资源简介

义务教育课程标准实验教材
科学教师教学用书
五年级上册
主编：郁波
本册执笔：陈维礼 盛晶晶 常瑞祥

目 录
使用说明
教科书整体结构表
本册教科书的教学目标与内容概要
主要材料清单
各单元说明与教学建议
生物与环境
一、单元概述
二、单元教学目标
三、分课时教学建议（背景和目标、教学准备、教科书说明、教学建议）
第1课 种子发芽实验（一）
第2课 种子发芽实验（二）
第3课 观察绿豆芽的生长
第4课 蚯蚓的选择
第5课 食物链和食物网
第6课 做一个生态瓶
第7课 改变生态瓶
第8课 维护生态平衡
四、评价建议
五、教学案例
六、参考资料
光
一、单元概述
二、单元教学目标
三、分课时教学建议（背景和目标、教学准备、教科书说明、教学建议）
第1课 光和影
第2课 阳光下的影子
第3课 光是怎样传播的
第4课 光的反射
第5课 光与热
第6课 怎样得到更多的光和热
第7课 做个太阳能热水器
第8课 评价我们的太阳能热水器
四、评价建议
五、教学案例
六、参考资料
地球表面及其变化
一、单元概述
二、单元教学目标
三、分课时教学建议（背景和目标、教学准备、教科书说明、教学建议）
第1课 地球表面的地形
第2课 地球内部运动引起的地形变化
第3课 坚硬的岩石会改变模样吗
第4课 土壤中有什么
第5课 雨水对土地的侵蚀
第6课 什么样的土地容易被侵蚀
第7课 河流对土地的作用
第8课 减少对土壤的侵蚀
四、评价建议
五、教学案例
六、参考资料
运动和力
一、单元概述
二、单元教学目标
三、分课时教学建议（背景和目标、教学准备、教科书说明、教学建议）
第1课 我们的小缆车
第2课 用橡皮筋作动力
第3课 像火箭那样驱动小车
第4课 测量力的大小
第5课 运动与摩擦力
第6课 滑动与滚动
第7课 运动与设计
第8课 设计小赛车
四、评价建议
五、参考资料



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，我们设计了一些栏目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
列写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目标。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与材料，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。
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目标，为教师把握单元教学提供方向。
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。
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，这是根据目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，将教学目标分别从科学概念、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目标，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
修订后的教科书引入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入两个圆的交叉部分。

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。
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，更好地体现了课程标准的要求。覆盖了生命科学、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了自己的整体结构。
书中每个单元后设置了资料库，是为了便于学生深入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。

上学期 下学期
三 年 级 植物 植物的生长
动物 动物的生命周期
我们周围的材料 温度与物体的变化
水和空气 磁铁
四 年 级 溶解 电路
声音 新的生命
天气 食物
我们的身体 岩石和矿物
五 年 级 生物与环境 沉和浮
光 时间
地球表面及其变化 热和燃烧
运动和力 地球的运动
六 年 级 工具和机械 微小世界
形状与结构 我们身边的物质
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
从本学期开始，学生们将进入小学高年级阶段的科学课学习，科学教科书也将展现一系列新的内容，引导学生们开展更为丰富多彩的科学探究活动。本册教科书由“生物与环境”“光”“地球表面及其变化”“运动和力”四个单元组成。
“生物与环境”单元从内容上分三个部分：通过“绿豆种子发芽和生长”“蚯蚓的选择”研究生物的生存和非生物环境的关系。第二部分引导学生观察分析生态群落中生物之间的食物链和食物网，并通过对生态瓶的制作、观察，探究生态群落中生物和生物、生物和非生物相互依存的关系。第三部分内容，是把以上认识拓展到自然界，通过典型事例的分析，认识到保护大自然、维护生态平衡的重要性。
“光”单元首先引领学生们观察光的传播（直线传播和反射）特点及其在生产和生活中的运用；接着指导学生认识许多光源在发光的时候也在发热，太阳是地球最大的光源和热源。阳光下物体得到的热与受到的光照强弱有关系，也与物体本身的性质有关系。最后通过制作太阳能热水器综合运用相关知识。
“地球表面及其变化”单元教学内容主要包括两个方面：一是认识地球表面总的地形概貌，以及河流、海洋、山脉、高原等地形及特点；二是地形地貌变化及发生原因。让学生知道是地球内部的运动，是太阳、流水、风、冰川、波浪等自然力共同作用形成和重塑了地球的外表。
“运动和力”单元内容可分为四个部分。第一部分了解重力、弹力、反冲力，让学生用这些力作动力使小车运动起来，并研究动力的大小与小车运动的关系。第二部分学习测量力的大小，认识力的单位，为研究摩擦力大小做好技能准备。第三部分认识摩擦力，研究影响摩擦力大小的一些因素，研究摩擦力对物体运动的影响。第四部分动手实践，设计和制作一个小车。
五年级的学生已经掌握了一定的科学探究技能，如观察、记录、简单实验等，本单元将引导学生经历更为完整的探究过程。由于本单元探究的多是自然事物发生的原因、变化规律及事物之间的相互关系，在理解探究以及培养探究技能方面有更高的要求。比如强调实验前后的推测、解释要有充分的依据；进一步掌握控制变量实验的技能，并学习设计控制变量实验；运用模拟实验探究自然事物发生的原因、变化及规律。学生还将面临几次较长期的观察研究活动：能用线条、符号、图画、文字等方式记录观察现象，用柱状图、折线图处理数据，并认识到重复实验的意义。


主要材料清单

“生物与环境”单元
放大镜、绿豆种子、塑料种植盒（杯）、塑料调羹、纸巾、水桶、滴管、大头针或剪刀，蚯蚓、土壤、长方形木盒或塑料盒。
做生态瓶的容器（每组一个，可以是大的饮料瓶或色拉油桶）、沙子和小石子、小铲、漏网等工具，大玻璃水箱（每班一个）、小鱼若干，水草若干。

“光”单元
手电筒、小长方体、纸屏，简易的日影观测仪，在同一位置打孔的长方形卡纸、空心弯管和直管，小镜子、制作简易潜望镜的材料。
小镜子、凹面镜、凸透镜，白色纸、粉色纸、黑色纸、黑色蜡光纸、铝箔纸对折做成纸袋，温度计。
制作简易太阳能热水器的材料（纸盒、泡沫塑料或棉花、能装水的塑料袋或短一点的饮料瓶、玻璃片或塑料薄膜、盒盖、黑色纸、镜子或锡箔纸）。

“地球表面及其变化”单元
风景照片、中国和世界地形图（或地形地球仪），地震、火山地貌的照片或多媒体课件。
小岩石块、酒精灯、镊子、烧杯、水，石膏粉、豌豆种子、小碗或盘子，塑料瓶、碎砖块。
新鲜湿润的土壤及干燥的土壤、牙签、放大镜、去掉上半部的饮料瓶。
小铲子、一侧有孔的长方形塑料水槽、报纸、塑料薄膜、降雨器（饮料瓶，瓶盖上扎孔）、水、接水桶，有植物覆盖的土和无植物覆盖的土、塑料杯（杯底侧边扎孔）、大盘子、建造家园房屋的材料。

“运动和力”单元
小车及配件一套（包括装配气球小车的车架附件）。
小钩、铁垫圈，车轴套、橡皮筋圈。
气球、气球喷嘴、连接小车部件的螺丝钉、安装小车用的螺丝刀、纸盒子（装钩码用，在桌面测摩擦力也用这个盒子）、胶带（粘小车轮子用）。
测力计、钩码，做“滚珠轴承”的玻璃珠、瓶盖。


