年时期,还在长大,还在膨胀。
.教师介绍红移现象。
3.认识恒星的运动变化。
.组成宇宙的恒星又是怎样的呢?我们来了解一下它的一生。
.组织学生看相关的录像资料。
.新星爆炸是怎么回事?你有没有收集过这样的资料。
4.了解人类对宇宙的探索。
.当我们看到这些资料和录像,实际上是人类不停地对宇宙进行探索的结果。
.了解一下,你们知道我国人民在宇宙探索方面取得了哪些成就?
.你还知道在人类探索宇宙的历程中有哪些代表人物?他们有什么贡献?
.根据学生的情况,老师补充一些相关资料。
5.教师小结。
四、评价建议
一、评价要求
1.学生在课堂教学过程中,是否乐意参与一系列的探究活动。
2.学生能否顺利完成各项活动,如建星座模型,建太阳系模型等。
3.学生能否在各种探究活动中仔细观察,并做好记录。如:在做日食模拟实验时,是否记录下所观察到现象和三球的位置关系等。
4.学生能否在探究中合理推理,并大胆解释所观察到的现象。如:用画图或别的方式对日食成因进行解释;提出环形山成因的假说等。
5.学生在科学概念的发展上是否有新进展。如:对天体的运动变化、天体之间的关系是否有所认识等。
二、评价方法
1.日常表现观察法:平时留意学生的综合表现,记录一些典型事例,作为学生的整体印象。
2.学生作品分析法:对学生作品(包括记录单、实验计划、画的示意图、做成的模型等)收集整理,并加以分析评价。
3.学生间的评价和自我评价:制定一些评价标准,对本单元的学习过程中期和后期进行评价。
4.单元前测和后测:针对本单元内容拟定一些调查内容,在上本单元前和单元后进行调查,从中可以观察出学生学习本单元后的发展变化。
三、本单元可以在以下几个方面给与特别关注:
1.学生的一些课前准备是否积极,如收集月球的资料等。
2.学生在做模拟实验时,是否根据要模拟对象的特征来进行操作。
3.学生如何建立模型以及如何利用模型来解释相关现象。
4.学生的综合分析能力是否提高。
五、参考资料
与月球有关的资料
人类对月球的探索
在茫茫宇宙的无数天体中,月球只是一个微不足道的小天体。但是,由于月球距地球比较近,在地球上看来,它却是一个非常重要的天体。对于地球来说,除了太阳之外,天空中没有任何天体比月球更加显著。从对地球的影响来看,月球的作用,也是太阳以外的任何其他天体不可比拟的。因此,月球同人类的关系是非常密切的。
人类对月球进行科学的观测、研究,已有好几个世纪的历史。早在1609年,伽利略就已开始用望远镜观测月球,并绘制了月面图。几百年来,天文学家在对月球的观测、研究方面,获得了越来越多的成果。绘制的月面图也越来越详尽,甚至比地球上某些地区的地图还要详细。
在20世纪40年代以前,人们都是通过肉眼和望远镜来观测月球的。而且,人们只能在地球上观测月球。20世纪40年代以后,开始用射电雷达和激光等现代技术手段,对月球进行观测、研究。航天技术的发展,人类开辟了观测、研究月球的新纪元。1959年,
原苏联“月球”3号探测器拍摄了月球背面的照片,使月球背面的面貌第一次展现在人类眼前。自那时以来,已有几十个从地球上发射的月球探测飞行器,对月球进行了逼近飞行、轨道环行和着陆。1969年7月20日,美国“阿波罗”11号飞船,实现了人类登上月球的夙愿,第一次把宇航员送到月球上,并且还在月球的表面安装了月震仪、激光测距反射仪,迈出了人类对月球进行实地考察研究的第一步。到1972年12月11日,“阿波罗”号系列飞船,已在月球上成功地实现了六次载人登陆,先后共把12名宇航员送上月球。宇航员们在月球的风暴洋、亚平宁山等地区,安置了许多精密仪器,以利于更加全面、更加深人地对月球进行观测研究。
科学家们已在月球上进行了多种科学实验,并对“阿波罗”号系列飞船从月球带回的岩石、土壤等样品,进行了多方面的科学分析。通过这些实验研究,比较详细地揭示了月球表面的特征、物质成份和特性,以及月球重力、磁场和月震等现象,使人类对月球的认识水平,发生了飞跃性的变化。
月球是地球以外留下人类足迹的第一个天体,也是日前人们最熟悉的天体。但是,作为地球的近邻,月球至今仍然有许多奥秘,等待着人们去揭示。随着科学技术的不断发展,人类将会越来越详尽地认识月球,并把它作为第一个宇宙空间基地,去登临和探索更加遥远的星球。
地月距离
月球是距地球最近的天体,它与地球之间的距离为384 404 km,大约相当于地球半径的60倍。这是月地距离的平均数值。其实地月距离并不是一个固定的数值,而是在不断变化的。这是因为月球绕地球不停地转动着,其运行轨道是一个椭圆,地球位于这个椭圆的焦点之一位置上。这样,就使月地距离有时小,有时大,成为一个变量。月球距地球最近时(近地点)的地月距离,与月球距地球最远时(远地点)的地月距离,相差42 200千米。
同其他任何天体相比较,月球离地球是很近的。因此,测定月地距离,要比测定其他天体与地球的距离更容易些,以至用地面上测量距离的方法,就能测得月地之间的距离。尽管如此,人们对地月距离的测量,也不过只有二百多年的历史。
最早测定地月距离所运用的是三角几何方法,即在同一条子午线上选择两个相距很远的地点,同时测出月球中心的地平高度角,再用三角函数的计算方法,求得地月距离。运用这种方法求得的结果,基本接近地月的实际距离。
本世纪中叶,雷达测距技术的应用,改变了地月距离的测定方法。人们在地面观测站通过巨大的雷达天线向月球发射无线电讯号,无线电波到达月球表面,再反射回到地面观测站。根据观测站记录的同一无线电讯号发射时刻(C t,)和接收时刻(Cy,以及无线电波传播速度一光速(C>,就可以计算出地月距离(D)。用雷达测距的方法来测定地月距离比较简便,所求得的地月距离也更加精确。但是,仍然有士1 km的误差。
激光技术的出现,为测定地月距离提供了更加先进的手段。1969年7月,“阿波罗”11号登上月球后,宇航员在月表安装了供激光测距用的光学后向反射器。自此以后,人们又开始用激光测距的方法,来测定地月距离。用激光测地月距离的原理与雷达测距一样,只是向月面发射的不是无线电波,而是脉冲激光。同雷达发射的无线电波相比较,激光在测距方面具有方向性好、光束集中等突出优点。因而用激光测得的地月距离精度进一步提高,其误差不超过10厘米。
月球的大小和质量
根据上述公式求得的月球平均线半径为1 '738. 2千米,约为地球平均半径的1/4。由月球线半径,可以求得月球表面面积约为3 800万平方千米,大约等于地球表面积的1/14,同亚洲的面积大体相当。月球的体积约220亿立方千米,相当于地球体积的1/490太阳的线半径为70万千米,差不多相当于月球线半径的400倍。若论体积,月球与太阳之比大约为1 } 400j,即太阳约为月球的6 400万倍。
在太阳系中,多数大行星都有卫星。一般来说,卫星的质量都是比较小的,只相当于其所绕行星的几十分之一到几万亿分之一。月球的质量为'7.35X1沪克,是较大的卫星之一,在太阳系的几十个卫星中居第六位。月球质量约是地球的1/81。月、地质量这一比值,在太阳系所有卫星与其围绕的行星质量比值中是最大的。换句话说,卫星与行星相比较,月地质量上的悬殊程度,在太阳系中是最小的。
根据月球的质量和体积,可以求得月球的平均密度为3. 34克/厘米3,相当于地球平均密度的3/5。宇航员从月球上带回的岩石,平均密度约3克/厘米3,比月球的平均密度略小一点。
月球表面的重力加速度((1. 62米/秒z},比地球表面的重力加速度(9. 8米/秒2)小得多。由于月表重力大约只有地表重力的1/6,因此,同一个物体在月球上要比在地球上轻得多。例如,一个体重为60千克(在地表称量)的宇航员,如果在月球表面称量,就只有10千克重了。
月球表面的逃逸速度(2. 36千米/秒),大约只相当于地表逃逸速度的1/5,气体分子很容易从月球上逃逸。因而在月球上,也就没有大气层存在。由于月球表面逃逸速度比较小,如果在月球和地球上发射同样的航天器,飞离月球要比飞离地球容易得多。
月球的表面结构
月球表面的环境,与地球表面的自然环境大不相同。月球上没有大气,处于一种高度的真空状态,连声音都无法传播。月球上也没有水,就是在对月球的岩石分析中,也没有发现水分。那里满日荒凉,毫无生气,是一个没有生命活动的世界。月球上没有大气层,月面直接暴露在宇宙空间,因而月表的温度变化非常剧烈。白天最热时,月表温度可达12'7 0C;夜间最冷时,温度则可降到一183 0C0
没有大气,又没有水,月球上也就没有云雾雨雪等气象变化。因此,在地球上用望远镜观察月球,可以清楚地看到月表的各种形态。
满月时,在地球上用肉眼乍看月球,是一个洁白光亮的圆面。仔细观看,则会看到在明亮的月面上有许多黑色的斑纹。通过望远镜观察月球时,会清楚地看到月球表面的显著特征:有些区域明亮,有些区域暗黑,大大小小的亮区和暗区交错布满月球表面。早在几百年前,人们就已从望远镜中观察到了月球表面的这种特征。当时,人们以为那些大的暗区是月球上的海、洋,小的暗区则被当作是月球上的湖、湾,并以此给予命名。这些名称,直到今天还继续沿用。后来人们才知道,月球上的海洋和湖湾,与地球上的海洋和湖湾是完全不同的,那里连一滴水都没有。月球上的暗区(即所谓的海、洋、湖、湾),实际上是一些面积大小不同的平原和低地。由于那些地方广泛分布着熔岩流形成的比较年轻的岩石,又比较低洼,对太阳光的反射率较低,同周围地区相比,呈现为暗黑色。而月表那些亮区,则是月球上的高原和山脉。其组成物质主要是比较古老的岩石,对太阳光的反射能力很强,相比之下显得非常明亮。“阿波罗”号系列飞船在月球上实地考察的结果,证明这种对月面明暗区域的解释,是完全正确的。
在地球上看月球,只能看到月球的半个球面,而这半个球面基本上是月球的同一个半球的表面。这个总是朝向地球的半个月球面,叫做月球的正面。月球的另一个半球面,总是背着地球,叫做月球的背面。在地球上,人们是无法直接观察月球背面的。自从1959年月球探测器拍摄了月球背面的照片以后,人们才开始对那里的月面特征有所了解。绕着月球飞行的宇航员,则直接地看到了月球背面的景象。
在月球的正面,高原、山脉与平原、低地,差不多各占面积的一半。月球的背面,也分布着高原、山脉和“海”。与正面不同的是,背面的高原、山脉占据的区域非常广阔,而被称作海、洋的平原、低地,所占面积则比较小。
从整个月球表面看,月海约占总面积的2000。现在已经知道的月海有22个。在月球的正面,较大的月海有10个。其中,位于西部的有危海、丰富海、澄海、静海和酒海;位于东部的有风暴洋、湿海、雨海、云海和汽海。分布在月球背面的月海,主要有理想海、南海、史密斯海、边区海、莫斯科海、浪海、洪堡德海、齐奥尔科夫斯基海等。月海中最大的是风暴洋,其面积达500万平方千米。月海的周围被山脉所环绕,大多呈封闭的圆形。 月球上的山脉,大多是用地球上的山脉名称来命名的。如亚平宁山脉、阿尔卑斯山脉、高加索山脉等。比较高大的山脉有十多条。其中,最长的是亚平宁山脉,其长度达1 000千米。位于月球南极附近的莱布尼兹山,是月球上的最高峰,其高度达9 000米,比地球上的最高峰还要高。
月球正面
环形山广泛的分布,这是月球表面最突出的特征。月球表面的环形山,又叫做月坑。月坑近似于圆形,与地球上的火山口地形很相似。环形山的中间,地势低平,有的还分布着小的山峰。环形山的内侧比较陡峭,外侧较平缓。有些环形山的周围,向外辐射出许多明亮的条纹。月球上的环形山,大多是用著名天文学家的名字来命名的,如哥白尼、开普勒、牛顿、柏拉图、第谷、祖冲之、张衡等环形山。
在月球上到处可以看到环形山。无论是月球正面,还是月球背面,无论在明亮的高原,还是在低平的月海,都有环形山分布。环形山的数量非常多,总数达5万多个。环形山的大小差别很大。较大的环形山直径达100千米以上,小的直径则在1千米以下。在月球的正面,直径超过1千米的环形山,就有33 000个以上。其中,直径超过100千米的约有40个。南极附近的贝利环形山,直径达295千米,是月球上最大的环形山。月球正面的第谷、哥白尼、开普勒等环形山,周围都有很明显的辐射条纹。特别是位于南半球的第谷环形山,周围的辐射条纹最为壮观,数量多达100多条。其中最长的一条长达1 800千米,一直延伸到北半球的澄海。在地球上,即使用最普通的望远镜,也能清晰地观察到那些较大的辐射条纹。
月面大部分地方的地势是平缓的,没有参差不齐的山峰和尖锐的岩石。在月球的表面,普遍覆盖着一层厚薄不一的碎屑物质。一般来说,高原、高山区碎屑覆盖物较厚,达1千米之多;而月海区域碎屑物较薄,多在1米左右。覆盖物主要是碎石,上面是浮土。
关于月球表面形态结构的形成原因,科学家们进行了多方面的研究。虽然日前尚无完全肯定的结论,但普遍认为,塑造月球表面形态的主要因素是:小型宇宙天体物质(小行星、彗星、流星等)冲击、熔岩喷发,以及剧烈的温度变化、太阳风的不断冲击等。科学家们通过对月球土、石样品以及其他资料的分析研究,描绘出了月球发展演化过程的大体轮廓,即:月球诞生的时间与地球一样,大约在46亿年前。月球诞生后,熔融的表面很快生成一层薄薄的外壳。随着较重元素向月心方向聚集下沉,外壳层逐渐加厚。经过化学分异后的外壳层,被大的陨星或彗星轰击,在月球表面形成了巨大的盆地。随着时间推移,外来天体物质对月球表面的轰击逐渐减少。被熔岩流填充的许多大盆地,即形成了现在的月海。小岩石块对月球表面的缓慢而不间断的剥蚀,一直持续到现在。科学家们认为,巨大的环形盆地一月海,是由小行星、彗星以及比月球小的卫星(在太阳系早期阶段,曾围绕地球转动的较小卫星)轰击月面而造成的。例如,月球正面的雨海,科学家们认为是被一颗直径为96千米的小行星撞击以后形成的。这些小行星等天体对月球表面的轰击,经历了相当长的时期。在39亿至40亿年前,是月球表面遭受轰击最剧烈的时期。在漫长的时期内,大量陨星对月球的撞击,形成了数量繁多的月坑。被轰击的过程中,月球表层物质在水平和垂直方向,进行了重新分与和组合。熔岩逐渐在一些盆地淤积,形成了月海;轰击时产生的大量溅射物,抛落到月面各处。各种物质的撞击过程,使月面受到了不断的磨损和剥蚀。
人类对月球的认识,有一个由肤浅到深刻、由片面到全面的过程。人们对月球进行的大量研究,特别是利用先进的空间技术,对月球进行更高层次的探索,使人类对月球的认识大大提高一步。但是,所有对月球的研究成果,都只能说是人类探索月球过程中,在现阶段的认识水平。这些成果还不足以充分解释月球表面结构形成的具体过程和原因。要真正科学地揭示这一过程和成因,还需要继续进行探索和研究。
朔望月
日月会合运动既然是月球、地球和太阳有规律的周期性绕转运动所产生的天文现象,因而它也具有一定的规律性和周期性。
从日月相合,经过日月相冲,再到日月相合,即月球中心自西向东连续两次通过日心与地心连线的时间间隔,叫做朔望月。朔望月就是日月会合运动的周期。
朔望月的长度是29日12小时44分3秒,即29. 5306太阳日。由于月球在绕着地球公转的同时,还和地球一起绕日公转。当月球完成了3600公转(运行一个恒星月)时,地球已不在原来的位置,而是围绕太阳向东运动了大约270,因而此时月球尚未到达日地中心连线,还必须继续向东公转一段距离之后,方能完成一个朔望月。在月球继续运行完成这段公转历程的期间,地球也在继续向东运行,又前进了大约2。的距离。所以,实际上月球必须绕地球运行大约3890,才能真正回到日地中心连线的位置,即完成了一个朔望月。
实际上,地球在公转轨道上的位置变化,对恒星月这种周期,也有类似对朔望月那样的影响。由于恒星比太阳遥远得多,这种影响对于朔望月来说非常显著,必须加以考虑;而对于恒星月来说,则极其微小,是可以忽略不计的。因此,在恒星月的度量中,完全没有考虑地球公转这一因素的影响。这样,恒星月的长度也就比朔望月少了2. 2089天。
朔望月和恒星月、近点月一样,是月球公转的一种周期。但是,它不是月球真正公转一周(3600)的周期。除此之外,交点月也是月球公转的周期。
为什么“月有阴晴圆缺”