各单元说明与教学建议
生物与环境
一、单元概述
在前面的科学学习活动中，学生们已经对生物体的基本特征进行了观察、认识和研究，本单元是在此基础上带领学生们进一步研究生物与环境（包括生物环境和非生物环境）之间的关系。在研究生物与环境关系的时候，他们会发现：各种生物依赖于有生命和没有生命的环境，它们的行为与所处的环境有关，所有的生物也都会引起它们所生存环境的变化。学生们在探索生物与环境关系的过程中，会进一步巩固他们对生物的已有认识，形成对生物的积极态度，并了解生物与环境的相互作用。
五年级的学生已经掌握了一定的科学探究技能，如观察、记录、简单实验等。在本单元中，他们将通过研究生物与环境的关系，掌握对比实验的探究技能，加强运用数据对实验现象进行分析、解释的能力。在研究生物与环境关系的同时，他们还将学习使用图式（包括肢解图式和箭头关系图式等）。此外，在本单元中，他们还将面临几次较长时间的观察，这些都将促进学生们科学探究技能的形成，更加有效地开展科学探究活动。
本单元内容可以分为四个部分：
第一部分（第1~3课）：通过对种子发芽和种子生长的观察研究，认识植物与无生命环境的关系，了解植物的生存是需要一定条件的。
第二部分（第4课）：通过对蚯蚓与环境的研究，认识动物与无生命环境的关系，了解动物是会根据自身生存的需要对环境条件进行选择的。
第三部分（第5课）：通过认识和研究食物链与食物网，将植物和动物联系起来，认识到生物之间是互为生长环境的，它们是相互依存、相互影响的。
第四部分（第6~8课）：通过建造生态瓶和模拟实验，认识在一定区域内生活的生物需要一个和谐、平衡的环境，平衡的改变会对生物的生活产生很大的影响。生态平衡是十分重要的。
对于五年级的学生们来说，这将是一个有趣的单元。他们将通过研究植物对环境的需要、动物对环境的需要，生物之间的相互依存、相互作用的研究，建立起初步的生物与环境关系的认识。



二、单元教学目标

科学概念
● 植物对环境有基本的需要。如空气、水、阳光、养分、空间等。
● 动物对环境有基本的需要。如空气、水、空间和食物等。
● 植物和动物都会对它们需要的环境进行选择。不同的生物对环境有着自己特有的需要。
● 所有的生物都会引起它们所生存的环境的变化。
● 植物与动物、动物与动物之间存在着非常复杂的关系。
● 生物与生物之间是相互依存、相互作用、相互影响的。
● 在一定范围内的生物必须和谐共处，生态平衡受到破坏，生物的生存就会受到威胁。

过程与方法
● 进行种子发芽的对比实验，并收集在不同环境条件下发芽种子的数据。
● 观察绿豆芽的生长，并记录下它们的生长情况。
● 进行蚯蚓选择环境条件的实验，并收集相关数据。
● 用文字、数据、图表等对所观察到的内容进行记录、整理与分析。
● 通过文字、图画和讨论表达自己的看法，并与同学进行交流。
● 运用所了解的生物与环境的知识来理解保护环境、保护生态平衡的重要性。
● 通过阅读资料来增加对生物与环境关系的理解。
● 在人工环境中培育和养殖动、植物。

情感、态度、价值观
● 养成对植物和动物对环境需要进行研究的兴趣。
● 能够敏感地意识到生物对环境的需求。
● 获得生物生存需要一定环境条件的认识。
● 形成积极的对待生物的态度。
● 认识到保护环境的重要性。


三、分课时教学建议

第1课 种子发芽实验（一）

（一）背景和目标
在第一课中，学生们开始关注种子发芽的条件。学生已有种植凤仙花的经验，对植物生长的基本条件也有所了解，但对于种子的发芽条件进行过研究的学生并不多。哪些是必要的条件，哪些是可要可不要的条件，他们多数没有做过科学的研究。所以这节课就从熟悉的绿豆发芽所需条件实验开始研究。在本课中，学生要学习提出问题、根据所要研究的问题控制实验条件、设计实验、动手做实验、观察记录这几个过程。学生将第一次接触对比实验，改变条件和控制条件对于很多学生来说是一个难点。在学生讨论实验时，要提示他们注意实验的公平性。学生还要交流实验设计，交流的目的是为了吸取别人的长处，改进自己的不足，完善、调整自己的实验计划。所以，教师要引导学生认真听取别人的发言，比较自己与别人的不同之处，找到自己计划的缺陷。学生在研究的过程中同时要记录种子的发芽情况，通过文字记录他们的发现。这个过程需要学生每天去观察，看一看种子从种下去，到长出叶这段时间要经历哪些阶段。

科学概念
● 种子发芽需要一定的条件。
过程与方法
● 经历种子发芽实验的全过程，用对比实验的方法观察、记录影响种子发芽的条件；按要求制订自己的实验计划。
情感、态度、价值观
● 养成对实验观察的兴趣。

（二）教学准备
为每个学生准备：一个放大镜、4颗绿豆种子、两个干净的塑料种植盒（杯）、四张标签、一个塑料勺、一块纸巾。
为每组准备：一个盛有潮湿土壤的桶、两支滴管、一些水。
为全班准备：一个废物桶、大头针或剪刀、纸巾。
特别提示：教师自己需要先种些绿豆种子，待它们发芽后，要做第三课中绿豆芽生长对水的需求的实验（可以做两至三组，也可以保证每小组都有）。在一个盘子里铺上几层吸水纸，把5粒刚发芽的绿豆并排放在吸水纸上，保持吸水纸一端湿润。
这个实验的结果学生要在第三课课上观察，所以要提前做准备。

（三）教科书说明
教科书共3页，教学内容分为三部分。
第一部分：提出实验要解决的两个问题
这两个问题是：“种子发芽需要哪些条件？”“改变其中的一个条件，可能会有什么结果？”
学生在三年级种过凤仙花，对植物生长的基本条件有所了解。卡通图中三个学生的对话，表达的是由问题引起的讨论，“天气太冷也会影响发芽。”“需要种到土里吗？”“需要浇水吗？”指示种子发芽可能需要的条件。
教科书接着提出“改变其中的一个条件，可能会有什么结果？”让学生做出思考和猜测。不同的猜测会引起矛盾冲突，在这样的情境下，激发学生用实验来验证他们的猜测，科学探究活动就开始了。
第二部分：设计种子发芽实验
教科书通过卡通人物对话提示，“首先要选择一个研究问题！”“只能改变一个条件哟！”接下来列举了改变水条件实验的例子。
“实验计划”中列的五条是设计实验、制订实验计划内容的五个方面。教科书说明，在种子发芽需要的条件中，光、温度、水这三个条件适合进行实验研究，可以选择其中的一个设计实验。如果有学生提出想对空气的条件进行研究，也应充分给予鼓励。
对话框中提出为什么要用两粒种子，在于提示学生科学实验的严谨性。如果只用一粒种子，种子没有发芽，有可能不是实验条件所致，而是种子本身不能萌发。用两粒种子就减少了这种可能性。一个实验至少要有两个小组同时进行，强调的是科学实验的可重复性。一个结论的得出必须有多个重复性的证据支撑才行。因此至少要有两个小组同时参与。种子发芽实验中的水是一个重要因素，对水量必须控制。这里是提示学生定时、定量地浇水。
第三部分：种子的发芽实验
首先要请学生观察种子发芽前的状况，并把它们画下来，用词汇描述它们。然后配备实验装置，教科书上的图表达了配备实验装置的过程。
教科书通过卡通人物对话提示：“别忘了与对照组比较。”“别忘了给种子编号。”目的是提示实验的科学性，要求学生明确实验的方法步骤后，再开始动手做实验。
实验做好后就是一个观察的问题了，教科书中出示了一张实验记录表，目的是提示学生要坚持进行观察并做好记录，同时也是指导学生如何观察记录。

（四）教学建议
1.组织班级讨论，请学生交流他们以前种植种子的经验。“你们以前种植过种子吗？如何种的？”
2.在讨论之后，提问：你们种植过绿豆吗？说说绿豆种子怎样才能发芽。（学生可能会说需要浇水，要种到土里，要有合适的温度……把学生说的归纳一下，写在黑板上）。
3.让学生猜测一下，种子发芽的必需条件是什么。如果我们改变其中一个条件可能会有什么结果？（在这里要强调只改变一个条件。）向学生提问：我们可以改变哪些条件？为了帮助学生思考，可以提出以下问题：
少浇一点水行不行呢？
不种在土里行不行呢？
让它受到光照行不行呢？
温度低一些或者放到冰箱的冷藏室里能不能发芽呢？
4.收集学生的想法，告诉学生要想知道我们的猜测是否正确，需要用实验的方法验证。
把学生分成四人一组，花点时间请各小组选出一个他们最想研究的条件，而且小组的四人要研究同一个条件。教师要了解学生所选的条件，要注意最好是每个条件都要有小组研究。
参照书中内容，让学生讨论并完成本组的实验计划。
5.实验设计完成后，交流一下各组的实验方案。
这时，要请学生认真阅读课本第3页的实验计划，并提问：为什么同一组我们要种植两粒绿豆种子，而不是一粒？实验要至少两个组同时进行这是为什么？这对学生理解科学实验的客观性和可重复性是十分必要的。
接下来可以按照以下步骤完成种子的发芽实验：
请各组到材料中心领取他们所需要的材料，包括绿豆种子（每人4颗，共16颗）、种植盒（杯）每人两个共8个、滴管两支（两人用一支）、四个放大镜、纸巾、研究“土”这个条件的还要一个盛有潮湿土壤的桶和四个塑料勺。
首先请学生用放大镜观察绿豆种子，测量它们的大小，并把它们画下来。
使用大头针或剪刀的尖端，在每个学生的种植盒（杯）的底部钻两个排水孔。
如果是研究“水”这个条件的小组，在两个种植盒（杯）内部垫上纸巾，再往一个纸巾上滴水，另一个保持干燥，然后在两个种植盒（杯）中，各放两颗绿豆种子。用标签标明对照组和实验组并把标签贴在种植盒（杯）的外面。
如果是研究“土”这个条件的小组，在一个种植盒（杯）中加一些土，并用勺把土壤的顶部弄平。一个种植盒（杯）内部垫纸巾。再同时往两个种植盒（杯）中滴相同的水量，用手按出两个小洞种进绿豆种子。有土的是实验组，无土的是对照组。用标签标明对照组和实验组并把标签贴在种植盒（杯）的外面，把同一条件的两颗种子编上1号和2号。
如果是研究“光”和“温度”条件的小组可以将两个种植盒（杯）中垫入纸巾再往两个种植盒（杯）中滴相同的水量，然后在两个种植盒（杯）中各放两颗绿豆种子。用标签标明对照组和实验组并把标签贴在种植盒（杯）的外面，把同一条件的两颗种子编上1号和2号。研究“光”这一条件的小组可把一个种植盒（杯）放在窗台上，另一个用盒子或黑色塑料袋罩起来（留有气孔）。研究“温度”这一条件的小组可把一个种植盒（杯）放在常温下，另一个放到冰箱里。
6.课结束前可进行小结，并提出我们要怎样去照料种子。
还要告诉学生要每天去观察种子，及时做记录，这是很重要的。
让学生注意教科书上的记录单，引导他们阅读观察记录表，看上面有哪些项目，说说怎样记录。
提醒学生，当检查种子的时候，他们可能不能确认是否需要给种子浇水。这时可以征求教师的意见。

第2课 种子发芽实验（二）

（一）背景和目标
这一课，学生们将要经历整理分析实验结果，用实验数据说明问题的过程。这是一个很重要的过程，是完整的科学探究过程中十分重要的一个阶段。另外，学生在整理自己实验数据的基础上，还要与做同一类实验的其他同学交流。在这个过程中，学生将会发现不是所有的种子都会发芽，有些种子不发芽可能是由于外界条件不具备，也有可能是由于种子本身的原因。由于每个学生只研究了一个问题，还有一些问题是别人研究的，所以对于自己没有研究的问题就需要倾听别人的汇报了。另外，学生还将经历种植绿豆芽、照料绿豆芽的过程。这个活动的设计将引发学生去发现新的问题，经历提出问题、根据所要研究的问题控制实验条件、设计实验、动手做实验、观察记录、整理分析实验结果、用实验数据说明问题的科学研究过程。
科学概念
● 绿豆种子发芽需要水和适宜的温度。
过程与方法
● 学习整理收集到的数据，依据数据得出科学的结论。
情感、态度、价值观
● 认识到对比实验、严格控制实验、重复实验的重要性。

（二）教学准备
为每个学生准备：一个放大镜、一个移植说明。

（三）教科书说明
教科书共两页，教学内容分为三部分。
第一部分：整理分析实验信息
教科书中先以研究“水”这个条件的小组为例。“我们小组的实验中，实验组里的绿豆种子全部发芽了，对照组的绿豆种子都没有发芽。”“这种实验现象说明什么呢？”这样的问题是提示学生要对自己组的实验进行观察和初步的分析。教科书又提示学生和其他组的同学交流从实验中获取的信息。收集做相同实验小组的实验信息，共同分析。教科书设计的几个问题“实验组和对照组的数据有什么不同？”“从实验数据中我们可以得出结论吗？”“实验结果和我们实验前的猜测一致吗？”引导学生进一步讨论，注意从同一类、多组数据中分析研究的这个条件是否影响了种子的发芽。
第二部分：交流实验信息
教科书要求每种实验都要汇报，同时要求其他的同学认真倾听。交流和倾听不仅是获取更多信息的一种方法，而且是相互质疑的一个过程。这里是引导学生对每一组实验得出的结果检查它的可靠性，弄清是怎样用实验数据来解释实验结果的。如果发现实验结果和预测不一致，还要反思实验的过程或是对先前的预测进行质疑。
最后一定要在全班汇报和讨论的基础上，对绿豆种子发芽的条件作出一个肯定的结论。
第三部分：种植绿豆芽
这个活动是一个探索植物生长需要条件的活动。可以将移植绿豆芽放在课后，在这里教师一定要讲述移植的方法，还要鼓励学生做这个事情。

（四）教学建议
1.询问学生的实验是否有结果。将研究不同条件的小组配对，让学生看一下其他小组的种子。
2.请各组汇报一下他们的实验过程和记录。注意，教师要鼓励学生听取做不同实验小组的实验方法和获取的信息。
教师可以把研究同一个条件的小组的实验记录进行整理，记录在教科书中的实验记录单上。
3.把研究各种条件的实验记录整理好后，请学生观察一下班级的记录，然后提出以下问题：
● 实验组和对照组的数据有什么不同？
● 从实验数据中我们可以得出结论吗？
● 实验结论和我们实验前的猜测一致吗？
这些问题可以帮助学生思考，分析绿豆种子发芽所需要的条件。
最后一定要组织学生概括，通过实验说明绿豆种子发芽的必需条件究竟有哪些。
4.种植绿豆芽。
绿豆种子已经发芽了，以后会怎样呢？向学生说明，我们要把它们种植到花盆里，让绿豆芽生长一段时间，以便研究下一个问题：绿豆芽生长需要哪些条件。这时要向学生说明移植的步骤：
准备好移植的材料：一个带有排水孔的花盆，花盆中要有土壤，还要一个勺、一些水。
把土壤填至花盆的1/3处，用工具把发芽的绿豆从种植盒（杯）中取出来，小心不要破坏了根。轻轻地疏松一下花盆里的土壤，把绿豆芽放在花盆中间，将花盆中的土加至离花盆口两三厘米处，轻轻地压一下绿豆芽周围的土壤。给花盆彻底浇水，直至水从排水孔流出来，然后把花盆放在阳台上。
告诉学生要注意浇水，还要把绿豆芽的生长情况记录下来。
请学生预测一下哪些条件会影响绿豆芽的生长。

第3课 观察绿豆芽的生长

（一）背景和目标
在这一课中，学生将先来对绿豆芽的生长进行观察。细心的学生会发现，并不是种到土壤中的绿豆芽都长得一样好。这就意味着学生又将经历一个提出问题，设计实验，动手做实验，观察记录，整理分析实验结果，用实验数据说明问题的过程。另外，学生将要研究一个比较“特殊”的实验——绿豆芽生长对水的需求。这个实验目的在于让学生体会植物在适应环境方面的能力。然后分析自然界植物在适应环境方面的例子，进一步建立生物的形态构造、生活习性与环境之间的联系。
学生们经历的活动将为他们进一步发展对生命的认识奠定基础。因此，需要教师克服困难，积极为学生创设探究生物与环境关系的机会，并引导他们不断提出新的、有价值的问题，以促进探究活动逐步深入下去。

科学概念
● 植物的生长需要合适的环境条件。当环境改变的时候，植物具有一定的适应环境的能力。
过程与方法
● 设计绿豆芽生长需要阳光的实验，用对比实验的方法观察、记录影响植物生长的条件。
情感、态度、价值观
● 意识到生物的形态结构、生活习性同它们的生活环境是相适应的。

（二）教学材料
为每个学生准备：放大镜。
为每组准备：绿豆芽生长对水的需求的实验（来自第一课的准备，也可以为全班准备一至两组）。
为全班准备：香蕉、松树、仙人掌的图片。