宋代大词人苏轼有名句:“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺,此事古难全”。人的悲欢离合往往是无法预料的,但是,月的阴晴圆缺却有它的规律性,真是万古难改,任何人也左右不了。
我们知道,月亮自身是不全发光的,它的光来自月面反射的太阳光。因而,月亮的规律性的阴晴圆缺就与它和太阳、地球的相对位置变化有了密切的关系。
月亮在圆缺变化中会呈现各种形状,时圆时弯,这就叫月相。月相变化是有周期性的,一个朔望月就是月相变化的一个周期。由于月亮靠的是反射太阳光,无论转到相对地球的什么位置,总是对着太阳的一面明亮而背着太阳的一面黑暗。因而,在不同的时期,因为地球上的人看到的月球亮面面积大小的不同而出现了不同的月相。
通过上图,我们可以直观地了解月相的形成原因和变化规律:
当月球转到位置1时,恰好在地球和太阳之间,它对着我们的一面是背着阳光的,至使我们无法看到它,这是时的月相叫朔,也就新月,一般发生在农历初一。之后两三天,月球又在轨道上进了一步,向着地球的一面被太阳光照射了一个边缘,我们能看到一个弯弯的月牙,叫做峨眉月(位置2)。这以后,它的明亮部分越来越多地向着地球,到了初一七八时,月球处在位置3时,我们就可以看到半圆形的月亮,就是上弦月。上弦月之后,月亮渐渐地转到地球的另一面,向着地球的月面越来越多地被太阳光照亮,一天天地胖起来了,这时称为凸月(位置4)。当月球转到位置5时,被太阳光照亮的半球正好全部对着地球,我们可以看到一轮圆圆的满月,这是叫望月,一般在农历十五。从望月之后,月亮的对着地球的亮面慢慢缩小,到达位置6时,正好与位置4时的情况相反。随后是下弦月(位置'7 ),这时月亮的亮部弯向东方。之后月亮越来越瘦,经过残月(位置8),又回到朔,一个月相周期就结束了。
月相的周期变化很早就被人们认识到了,并根据其变化的周期来编制历法。我国的夏历(农历)日期变化就基本符合月相变化,因而,只要知道了农历的日期,就可以判断月相的形状,或者根据月相来判断当天的农历的日期。21·世纪*教育网
与日食和月食相关的资料
日食和月食现象
朔日时,在地理上一定的区域内,有时会看到光辉夺日的太阳圆面一部分变得黑暗,甚至整个日面完全变暗。不一会,太阳又恢复了原来的光辉,这种现象叫做日食。
望日时,在地球上一定区域内,有时会看到洁白光亮的月面,部分或全部变暗。过一段时间后,又渐渐恢复了原来的一轮明月。这种现象叫做月食。
日食和月食都是有规律的天文现象,它们只有在一定的条件下才能发生。日食和月食的出现,物质的变化
一、单元概述
物质的变化有些是自然现象,但更多的是人们有意识的活动造成的,学生时刻可以在感受到物质的变化。从是否产生了新物质的标准去区分物质的变化,可以分成物理变化和化学变化两类。
物理变化指的是物质在形状、体积、状态等物理性质方面的变化,不产生新的物质;化学变化指的是物质在化学性质上的变化,即产生了新物质。
本单元主要研究物质的化学变化,从化学变化伴随的现象中,寻找化学变化的本质:产生了新物质。物质的化学变化产生了哪些新物质,怎样判断产生了新物质,这就需要学生学会寻找足够多的证据,作为判断产生了新物质的依据。
本单元的核心概念是物质的变化,学生需要认识到变化是有规律的,规律是可以被我们认识的。概念的关系图可以表示如下:
第1课主要呈现生活中物质变化的实例。从这些变化的实例中,比较出两类不同的变化,一类是只改变物质的状态、形状、大小等,另一类是产生了新的物质。
第2课通过两个实验,引导学生详细观察没有变化的沙豆混合和产生了新物质的白糖加热,分辨物质变化过程中的“变”与“不变”,分辨物理变化和化学变化的主要特征。
第3}6课具体介绍一些化学变化的类型以及这些化学变化所伴随的现象。学生通过观察现象、作出假设、寻找证据、得出结论的过程,研究各种化学变化,总结化学变化的主要特征:产生了新的物质。
第7}8课通过研究化学变化速度的控制,介绍化学变化在生活中的应用,让学生懂得化学变化与生产生活之间的关系。最后帮助学生总结本单元的主要内容。
从学生认识发展的角度,我们并不要求学生掌握化学变化的类型和化学变化生成的具体新物质,这对学生来说为时尚早,他们将在中学时继续学习。我们要求的是,学生能够从种种变化的现象出发,推断物质的变化是否产生了新物质,然后寻找各种证据验证自己的假设,从而达到提升科学探究能力的日的。
因此,在教学过程中,引导学生学习科学的思维和掌握科学的研究方法是很重要的。学生通过学习,在科学思维和科学方法上能有所发展,在理解科学、理解科学的思想和观点、树立科学的价值观方面能有所提高,是本单元教学所期望达到的主要日标。
二、单元教学目标
科学概念
.世界是由物质构成的,物质是在不断地发生变化的。
.物质的变化是有规律的,是可以被我们认识的。
.物质之间的相互作用,会产生物理变化和化学变化。
.物质的物理变化不产生新的物质,物质的化学变化会产生新的物质。
.物质的化学变化会伴随各种现象。
.物质的变化与人类的生产生活有着紧密的联系,人类可以利用物质的变化解决生产生活中的许多问题。
过程与方法
.通过观察、推测、实验设计和验证获得结果。
.学习通过“假设检验”得出结论的科学思维方式,自己设计对比实验进行验证。
.经历简单的对比实验的设计和实验过程,培养自行获取知识的能力。
.按规范要求完成实验。
.对观察研究结果进行简单整理、分析并概括总结,逐步形成科学概念。
情感态度价值观
.认识到物质的变化是有规律的,规律是可以被我们认识的。
.体验科学探究的乐趣,保持和发展探究周围事物的兴趣和好奇心。
.认识到阅读、收集更多的相关信息资料,丰富自己的认识,修正、完善原有的认识的必要的。
.培养以证据说话的观念和行为习惯。
.体会科学的思维方式可以帮助我们认识事物的本质。
.体会分辨现象与证据的关系,以证据支持结果的重要性。
.懂得确定一种物质的性质,需要有很多的证据。
.认识到科学和生活是紧密相连的。
三、分课时教学建议
第1课我们身边的物质
(一)背景和目标
学生对物质的变化比较熟悉,看到的现象也比较多,许多变化发生于学生的生活实际,这为他们的学习提供了经验上的准备。21世纪教育网版权所有
物体变形、水的三态变化、燃烧、生锈这些常见的现象,背后有哪些科学道理?这是我们希望学生进行探索的,因此本课的引人与学生的生活紧密相关。
本课具有前瞻性质和铺垫性质。世界是物质的、物质是变化的、变化是有规律可循的,这些观念既是科学的概念,也是哲学的概念。因此,本单元的概念具有观念层面上的意义。而这些概念的形成,并不是通过一节课的教学能够达到的,在本单元的教学中,应该渗透这些观念,为学生的发展成长奠定基础。【来源:21·世纪·教育·网】
科学概念
.世界是物质构成的,物质是变化的,物质的变化有相同和不同之处。
.一些物质的变化产生了新的物质,另一些变化没有产生新的物质。
过程与方法
.用举例、分析、综合、概括的方法,对物质的变化进行比较分类。
.通过具体实验,体验物质的变化。
情感态度价值观
.认可世界是物质构成的,物质是在不断地变化着的。
(二)教学准备
每组一盒火柴、一枚生锈的铁钉、一根蜡烛、一张白纸,图片。
(三)教科书说明
本课由三部分组成,分别是世界由物质构成的,物质在变化,让物质发生变化。
第一部分:世界是由物质构成的
这部分的内容,通过举例例证的方式,让学生接受世界是由物质构成的这个观念。学生对身边的一些物体是由物质构成的容易理解,对空气、火、电和声音是否是物质,接受起来可能会有一些难度。学生对感官容易观察到的、特别是触觉可感知到的实在物体,很容易接受为物质,如空气和火。由于学生对空气进行过观察研究,知道空气确实存在、空气占据空间的知识,确认空气是物质比较容易,对火是不是物质的确定也好解决。但是学生对不能直接触摸到、观察到的东西确定为物质,接受起来会有难度。
怎样解决声音、电、光也是物质?可以从声音的产生和本质,电的产生和本质上帮助学生理解。声音是由物体振动产生的,没有物体振动就不产生声音,所以,声音可以看作是振动的物体,声波相当于把振动进行传递。电、光也可以用同样的方法进行解决。如果学生难以理解,教科书最后就直接告诉学生记住“世界是物质构成”的概念。
第二部分:物质在变化
这部分的内容,也是通过举例例证的方式编排的。从生活中观察到的各种变化的现象,概括出物质都在变化。同时,发现有些物质变化较快,有些物质变化较慢。教科书希望学生通过讨论岩石、房屋、马路的变化速度,理解一切物质都在变化的观念。这个观念非常重要,它同时也是辩证唯物主义世界观的重要观点。
教科书当中,要求学生比较归纳两种物质的变化有什么相同和不同,学生的回答可能五花八门,因此,可以从是否变成了另外的材料(物质)上进行比较,这样思考的方向会更集中,也符合
教科书设计的意图。
第三部分:让物质发生变化
物质的变化是绝对的,有些是自然发生的,但更多的是人们有意识的活动造成的。这部分的内容,讲解的是人为因素可以造成物质的变化,要求学生通过亲身体验,进一步了解物质的不同变化,为后面的学习打下基础。
在这里可以重点对蜡烛燃烧的观察做点文章。因为燃烧的内容,在五年级教科书中删除了,只有在这个单元出现,所以对燃烧是怎么回事,可以插人到这里进行教学,这也是对教科书的补充。
(四)教学建议
1.世界由物质构成。
这部分内容应该以讲解为主,辅助以举例例证的方式进行。
(1)我们的周围有哪些物质?让学生举例,例子越多越好,这样归纳的结果越有说服力。在举例的基础上,得出我们能直接观察到的物体都可以叫做物质。
(2)讨论空气、火、声音、电、光是不是物质,为什么?对声音、电、光的辨别,从它们是如何产生的进行辨别,最后确定它们都是物质。得出间接观察到的实际存在的物体也是物质。
(3)总结:整个世界都是物质构成的。
2.物质在变化。
这部分内容的教学,也是从生活中的例子开始的。结合教科书的内容,要区别出两种不同的变化,一种是改变了物体的形态,实质没有改变;另一种是实质发生了改变,变成了新的东西。而且要讨论,有些物质变化的速度相当缓慢。
(1)观察把易拉罐或者饮料瓶压扁,它们发生了什么变化?这样的变化是不是改变了物体的材料?
(2)观察水结冰和冰融化成水的图片,回忆水的这种变化是否是变成了其他物质? (3)这两种物质的变化有什么相同的特点?
(4)点燃火柴,观察火柴的燃烧,它发生f什么变化?思考火柴燃烧后变成f什么物质?
(5)观察生锈的铁钉,思考铁与铁锈是否相同?
(6)这两种物质的变化有什么相同的特点?
(7)岩石、房屋、马路在发生变化吗?你的依据是什么?
(8)你认为世界上有不变的物质吗?
3.让物质发生变化。
这部分内容教学时,教师可以选择一些符合学生认知结构和思维能力的、便于观察的、有典型意义的活动,让学生观察和体验物质的变化。如铁丝的弯折、观察燃烧的蜡烛等。让学生在体验中、在观察中体会到物质的变化形式是多样的,变化可以是自然的,也可以是人为的。最后总结出物质变化,两类情况:一类是只改变了物质的形态、大小、位置等但没有产生新物质,另一类变化产生了新的物质。
第2课物质发生了什么变化
(一)背景和目标
这是继前一节课观察了一些物质的变化之后,继续观察物质的变化,并且通过观察物质的变化,知道物理变化和化学变化的区别。沙和豆子的混合,看不到明显的变化,而这个活动通过加热白糖,让学生看到明显的变化。本课的重点在于观察物理变化和化学变化的过程,找出它们之间的区别:新物质是否产生。因此白糖加热的活动是重点,混合沙和豆子是铺垫。
物质之间相互作用,有时会发生物理变化,有时会发生化学变化,有时既发生化学变化又发生物理变化,有时什么变化都没有发生。从这点意义上来看,观察到“没有明显变化”与观察到“明显变化”的现象同等重要。
科学概念
.物质的变化可以划分为物理变化和化学变化两类,它们的区别在于是不是产生了新的物质。
.一些物质在变化的过程中,会既发生化学变化又发生物理变化。
过程与方法
.学习用筛网分离混合物、用蜡烛给白糖加热。
情感态度价值观
.养成细心观察,及时记录的习惯。
.体会到在实验操作过程中,细致并实事求是地汇报观察到的现象对于得出正确结论是重要的。
(二)教学准备
每组一盒火柴,一枚生锈的铁钉,一根蜡烛,一张白纸,图片。
(三)教科书说明
本课由两部分组成,一是“观察混合后的沙子和豆子的变化”;二是“观察加热白糖的变化”。
第一部分:观察混合后的沙子和豆子的变化
“沙和豆子混合后,会发生变化吗?”学生猜:不会。这是学生的经验。观察沙和豆子的混合物,“沙发生变化了吗?豆子发生变化了吗?”学生判断:没有。这是学生的观察结果。这节课的重点是根据观察到的事实,判断物质混合后没有变化,还是发生了变化,学生的猜测和判断对不对,并不重要。即使学生的看法一边倒,但是“有什么证据说明没有发生变化”这样的引导会使学生想办法分离沙和豆子,寻找证据,根据观察到的事实,确认没有发生变化或者变化很不明显。www.21-cn-jy.com
为了便于观察比较混合前后有没有发生变化,首先要观察描述沙和豆子在混合前的特点,教科书第28页的表格就起到了这个作用。观察后把样品留下,以后还要用它同分离出的沙和豆子进行比较。
在比较混合后的沙子和豆子的过程中,会有一些学生纠缠于细微的变化,如沙子粘在豆子上,豆子好像变了一点颜色等,这是值得肯定的严密、细致的态度。但这是细节,从大方向来看,我们应该把握物质本身是否发生了变化,沙子还是沙子吗?豆子还是豆子吗?这是观察的核心。所以,用筛网分离沙子和豆子的混合物,是为了更好地进行对比观察,而分离混合物的各种方法不是本课的重点。
第二部分:观察加热白糖的变化
白糖在加热的过程中,首先会发生物理变化,即固体的白糖在加热的情况下变成液体的白糖,然后继续加热,白糖的颜色逐渐加深,直到全部炭化,能闻到焦味,这时发生了化学变化。如果继续加热,黑色的炭还会燃烧。
在加热白糖的过程中,先发生物理变化一白糖的熔化,随后发生了化学变化一白糖的炭化,在白糖炭化的过程中,物理变化是伴随着化学变化进行的。引导学生在加热的过程中,仔细观察、记录现象,从现象的变化中,分析、比较白糖发生的两种变化,体会两种变化的区别。
这个实验属于有一定危险性的活动,那么在加热白糖的时候要注意什么?教科书第29页出示了加热的示意图,要求学生用长柄的金属汤匙,如果有木柄的金属汤匙就更理想了。白糖的数量不能太多,大约1克左右。在加热的过程中,会产生气泡,如果白糖的量过多,产生气泡时会溢出来,可能会影响课堂教学秩序。加热时,用蜡烛火焰的外焰,这样在汤匙底部产生的烟会少一些。加热结束,一定要把汤匙放在盘子上,不要跟桌面直接接触。一定要提醒学生,千万不能用手直接去摸加热的部分。
在加热白糖的过程中,蜡烛也在不断地燃烧,它也在同时发生着化学变化和物理变化。蜡烛熔化是物理变化,液体的蜡烛油气化后燃烧是化学变化。这个现象,也希望学生在加热的过程中能够观察到,这又与前一节课中的观察内容联系起来。
教科书最后总结了物理变化和化学变化的本质区别,正式提出了物理变化和化学变化的名称,但这两个概念只是描述性的概念。
(四)教学建议
1.观察混合后的沙子和豆子的变化。
(1)观察沙和豆子
沙和豆子混合后,会不会发生变化,必须知道混合前沙和豆子本来是什么样的。从杯中取出少量沙和豆子,分别放在纸上进行观察。要鼓励学生尽可能从多方面观察,例如沙和豆子摸起来感觉怎样?闻起来有什么气味?看起来是什么颜色、什么形状的?观察后留作样本,同混合、搅拌过的沙、豆子比较。因为混合前的观察,是为了判断混合后是否发生了变化,所以要对观察的结果作简单的综合;每粒沙、每粒豆的形状、大小不尽相同,但它们都是沙、都是豆。
(2)猜一猜混合后会是什么样。为什么让学生猜,为了让学生养成遇事先根据已有的知识和经验进行思考,为了让学生知道猜得对不对,都要有事实作依据,然后想办法收集事实。
(3)进行混合、搅拌。这是儿童化的研究科学,“多搅拌一下也不会发生变化吗?”