（三）教科书说明
教科书共两页，教学内容分为三部分。
第一部分：绿豆芽生长需要阳光吗
教科书一开始就提出：“观察我们种下的绿豆芽生长得怎么样了。怎样才能让绿豆芽生长得更好一些？”这个问题是引导学生思考植物的生长需要哪些条件。以前面的研究结果——绿豆种子发芽不需要阳光作为导线，提出“绿豆芽的生长需要阳光吗”。围绕这个问题设计一个对比实验。教科书中的对话再次提醒我们在设计实验时要注意的问题。
由于这个实验需要学生在课外去进行，所以老师要鼓励学生持续地进行观察并记录。
教科书中的记录表是对学生如何去观察以及观察什么的指导。在上课时让学生自己看看对他们的研究是很有帮助的。
第二部分：绿豆芽生长对水的需求
这个活动建议由老师来做，让学生来观察实验的结果。所以在上课前老师要提前几天把这个实验准备好。这个实验的现象是绿豆芽的根都向纸潮湿的一端生长，体现了植物适应环境的能力。
第三部分：讨论动植物的身体结构与生活环境的关系
教科书中提问到：“这三种植物生活在什么样的地方？它们的叶同它们生存的环境有什么关系？”
香蕉生长在热带、亚热带，那里阳光充足、雨水多，所以叶子宽大。松树生长在温带地区，针形叶有利于减少水分蒸发。仙人掌原产于热带荒漠地区，叶变成了刺，茎肥厚多汁，能贮存大量的水，同那里缺水、酷热、干燥的环境有关。这三种植物的形态说明植物的器官是适应生存环境的结果。
通过对以上问题的讨论希望学生明白，形形色色的植物生长在各种不同的环境里，环境会影响植物，植物能够适应环境。
教科书鼓励学生“我们还知道哪些植物适应环境的例子？”是为了激发学生的研究兴趣，收集更多有关植物与环境关系的信息。

（四）教学建议
1.可以以谈话的形式提问学生，他们的绿豆芽现在怎么样了，给他们几分钟的时间让他们把自己的绿豆芽和别人的比一比，观察一下自己和别人的绿豆芽的生长情况。
2.问一下学生，绿豆芽的生长需要些什么（学生可能会说绿豆芽的生长需要水、阳光、土壤等）。
让学生思考一下，绿豆发芽不需要阳光，绿豆芽的生长需要阳光吗。不需要马上让他们回答，把这个问题在全班讨论，收集学生的想法，这对后面的评价环节有好处。
3.向学生说明，刚才的讨论过程，只是一个猜测，要想知道我们的猜测是否正确，还需要用实验的方法验证。让学生对绿豆芽生长是否需要阳光这个问题设计一个实验。为了帮助学生思考，教师可以逐一提出以下问题：
● 我们怎样来研究？
● 可以设计几组对比实验吗？
● 我们只能改变哪些条件？不改变哪些条件？
● 两组的绿豆芽需要一样多吗？
● 改变了条件是不是对绿豆芽生长产生了影响，我们怎样才能知道？
4.在班级对这些问题讨论之后，让学生按照教科书中提示的实验设计样式把实验方案写出来。然后在全班交流。
5.告诉学生，我们要在未来的一星期的时间里对绿豆芽进行观察，并要做好记录，做好记录是很重要的。请学生讨论一下应该如何去记录。如果学生没有说到应该把现在绿豆芽的情况记录下来，教师可以告诉学生记录很重要，因为这样才能帮助我们比较。随后让学生把实验前绿豆芽的情况用图画和文字记录下来（包括高度、茎、叶的颜色）。
复印教科书中的记录单给每个学生，鼓励他们进行持续的观察并做好记录。
6.拿出事前做的绿豆芽生长对水的需求的实验（来自第一课的准备）。可以拿一组放在投影仪下，让学生们观察，也可以让每小组都有一组。接下来教师要介绍这个实验是怎样做的——在一个盘子里铺上几层吸水纸，把5粒刚发芽的绿豆并排放在吸水纸上，保持吸水纸一端湿润。引导学生讨论：
● 这5粒绿豆种子生存的环境有什么不同？
● 不同的环境对绿豆种子的生长会产生什么影响？为什么我们这样推测？然后告诉他们，这个实验已经3天多了，现在请他们提起一层吸水纸，仔细观察绿豆种子根的生长情况。问他们发现了什么，分析出现这种情况的原因。
注意，这里的观察、讨论时间一定要充分。最后要概括到：植物的生长需要一定的环境，当环境改变后它们会努力适应环境的变化。
7.出示香蕉、松树、仙人掌的实物或图片，然后讨论香蕉、松树、仙人掌的形态结构与生活环境的关系。为了帮助班级的讨论，教师可以提出下面的问题：
● 比较香蕉、松树、仙人掌的叶有什么不同？
● 香蕉、松树、仙人掌生长在什么地方？
● 这三种植物的叶同它们的生活环境有什么关系？
鼓励学生说说他们还知道哪些植物适应环境的例子。

第4课 蚯蚓的选择

（一）背景和目标
对于一个生物来说，周围的环境包括生物环境和非生物环境。生物环境有动物、植物、微生物等，非生物环境有阳光、温度、水、空气、土壤等。
在这节课中，学生通将过对比实验，了解蚯蚓生活需要的环境条件。学生将经历两个实验。第一个实验是把蚯蚓放入半边明半边暗的纸盒里，观察蚯蚓往哪边爬。在这个实验中，盒子里的温度、湿度条件都一样，
只有光的条件不一样。第二个实验是把蚯蚓放在干土和湿土之间，观察蚯蚓往哪边爬。在这个实验中，只有土的干湿条件不同，其他条件都相同。通过以上两个实验，学生可以发现蚯蚓需要黑暗、潮湿的环境。

科学概念
● 动物生活需要一定的环境条件。
过程与方法
● 掌握对比实验的方法。
情感、态度、价值观
● 体会自然事物是相互联系的。

（二）教学准备
为每组准备：长方形扁纸盒两个（可以让学生准备）、黑布、塑料薄膜、玻璃片、蚯蚓15条（可以让学生准备）、干土、湿土。
为全班准备：企鹅、天鹅等的图片。

（三）教科书说明
教科书共3页，教学内容分为两部分。
第一部分：蚯蚓与环境
在这一部分中，学生先要谈谈自己对蚯蚓生活环境的了解，做出自己的猜测，然后用对比实验的方法验证自己的猜测。把蚯蚓放入半边明半边暗的纸盒里，观察蚯蚓往哪边爬。在这个实验中，盒子里的温度、湿度条件都一样，只有光的条件不一样。然后请学生猜测实验结果，并观察、记录实验。在这个实验中，蚯蚓会爬向纸盒阴暗的一边。
另一个实验是把蚯蚓放在干土和湿土之间。在这个实验中，只有土的干湿条件不同，其他条件都相同。请学生猜测实验结果，观察、记录实验。在这个实验中，蚯蚓会爬向湿土的一边。
第二部分：动物对环境的需要和适应
这个部分是让学生具体分析一些动物的生活需要，从而让学生认识到，动物生活也需要一定的环境条件。体会到自然事物是相互联系的。

（四）教学建议
1.开始可以以谈话的方式问学生，见过蚯蚓吗？能说说是在什么地方见到的吗？让学生讨论一下，你们觉得蚯蚓喜欢什么样的环境？
告诉他们我们首先要来研究蚯蚓是适宜生活在明亮的环境里还是黑暗的环境里。怎样用实验的方法来证明呢？让学生说说他们的想法（学生可能会提到对比实验，这时肯定他们，引导他们思考如何控制条件）。
为了帮助学生思考，可以提示他们，如何想办法创设两个在某方面不同的环境——一个适宜蚯蚓生活，另一个不适宜蚯蚓生活，其他方面的条件相同，把蚯蚓放在两种不同环境的交界处，通常蚯蚓会爬向适宜它们生活的环境。
2.向学生说明我们今天怎样来做实验，让他们清楚步骤：找一个长方形的盒子，把盒子的里面涂成黑色，盒盖的一端剪掉一块，在盒子底部铺上吸水纸。将捉来的蚯蚓5条一组放在盒子中间，盖好盖子，5分钟以后，打开盒盖观察，做好记录。
3.让各小组到材料中心领取材料，分发记录单，各小组分组实验。教师需要走到各小组中去，这样便于评价学生。
4.让各小组汇报实验结果，全班分析实验的结果。讨论，实验说明蚯蚓适宜生活在什么环境中。
5.提问蚯蚓还适宜生活在什么环境中？我们如何用实验的方法，观察蚯蚓是适宜生活在潮湿的环境里还是干燥的环境里。让学生讨论，怎样实验才能达到上述的目的。
这个实验的步骤是：找一个盒子，在盒子的两端分别铺上一层泥土，一端铺湿润的，一端铺干燥的。将捉来的蚯蚓10条一组放在盒子中间，盖好盖子，5分钟以后，打开盒盖观察，做好记录。反复多做几次。
6.让各小组到材料中心领取材料，分发记录单，各小组分组实验。老师可以走到各小组中去，这样便于评价学生。
7.让各小组汇报实验结果，全班分析实验的结果。讨论，实验说明蚯蚓适宜生活在什么环境中。
8.出示企鹅、天鹅等的图片。
让学生讨论：这些动物是怎样适应环境的，我们还能举出哪些动物适应环境的例子？

第5课 食物链和食物网

（一）背景和目标
随着年龄的不断增长以及科学探究的不断深入，学生们对森林、花园、草地、池塘等环境越来越熟悉，对环境方面的科学研究也会越来越感兴趣。在对环境的进一步观察中，他们会发现一些更加有深度和具有科学意义的问题。有可能在活动的基础上进行科学推理，进一步体验生物与环境之间的关系，认识生物与生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的，特别是认识到一种动物或植物可能就是另一种动物或植物生存所依赖的条件，进而在学生的心目中建立起初步的生态系统的概念，形成“生物与生物之间是相互关联的一个整体”的认识。建立这样一种看待生命世界的观点，需要经历一系列有结构的活动。本课将侧重研究生物体与生物体之间的关系，初步涉及动植物及微生物之间的依存关系，对动植物间的食物关系进行重点研究。学生将从观察熟悉的“蔷薇花丛”开始，研究“花丛”中动植物间的关系，认识生态系统；研究它们之间的食物联系，认识食物链和食物网。

科学概念
● 蔷薇花丛中动植物之间存在着食物能量交换关系。
过程与方法
● 通过分析讨论，发现事物之间的相互联系和相互影响。
情感、态度、价值观
● 形成善于听取别人的意见、虚心向别人学习的科学态度。

（二）教学准备
为全班准备：蔷薇、草、树叶、蚜虫、瓢虫、蚯蚓、鸟的图片。

（三）教科书说明
教科书共两页，教学内容分为两部分。
第一部分：谁吃谁
教科书的图中有蔷薇、草、树叶、蚜虫、瓢虫、蚯蚓、鸟等动植物。要求学生按照谁被谁吃的关系在图中的圆圈中填入动植物的名称。它们的基本关系是：
蔷薇或草→蚜虫→瓢虫→鸟
生物之间这样一种像链环一样的食物关系，称为食物链。在这条食物链中能自己制造食物的生产者是蔷薇和草，直接或间接地吃别人制造的食物的消费者是蚜虫、瓢虫和鸟。
蔷薇花丛这个生态系统中还可以找出的食物链是：落叶→蚯蚓→鸟。
教科书中的卡通图暗示了大多数食物链应该从植物开始，希望学生能记住这个规律。
第二部分：水田的食物网
教科书图画中水田里的生物有：水稻、稻螟虫、蝗虫、蜘蛛、螳螂、蜻蜓、小鸟、蛇、老鹰、青蛙、白鹭、鱼、虾、田鼠、黄鼠狼、猫头鹰，等等。
显然，这里面存在着多条食物链。教科书中卡通人的讨论暗示学生，像这种由多条食物链组成的网状结构叫食物网。通过图文，学生们可以直观地认识了解水田中复杂的食物联系。

（四）教学建议
1.可以以提问开始：生物的生存需要些什么？（由于前面的学习研究，学生可能会说生物需要水、阳光、空气等）。告诉学生，生物除了需要一定的自然条件外，它们彼此之间也是相互依赖、相互影响的。在以后的一段时间内，我们将要来研究这方面的问题。
2.让学生说说花丛中一般会有些什么生物，出示一些花丛中的生物的图片，其中包括蔷薇、草、树叶、蚜虫、瓢虫、蚯蚓、鸟。让学生讨论一下它们之间的食物关系，可以提问：这里的小动物们吃什么？把学生的回答记录下来，并用简单的文字和箭头表示它们之间的食物关系，然后让学生观察一下它们之间的这些食物关系，按照谁被谁吃的关系在教科书图中的圆圈中填入动植物的名称。
3.请几个学生汇报，教师和其他学生一起对学生的汇报进行评价（判断他们说的是否正确，对他们说的进行补充）,然后教师以简单的文字和箭头表示蔷薇花丛中的食物关系。给学生几分钟时间观察，然后指着黑板上的食物链告诉他们生物之间这种像链环一样的食物关系，叫做食物链。然后给学生解释什么是生产者，什么是消费者，请一个学生说一说在刚才的食物链中谁是生产者，谁是消费者，教师用不同颜色的笔把学生说的生产者和消费者勾画出来。鼓励学生再找出几条食物链（比如蚯蚓喜欢吃土壤中动植物体腐烂后变成的腐殖质，这条食物链就可以从落叶开始）。
4.清楚了蔷薇花丛里的动植物间的食物联系后，就可以来学习认识水田里的食物网了。先请学生观察图画中水田里的生物：水稻、稻螟虫、蝗虫、蜘蛛、螳螂、蜻蜓、小鸟、蛇、老鹰、青蛙、白鹭、鱼、虾、田鼠、黄鼠狼、猫头鹰，等等。
阅读竹林村的同学写的观察报告，认识水田里的动植物，了解水田里的动植物间的食物联系。然后问学生还可以补充哪些动植物间的食物联系，让他们用笔直接画在图中。
请学生汇报他们找的食物链，这个时候教师需要注意的是当一个学生汇报的时候，一定要让其他的学生认真倾听并对照书上的图片。鼓励学生不断完善自己的食物链。请学生数一数他们找到了几条食物链，其中的水稻被不同的动物吃了几次，然后告诉他们同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也可能吃多种食物，生物之间这种复杂的食物关系形成了一个网状结构，叫做食物网。
鼓励学生们观察身边的生态群落，也画出一个食物网。

第6课 做一个生态瓶

（一）背景和目标
本课是前一课的继续，进一步研究生物与环境之间的关系，认识生物与生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的，特别是认识到一种动物或植物可能就是另一种动物或植物生存所依赖的条件。到目前为止，学生已经了解了一些生物与生物之间存在的食物关系，在这一课中，学生将通过简单的方案设计来研究生态群落。
做生态瓶对于学生来说是一个很有趣，也很有意义的活动。学生将通过自己的观察、思考给生物营造一个“家”。在这个过程中，有的“家”可能适于生物生活，有的可能不行，这时“家”中的一些生物就会出现一些不适的表现，最后可能会影响到整个生物群落的生存。学生从这个活动中会体会到，生物与生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的。

科学概念
● 生物在一定区域内相互影响、相互依存，会形成一个生态群落。
过程与方法
● 根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。
情感、态度、价值观
● 认识到相互听取意见、共同协作、进行管理和观察的必要性。

（二）教学准备
为每组准备：做生态瓶的容器（可以是大的饮料瓶或色拉油桶）、一个盛满了水的水桶、一些洗干净了的沙子和小石子、一把小铲和一个漏网等工具、一张标签、一张记录纸。
为全班准备：大玻璃水箱（有条件的学校可以准备）。