(4)观察、描述混合后的沙和豆子。
(5)分离混合物。
分离混合物的活动程序:
.了解分离混合物的意义一“可以检查沙和豆子是不是发生了变化”。
怎样分离混合物,可以让学生想办法。用筛子筛是常见的方法。选择适合分离沙和豆子的材料,制成筛子进行分离。
.观察和比较。变化是比较出来的,把混合物与预留的样本进行对照、比较,可以看出混合后是不是发生了变化。搅拌产生的碎屑,只说明沙和豆子形态发生了细微的变化,特征和性质没有变,沙还是沙,豆还是豆。这种分析会丰富学生的认识。
2.观察加热白糖的变化。
(1)观察白糖的特点,记录在表格中。
(2)预测:给白糖加热,会发生哪些变化,填写在记录表中。
(3)讲解给白糖加热的方法和注意点。
(4)提供器材和物品,学生进行加热白糖的活动,并及时记录观察到的现象。
(5)交流观察到的现象,白糖充分加热后得到的物质还是白糖吗?蜡烛燃烧后变成了什么?
3.总结物理变化和化学变化的特点。
(1)把固体的白糖变成液体的糖与白糖变成黑色的炭进行比较,这两种变化有什么
区别?
(2)把蜡烛变成蜡烛油与蜡烛油燃烧变成气体进行比较,这两种变化有什么区别?
(3)出示物理变化和化学变化的名称,并举例说明。
(4)物理变化和化学变化的本质区别是什么?
第3课米饭、淀粉和碘酒的变化
(一)背景和目标
学生对米饭太熟悉了,对米饭的味道了如指掌。或许有一部分学生还有这样的经验,咀嚼米饭的时间长了,口腔内的米饭会出现甜味,这是怎么回事?本课就从这个现象开始,引导学生探索与米饭、淀粉有关的化学变化。21·cn·jy·com
米饭的成分主要是淀粉,碰到碘酒会产生色合,在这里,我们并不要求学生去掌握反应机理,而是观察米饭、淀粉与碘酒反应时出现的现象,认识到这种颜色变化是化学变化的一种形式。利用碘酒与淀粉的特性反应,可以鉴别含有淀粉的食物。小学阶段,对物质化学反应的认识,一般都停留在现象的观察和描述上,不涉及化学变化的机理。同时,一般学生对化学变化产生的现象都是很感兴趣的,这有助于他们进行有限度的科学探索。
科学概念
米饭在口腔里与唾液作用会发生化学变化。
淀粉与碘酒会发生化学反应,生成的新物质是蓝紫色的,利用这一特性可以检验食物中是否含有淀粉。
过程与方法
用细心体验、分析推理、实验验证的方法获得结论。
通过实验检验一些食物中是否含有淀粉。
情感态度价值观
.培养探索新事物的兴趣。
(二)教学准备
每组一些米饭、一些淀粉、一小瓶碘酒、一支滴管、几种常见的食物。
(三)教科书说明
内容包括四个部分,分别是“会变味的米饭”“米饭、淀粉和碘酒”“淀粉的踪迹”“制作神秘的信件”。
第一部分:会变味的米饭
平常学生在吃饭的时候,一般不会尝到米饭的甜味。只有我们细细品尝米饭、长时间地咀嚼米饭的时候,才会感觉到米饭产生了甜味。教科书用这样的活动来引人,观察米饭在口腔里的变化。当口腔中的米饭出现甜味的时候,它变成了什么物质?既然米饭是不甜的,产生甜味的物质就不是米饭了,这是符合学生思维的推理。根据这个证据,我们可以断定甜味的物质肯定不是米饭,也就是说,米饭在口腔里发生了化学变化,产生了新的物质。
如果要探索米饭为什么在口腔里发生了化学变化,生成了什么新物质,那
就必须涉及到唾液的作用。唾液里含有淀粉酶,酶是一种特殊的蛋白质,对某些化学反应具有催化作用。淀粉酶在常温下能很快使淀粉水解,生成麦芽糖,所以我们感觉到了甜味。教科书没有朝这个方向设计,而是引导学生再去咀嚼馒头的外皮,看能不能感觉到甜味。实际上也能够感觉到甜味的,因为馒头的外皮主要成分也是淀粉(馒头皮淀粉糊精的含量很高),因此在唾液的作用下,也会转化为麦芽糖。教科书第30页色块上的文字资料,是帮助学生理解米饭产生甜味的原因。
第二部分:米饭、淀粉和碘酒
在米饭上滴一滴碘酒,马上会出现蓝色,生成的物质是一种色合物。当学生看到这种现象的时候,就在考虑:为什么会呈现蓝色?是化学反应吗?是不是米饭中的主要成分起了作用?因此教科书引导学生来观察米饭的主要成分一淀粉。
观察淀粉可以用感官观察,教科书第30页中间的插图,就是提醒学生可以用手去摸淀粉,体会触觉对淀粉的感觉。除此之外,更重要的是观察淀粉与碘酒的反应。在淀粉上滴上碘酒,也会呈现蓝色,可见米饭、淀粉都有共同的特点,它们遇到碘酒都会发生颜色反应。这是化学变化中伴随的现象,教科书明确告诉学生,蓝色的物质是一种新物质。这是一种淀粉和碘的色合物,新物质的名称不需要学生掌握。
在这里,我们应该提醒学生,操作时滴管不能碰到米饭和淀粉。
第三部分:淀粉的踪迹
利用淀粉和碘酒反应的颜色变化,我们可以来检验哪些食物中含有淀粉。教科书提供的图中有十多种食物,日的是提醒学生,可以检验的食物很多,要尽量利用实验手段进行检验,增加自己的经验。根据实际情况,我们可以选择当地的各种食品进行检验,并对检验结果进行分类。由于食品中的淀粉含量不同,与碘酒之间的反应可能没有像米饭与碘酒的反应那么明显,因此在操作时要适当等待一段时间,或者把食物切开,在切口上滴碘酒,效果会明显。
第四部分:制作神秘的信件
这是一个有趣的活动,是寻找淀粉的踪迹活动的延续。由于淀粉不溶解于冷水,所以配制淀粉液时,最好用热水溶解,经充分搅拌,静置后,过滤得到澄清的淀粉溶液。
(四)教学建议
1.会变味的米饭。
做这个活动时,要准备一些米饭和几个白面包,尽量让学生体验,还要注意操作的顺序。
(1>品尝一口米饭,马上说说米饭的味道。
(2)咀嚼大约1-}-2分钟,米饭中出现了什么味道?
(3)思考:米饭是甜的吗?米饭出现了甜味,说明它发生了什么变化?
(4)咀嚼一小块白面包1 ^-2分钟,会出现甜味吗?
(5)你认为出现甜味与什么原因有关?
(6)阅读教科书第30页的资料,你知道了什么?
如果学生提到了唾液的作用,教师要肯定下来;如果学生认为是咀嚼时,把米饭、白面包中的糖分挤出来了,那么可以再做一个实验进行验证。
把一些米饭放人杯子中反复挤压或捣碎,就像米饭在口腔中咀嚼一样,1^-2分钟之后,拿出来尝味道。如果甜了,说明米饭中本身就有糖分;如果不甜,说明米饭产生出甜味,还需要唾液的作用。
2.米饭、淀粉和碘酒。
做这项活动之前,首先要观察淀粉。因为在前一个活动中,学生已经知道米饭的主要成分是淀粉,那么淀粉是怎样的?米饭和淀粉的关系又是怎样的?
(1)观察淀粉的外观特点,描述手摸淀粉时的感受。
(2)用滴管在米饭上滴一滴碘酒,观察到什么?你认为蓝色的东西还是米饭吗?
(3)在淀粉上滴一滴碘酒,观察出现了什么现象?
(4)米饭、淀粉碰到碘酒产生的蓝色的物质,是新物质吗?
(5)阅读教科书第30页的叙述,你明白什么?
做这项活动的时候,建议米饭和淀粉的量不要太多,养成节约的习惯。
3.淀粉的踪迹。
用碘酒来鉴别一些食物中是否含有淀粉,是寻找淀粉踪迹的另一个活动。让学生先进行预测,再进行实验是教科书的要求。其中的意义是培养他们科学探究的能力。
4.制作神秘的信件。
这个活动,建议在课外进行。教师要把调制淀粉液的方法告诉学生。有一个简便的办法是:把米饭煮成粥,掺水,用上层清液就可以了。
第4课小苏打和白醋的变化
(一)背景和目标
学生对醋的认识多一点,对小苏打的认识可能不多,对这两种物质混合后会产生什么现象,知道得更少。因此,对小苏打和白醋的反应,学生是没有经验的。
本课让学生观察到小苏打和白醋的剧烈反应过程,体会到化学变化的奇妙和有趣。
在本课中,当学生混合醋和小苏打时,它们将会看到明显的化学反应现象,例如看到气泡的产生和听到嗤嗤声。这一化学反应的发生是因为小苏打包含有碳酸氢根,当醋酸与小苏打反应时,一种新的物质一二氧化碳就生成了。
对二氧化碳的确定,不是采用直接告诉的方式,而是通过实验观察比较,发现该气体的一些性质,从而做出初步的判断,再结合教科书提供的资料,确定产生的物质是二氧化碳。这是一个严谨的分析、推理过程,它可以提醒学生,分析、推理的结论是否正确、必经经过实验验证。www-2-1-cnjy-com
科学概念
.小苏打和白醋会发生化学反应,产生新的物质。
.二氧化碳是具有特殊性质的一种气体。
过程与方法
.通过观察、实验、分析和阅读资料得出正确结论。
情感态度价值观
.懂得只有足够的证据才能做出正确的判断,得出科学结论需要严密的逻辑推理。
本课有三部分,分别是“观察小苏打和白醋”“小苏打和白醋混合后的变化”“产生了什么气体”。
第一部分:观察小苏打和白醋
本课要观察小苏打和白醋的反应,因此首先要对这两种物质有所了解。这是观察两种物质反应的前提。教科书第32页的图中,呈现了小苏打和白醋的形态。小苏打是白色的细小晶体,溶于水,水溶液呈弱碱性,在热空气中,它能缓慢分解,放出一部分二氧化碳;加热至270 0C时全部分解放出二氧化碳。白醋是一种无色的液体,由于含有醋酸,闻上去有一股酸味。对两种物质的观察,了解它们的特点,是为接下来的活动作好准备。
第二部分:观察小苏打和白醋混合后的变化
小苏打和白醋的反应属于复分解反应。复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,可用字母表示为:AB十CD- AD十CB0复分解反应的本质是溶液中的离子结合成难电离的物质(如水)、难溶的物质或挥发性气体,而使复分解反应趋于完成。
怎样进行小苏打和白醋的混合?一般学生会出现两种情况:一种是先倒好白醋,然后加人适量的小苏打;另一种是先放人小苏打,再倒人白醋。其实两种方法产生的现象是一样的。这个实验在数量上是有要求的,这是考虑到一份小苏打与三份白醋大致能够反应完。
小苏打和醋的反应速度是很快的,对学生的吸引力也很大。在反应过程中,产生了大量的二氧化碳气体。在学生不知道产生了什么气体的情况下,产生的气体也许会由于操作不当而散失,所以教科书提出了盖上玻璃片进行观察。用手触摸玻璃杯的外壁,能够感觉到稍微比原来凉一些,因为这个反应是吸热反应,这也是这两种物质发生化学反应时伴随的现象。
在活动中,学生观察到的现象越多,对作出正确判断的依据就越多,因此要提示学生不要仅仅被气泡所吸引,观察要全面细致。
第三部分:产生了什么气体
当小苏打和白醋反应时,产生了大量的气体,这种现象吸引着学生的观察注意力,学生也很容易会产生这样的问题:这是什么气体?如果查明了气体的身份,就很容易确定小苏打和白醋的变化属于哪一类变化了。教科书就是按照这样的思路设计的。
教科书设计了两个实验,来检验产生的气体。
在实际操作中,肉眼观察杯中的气体与空气有什么不同,然后引出两个实验进行检验。
关于是什么气体的判断上,教科书提醒我们“我们的实验证据还不足以判明产生的是什么气体”,这一点很重要,这是科学研究的态度。因为证据还不够充分,如果单单从能灭火和比空气重两个证据来看,其他气体也可能符合这样的条件,如氢、氛等稀有气体。所以从科学思维的严谨角度要求,提示学生不要根据经验认定是二氧化碳。当然,教科书也出示了结论,“科学家经过研究,确定了这种气体是二氧化碳”。在这里首先要让学生明白“经过研究”的背后含义,说明还需要有更多的证据,科学上的结论不是随随便便可以获得的,这是对学生进行科学态度教育的好机会。21教育网
教科书还把汽水中的二氧化碳、呼吸产生的二氧化碳和蜡烛燃烧产生的二氧化碳联系起来,把以前学过的知识进行综合,有利于学生构建完整的概念。
最后,教科书还提出了“观察玻璃杯里的液体,小苏打还在吗?留下的液体还是白醋吗?”这部分的内容,并不要求学生掌握,而是引导学生通过观察留下的物质,对照实验前的小苏打和白醋,研究这些物质究竟是什么?从而激发学生的兴趣,引导他们课外进行探究。本单元的资料库中有资料介绍,可以提供学生阅读思考。
(三)教学建议
1.观察小苏打和白醋。
教师要提供小苏打和白醋让学生观察、描述和记录。
(1)把一部分小苏打倒到纸上,观察特点,记录在表格上。
(2)把一部分白醋倒人玻璃杯中,观察它的特点,记录在表格中。
(3)把观察过的小苏打和白醋放在桌子中间,在后面的比较中要用到。
2.观察小苏打和白醋混合后的变化。
“小苏打和醋混合后会怎样呢?”不要满足于简单回答,而是要引导学生围绕这个话题,说自己的生活经验,说自己的猜想,还要请学生说明猜想的理由。生活经验和猜想,都不是建立在科学观察的基础上的,所以未必能说出有事实依据的理由,但说了就达到了日的。由此形成探究的情境,进行科学观察,收集科学事实。
混合了小苏打和醋以后,“我看到了什么现象?”冒出气泡是混合后发生的现象。“气泡”有许多文章可做,学生从生活经验中知道:有气才会出现气泡,冒出气泡说明小苏打和醋混合以后产生了气体。因为产生了气体,才有用火柴去检测的理由。把这些文章做足,有利于发展科学思维。
用火柴检验小苏打和醋的混合物不要满足于“火柴熄火了”这个事实。如果产生的气体,像氢气球中的气体那样,我们还能检测到它吗?气体没有上升,而是沉在杯子里,说明产生的气体比空气重,火柴在这种气体中会熄灭,两者共同说明这种气体的性质。结合观察到的事实,作一点推理,既是认识逻辑的需要,又是发展科学思维的需要。
(1)猜测小苏打和白醋混合后,会产生什么现象?