（三）教科书说明
教科书共两页，内容分三部分。
第一部分：认识真正的池塘里的生物环境
教科书呈现了一个池塘的剖面图。首先让学生来认识池塘里有哪些生物，这些生物之间有什么关系，池塘里还有哪些非生物。
教科书的池塘剖面图示意的是一个普通的池塘，生活在其中的生物可能有水生植物(如水藻、水草等)、鱼类(如小鱼、大鱼或植食性的鱼、杂食及肉食性的鱼等)、虾、软体类(如田螺、河蚌等)、水鸟类(如鸭)、水生昆虫、青蛙等，非生物主要有空气、水、泥土、岩石等。
这一部分教学内容的作用，是让学生知道自然环境下的池塘是什么样的，存在着哪些生物和非生物，进而引出生态群落的概念。
第二部分：设计一个生态瓶建造方案
建造生态瓶就是建造一个生态群落。要建造一个生态瓶，第一个考虑的问题就是准备让哪些生物来生活。这个问题至关重要，它涉及到实验效果，与当地自然状况、学生经济条件、教育成本等多方面的问题有关。由于是学生自主的实践活动，建议不作硬性规定，通过引导学生进行讨论来决定这一问题。教科书中卡通图里几个人的讨论，已经对学生们进行了暗示。在教学活动中，教师也要充分利用这些暗示材料来启发学生的讨论，如哪些生物能在这种有限的空间里生存；先放植物，是因为植物是生产者，它可以为动物提供氧气和食物等。
为了让这些生物在生态瓶里生活得更好一些，我们还要为它们考虑些什么。这里涉及到非生物环境条件，如土、沙、水等；还涉及到生物品种搭配和数量多少等问题。教科书中卡通图里几个人的讨论过程也是给学生们的暗示：瓶中的动物放多少才合适呢，要尽量让它们像生活在“家”里一样，还得考虑这些生物之间的食物及其他关系。教师要引导学生通过讨论来回答这些问题。
第三部分：做一个生态瓶
设计好了生态瓶的建造方案，就可以准备材料，按照设计的方案做一个生态瓶了。基于条件和教育成本的考虑，若学生个人和分小组制作，建议就按教科书的要求，用一个大的食用油桶来做容器（清洗干净）。作为班级、学校，我们建议有条件的用大玻璃水箱在科学实验室或班级教室按照池塘剖面图的样子建造。这个生态箱可作为学生们学习研究的基地，还可以组织部分学生进行管理和长期观察。
建造好的生态瓶，放置的地方也需要由学生们商量决定，以利于管理和观察记录。

（四）教学建议
1.出示一个池塘的剖面图，组织一次班级讨论，让学生讨论池塘中的生物关系。为了帮助学生讨论，可以提出以下问题：
● 池塘里有哪些水生生物？
● 水生植物需要哪些生存条件？
● 池塘里的植物为动物提供了哪些帮助？
● 动物为植物的生长做了哪些贡献？
● 我们还可以在池塘里找到哪些非生物？它们对生物有什么作用？
2.告诉学生，像池塘里的这些生物和非生物这样，互相作用、互相依存，形成一个密不可分的整体，我们可以把它们看成一个生态群落。一片树林、一块草地、一个湖泊、一个海洋等都可以看成是一个生态群落。
3.向学生说明，我们将以四人小组为单位来模拟池塘群落，建造一个生态瓶观察研究其中的关系。出示做生态瓶的容器，然后让学生思考一下，如何设计这个生态瓶。
为了帮助学生思考，可以提出以下问题：
● 你们准备让哪些生物来生活？
● 什么样的生物可以在这个有限的空间里生活呢？
● 如果要有动物，那它们的食物来源是什么？
● 除了加生物外，还需要其他一些东西吗？生物放入的顺序需要考虑吗？
4.为了让这些生物在生态瓶里生活得更好一些，我们还要为它们考虑些什么？让学生们思考一下，如果他们没有想到生物品种搭配和数量多少等问题，教师应引导他们进行讨论。
5.当学生们对这些问题都进行了讨论，就可以给每个小组分发记录纸，让学生们把他们的设计用图文并茂的方式记录下来，注意提醒学生要标出生物和非生物的数量、种类等。
告诉学生，要按照我们的设计来完成生态瓶的制作。
6.向学生出示制作生态瓶的步骤：
● 先在桶底装入一层淘洗干净的沙（如要加小石子这时就可以放几块），再装入大半桶自然水域中的水。
● 往桶里种上自己准备的水草。
● 再放入小动物。
● 最后把写了本组组员名字的标签贴在生态瓶的外面。
可以把材料放在材料中心，一次让一两个小组的材料员来领取，也可把材料（包括沙子、小石子、容器、装满水的水桶、工具、标签）分散，让各组按他们的需要领取。
组织各小组按方案完成生态瓶的制作。为了有助于对学生的评价，建议教师走到学生中去，观察并指导他们的制作。
7.生态瓶制作好了，让学生观察他们的生态瓶，然后让他们讨论，生态瓶放置在何处？如何去观察、观察些什么？
还要告诉学生，要每天注意观察生态瓶里发生的变化，把自己的发现记录在记录单上。

第7课 改变生态瓶

（一）背景和目标
学生做了生态瓶，生态瓶中各种生物生活得好坏，现在已经可以观察到了。在这个时候，可能每个小组的学生都希望自己这个小组的生态瓶中，生物都生活得好。由于各小组的情况不一样，生态瓶不可能都做得很好，在这里提出如何让我们生态瓶中的生物生活得更好，可以说是恰逢其时的。这一课也是学生初次研究生态平衡的活动。学生通过前面的研究，可能对生物与环境之间的关系，已经有了一些理解，但还缺乏实际的感受。比如生物和生物之间，生物和非生物之间恰当的数量比例等。本课将让学生来研究这些问题，通过本课的活动学生将对生物与环境之间的关系，生物与生物之间是相互依存、相互作用和相互制约的，一种动物或植物可能就是另一种动物或植物生存所依赖的条件有一个更深入的认识。在本课中学生的观察和讨论是很重要的，特别是对影响生态瓶中动植物生长的原因进行分析，还要注意教科书上的卡通图给出的一些方向性的暗示。希望教师在这方面要注意引导。

科学概念
● 减少水和添加动物、植物会引起生态群落的变化。
过程与方法
● 严格控制条件进行实验活动，坚持进行观察记录。
情感、态度、价值观
● 认识到控制条件进行实验，细致、准确地记录观察到的现象的必要性。

（二）教学准备
为每组准备：小鱼若干、水草若干（原则：每个小组3~5条小鱼，3~5株水草）、漏网。
为全班准备：一个盛有全班所需小鱼的桶，一个盛有全班所需水草的桶。

（三）教科书说明
教科书共两页，内容分为两部分。
每个学生小组可以根据自己的情况选择其中一个内容进行实验活动。
第一部分：减少生态瓶里的水
选择两个生态瓶，尽量一样的，一个生态瓶的水倒掉一半，一个水量不变，两个生态瓶的生物数量都不变。
由于水量减少，动植物的生存空间减小，氧气量减少，水少的生态瓶中小鱼浮到水面的次数应该多些。
第二部分：增加生态瓶里的生物
把生态瓶里水草的数量增加一倍，生态瓶中会出现什么情况呢？由于水草增多，产生的氧气量增多，一般情况下，小鱼浮到水面的次数会减少。
把另一个生态瓶里的小鱼数量增加一倍，生态瓶中会出现什么情况呢？由于小鱼增加，耗氧量增大，小鱼浮到水面的次数会增多。如果小鱼增加两倍或四倍，小鱼浮到水面的次数会越来越多，甚至会因缺氧而死亡。
但是，生态瓶里的植物不是越多越好。多到一定程度，影响了植物对光的吸收，还会减小动物的活动空间，对生态群落也会产生不良影响。

（四）教学建议
1.让学生展示他们的生态瓶，比一比哪些生态瓶里的动植物生活得好。然后提出：如果改变生态瓶中的一些条件会怎样呢？让学生思考一下：如果减少生态瓶里的水，生物会发生什么变化。告诉学生，我们可以通过观察、记录生态瓶里的小鱼在一分钟内浮到水面上来的次数说明这个问题。
2.让学生明白，刚才的实验是改变了生态瓶中的非生物环境，如果改变生物的数量又会怎样？
比如我们在其中一个生态瓶里增加一倍水草，在另一个生态瓶里增加一倍小鱼。
让学生们讨论一下，生物会发生什么变化。
告诉学生，我们同样可以通过观察、记录生态瓶里的小鱼一分钟内浮到水面上来的次数来说明这个问题。
3.让全班的小组，两两合作，组合成新的小组，请新成立的小组选出他们要研究的问题（是减少生态瓶中的水，还是增加生态瓶中的生物）。
给每个组分发记录单，再次说明如何来记录。
4.请学生汇报实验结果，让他们讨论为什么会有这样的结果。为了帮助他们的讨论，可以提出这些问题：
● 瓶里的水减少后对植物有没有影响？
● 动物增加了会怎么样呢？
● 是不是生态瓶里的植物越多越好呢？
● 如果生态瓶里的小鱼增加两倍会出现什么情况？增加四倍呢？
请学生思考一下，对于生态瓶里发生的变化还有什么想法。根据上面的实验，要想让生态瓶里的生物生活得更好，我们应该注意些什么。

第8课 维护生态平衡

（一）背景和目标
到这课为止，学生已经建立了食物链、食物网、生态群落的概念，初步感受了生态平衡的意义。这一课学生将把研究的视角推广到真实的大自然中，具体分析草原生态系统失衡的原因，推测草原上某种动植物增减或某种环境改变后生态平衡状态的变化，进而建立生态系统的概念。
从“花丛”到“生态瓶”，再到“沙尘暴”，从小生态和模拟生态扩展到大自然真正的生态环境，通过扩展生物与环境之间关系的认识，学生们加深了对人类生活环境的认识，认识到地球是人类的栖息地，进一步增强了保护地球环境的意识。

科学概念
● 自然界里某一区域生存的生物必须形成一个平衡和谐的整体，即生态系统。
过程与方法
● 应用分析推理等思维形式，对沙尘暴生成的原因进行分析。
情感、态度、价值观
● 认识到维护生态平衡的重要性。

（二）教学准备
为全班准备：鹰、兔、草的图片，有关沙尘暴、发菜、猎隼的资料（尽量收集一些视频资料）。

（三）教科书说明
教科书共两页，内容分两部分。
教科书首先强调了自然界的生态系统是一个和谐的整体，需要很长时间才能形成，其中任何一个环节受到了破坏，生态系统都可能会失去平衡。后面选择了两个典型事例来展开教学。
第一部分：草原的生态平衡
教学活动是从研究草原上鹰、兔、草的食物关系开始的。
让学生设想，如果食物链的一个环节发生了变化，会发生什么现象。例如，如果鹰少了，会发生什么现象？可以想象的结果是，兔子会大量繁殖，草来不及长大就很快被吃光，大量的兔子会饿死，草可能重新生长，经过漫长的时间重新平衡。或者因为没有植被，形成严重的水土流失，小气候恶化，降水减少，植物更难生长，形成荒漠戈壁，兔子、老鹰死的死，迁徙的迁徙。
如果兔子少了，会发生什么现象？可能的情况是大量的鹰会饿死，草会疯长，植被不合理，可能引发草原火灾……
如果草少了，又会发生什么现象？也许兔子会减少、老鹰会饿死，草原会逐渐荒漠化……
那么人类的哪些行为会造成鹰、兔子或草的减少呢？
比如对老鹰、兔子的猎杀；为防止兔子与牛羊争牧草而进行的猎杀和驱赶；
为了发展经济而过度的放牧；环境的恶化导致草的生长困难，等等。
第二部分：是什么引发了沙尘暴
沙尘暴是强风将地面大量尘沙吹起，使空气混浊，水平能见度小于1 000米的天气现象。近年来，沙尘暴在我国北方发生的次数越来越多，甚至开始影响我国其他地区。教科书在这里引入这个话题，是为了让学生们认识到，人类的干扰活动会对生态平衡产生不良影响。
沙尘暴天气的沙源区主要分布在我国西北地区的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、塔克拉玛干沙漠、乌兰布和沙漠、黄河河套的毛乌素沙地周围。尤其是塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠是我国沙尘暴的主要沙尘源区。教科书上介绍的就是宁夏地区的沙源区。
发菜是一种藻类，因风干的发菜形状、色泽酷似妇女的头发而得名。它大多生长在干旱的草原、荒漠、平滩荒地和低山小丘，我国的甘肃、陕西、青海、新疆均有生产，而宁夏最为著名。近年来，受经济利益的驱动，非法采集发菜的现象十分猖獗，严重破坏了草原的生态环境。2000年6月20日国家已将发菜列为一级保护植物。
猎隼(sǔn)又叫鹘(hú)，是一种凶猛的鸟，上嘴钩曲，背青黑色，尾尖白色，腹部黄色，驯熟后可帮人捕猎。猎隼在全国大部分地区都有分布，但主要集中在西北地区。近年来，由于猎隼在中东一些国家是王宫贵族的宠物，一种身份的象征，在境外一只经过驯化、体型高大的猎隼价格很高，因此在我国西北地区猎杀、猎捕和走私猎隼的情况非常严重。猎隼的数量急剧下降，严重影响当地生态平衡，引发鼠害泛滥，给当地牧民生活和经济带来了很大影响。猎隼现在是我国一级重点保护野生动物。
向学生介绍这些情况，是为了引导学生分析草原生态系统失衡的原因。组织他们深入思考：
人类的哪些行为引起草原生态系统失衡？
这些行为的后果是什么？
最终结果是什么？
我们如何改变这种状况？
在第22页“资料库”中，还向学生介绍了我国的几个主要自然保护区。它们分别是：红树林保护区（左上图）；三江源保护区（右上图）；四川王朗自然保护区（左下图）；大丰麋鹿自然保护区（右下图）。
本课的整体目的是让学生认识到生态系统平衡发展是十分不易的，人类的很多行为正在破坏大自然的生态平衡。在维护大自然生态平衡的活动中，我们应该有所作为。

（四）教学建议
1.向学生提出这样的问题：生态瓶中如果环境条件受到破坏，生物的生存会受到影响吗？告诉学生：自然界里某一区域的生物形成一个平衡和谐的整体，叫做生态系统。如果生态系统中的一个环节受到了破坏，整个生态系统就会失去平衡。
2.说明我们今天将要研究草原的生态平衡问题。出示草原上鹰、兔、草的图片，问学生，这三种生物之间的食物链是怎样的？把学生的回答以食物链的形式记录在黑板上。然后指着鹰提问：如果鹰少了，会发生什么现象？给学生思考的时间，然后请他们回答。
3.接着指着兔问：如果兔少了会发生什么现象？给学生思考的时间，然后请他们回答。
4.接着让学生思考，如果草少了，又会发生什么现象？给学生思考的时间，然后请他们回答。
5.人类的哪些行为会造成鹰、兔子或草的减少呢？先请学生把自己想到的写在书中对应的圆圈内，然后讨论。
注意，让学生进行充分的讨论，然后作出分析这点是很有必要的，如果学生对这些问题回答不出，教师就要适当引导，可以问他们类似“为了发展经济，人们采取了哪些办法？”这样的问题。
6.让学生阅读一下介绍沙尘暴、发菜、猎隼的资料，学生阅读完后，可以对沙尘暴等再做一些介绍，然后引导学生分析草原生态系统失衡的原因。为了帮助学生深入思考，可以提问以下问题：
● 人类的哪些行为引起草原生态系统失衡？
● 这些行为的后果是什么？
● 最终结果是什么？
教师可以在这里进行小结：生态系统平衡发展是十分不易的，人类的很多行为正在破坏大自然的生态平衡。鼓励学生思考一下在维护大自然生态平衡的活动中，我们应该做些什么。



四、评价建议
1.学生是否能提出一个问题来研究。
2.在学生的实验记录单上是否注意了实验的公平性，是否按对比实验的设计要点设计了实验。
3.学生们是否注意了控制条件的问题。
4.实验后，学生们能清楚地说出他们的发现吗。
5.学生们能找到生物之间的食物关系、写出相应的食物链吗。
6.学生们能分清一条食物链中的生产者和消费者吗。
7.学生们是否弄清了生物与生物、生物与非生物之间的关系。
8.在实验中学生们是否认真观察并记录了实验结果。
9.学生们对实验结果能否做出自己的解释。
10.全班讨论积极吗。
11.学生们是否认真地和别人交流。
12.同学之间是否密切合作并相互尊重。
13.学生们是否认真倾听别人的发言。
14.学生们是否对实验表现出兴趣和好奇心。


五、教学案例
做一个生态瓶
重庆市北碚区朝阳小学 李雨霖

教学目标
1.通过观察池塘群落生态系统，以此为蓝本设计生态瓶的建造方案。
2.能根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。
3.能相互听取意见设计方案，共同协作制作生态瓶，并分工进行管理和观察。