(2)讨论怎样混合,混合的数量是多少。
(3)按照讨论的结果混合小苏打和白醋,当气体产生时,提醒学生把玻璃片盖上,用手摸玻璃杯,感觉温度的变化,同时记录混合过程中观察到的现象和产生的问题。
在这个活动中,小苏打和白醋的比例一定要控制好,不然会造成很大的浪费。
3.产生了什么气体。
这是一个很重要的验证活动,也是培养学生思维发展的极好时机。
(1)先观察杯中的气体与空气有什么不同。当学生观察不出有什么不同时,提出用实验的方法继续检验杯中的气体。
(2)指导学生用燃烧的细木条伸人杯中,观察火焰的变化。提问学生,从观察到的现象中,获得了什么信息?根据这个信息,你们可以做出怎样的推断?
(3)像倒水一样,把玻璃杯中的气体倒在燃烧的蜡烛火焰上,能观察到什么现象?根据这种现象,你们又获得了什么证据?能做出怎样的推断?
(4)分析已经获得的证据,能判断出杯中的气体是什么气体吗?为什么?
(5)阅读教科书上的资料,说说科学家是怎样确定气体的成分的?
(6)观察玻璃杯中留下的物质,你们认为留下的是什么物质?能查阅资料找到结论吗?
第5课铁生锈了
(一)背景和目标
铁生锈是十分常见的现象,学生们非常熟悉,可能没有考虑过铁锈是否是一种不同于铁的新物质。
本课将引导学生通过观察和实验,确定铁锈是一种不同于铁的新物质。这需要学生收集足够的证据,而探索活动将成为学生收集证据的过程。
观察铁生锈的过程也是很有意义的活动,学生将自己设计对比实验的研究计划,并在课外进行对比实验,分析实验结果,得出结论。这个过程把课内和课外的学习有机地融合了起来。
科学概念
铁生锈是一种化学变化,铁锈是一种不同于铁的新物质。
铁生锈的原因与水和空气有关。
过程与方法
.通过观察、实验获得证据,确定铁锈是一种不同于铁的新物质。
.通过对比实验,探究铁生锈的原因。
情感态度价值观
.懂得确定一种物质是否是新物质需要有足够的证据,培养证据意识。
(二)教学准备
每组学生一块不生锈的铁片,一块锈蚀严重的铁片,一些铁锈,榔头,自制电路检测器。
(三)教科书说明
本课有三部分,分别是“生活中的铁生锈现象”“观察铁锈”“探索铁生锈的秘密”。
第一部分:生活中的铁生锈现象
教科书第34页提供了五种生活中铁生锈的现象:铁门扣生锈、铁栅栏生锈、铁链生锈、铁丝生锈、铁门生锈,可见铁生锈在生活中是十分常见的,提醒学生要关注生活中的自然现象。同时提出了本课的研究问题:铁生锈是一种什么变化?这个问题指向本单元的核心概念。
第二部分:观察铁锈
铁生锈是一种化学变化吗?这是教科书提出的假设,也是学生的假设。要验证这个假设,我们有什么证据来证明自己的观点?所以,让学生观察铁锈,是为了寻找证据,观察实验活动,成为寻求证据的过程。
教师要准备一块不生锈的铁片和一块锈蚀比较严重的铁片,供学生观察使用。观察比较铁片和铁锈从感官观察开始。从颜色比较,铁片是灰白色的,铁锈是红褐色的;从空隙上比较,铁片没有空隙,铁锈上有小孔;从光泽上比较,铁片具有金属光泽,铁锈没有光泽;从手感来比较,铁片比较光滑,铁锈比较粗糙。这些表面现象的不同,还不足以支撑铁锈是不同于铁的新物质这一结论,除此之外,还有另外更加有力的证据吗?
敲击、导电性、被磁铁吸引等实验所获得的证据,是比较有说服力的。从敲击上比较,铁片有韧性,铁锈比较脆;从导电性上比较,铁片能导电,铁锈不能导电;从被磁铁吸引上比较,铁片能被磁铁吸引,铁锈不能被磁铁吸引。这些证据很有说服力,足以证明铁锈是不同于铁的新物质。
需要提醒的是由于铁锈比较难找,大部分生锈的铁片中铁的含量还是很多的,如果用磁铁吸引生锈的铁片,照样能够吸住,所以在做磁铁吸引对比实验
时,最好用铁骨与从生锈铁制品上刮下来的铁锈细末做对比实验。如果找不到纯铁锈或者找到的铁锈仍然可以被磁铁吸引,建议教师做演示实验,也可以用与铁锈相似的材料(如硫化铁,铁粉与硫磺燃烧反应的生成物)代替铁锈做实验,这也是允许的。
第三部分:探索铁生锈的秘密
学生通过观察、实验验证了自己的假设,用证据支持了铁锈是一种不同于铁的新物质的假设,那么铁为什么生锈?铁的生锈与什么因素有关?这是两个很自然产生的问题。学生的探究活动,随着新问题的产生,自然地转人对铁生锈原因的探索上。
对铁生锈原因的探索,是鼓励学生自己设计对比实验、自己观察记录进行的。我们要对学生的实验设计进行指导,特别是研究问题的确定是否合理,对比实验研究的方法是否严密方面进行指导。学生的研究问题要小,变量要单一,这样学生才能进行对比实验。有关方案可以参照教科书第38页的设计。由于这个实验所需的时间比较长,课堂当中无法完成,观察记录必须在课外进行,我们要叮嘱学生每天观察记录,把实验现象及时记录,为后面的学习积累资料,打下基础。
这个实验还可以与铁生锈的快慢实验结合起来,一次完成。
(四)教学建议
1.观察铁锈。
教师要提供不生锈的铁片和锈蚀比较严重的铁片,供学生观察、实验,还要准备一些铁锈,供磁铁吸引比较实验时使用。
(1)铁锈是铁变来的,你们认为铁锈是不同于铁的新物质吗?你有什么证据证明自己的结论?
(2)观察铁锈,寻找证据,并做好记录。
(3)从观察中,我们得到了哪些证据,这些证据足以支持我们的假设吗?
(4)实验探索,继续比较铁与铁锈的区别:敲击实验、导电实验、磁铁吸引实验。这三个都是对比实验,我们在做对比实验的时候,应该注意什么?以导电实验为例,说说我们应该怎么做。
(5)学生实验,并把结果填人表格。
(6)汇报整理我们获得的结果,这些证据能否支持我们的假设?
2.探索铁生锈的秘密。
这个活动,主要是学生制定计划、汇报交流计划的过程,教师在这个过程中要适当予以指导,特别是在问题的产生和实验方法的确定上予以指导。21cnjy.com
(1)铁为什么生锈,我们来设计实验进行研究,请讨论我们的研究问题是什么。
如:请讨论“铁为什么生锈?铁生锈与什么因素有关?铁生锈与空气有关吗?”这三个问题,哪一个更适合我们研究?为什么?
(2)如果我们研究“铁生锈与空气有关吗”这个问题,我们应该控制哪些条件不变?
(3)说说我们的方案,相互质疑,完善我们的实验方案。
(4)怎样记录我们的观察现象,什么时候记录,由谁记录都要分工明确。
(5)每天及时提醒学生做好记录,询问研究的进展情况。
(6)如果研究铁生锈的快慢与什么因素有关,我们应该怎么做?
第6课化学变化伴随的现象
(一)背景和目标
通过前面几课的学习,学生对化学变化的现象已经有所了解,对化学变化的本质一产生新的物质有了进一步的认识,为本课的学习打下了基础。2·1·c·n·j·y
本课在学生已有的基础上,总结化学变化的一些现象,帮助学生从现象初步判断物质是否发生了化学变化,然后通过寻找证据,判断是否产生了新物质,最后确定是否发生了化学变化。
本课中观察硫酸铜溶液与铁钉的变化,仍然是延续了这样的思维方法,日的是让学生明白,单单看表面现象是不够的,最关键的是寻找证据来支持结果。
本课最后归纳了四种化学变化可能伴随的现象,帮助学生整理所学知识,为以后的学习做好铺垫。
科学概念
.化学变化会伴随各种现象,根据这些现象可以初步判断物质是否发生了化学变化。
.硫酸铜溶液和铁钉会发生化学反应,产生新的物质。
过程与方法
.继续学习“假设检验”得出结论的科学探究方式。
情感态度价值观
.分辨现象与证据的关系,体会证据支持结果的重要性。
(二)教学准备
每组半杯硫酸铜溶液,一枚铁钉,一把镊子。
(三)教科书说明
本课由两部分组成,一是“观察硫酸铜溶液与铁钉的反应”;二是“初步归纳化学变化伴随的现象”。
第一部分:观察硫酸铜溶液与铁钉的反应
硫酸铜溶液与铁钉的反应是一种置换反应。因为铁的化学性质比铜活泼,所以把铁钉浸人硫酸铜溶液后,会把单质铜置换出来,附着在铁钉上,同时一部分铁溶解到溶液中,生成硫酸亚铁。其反应的现象是:浸人溶液的铁钉表面有红色物质附着,这就是从硫酸铜溶液中被置换出来的单质铜,浅蓝色的溶液颜色会逐渐变浅。放置在空气中一段时间后,溶液逐渐变为红褐色。化学方程式为Fe十CuS()., = Cu十FeS()., o【出处:21教育名师】
操作的时候,要求学生用镊子夹住铁钉的一端,把铁钉的一部分浸人硫酸铜溶液中,观察发生的现象。要注意,提醒学生不要直接用手接触硫酸铜溶液,这是化学实验的基本要求。
当学生看到硫酸铜溶液慢慢改变颜色的时候,肯定在思考其中的原因,当学生观察到铁钉上有红色的物质附着在上面的时候,他们肯定会考虑得更多。溶液的颜色为什么变浅了?红色物质是什么?这个变化是化学变化吗?这是学生很容易产生的问题。教科书提出,让学生寻找证据来证明自己的假设。怎样寻找证据?我们要引导学生,分析观察到的现象,并把它转化为证据。
比较溶液的颜色变化,说明了什么?说明溶液不是硫酸铜溶液,或者说硫酸
铜的含量已经减少,有另外的物质形成了,这是一个证据。铁钉上的红色物质是怎么来的?没有浸人溶液的铁钉没有附着红色物质,说明红色物质是溶液中析出来的,它是铁吗?我们平常看到的铁是灰白色的,铜是红色的,那么铁钉上的红色物质可能就是铜了,这是另一个证据。根据这两个证据,我们可以初步判断,硫酸铜溶液和铁钉的反应产生了新物质,这个变化是化学变化。
实验室配制硫酸铜溶液的方法:将无水硫酸铜(白色粉末)或者五水硫酸铜(又叫胆矾,蓝色晶体)溶解于水中,即可得到硫酸铜溶液。25 0C时,硫酸铜在水中的溶解度为23. 05克,水溶液呈蓝色。
第二部分:初步归纳化学变化伴随的现象
这部分内容,属于对前面几节课的初步归纳,特别是对化学变化伴随的现象初步认识。学生对化学变化的判断,往往先从现象上去发现,进而探求其中原因。那么,化学变化伴随着哪些现象呢?教科书选用了四种最常见的现象:
1.改变颜色:用淀粉与碘酒的反应、铁生锈的现象来说明。
2.发光发热:用蜡烛燃烧的现象来说明。
3.产生气体:用小苏打和白醋反应产生二氧化碳来说明。
4.产生沉淀物:用硫酸铜溶液与铁钉的反应来说明。
学生看了这些现象之后,会迁移到观察其他物质的变化,从而判断其他的一些变化,如果有相同的现象,可以初步判断此类的变化类型,当然要确定是否是化学变化,仍然要寻找证据,确定产生了新物质,才能下正确的结论。
(四)教学建议
1.观察硫酸铜溶液与铁钉的反应。
教师先配制硫酸铜溶液。希望每个学生都能仔细观察,因此要做分组实验。
(1)由于学生对硫酸铜溶液不太熟悉,因此首先让学生观察硫酸铜溶液。
(2)用镊子夹住洁净的铁钉,浸人溶液中,观察它们的反应,记录在表格中。注意不要全部浸人溶液,以便进行对比观察。21*cnjy*com
(3)把铁钉浸人溶液中约2分钟,拿出铁钉,观察铁钉的变化,记录在表格中。
(4)思考:硫酸铜溶液与铁钉的反应属于化学变化吗?我们用什么证据来说明这个问题?
2.初步归纳化学变化伴随的现象。
(1)回忆我们学过的化学变化有哪些?把所有学过的化学变化列举出来。
(2)这些物质发生化学变化时,伴随着哪些明显的现象,用表格的形式进行整理。
┌────────┬──────────┬───────┐
│物质的化学变化 │伴随的主要现象 │本质特征 │
├────────┼──────────┼───────┤
│蜡烛燃烧 │发光发热 │产生新的物质│
├────────┼──────────┤ │
│泞粉与碘酒 │颜色变化 │ │
├────────┼──────────┤ │
│铁钉生锈 │颜色变化 │ │
├────────┼──────────┤ │
│小苏打和白醋 │产生气体 │ │
├────────┼──────────┤ │
│硫酸铜溶液和铁钉│产生沉泞、颜色变化 │ │
└────────┴──────────┴───────┘
(3)阅读教科书第43页的资料,了解上述物质发生化学变化后,产生了哪些新物质。
第7课控制铁生锈的速度
(一)背景和目标
关于铁生锈的现象,第5课已经作了分析研究,学生在生活中也经常看到人们用在铁制品表面涂油漆等方式保护铁制品以防止生锈,这一切都为本课的学习打下良好的基础。
本课承接第5课课外实验的结果,在课堂上分析、讨论铁生锈的真正原因,进一步探索铁生锈的速度,从而研究控制铁生锈速度的方法,理解人们在生活中防锈的措施。懂得了铁生锈的原理,知道了影响铁生锈速度的原因,可以帮助人们寻找更佳的防锈措施这样把科学知识和生活实际紧密联系起来,有助于培养学生学以致用的意识。
科学概念
.水和空气的共同作用,使铁生锈。
.在平常生活中,铁生锈的快慢与水的多少关系很大。
.把铁与水、空气隔绝开是防止铁生锈的好方法。
过程与方法
.继续学习“假设检验”得出结论的科学探究方式,自己设计对比实验进行验证。
用“科学讨论会”的方法进行合作学习,互相启发,以便更好地得出科学结论。
情感态度价值观
.分辨现象与证据的关系,体会证据支持结果的重要性。
(二)教学准备
每组实验记录表,涂油漆的铁制品,一辆小自行车。
(三)教科书说明
本课由三个部分组成,分别是“科学讨论会”“研究铁生锈的快慢”“怎样防止、减缓铁生锈”。
第一部分:科学讨论会
这项活动是建立在第5课的课外实验的基础之上的,主要是交流实验的结果,分析实验的现象,得出实验的结果。从实验的现象来看,学生很容易得出铁生锈的原因与水有关,与空气有关的结论,但是很难发现与水和空气的共同作用有关的结论。在研讨的过程中,需要教师的帮助和引导,逐渐理解正确的结论。21教育名师原创作品
为了便于讨论,教科书提供了一位学生的实验记录单,这是给学生提供样本,也防止学生在课外没有开展实验的辛卜充手段。
这份实验记录单中,完整地展示了学生的研究设计和研究过程,从记录单中可以看出:铁钉在空盘子中,与空气接触是会生锈的,但是生锈的速度很慢;铁钉在菜油盘中没有生锈;铁钉在水盘子中生锈的速度快,而且生锈的量也很多,现象非常明显。
那么怎样看出铁钉生锈需要水和空气的共同作用呢?空气中含有水蒸气,水中溶解有空气,因此放置在空气中的铁钉和放置在水中的铁钉,都在同时受到空气和水的共同作用,因此铁生锈是水和空气的共同作用的结果。
当然为了说明这个问题,我们可以用干燥环境下的铁制品很不容易生锈,作为证据来说明,也可以用铁钉放人菜油中的实验结果来说明。教科书第43页的资料,可以帮助学生进一步理解这个问题。
第二部分:研究铁生锈的快慢
这个实验与“铁生锈的实验”类似,实际上我们可以从“铁生锈的实验”中,初步看出铁生锈的快慢。铁生锈的现象与人们的生产生活关系特别大,每年因铁生锈造成的损失也非常巨大,因此为了进一步研究铁生锈的速度,教科书希望学生仍然重复第5课的实验设计,自己研究影响铁生锈速度的原因,这对学生来说还是很有必要的。一方面,科学实验的设计、实验、记录、分析,不是一次就能完成的,需要重复不断地进行才能帮助学生养成这种习惯,才能培养科学的实证思想;另一方面研究影响铁生锈的速度原因,对生产生活有很大的帮助,能够帮助学生养成科学知识与生活的有机结合,培养学以致用的意识。
在教科书设计的对比实验中,铁钉在盐水中生锈的速度最快,这是因为盐水能帮助铁钉更快地完成电化学腐蚀,导致生锈速度加快。
这个活动,也可以与第5课探索铁生锈的原因结合起来做,只要增加铁钉在潮湿的餐巾纸上和盐水的对比实验即可,记录表也可以相应地增加。在本课分析铁生锈的原因之后,就可以接着分析铁生锈的快慢了。
第三部分:怎样防止、减缓铁生锈
懂得了铁生锈的原因,就可以理解人们日常生活中的防锈措施了,归纳防锈措施的原理,都是把空气和水分进行隔绝,达到防止铁生锈的日的。【版权所有:21教育】
(四)教学建议
1.科学讨论会。
本课教学前,教师要了解学生的课外实验情况,以便在课堂教学中进行针对性的教学。科学讨论会这种形式,在我们的科学课中,是经常见到的,专门为一项研究举行科学讨论会,还是不常见的。因此,教师要组织好讨论会的内容,发言的顺序等,在这个活动中,组织形式和活动顺序是非常重的,将影响着讨论会的质量。
(1)布置实验室,营造科学讨论会的氛围。如:黑板上的标语,发言台,多媒体展示台,主持人等。
(2)主持人宣布会议讨论会的内容和发言顺序安排。
(3)按照顺序,学生讲述自己的实验过程和实验结果,并接受其他同学的提问。鼓励每个学生都积极发言,共同参与。
(4)着重讨论铁生锈的原因:是空气、水还是空气和水的共同作用。
(5)宣布讨论会的共同成果。
这是一项模拟的科学讨论会,组织得好,将会激发学生的学习激情和兴趣。
2.研究铁生锈的快慢。
如果这项活动已经在第5课的学习中布置了,就在本课的科学讨论会上进行讨论,方法可以参照第一个活动。
如果在课堂上要设计方案,也可以参照第5课“探索铁生锈的原因”的方法进行教学。
3.怎样防止、减缓铁生锈。
(1)举例说说人们在日常生活中,防止铁制品生锈的方法。
(2)观察一块涂上油漆的铁片,思考其中的科学道理。
(3)观察一辆小自行车,在自行车上应用了哪些防锈的措施,思考其中的科学道理。
第8课物质变化与我们
(一)背景和目标
本单元的核心概念是物质的变化,学习的重点是物质的化学变化。从观察物质变化伴随的现象开始,通过寻求证据,证明产生了新物质,进而确定这种变化是否属于化学变化。因此,是否“产生新物质”是区别物理变化和化学变化的标志。21·世纪*教育网
本课在前面学习内容的基础上,对物质变化的形式、物质变化的种类进行梳理和总结,帮助学生形成关于物质变化的概念。同时希望学生了解物质变化与人类生产生活的关系,理解科学与生活的关系。
本课的课题完整的表述应该是“物质变化与我们的生活”,不论是物理变化还是化学变化,均是人们生产、生活的主要内容,这是学生应该认识到的。
最后通过制作饮料的活动,引导学生进一步体验物质变化与人类生活的关系,结束本单元的学习。
科学概念
.物质的变化与人类的生产生活有着紧密的联系,人类进行的所有的生产活动和人类的生活,都是利用了物质的变化。
过程与方法
.用总结、整理知识的方法帮助建构科学概念。
.用阅读资料、体验的方法了解知识。
情感态度价值观
.体会到科学知识与生活之间是紧密相关的。
(二)教学准备
每人准备白糖、柠檬酸、小苏打、玻璃杯、小饮料瓶,自己收集的关于物质变化与我们的生活之间关系的资料。
(三)教科书说明
本课由三部分组成,分别是“整理本单元的主要内容”“物质变化与我们的生活”“制作饮料”。
第一部分:整理本单元的主要内容
这是对本单元的主要内容进行总结整理,帮助学生从整个单元去把握学习的内容,有利于培养学生的概括能力,也是学生应该掌握的学习方法。
这个单元从物质构成世界开始,讲述物质是变化的道理,物质的变化从是否产生新物质的角度,分为物理变化和化学变化,然后观察化学变化伴随的各种现象,探索化学变化的本质,形成一系列的科学概念。
教科书第40页的图表,简单地列出本单元的框架结构,在“化学变化”这
个方框下面,还可以增加化学变化伴随的现象这一内容,这样对学生把握整个单元的内容会更加有利。同时,教科书没有呈现本单元的主要学习过程,我们可以帮助学生总结:主要的学习方法是从观察现象开始,通过提出假设,寻求证据检验,最后获得结论。这样的学习过程,是一个科学研究的过程,也是科学思维发展的过程,也是科学课程的重要学习方法。
第二部分:物质变化与我们的生活
这部分的内容,是通过列举的方法进行讲述的,列举的内容都是学生生活中经常接触到的,这样有助于学生的理解和掌握。
教科书第40页讲述的基本上是物质的物理变化与生产、生活的联系,木材加工、热胀冷缩现象都是物质的物理变化;物质的溶解有些是物理变化,也有一些既有物理变化又有化学变化的情况、这里没有要求学生去分辨两种变化。实际上,生活中许多物质的变化,都夹杂有物理变化和化学变化这两种形式。
教科书第41页上部分,主要讲述的是物质的化学变化与我们的关系,还讲述了人类在利用物质的变化的过程中,也产生了污染环境的问题,这应当引起严重关注。
第三部分:制作饮料
这是本课的动手制作内容,这项活动既体现了物质变化与我们生活的关系,又是一项体验活动,可以激发学生的学习兴趣,
做到学习时动静搭配。橙子、白糖、柠檬酸、小苏打都能够在市场上买到,希望学生能够在课后,继续进行探索。
(四)教学建议
1.整理本单元的主要内容。
这部分的总结整理,要从具体的物质变化开始,一步一步归纳到物质的变化。
(1)回忆一下,这个单元我们研究了哪些物质的变化,把这些物质的变化全部罗列在黑板上。
(2)下列变化中,属于物理变化的是哪些?属于化学变化的是哪些?
(3)物理变化和化学变化的区别在哪里?
(4)物质是变化的这个概念我们是怎样理解的?
2.物质变化与我们的生活。
这部分的内容,可以让学生在阅读教科书的基础上,结合自己收集的资料,进行交流汇报,教师也可以适当讲解,穿插一些学生感兴趣的话题。同时结合一些观察活动和演示活动,不要把这部分内容变成纯讲解的内容。
如:做茶叶溶解在水中的活动,观察物质溶解扩散的过程;观看水泥生产与应用的录像,体会物质的变化与生活的密切关系。还可以把制作饮料的活动结合起来,做到讲解、观察、动手制作有机结合,调动学生的学习积极性。
3.制作饮料。
这项活动必须准备充足的材料,应该让每个学生亲自动手制作,这样才能产生较好的效果。
橙汁饮料的制作,可以让学生在课外完成;柠檬汽水的制作要在课堂上进行。按照教科书上的方法制作即可。也可以把物质放人小饮料瓶中制作,这样学生还可以带回家中,与父母分享成果。
四、评价建议
评价应该成为单元整体和每一节课中自然产生的教学活动。平时教师的观察非常重要,及时记录有突出表现的学生并给与积极的评价。每个单元结束时,学生可以完成自我评价和书面测验。
一、评价要求
1.学生在课堂教学过程中,乐意以各种不同形式参与到一系列的观察研究活动中,获得各种观察研究活动的经历。
2.学生能在小组或班级里交流自己的观察研究发现;能获得关于物质变化的相关证据。
3.学生能否顺利完成各项实验项日。
4.学生能否准确表述观察到的现象。
5.学生在科学概念的发展上是否有新进展。
二、评价方法
1.教师观察:平时留意学生的各方面表现,记录一些典型事例,作为对学生的整体印象。
2.记录单:学生画的示意图、计划单等搜集整理,装订成册,便于检查。
3.学生作品:根据学生制作的作品和作业进行评价。
4.材料准备:要求学生自己准备一些简单的材料,从中可以看出学生的态度。
5.记载突出表现:在课堂教学和课外,学生有突出的表现,随时记录在评价本上。
6.学生的自我评价:采用问卷形式,对本单元的学习过程进行调查。
7.书面测验:灵活运用本单元的知识技能,不要考死记硬背的文字条日。
三、本单元可以在以下几个方面给予特别关注:
1.学生的科学概念是否清楚明白。
2.学生的实验操作是否严谨、规范。
3.学生的课外观察实验是否及时完成。
4.学生在观察实验中的记录数据是否完整。
5.学生能否把观察到的现象转化为证据。
6.学生的分析综合水平是否提高。
五、参考资料
电、声音、光等是物质吗
火、光(是一种电磁波)、磁场、电、声音、风、离子、电子、都是物质。物质就是指可以用人体的客观意识感知的,占有时间、空间和质量的东西。其他东西很容易理解,火和光也是物质则可以这样来理解。电磁波(光)占有时间、空间,具有运动质量(静止时无质量),也可以用客观意识感知其存在,所以是物质。至于火,是物质燃烧放热并向周围辐射能量,所以是物质;风、声音也是一种能量,某些物质的运动导致它们具有一定的能量,而让我们感知其存在。
物理变化和化学变化
物理变化是指物质的形态、形状、大小或位置的变化,没有新物质的生成。化学变化是由于某种因素使构成物质的微粒之间的化学键发生了断裂和组合,生成了新的物质的变化,化学变化中的最小单元是原子。物理变化和化学变化的本质区别是:是否生成新物质。 化学变化又叫化学反应,在生产和生活中普遍存在。在化学变化的过程中同时发生
物理变化。如铁的生锈、节日的焰火、酸碱中和,等等。宏观上可以看到各种化学变化都产生了新物质,这是化学变化的特征。从微观上可以理解化学变化的实质:化学反应
前后原子的种类、个数没有变化,仅仅是原子与原子之间的结合方式发生了改变。例如对于分子构成的物质来说,就是原子重新组合成新物质的分子。化学变化常伴有光、热、气体、沉淀产生或颜色气味改变等表观现象发生,可以参照这些现象来判断有无化学反应发生。但要注意跟物理变化的区别,物理变化也常伴有发光(电灯)、发热(摩擦)、放出气体(启开汽水瓶盖)、颜色变化(氧气变成液氧)等现象发生,只是没有新物质生成,这是物理变化与化学变化的根本区别。2-1-c-n-j-y
化学性质
物质在发生化学变化时才表现出来的性质叫做化学性质。如可燃性、不稳定性、酸性、碱性、氧化性、还原性、跟某些物质起反应等。用使物质发生化学反应的方法可以得知物质的化学性质。例如,加热氯酸钾到熔化,所生成的气体可以使带火星的木条复燃,表明氯酸钾受热达较高温度时,能够放出氧气。因此氯酸钾具有受热分解产生氧气的化学性质。应该注意化学变化和化学性质的区别,如蜡烛燃烧是化学变化;蜡烛能够燃烧是它的化学性质。物质的化学性质由它的结构决定,而物质的结构又可以通过它的化学性质反映出来。物质的用途由它的性质决定。
化学反应的类型
无机化学中有四种基本反应类型,根据反应物、生成物种类不同可以把化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应四种基本类型。也可以从其他角度给化学反应分类,如分成氧化还原反应与非氧化还原反应;吸热反应与放热反应等。
化合反应:两种或两种以上物质生成另一种物质的反应,即多变一。
分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应,即一变多。
置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。置换反应都属于氧化还原反应。
复分解反应:由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。复分解反应都属于非氧化还原反应。
另一种根据电子转移分为:氧化反应,还原反应;氧化还原反应和非氧化还原反应。氧化还原反应:物质在化学变化时,元素化合价发生变化的反应。即在反应过程中元素的原子发生了电子的转移(或共用电子对的偏移)。
氧化反应:物质(或元素)失去电子的反应(元素化合价升高过程)。
还原反应:物质(或元素)得到电子的反应(元素化合价降低过程)。
碘酒和淀粉的反应
淀粉是一种高分子化合物,淀粉与碘酒反应的本质是生成了一种色合物(碘分子被包在了淀粉分子的螺旋结构中了),这种新的物质改变了吸收光的性能而变了色。淀粉跟碘生成的色合物的颜色跟直链淀粉的聚合度或支链淀粉直链部分的平均聚合度有关。直链淀粉的聚合度是200^-980,此时色合物是蓝色的,支链较多的支链淀粉的直链部分的平均聚合度为20^-28,此时形成的色合物呈紫色,糊精的聚合度较低,显棕红色或红色。
铁钉生锈实验
化学家们证明:在绝对无水的空气中,铁放上几年也不生锈。然而光有水也不会使铁生锈。人们曾试验过,把一块铁放在煮沸过的、密闭的蒸馏水瓶里,铁也不生锈。只有当空气中的氧气溶解在水里,才会使铁生锈。
铁生锈的对比实验:
将4根洁净的铁钉分别放人4支试管中,向第一支试管中加人少量自来水,使铁钉的一部分浸人水中,另一部分暴露在空气中;向第二支试管中加人自来水,使铁钉全部浸人水中;向第三支试管中加满冷却的沸水,塞紧橡皮塞;向第四支试管中加人少量生石灰或无水氯化钙固体,塞紧橡皮塞。观察并记录实验现象。我们会观察到:第一支试管内铁钉生锈速度最快,锈蚀情况也最严重,几天后铁钉露在空气中的部分,表面形成一层红褐色的锈。第二支试管中,铁钉生锈速度慢,程度小。第三支试管和第四支试管中的铁钉没有生锈。为什么第一支试管内铁钉生锈最严重?因为钢铁是由铁元素组成的,含有少量的碳,在潮湿的空气中由于受水分、氧气、二氧化碳等物质的作用,表面很容易生成铁锈,铁锈疏松多孔,因而使内层的铁继续被腐蚀,出现层层脱落现象。第二支试管内铁与水中氧气作用,由于溶在水中的氧气少,所以生锈速度慢。而第三支试管中几乎没有氧气,煮沸水的过程中将溶在水中的少量氧气几乎全部除掉了,所以铁钉不会生锈。第四支试管中有氧气,但几乎无水,生石灰或无水氯化钙固体将空气中的水分除去了,在室温下铁与氧气是不会发生化学反应的。
苏打
苏打是Soda的音译,化学式为}Iaz C()3。它的名字颇多,学名叫碳酸钠,俗名除叫苏打外,又称纯碱或苏打粉。带有结晶水的叫水合碳酸钠,有一水碳酸钠(}Iaz C()3·Hz())、一七水碳酸钠(}Iaz C()3·7Hz())和十水碳酸钠(}Iaz C()3·lOHz())三种。十水碳酸钠又叫洗灌苏打、洗灌碱或晶碱。无水碳酸钠是白色粉末或细粒,易溶于水,水溶液呈碱性。它有很强的吸湿性,在空气中能吸收水分而结成硬块。十水碳酸钠是无色晶体,室温下放置空气中,会失去结晶水而成为一水碳酸钠。无论十水碳酸钠还是一水碳酸钠,加热都会变成无水碳酸钠。碳酸钠很稳定,受热不易分解。遇酸能放出二氧化碳: }Iaz C()3十2 HCl— 2 }IaCl十Hz ()十C()z个碳酸钠溶液还能吸收二氧化碳而成碳酸
氢钠: }Iaz C():十H,()十C()z— 2}IaHC()3
在三种苏打中,碳酸钠的用途最广。它是一种十分重要的化工产品,是玻璃、肥皂、纺织、造纸、制革等工业的重要原料。冶金工业以及净化水也都用到它。它还可用于其他钠化合物的制造。早在十八世纪,它就和硫酸、盐酸、硝酸、烧碱并列为基础化工原料三酸两碱之一。在日常生活中,苏打也有很多用途,比如它可以直接作为洗涤剂使用,在蒸馒头时加一些苏打,可以中和发酵过程中产生的酸性物质。【来源:21cnj*y.co*m】
小苏打
小苏打的化学式是}IaHC()3。它的名字也有很多,学名碳酸氢钠,又称重碳酸钠或
酸式碳酸钠。小苏打是白色晶体,溶于水,水溶液呈弱碱性。在热空气中,它能缓慢分解,放出一部分二氧化碳;加热至270 0C时全部分解放出二氧化碳。2}IaHC()3}Iaz C()3十Hz ()十C()z个,它也能与酸(如盐酸)作用放出二氧化碳:}IaHC():十HCl—}IaCl十Hz ()十C()z个。小苏打的这些性质,使它在生产和生活中有许多重要的用途。在食品工业上,它是发酵粉的一种主要原料;在制造清凉饮料时,它也是常用的一种原料;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。
混合
把两种或多种成分搀和在一起就是混合。
物质混合以后有两种可能,一种不生成其他物质,一种生成了新的物质。没有生成其他物质的变化叫做物理变化,生成了其他物质的变化叫做化学变化。
混合物
混合物是由多种成分组成的物质,但是这些成分只是简单地混合在一起,相互间并没有发生化学反应。例如:空气是氧气、氮气、惰性气体、二氧化碳等多种成分组成的混合物,各种成分间没有发生化学反应。蔗糖与面粉搀和后,也是一种混合物。混合物里各成分都保持原来的性质。
纯净物
纯净物与混合物不同,它是由一种物质组成的。例如氧气、水、氯化钠等。在由分子构成的物质中,如果是由不同种分子构成的就是混合物,由同种分子构成的就是纯净物。
实际上,完全纯净的物质是没有的,通常所谓的纯净物都不是绝对纯净的。纯净物指的是含杂质很少的具有一定纯度的物质。21*cnjy*com
混合物的分离
混合物的分离方法很多。有蒸发、结晶、沉淀、过滤、萃取、纸上层析、离心分离、蒸馏、磁析等,甚至农民在场院里靠风力扬场等都是分离混合物的方法。具体哪一种混合物用哪一种分离方法,要根据混合物的性质而定。
环境和我们
一、单元概述
环境,是人类赖以生存的条件,人总是在与环境进行着频繁的物质、能量交换。随着近代生产力的巨大发展,在带来丰富物质生活的同时也带来了自然资源和环境的严重破坏和污染,直接危害着整个人类的健康和安全。环境问题成了当代人类面临的重大社会问题,保护环境成了人类共同的战略性任务。我国的环境问题也十分严峻,国家已把保护环境作为一项基本国策,并颁布了一系列加强环境保护的法律法规。2·1·c·n·j·y
《科学课程标准》十分重视对学生的环境教育。在总日标中提出,学生通过科学课程学习能“积极参与资源和环境的保护”。在内容标准中提出“能认识到人类是自然的一部分,既依赖于环境,又影响环境,影响其他生物的生存”;要“意识到物质的利用会给环境带来正面和负面的影响,人对环境负有责任”;“要意识到人与自然要和谐相处”等。科学课中的环境保护内容侧重于环境与人的关系,特别是人类活动对环境的影响。
本单元试图从科学的角度指导学生了解人类活动对环境的影响、环境保护的重要性,培养他们的环境保护意识,并能够从身边的点滴小事做起,开展环境保护行动。
本单元内容分为三部分。
第一部分是“对垃圾的研究”,包括1}4课。以学生认识发展的过程为线索,从研究“我家一天的垃圾”开始,认识垃圾的数量、成分,引起学生对垃圾问题的关注,了解垃圾处理的方法。知道可以通过自己的行动减少垃圾和对垃圾进行科学化的处理。期望通过活动,使学生对垃圾带来的问题和解决这些问题的科学方法有比较全面的了解,把对环境保护的认识体现在行动上。
第二部分是“对生活用水的研究”,包括5}7课。学生将统计家庭一天的用水量,了解人们日常生活对淡水资源的巨大需求,改变“地球是水的星球,水资源取之不尽”的错误观念,培养节约用水的意识。探索水污染的成因,了解污水处理的方法,感受净水的来之不易。进而实际考察家乡的自然水域,了解家乡水环境存在的问题。
第三部分是“环境问题和我们的行动”,为第8课。了解人类面临的主要环境问题,人类的活动造成的环境问题,认识人类应该约束自己的行为,减少对环境的破坏进而改善环境。
二、单元教学目标
科学概念
人们在生活中要产生大量成分复杂的垃圾,垃圾危害环境。
处理垃圾的方法有填埋、焚烧等。
.设计合理的垃圾填埋场能有效减少对环境的污染,但填埋、焚烧的方法还是会影响
环境。
减少固体垃圾的科学方法是减少丢弃、重新使用和回收利用。
垃圾分类、分装便于垃圾回收利用。
人们生活中要用掉大量的水,淡水资源很紧缺。
水污染主要是人类的活动引起的,污水需经过复杂的处理才能使用。
大气污染、白色污染、物种灭绝速度加快是当前突出的环境问题,人类正着力于采
取相应的环境保护行动。
过程与方法
.调查统计家庭一天的垃圾数量和种类。
.做垃圾填埋模拟实验,经历设计合理的垃圾填埋场的活动。
.研究包装盒是否过度包装,设计物品的重新使用。
.对垃圾进行分类分装,参与回收利用活动。
.统计、分析、比较家庭一天的生活用水。
.做污水净化实验,考察家乡的自然水域。
情感态度价值观
.认识到人类活动对环境产生的严重影响。
.关注垃圾的处理、水污染等环境问题。
.培养资源意识,养成垃圾分类、节约资源的习惯。
.树立改善环境问题的信心。
.增强环保意识和责任感,积极参与环境保护活动。
三、分课时教学建议
第1课一天的垃圾
(一)背景和目标
如何认识我们的行为对环境的影响,对学生来说,从调查、研究垃圾人手是简单、可行的方法。每一个学生家庭每天都在制造垃圾、丢弃垃圾,学生也可能实际感受到垃圾问题的严重性,但对于“一天的垃圾有多少?垃圾里有些什么”是模糊的。在这一课中,学生将把带来的垃圾进行分类、称重、统计,发现家庭一天的垃圾数量大而且成分复杂,从而意识到自己的日常行为影响着环境。
科学概念
.人们在生活中要产生大量成分复杂的垃圾。
.丢弃的垃圾危害环境。
过程与方法
.调查统计家庭一天的垃圾数量和成分。
情感态度价值观
.认识到人类活动对环境会产生破坏。
.发展关注环境的意识。
(二)教学准备
1.学生提前收集家庭一天的垃圾。
2.学生收集垃圾堆、垃圾场的图片,垃圾污染河道的图片。
3.教师准备大型垃圾场图片。
(三)教科书说明
本课是环境与人单元的起始课,从调查垃圾人手逐步展开对“环境和我们”的探究。要求把事先收集的垃圾带到课堂上来作为研究材料。内容由两部分组成。
第一部分:调查家中一天的生活垃圾
这部分要求学生研究一天的垃圾情况:垃圾堆里有什么?有多少?分别称重,并给垃圾分类。填写“我家一天产生的垃圾统计表”,把作为垃圾扔掉的物品名称和重量记录下来,根据自己的理解试着判断这些垃圾各属于哪类。塑料袋、纸片等难以称重的也可以记录数量。
这项活动要提前布置收集工作,教师可以在前一节课上用部分时间布置调查,同时要取得家长的理解和支持,其中厨余垃圾可以用塑料袋单独装。这一天外出所产生的垃圾也要收集起来。垃圾分类的方法很多,按材料分可以分为塑料、金属、纸、玻璃等类;按原来的用途分可以分为食物、包装、用品、一次性用品(餐巾纸、一次性筷子等)、衣物、家具和电器等;按危害状况分,可以分为有害垃圾和一般垃圾;还可以按它们的来源和处理方法分(见教学参考资料),等等。这里让学生分类的日的是通过对垃圾分类,能较深人地了解垃圾堆里有什么。统计表中的“种类”一栏,一般按材料分类填写,有些物品的“种类”栏可能要填写两三项,如月饼包装,要填写“纸、塑料”。
教科书中卡通人物提示分拣垃圾时要注意卫生。
第二部分:通过研讨初步认识垃圾问题
这部分的内容是引导学生认识垃圾的数量惊人,以及垃圾的危害。本部分安排了统计活动,统计全校所有家庭一天产生垃圾的总量,给出了北京市每天产生垃圾的数量。通过这些数据,学生对垃圾问题会有进一步的认识:又多又杂又脏。教师也可以再提供一些数据(见教学参考资料),给学生以强烈的感受。最后的插图帮助学生讨论垃圾的危害。(垃圾对环境的危害见参考资料)
(四)教学建议
1.布置对家庭垃圾的收集。
向家长讲清要做的事情,要得到他们的理解和支持,请他们暂时保留垃圾,四人小组中选择一位学生把收集的垃圾带到学校(家住学校最近者)。收集家庭一天的垃圾要求学生实事求是,既不遗漏,也不多加。学生的这项准备工作很重要。
2、一天的垃圾分类、称重、填写记录表。
试着把垃圾按材料分拣开,一件物品如果含有多种材料,可以试着把他们分拆开,无法分拆的要做好标记,看看丢掉的垃圾中有哪些东西,并逐个称重、记录。难以称重的如少量纸片、塑料袋等可以记录数量。在同一天里,不同学生家庭的垃圾多少有很大的偶然性,要强调如实认真填写“我家一天产生的垃圾统计表”。
教师提醒注意安全和卫生。
3.对垃圾的统计、讨论。
重点讨论垃圾堆里有什么?统计全班学生家庭一天中垃圾的总量,计算平均每人每天产生多少垃圾,由此推算全校学生家庭一天产生的垃圾量。可选择使用教学参考资料,给出一些有关的数据,让学生进一步感受垃圾的多。21世纪教育网版权所有
学生分小组谈谈自己对垃圾的看法。教师强调除家庭外,商场、工厂、学校、机关、农业生产也要产生大量垃圾。人们生产生活产生的垃圾数量是惊人的。
最后讨论这么多的垃圾对环境会造成怎样的影响?这些垃圾最后到哪儿去了?为下一课的教学作铺垫。
第2课垃圾的处理
(一)背景和目标
日前处理垃圾的方法有填埋、焚烧和堆肥,还有相当部分垃圾是露天存放,未作适当处理。填埋是现阶段我国采用的主要方式。大多数垃圾填埋方式都是简单填埋,时间长了,可导致大气污染、水污染等二次污染。学生一般都知道垃圾最后是要集中填埋的,但他们没有去想垃圾集中填埋会产生什么问题。这一课就是引导学生去研究这个问题,设计能有效避免这些问题的“合理的垃圾场”,了解焚烧方法的利弊,进一步思考“怎样做才是解决垃圾问题更有效的办法”。
科学概念
处理垃圾的方法有填埋、焚烧等,但填埋、焚烧的方法还是会影响环境。
设计合理的垃圾填埋场能有效减少对环境的污染。
过程与方法
.做垃圾填埋模拟实验。
.设计合理的垃圾填埋场。
情感态度价值观
.发展关注环境问题的意识。
(二)教学准备
1.分组实验材料:广口瓶、洗净的小石子、纸巾、墨水、塑料瓶(瓶盖上打一些小孔)
2.现代新型垃圾填埋场构造图。
(三)教科书说明
本课内容分为两部分。
第一部分:用模拟实验研究垃圾简单填埋是否安全
课文首先质疑人们通常使用的挖坑填埋垃圾的方法是否安全。然后介绍了做模拟实验的方法,再后是明确这个实验模拟的是什么,各部分代表着什么,现象说明了什么。最后从模拟实验现象扩展到真正的垃圾填埋场,讨论简单填埋垃圾会对周围环境带来哪些危害。
本课模拟实验是模拟垃圾填埋场在雨水的浸泡下发生的变化一污染地下水。实验中的细石子和其中的清水模拟土层和地下水;浸过墨水的纸巾模拟被填埋的垃圾;慢慢往上面喷水模拟下雨。在模拟实验中可以观察到埋在细石子中的墨水纸巾经过喷水后把原来瓶底的清水弄成墨水色了,这说明垃圾被埋在地下,其中有害的东西仍会浸滤出来污染地下水。
真正的垃圾填埋场还会对周围环境带来哪些危害?源源不断运来的垃圾要散发出恶臭,污染空气;滋生蚊蝇,引发疾病;还会造成土壤污染,影响农业生产等。
通过研究,学生会感到简单填埋垃圾不是个好办法!
第二部分探索垃圾的最终处理方法中的“不能用来建筑房屋和种植庄稼”要让学生从地基不稳固和土壤可能有毒来理解。2-1-c-n-j-y
让学生先尝试设计后再作介绍有利于调动他们的探究积极性,他们会高兴地发现,真正的现代清洁填埋场的建设与自己的思路是一样的。21*cnjy*com
垃圾处理的另一种方法就是焚烧。在研究了填埋法后可以让学生用比较的方法讨论焚烧垃圾的优点和问题。焚烧法最大的优点是减量,它可以使垃圾从量上减少9000,大大降低了垃圾填埋量,最大问题是对周围的空气产生严重污染。现代利用焚烧垃圾产生的热量发电重点要解决的问题就是空气污染的防治。
至此,学生感受到了垃圾处理的困难性。教科书最后一句“怎样做才是解决垃圾问题更有效的办法呢?”将引导学生继续探索科学解决垃圾问题的方法。
(四)教学建议
1.讨论露天堆放垃圾会造成什么问题?(破坏景观,污染空气和水,还会引起疾病,发生火灾等)
对此,学生一般都有生活经验,可作为导人引发垃圾处理问题。很久以来,人们通常用挖坑填埋的办法处理垃圾,现在城市都建立了大规模的垃圾填埋场(出示大型垃圾填埋场图)。
2.简单垃圾填埋的研究。
要让学生理解这个实验模拟的是什么?实验的各部分分别代表了什么?我们观察到了什么现象?说明了什么?
纸巾浸染墨水后,最好晾干,石子或沙子要洗干净,纸巾贴着玻璃瓶壁放,便于清晰地看到浇水后墨水对“地下水的污染”。
讨论:如果是真正的垃圾填埋场,还会对周围的环境带来哪些危害?可结合学生平时对垃圾堆的观察经验,学生一般都能提到臭味、滋生害虫等。
3.探索减少污染的垃圾填埋场。
提出任务:我们能设计一个更好的垃圾填埋场吗?这个垃圾填埋场要能有效防止垃圾对环境的污染。
提示:先考虑要解决什么问题(主要是污染地下水),然后寻找解决问题的方法。
观察现代垃圾填埋场构造图,分析它是怎样防止垃圾污染环境的。
如有条件能组织学生参观大型垃圾填埋场,会取得最理想的教学效果。
4.垃圾焚烧的分析。
学生讨论焚烧垃圾有什么优点和问题?教师可说明建垃圾焚烧设施还需要较多的资金投人。
最后,讨论上述方法是否彻底解决了垃圾的所有问题?提出思考的问题:怎样做才是解决垃圾问题更有效的办法呢?
第3课减少丢弃及重新利用
(一)背景和目标
处理大量的垃圾是非常困难的,我们每个人都可以想办法减少垃圾,削减垃圾数量是解决垃圾问题最有效的措施。当前处理垃圾的国际潮流是动员全体民众参与“三R',行动,把垃圾的数量减下来。“三R',是指:减少浪费(Reduce)、物尽其用(Reuse)和回收利用(Recycle)。减少丢弃及重新使用是小学生可以实践的,甚至是可以引导学生家庭参与的环保行动。
科学概念
减少垃圾很重要,常用的方法是减少丢弃和重新使用。
过度包装会造成资源浪费而且产生大量垃圾。
过程与方法
研究包装盒是否过度包装。
设计“废物”的重新使用。
情感态度价值观
.用实际行动减少垃圾,养成节约的好习惯。
(二)教学准备
1.教师准备:几个过度包装的包装盒和注意了环保的包装盒。称重的弹簧秤。再利用的小用品或工艺品,如空罐做的笔筒等。
2.学生准备:每小组同学带1^-2个商品包装盒。
(三)教科书说明
本课研究怎样从源头上减少垃圾的数量,教科书分为两部分。
第一部分:减少丢弃的探讨
生活中有很多物品被轻易丢弃了,如一些一次性用品,如一些包装盒。讨论中聚焦过度包装的包装盒问题。
认识和拒绝过度包装是环境教育的一个重要内容。本部分内容是让学生自行研究商品包装问题,并提出4个问题指引研究和讨论的方向,最后让学生发表自己的看法并写下建议。
市场上出售的某些保健品,大硬纸盒里装泡沫塑料,泡沫塑料中嵌几个小纸盒,小纸盒里又是塑料袋,塑料袋里才是一点点保健品。礼品盒月饼、茶叶也大都这样,这些商品的包装垃圾要占总体积的80%以上。有些商品也是好几层包装,又是纸盒又是塑料袋,还外加一个大塑料兜,这些商品的50%也是包装垃圾,这叫过度包装或多余包装。城市调查表明,垃圾中的3000^-40%都是商品的过度包装。过度包装既浪费了纸张、木材等宝贵资源,又增加了垃圾量,也增加了消费者的负担。一些国家规定企业必须把包装成本控制在一定范围内,如果超标就要被判定是“过度包装”,受到处罚。日前我国还没有一个全国性的产品包装规定,但有的地区已在着手制定产品包装的标准。
减少包装垃圾的方法很多,如简包装、大包装、包装回收重复使用、容器重装(如洗涤剂瓶再装洗涤剂使用),等等。
对于“如何包装才能减少浪费”“购物时如何选择商品包装”等问题,学生会有多种不同的看法,只要言之有理就应当肯定。
第二部分:认识生活物品的重新使用
“重新使用”就是常说的“废物利用”。看来没有用了可以当作垃圾丢掉的东西,如果能发现它另外的用处而得到再利用也可以减少垃圾的产生。
教科书引导学生去尽量发现塑料绳、玻璃瓶、塑料袋等物品重新使用的种种方法,可以启发、拓宽学生的思维,培养学生不任意丢弃东西,物尽其用的好习惯。教科书在列举了一些物品后,提出“我们的日常生活中还有哪些物品是可以重新使用的?怎样使用它们?”给学生和教师都留下了创造的空间,利用废旧材料制作小工艺品是学生喜爱和可操作的。
最后,估计可以减少丢弃和被重新利用的物品大约占生活垃圾的多大比例,使学生进一步感受减少丢弃和重新使用的意义。www-2-1-cnjy-com
(四)教学建议
1.关于减少丢弃的讨论。
从前一课的垃圾的处理,到本课的从源头上减少垃圾,是换一个角度探讨解决垃圾问题。第一课的垃圾的统计、讨论中,学生已经意识到“这么多的人每天都在制造垃圾,所以垃圾数量惊人”,在这一课,也要让学生体会到,如果人人都减少垃圾,减下来的数量也是很大的。根据学生的讨论回答,教师适时引导或归纳:解决垃圾问题要从各方面努力,首先要减少垃圾的数量,然后把可利用的材料回收,剩下的再作无害处理。【版权所有:21教育】
日常生活中哪些垃圾是可以减少的?一次性用品是学生容易想到的,然后聚焦包装盒的观察研究。
2.包装盒的观察研究。
最好能准备典型的过度包装商品和合理包装商品进行对比。讨论:商品都有包装,包装有什么用?(便于保存、运输、计量、标识等)包装最后到哪里去了?(都成了垃圾)
出示教科书上的问题,解释什么叫“过度包装”。
分组观察比较带来的商品包装,汇报观察研究结果。商量用什么方法衡量有没有“浪费”的情况(可称量包装和商品各占多重或估计体积各占多少,也可用估测的方法)。教科书中后两个问题以及给商家的建议书,是期望学生能把对过度包装的认识体现到环保行动中。21cnjy.com
3.废弃物品重新使用的研究。
有些东西已经用过,好像可以丢掉了,其实它还可以有其他用处。让学生尽量多地列举一根包装绳、旧玻璃瓶、废塑料袋的用途,说说还有哪些物品是可以重新使用的?怎样使用它们?使学生发现“废物”的利用价值,认识到随手丢弃看似无用的东西是不妥当的。
我们经常购买一些小工艺品,人们还常常互赠贺卡或其他小礼物。如果我们注意收集一些废弃物品进行创意制作,不但省钱,还节约资源,减少垃圾,而且更具特色。作为礼物的话,更能表达自己的诚意。教师可事先收集一些废品制作的小工艺品、贺卡等,激发学生创造兴趣。
第4课分类和回收利用
(一)背景和目标
有的垃圾弃之为害,用之就为宝。回收垃圾中的废旧材料再加以利用可以节约资源、节约能源、节约成本、减少垃圾、减少污染,是有百利而无一害的好事。可以回收的垃圾包括纸、金属、塑料、玻璃等。每回收利用1吨再生资源,可以减少4吨垃圾处理量。垃圾中蕴藏着巨大的财富,垃圾是放错了位置的资源。人们过去习惯上都是垃圾混合收集,这样收集不利于垃圾中可利用物质的回收和循环利用,降低了可用于堆肥和焚烧的有机物质的资源化和能源化价值,还可能造成严重的交叉污染和二次污染。垃圾分类收集既可以提高废品回收率又避免危险废物危害环境,有利于垃圾资源化、无害化。垃圾混倒,是垃圾;垃圾分类,是资源。
垃圾分类、分装是垃圾回收利用的前提。一些国家已经实行垃圾源头(家庭、商店等)分类,有关部门定时、分类收集。我国也已经开始在一些城市试点实施垃圾分类分装。垃圾从源头分类涉及到千家万户和每个公民,我们做着“从娃娃抓起”的工作。需要使学生认识到自己既是垃圾的受害者,又是垃圾的制造者,也应该是垃圾的治理者。垃圾分类对学生来说是力所能及的环保行动。
科学概念
.垃圾中的一些原材料可以重新回收利用,这样可以减少垃圾、节约资源。
垃圾分类、分装便于垃圾回收利用和对一些有毒垃圾的处理。
堆肥法可以有效减少垃圾并形成肥料。
过程与方法
.调查当地废品回收情况。
.进行垃圾的分类分装,参与回收利用的活动。
.开展做堆肥的活动。
情感态度价值观
.培养强烈的资源意识。
.养成垃圾分类、节约资源的习惯。
(二)教学准备
1.有回收标志的不同品种的塑料瓶,如聚醋塑料饮料瓶、高密度聚乙烯塑料酱油瓶其他可回收的不同材料的物品。
回收垃圾的有关图片。
教师在校园一角选定安放堆肥箱的场地,并放置好空堆肥箱。
(三)教科书说明
本课内容分为两部分。
第一部分:可以回收利用的垃圾
教科书首先提出可以回收利用垃圾中的一些原材料,要求学生调查附近的废品回收站或询问废品回收工作者,了解什么物品可以回收利用。又介绍了几种常见的可回收物品,帮助学生探讨垃圾回收的好处。然后,利用学生自己收集的垃圾,让学生经历实际的垃圾中原材料的分拣回收过程。表格中的材料可以是纸张、玻璃、塑料、金属等。有些回收材料只是物品中的一部分,如瓶子的铝盖等。教科书中出示了世界通用的回收标志。饮料瓶底图是塑料回收的标志,中间的数字是塑料品种代码,+1;代表聚醋类塑料,"2”代表高密度聚乙烯塑料,"3”代表聚氯乙烯塑料等。如果在三角形外还写有“PET" "HDPE""PVC”则分别是它们的塑料名称缩写代号。21*cnjy*com
第二部分:垃圾的分类和分装
教科书首先让学生认识为了积极、科学地处理垃圾,垃圾必须要分类和分装。要求学生弄清楚垃圾是怎么分类的,各类垃圾具体都包括哪些东西。
生活垃圾一般可分为四大类:厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾。
1.厨余垃圾:剩余饭菜、果皮和蔬菜茎叶等厨房垃圾。
2.可回收垃圾:包括各种金属制品、纸制品、塑料制品、玻璃制品,还有橡胶、布类等。
3.有害垃圾:包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、注射器、过期药品等,这些垃圾需要特殊处理。
4.其他垃圾:包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物。
教科书只把垃圾分为可回收垃圾和不可回收垃圾,为实际投放和回收方便,在不可回收垃圾里又单独列出了“厨余垃圾”“有毒垃圾”要求学生了解生活垃圾应该怎样分类,教师应给予必要的介绍。
教科书中垃圾桶图是现行使用的分类垃圾桶。以后将更加规范化,《城市生活垃圾分类标志》规定:可回收物,表示适宜回收和资源可再利用的垃圾,包括纸类、塑料、玻璃、织物和瓶罐等,用蓝色垃圾容器收集;有害垃圾,表示含有害物质,需要特殊安全处理的垃圾,包括电池、灯管和日用化学品等,用红色垃圾容器收集;其他垃圾,前两种垃圾之外的垃圾都属于这一类,用灰色垃圾容器收集。
教科书又着重介绍了废电池的回收,因为废电池可能造成很严重的污染,而收集废电池是学生能够做到的。
考虑到学生家庭做一个堆肥箱比较困难,因此,要求在校园里做一个堆肥箱,让学生体验一次实际的堆肥活动。堆肥法可以杀死垃圾中的一些病原微生物、寄生虫及虫卵。腐熟后的肥料无臭味,复杂有机物被降解为易被植物吸收的简单化合物,成为高效有机肥料。
(四)教学建议
1.调查可回收利用物资。
可以咨询废品回收工作人员,也可以上网查找有关资料。
第一课带来的家庭垃圾,可以再次作为研究材料,可以有选择地补充几种垃圾作为研究材料,如废电线、废电池等。【出处:21教育名师】
把带来的物品分类集中起来,说说它们各是什么材料?根据自己的调查说说哪些材料是可以回收利用的?
(教师补充一些学生没有提到的可回收利用的材料,如橡胶制品、木制门窗、大家具、旧布类、电器元件等。)
回收利用这些材料有哪些好处呢?按玻璃、钢铁、纸、塑料分别来说一说。
介绍教科书76页上世界通用的回收标志,找一找塑料瓶上的这种标志。
2.垃圾的分类和分装。
讨论:你们街道、小区垃圾分类了吗?是怎样分类的?
在调查家庭垃圾时对垃圾分类了吗?是怎样分的?
从有利于垃圾回收和处理的角度考虑,应当怎样分类?
你们家里的垃圾分类、分装了吗?
有没有存放废纸、玻璃、金属和塑料的地方?
你们知道收购废品的回收站在哪里吗?知道怎样卖废品吗?
明白了哪些材料可以回收后,教科书只以插图提示了要按材料的类别做几个分类回收箱,制作适当图片贴在回收箱上。实际教学时,教师要根据学校情况,落实回收箱放的地方,谁去管理,怎么管理,回收后怎么办,安全注意事项,等等。这部分内容要延伸到课外,期望能发展到从此改变班级、学校混装混倒垃圾的习惯。
3.废旧电池和医疗垃圾怎么办?
教师介绍废旧电池和医疗垃圾的处理方法,组织学生收集废电池。
4.做堆肥箱。
家庭垃圾中约有1/3是食物废料,它们和枯叶、杂草经过堆积自然分解,能够成为很好的有机肥料。这样既处理了垃圾,又生产了肥料,一举两得。
看书中资料,教师介绍做堆肥箱的方法。学生另外收集一些枯叶、食物废料参与堆肥活动。使学生有一次相关经历。
第5课一天的生活用水
(一)背景和目标
大多数学生都没有在严重缺水情况下生活的体验,而多数学生都知道,地球是一颗水的星球,地球表面的71%被水覆盖。然而,人类真正能够利用的淡水资源仅占地球总水量的约0.2600,有人比喻说,在地球这个大水缸里,我们可以用的水只有一汤匙。我国虽然水系众多,但由于人口多,造成我国人均淡水量并不丰富,是严重缺水的国家之一。打开水龙头,自来水哗哗地流出来,自来水真的是“自来”的吗?我们一天大约要用掉多少水?为什么同学家庭之间用水量相差很多?如何节约用水是学生的需要认真思考的问题。
科学概念
.人们生活中要用掉大量的水,淡水资源很紧缺。
过程与方法
.统计、分析、比较家庭一天的生活用水。
情感态度价值观
.培养节约用水的意识。
(二)教学准备
1.学生准备自制量杯一个(透明玻璃杯或塑料杯贴上刻度),用于家中测量用水量。
2.学生收集有关水资源状况的资料。
3.教师准备水表一个。
(三)教科书说明
本课内容包括三部分。
第一部分:我一天用了多少水
教科书提示了两种记录方法,一种是用自制量杯逐项测量每一次生活用水,再累加起来得出一天用水总量。因为有些用水较难用量杯测量,如洗衣服的用水、洗澡的用水等,所以有些要用估计的办法。需要注意的是,家人共用的水如做饭的水要除以家人数。教科书提示了另一种记录生活用水量的方法,【来源:21cnj*y.co*m】
就是查看家里的水表,用一天的用水量除以家里人口数,就是大致的个人用水量。
第二部分:用水量的比较
同学之间用水量的比较,教科书用插图提示了两类比较。一类是单项用水量比较,如刷一次牙用水量的比较,家里抽水马桶水箱容量比较。另一类是学生家庭间总用水量的比较。关键是让学生在比较中发现不同的用水习惯导致用水量差别大,从而辨别哪种方法比较节约水资源。上海市政府已免费为居民调换了大容量的抽水马桶水箱,节约了大量的珍贵的淡水,这是节水意识转化为积极的政府行为。卡通人物还提示把用过的不太脏的水积存起来,以作二次使用,如拖地、浇灌花草等,这也是全世界提倡的节水做法。
第三部分:水资源紧张和我的节水计划
教科书用文字和图片介绍了世界性水资源的紧张状况。图片内容为我国干旱地区人们排队等水的情况,对学生有很大的震撼力。然后,适时地让学生制订自己的节水计划。关键是学生对水资源现状的认识能影响他的行为。
(四)教学建议
1.记录自己一天的生活用水量。
这项活动其实是课前的记录活动。教师要提前布置任务,讲清要求,提供器具,教给方法。器具可以是在教师帮助下制作的自制量杯(透明玻璃杯或塑料杯贴上刻度),用自制量杯逐项测量每一次生活用水,再累加起来得出一天用水总量。有些用水难以用量杯测量,就用估计的方法。水表的读数方法,教师要做好示范,学生在家里记取水表读数,请家长协助,最好能拿到前几个月家庭水费收据,把记录的数据带到课堂作为教学素材。
2.同学之间用水量的比较。
记录的用水量的差距引发学生的讨论:是什么原因使我的一天用水量和他的差那么多?让学生作出一些猜测,如不同的刷牙方法、抽水马桶水箱容量不同等,能在课堂内比较的,可以进行实际比较,如不同的刷牙方法刷一次牙用水相差多少。再让学生讨论哪些方法是比较节约用水的,哪些方法是很浪费水的。
教师可以介绍一些政府提倡的节约用水措施。
3.制订我的节水计划。
结合图片或录像介绍世界和我国水资源紧张状况,学生介绍自己收集来的相关资料。讨论制定自己的节水计划,提示学生从自己可以做到的方法来考虑。关键是让学生把制订的计划变为真正的节水行动。
第6课污水和污水处理
(一)背景和目标
在淡水资源紧缺的情况下,水污染更给人类和其他生物造成了威胁。全世界由于污染造成的水质型缺水情况十分严重,日前,有近40%的人口难以喝上洁净的水。日益严重的污染导致我国许多地方出现住在水边没水喝的尴尬局面。各种各样的污染物通过饮水进人人体,直接威胁着人们的身体健康,地表水因为污染而不再适合用于农业灌溉。
水污染主要是人类活动造成的。人们已经认识到,只有切断污水的来源才能真正保证水体的洁净。那么如何让我们每天排出的那么多脏水不给水体“添麻烦”呢?建造污水处理厂就是最主要的措施。
科学概念
.水污染主要是人类的活动造成的。
.污水需经过复杂的处理才能使用。
过程与方法
.做污水净化实验。
情感态度价值观
.增强保护水资源的意识和责任感。
(二)教学准备
教师收集有关水污染的图片和资料。
学生准备简易的过滤装置(可乐瓶和细沙制作)、生活污水一杯、自来水一杯。
三)教科书说明
教科书首先点出在淡水资源紧缺的情况下,水污染更给人类和其他生物造成了威胁,聚焦水污染问题。
内容分三个部分。
第一部分:观察比较自来水和生活污水
各取一杯生活污水和自来水,运用学生已经掌握的观察方法比较观察。教科书中插图的污水净化实验一沉淀和过滤,实际上是帮助学生进一步比较生活污水和自来水。简易的过滤装置可以看作是本单元废物利用的实例,用废旧可乐瓶做容器,用细沙子做过滤材料,细沙子有较好的吸附作用。这两种方法只能分离一部分污水中的杂质,净化前后的水不同,但净化后的水与自来水还是有较大差别。教科书介绍,淡水在自来水厂除了沉淀和过滤,还要经过灭菌消毒。21教育名师原创作品
第二部分:污染源的讨论
水的污染源可能来自哪儿?教科书用网状图帮助学生围绕水的污染源展开讨论。污染源可能来自农业的杀虫剂、肥料等,可能来自工业的废水、油污等,可能来自家庭的洗涤剂、人的排泄物,也可能来自动物的尸体等。学生可以联系自己的生活经验,也可以通过查找资料,加深对污染源的认识。教科书中饮用水取水处标志,提示要特别加强对饮用水源的保护,饮用水是否洁净直接影响人的身体健康。
第三部分:污水的处理
教科书指出,为了保护水环境,污水应该经过处理,再排放到自然水域中。
教科书中的污水处理示意图,形象地展示了污水处理的一般过程。污水一般通过三种方法(物理方法、生物方法、化学方法)获得净化。物理方法主要就是分离水中的杂物和较大的颗粒。杂物有塑料袋、菜叶杂草等,主要通过一种叫“格栅”的装置。教科书中的初步处理是在沉淀槽,依靠重力的作用,使污水中较大的颗粒沉淀下来。第二个圆形池是二沉池,在这里,将活性污泥和水进一步分离。然后,在滴流过滤系统中,废水经过沙砾得到过滤。生物方法是通过细菌分解水中的污物,生物方法是污水处理的核心。化学方法主要是用于消毒,通常的做法是向水中加人化学药剂一氯,通过它来有效杀灭水中的病源微生物。
污水经过处理,一般可以无害地回归环境,还有一些污水经过处理后,还是不能作为饮用水,只能作其他用途。
(四)教学建议
首先通过有关水污染的图片,引发学生对此问题的探究兴趣。
1.观察比较自来水和生活污水。
学生以小组为单位,用已经掌握的观察方法比较观察自来水和生活污水。生活污水可以选择既有泥沙,又含有油污或洗涤剂的。然后,用插图介绍的沉淀、过滤方法,进一步观察、比较自来水和生活污水。过滤的装置比较简单,可以由学生课前完成,也可以在课内制作。通过沉淀,生活污水中的泥沙等会明显沉到水底,但生活污水中可能还会有油污等,可能会有明显的气味。
2.污染源的讨论。
让学生先根据生活经验,独立思考,然后小组讨论,相互补充,最后班级交流,共同完成水的污染源的网状图。通过讨论,使学生认识水的污染源的复杂性,对水的污染源的认识得到发展。阅读文中资料,意识到,污水最终会流向河流、湖泊,我们的日常生活污水,最终会影响整个水环境。
3.污水的处理。
污水处理图可以让学生自行阅读,教师指导学生理解每一个环节中,污水得到怎样的处理,实际使用的是什么方法。认识污水的处理是复杂的,即使是经过处理的污水也不一定能作为饮用水。如果有条件,组织学生参观附近的污水处理厂,由技术人员为学生介绍污水的处理过程,那是最理想的了。21教育网
第7课考察家乡的自然水域
(一)背景和目标
对生活用水问题有所了解后,让学生具体考察家乡的自然水域环境,对学生来说很有现实意义。在此之前,学生已经学习了观察水的方法,学习了过滤、沉淀,已经有了足够的研究水的技能。自然水域可以是河流、池塘或湖泊等。当前,我国许多地区的城市、农村水保护情况令人担忧,以环境污染为代价促使经济发展的情况极为普遍,而最常见的破坏环境的行为就是水污染。一些地方河流、池塘是黑臭的,甚至一些著名的湖泊也出现了严重的水污染。自然水域的水体变黑、变臭主要是人类污染造成的恶果,罪魁祸首是污水排放、垃圾倾倒、城建填河。大量污水排放和垃圾倾倒的结果使得水体中污染物(特别是有机污染物)浓度急剧升高,污染物在生物及化学分解过程中会大量消耗水中的溶解氧,使得整个水体处于严重的厌氧发酵状态。水体中有大量吸附了黑色金属硫化物的悬浮颗粒,就会变黑;厌氧发酵产生的硫化氢、硫醇、氨和胺等带异味的物质从水体中逸出,就会产生臭味。有些污染严重的水体会冒气泡,这是另一类发酵产物一沼气,沼气携带底泥上泛,使水体更加污秽不堪。另外,城市建设的填河也会使河流的自我净化能力越来越弱。
还有一部分自然水域由于未遭人类破坏或采取了有效的保护措施,水体比较洁净,这可以作为正面的典型。考察这样的自然水域也同样具有很好的教育意义。
科学概念
.水污染主要是人类的活动引起的。
过程与方法
.调查家乡水环境污染和治理情况,
情感态度价值观
.增强保护家乡水环境的责任感。
水污染严重影响人们的生产、生活。
学习考察自然水域的方法。
(二)教学准备
1.教师课前实地踏勘家乡可供学生考察的河流、池塘或湖泊,选定地点。
2.有关家乡水域状况的录像或照片。
3.采集水样的瓶子,放大镜或显微镜。
(三)教科书说明
本课内容分为三部分。
第一部分:考察前制订计划
教科书以“我的考察计划表”,帮助学生理清考察的日的和注意事项。计划中有“注意事项”,强调了要注意安全,这是不能忽视的。【来源:21·世纪·教育·网】
第二部分:实地考察
提示了考察的内容,这些内容在考察报告中也列了出来。观察水样的内容在考察报告中已列出。教科书用插图提示取水样的方法。
第三部分:回教室后的观察和讨论
考察报告详细列出了观察的内容,如要观察水中的微生物,要使用显微镜。经过考察后,教科书提出了几个问题,引导学生作出水是否被污染的判断,如果被污染了,要找出原因,要求学生提出治理的建议。
(四)教学建议
1.制订计划。
要真正了解家乡的环境状况,就要去实地考察,考察是科学研究的一种重要方法。这是小学阶段学生为数不多的实地考察,考察是否能取得预期效果,关键是看前期的组织、计划工作。
首先要确立考察主题。
设计考察自然水域的方案。
小组讨论考察计划,计划应当包括哪些内容?(日的、地点、时间、器材、考察程序、考察内容、人员分工、注意事项……)
教师强调步骤、内容、方法和安全注意事项。
每一位学生写出具体的考察计划。
2.实地考察。
组织学生实地考察、取样;考察地点宜离学校较近。考察过程强调纪律。
观察河道两岸或湖泊周围的排污口情况,是否是饮用水取水口?水体大致情况。取回水样,回学校。
3、观察讨论。
回学校后,按照“我的考察报告”提示观察水样,填写报告。
与自然水和生活污水比较,判断家乡的自然水域是否已被污染?如果已污染,分析原因,如果未污染,讨论为什么?www.21-cn-jy.com
最后,请学生就如何保护家乡的水环境提一提建议。可以组织学生撰写相关的环保小论文。

第8课环境问题和我们的行动
(一)背景和目标
学生在前7课比较深人地研究了垃圾问题、生活用水问题。本课的日的在于拓宽学生对人类面临的环境问题的了解,更好地理解环境与我们的关系。这一课选择了三个突出的环境问题,按照现状一原因一对策的结构来阐述。使学生进一步认识环境对人类的重要性、人类活动对环境的巨大影响。同时,通过每一个环境问题的相应对策,使学生看到希望,从而乐观、积极地对待当今世界复杂的越来越严重的环境问题。
科学概念
.当前突出的环境问题有大气污染、白色污染、物种灭绝速度加快等,人类正着力于相应的环境保护行动。
过程与方法
.通过阅读加深对有关环境问题的理解情感态度价值观.加深对人与环境关系的认识,增强环境保护的意识和责任感。21·cn·jy·com
(二)教学准备
配合教学用的录像、照片及其他资料
(三)教科书说明
本课内容分为三个部分,分别用文字和图片介绍一个环境问题。
第一部分:大气污染问题
空气是我们时刻需要的资源,但是,随着工业化的发展、城市化的发展,一些地区的空气质量状况已经到了令人担忧的程度。大气污染严重影响着人们的健康。教科书插图显示了工业废气、废物排放和汽车尾气排放对大气的污染,这是两种主要的大气污染源,而且,这两种污染日前还在急速加剧。常见的大气污染源还有农田焚烧麦秸、稻秸,化工厂排放有害气体等。
人们已经意识到了大气污染问题的严重性,并开始制订、实施一些保护大气的措施,如立法减少废气、废物排放,制订严格的汽车尾气排放标准等。对于保护大气,学生能够参与的就是动员家长积极参加“无车日”活动,选择环保的交通方式,少开车。
第二部分:白色污染
白色污染虽然也属于垃圾问题,但它是人类自己“创造”的污染。最早,“白色污染”一词并不是专指白色塑料,该词的来源始于20世纪80年代,由于农用地膜大量使用后不能及时回收而残留在田间地头产生的视觉上的污染,称为“白色污染”。现在说的“白色污染”泛指使用后未经收集处理的所有塑料废弃物。白色污染因其污染范围之广、污染持续时间之长,真正成为环境的恶魔。
人们应对白色污染的办法是减少使用一次性塑料袋,另一个重要的方法是用可降解塑料代替普通塑料
第三部分:物种灭绝速度加快
由于人类活动的加剧造成物种灭绝的速度大大加快。我国是生物多样性十分丰富的国家,但同时又是生物多样性受到最严重威胁的国家之一。插图中的朱鹊、香果树、秤锤树、鹅掌揪、金丝猴、大熊猫都是我国的珍稀动植物,都曾因人类的活动而面临灭绝,后来,又因人类的积极保护使这些生物的种群有所发展。
在此基础上让学生说一说还知道哪些环保活动,给学生一个讨论和发表的平台。
(四)教学建议
我们已经研究了关于垃圾的环境问题。我们还面临哪些环境问题?世界还面临哪些环境问题?
1.关于大气污染。
先请学生说一说当地的空气质量状况,简要说说原因。
阅读教科书中有关大气污染状况和原因的内容,请学生谈一谈感想。
讨论,哪些做法污染大气?人们采取了哪些措施?教师介绍一些空气质量好的旅游、名胜地,简要说明那里为什么空气质量好。介绍几个著名的空气污染严重的城市,并分析其原因。
说一说,我自己能做些什么?
2.关于白色污染。
出示一些白色污染严重地区的图片,讨论分析为什么会出现这样的现象?
阅读教科书中有关白色污染的内容,谈一谈感想。
讨论,我们平时的行为在加剧白色污染吗?我们以后应该怎么做?
人们想出了什么应对措施?比较、认识可降解塑料。教师介绍可降解塑料的制造原理和使用效果。
3.关于物种灭绝速度加快
欣赏教科书插图中的珍稀动植物。你认识他们吗?请学生介绍他熟悉的珍稀动植物教师给予补充说明。
他们为什么稀少?阅读教科书,了解人类活动对这些动植物生存的影响。
人类现在采取了什么措施?教师介绍我国几个自然保护区的情况。
讨论,人类的活动对环境起着怎样的影响?理解人类活动对环境的正反两方面影响。四、评价建议
1.材料准备情况:本单元的教学很大程度上依赖于学生课前的材料准备,如收集家庭一天的垃圾、家庭一天用水情况的记录等。而且,学生材料的准备过程也是学习过程的有机组成部分,从中可以看出学习的态度。21·世纪*教育网
2.记录表、建议书填写情况:本单元中的记录表可以反映学生在学习中运用这种工具的能力,建议书反映出学生对环境与人关系的理解水平。
3.课堂活动表现:课堂上相应的学习活动中,学生对人与环境之间关系的描述,在分类记录过程中与同伴的合作表现。
4.单元测验:测试学生灵活运用本单元的知识和技能。
5.任务性作业:提供给一组学生一堆生活、生产垃圾,让学生写文章描述如何减少、回收、利用、合理处置这些垃圾,并就某一种垃圾写一份建议书,以考察学生综合处理问题的意识和能力。

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