教学准备
学生：大饮料瓶、剪刀、建造生态瓶需要的材料、活动手册。
教师：池塘生态系统群落的挂图或视频资料。

教学活动过程
教学过程 教师活动 学生活动
引入 （播放池塘 群落视频） 1.创设情境：播放录像资料（美丽的池塘）。 在一片池塘里，有小鱼在悠闲地游来游去，有田螺，还有小虫子，当然也有水草和泥沙、石子…… 画面最后定格到一个池塘的剖面图。(随着学生的回答，画面自动出示水生生物的名称) 2.思考： 你知道池塘里有哪些水生生物？ 池塘里有哪些非生物? 这些水生植物需要哪些生存条件？ 池塘里的植物为动物提供了哪些帮助？ 非生物对生物有什么作用？ 1.观看或聆听情景介绍。 2.思考，请学生回答。 学生回答，别的学生可以及时补充、反驳。
设计建造 生态瓶的方案 大家分析了池塘里的生物之间有一些密切的联系，为了方便研究，今天老师带领大家在教室里做一个生态瓶。 ● 首先我们一起来设计一个建造方案吧。 要做一个生态瓶，需要考虑哪些因素呢？ ● 现在请每个组进行方案设计，大家分工协作，同时做好记录。10分钟后交流。 ● 交流建造方案。 ● 共同完善、修订方案。 做什么事都应该有计划。 （期望针对生物、非生物、制作方法学生提出某个条件，教师追问为什么，在此形成思维上的较充分交流，便于学生设计方案。重点是材料〈种类、数量〉的选择都与生物容易生存有关。） 分组进行设计活动。 2~3个组依次上台，用展台投影出本组设计的方案，学生代表进行介绍。 其他学生补充、质疑、评价（包括提问），提出不同的看法等。 各组用1~2分钟修改方案。
做生态瓶 ● 建造活动。 老师只准备了部分材料，自由上台选取，注意按设计方案进行建造。 ● 评价延伸 大家生态瓶做得非常不错，课后补充材料，完善建造。 同时，老师希望大家能做一个观察生态瓶的计划，持续观察生态瓶并记录在活动手册上。 分组进行建造活动。





六、参考资料

生物的环境
对于每一个生物来说，周围的一切都是它的环境。环境因素很多，就其性质来说，可以分为非生物因素和生物因素。非生物因素包括阳光、温度、水、空气、土壤等，生物因素包括同这种生物有关系的其他生物。

动物与阳光的关系
光是决定动物的分布和行为的一个重要因素。例如，白天的长短对鸟类的迁徙时间、鱼类的产卵时间有显著的影响。不同的动物对光的依赖程度也不相同，其中低等动物和昆虫最为明显，有日出性和夜出性的区别。

动物与温度的关系
大多数动物生活在-2 °C～50 °C的温度范围内，最适宜温度为20 °C～25 °C。不同动物对高温的忍受限度是不同的。淡水动物能忍受40 °C左右的水温，海水动物只能忍受30 °C的水温。爬行动物和鸟类能在45 °C以下的温度中生活，哺乳类动物热到42 °C以上就可能死亡。

食物链的形成
食物链是指生物之间互相依存的食物关系。俗话说的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米啃泥底”，就生动而形象地比喻了这种相依为命的食物链关系。自然界中的这种食物供求的关系链，实质是物质和能量以食物链的方式进行的流动和转变。食物对任何生物来说都是极为重要的，它能供应生活所需的能源，修补受损机体及生长之用。而吃和被吃的行为在生物之间是互相紧密联系的，这就促成了食物链的形成。

食物链和食物网
在野生动物界中弱肉强食的事件不断发生，营造了一个永不停息的能量与物质变化过程，好像链条般环环紧扣，形成了一条食物链。一般来说，食物链的起点都是由能够将太阳能转变成化学能的植物（生产者）开始，再经摄食它们的动物（初级消费者），辗转到更高层的消费者（肉食动物）。不论是消费者还是生产者，当它们死后，个体便会被细菌分解，供其他的生产者使用，再次循环，而食物链也可以首尾相接成环状。当然，自然界中生物之间的食物供求关系并非是这么简单的一条链状或环状食物链，而是互相交织着形成了复杂的食物网。此外，以供求的数量来说，通常是生产者居多，而食物链中消费者层次越高，数目便越少，形成金字塔状，故称为生态金字塔。

生态群落
自然界的生态群落有大有小。小的如一片草地、一个池塘等，大的有湖泊、海洋、森林、草原等。池塘是一个典型的生态群落，池塘里有各种水生植物、水生动物和细菌、真菌，以及这些生物生存所必需的水、底泥、阳光、温度等非生物环境。水生植物利用太阳能进行光合作用，把水和底泥中的营养物质和大气中的二氧化碳转化为有机物，贮存在植物体内，小型浮游动物以浮游植物为食，浮游动物和有根植物又被鱼类当做食物，水生植物和水生动物的残体最终被水和底泥中的细菌、真菌及腐食性动物分解成无机物，释放到环境中，供植物重新利用。

生态系统
大自然中约有200万种生物。它们之间互相结合成生物群落，靠地球表层的空气、水、土壤中的营养物质生存和发展。这些生物群落在一定范围和区域内相互依存，在同一个生存环境中组成动态平衡系统，叫做生态系统。生态系统包括动物、植物、微生物及其周围的非生物环境(又称无机环境、物理环境)四大部分，这就是四位一体的自然界。
生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径就越复杂，调节能力就越强。但是，生态系统本身的调节能力是有限的，如果人类大规模地干扰，生态系统的自动调节就变得无济于事，生态平衡就会遭到破坏。

自然选择
自然界对生物的选择作用，即适者生存，不适者淘汰的现象，是达尔文进化论的主要内容。主要表现在三个方面:第一，生物与环境条件间的斗争，所有生物都不能离开环境条件而生存，所以生物经常与不利的环境条件进行斗争，在这个斗争中，凡是能够适应环境变化的生物，就生存下来，继续繁衍后代；凡是不能适应环境条件的生物就不能生存。第二，生物种间的斗争，占优势的个体或物种保留了下来，处在劣势地位的往往被淘汰。第三，同一物种内不同个体的斗争，同种动物间争夺食物，同种植物间争夺阳光和肥水等，往往是强者胜、弱者败，胜者生存，败者淘汰。自然选择是一个漫长的过程，是物种形成的主要因素。

生存竞争
生存竞争又称“生存斗争”，是达尔文进化论中的一个论点。指生物处在复杂的环境条件下，为了自身的生存和保留后代所进行的斗争。主要包括三个方面：一是生物与无机环境的斗争，例如生长在沙漠的植物必须与干旱作斗争；二是不同种生物的斗争，即种间斗争，例如狼要吃兔，兔子必须迅速逃跑才能避免遭殃；三是同种生物的斗争，即种内斗争，例如一块稻田中的禾苗为了各自的生长发育而争夺养分、水分和阳光的斗争。生存斗争往往是你死我活的，表现形式可以是直接斗争，例如两只狗为争食同一块食物而打架；也可以是间接斗争，例如牛和蝗虫都吃草，虽然它们彼此不打架，相互间也不知道都在争食同一种食物，但是一大片草地如果被大批蝗虫吃个精光，那么，牛便会挨饿甚至死去。
一些弱小的生物为了生存和繁衍后代，往往有高度的生殖能力，这种现象称作“繁殖过剩”，如许多植物一个个体产生的种子常常是成千上万。一些昆虫和鱼类产卵的数量也是多得惊人。这是生存斗争的一种手段。
生物和自然环境的斗争，只有适应环境的才能存活下来并繁衍后代。生物之间为生存的斗争，只有胜利的才能存活和繁衍后代，失败的往往要被淘汰。地球上许多现存的生物，都是经过这样漫长的自然选择，“汰劣留良”地进化而来，这种生存斗争永无休止地进行着。

我国野生动植物及其栖息地的保护工作
截至2000年年底，我国共建立各类型自然保护区1 276处，总面积1.23亿公顷，占国土面积的12.81%，居世界前列。为加强珍稀动植物保护，林业部组织实施了濒危物种拯救工程，促进了一些濒危物种种群的恢复和发展。我国先后颁布了《森林法》《草原法》《野生动物保护法》《野生植物保护条例》《中国珍稀濒危保护植物名录》《国家重点保护野生动物名录》《自然保护区条例》《森林和野生动物类型自然保护区管理办法》等法律法规，为野生动植物保护和自然保护区建设提供了重要的法律保障。

我国正在实施的15个野生动植物拯救工程
拯救大熊猫工程、拯救朱鹮工程、拯救老虎工程、拯救金丝猴工程、拯救藏羚羊工程、拯救扬子鳄工程、拯救大象工程、拯救长臂猿工程、拯救麝工程、拯救普氏原羚工程、拯救野生鹿类工程、拯救鹤类工程、拯救野生雉类工程、拯救兰科植物工程、拯救苏铁工程。




光

一、单元概述
光与我们的生活关系十分密切。光究竟是什么呢？光是一种电磁波。按波长电磁波可以分为无线电波、红外线、可见光、紫外线等几个波谱区。其中可见光区又可细分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。光既有波动性，又具有粒子性。光是一种物质，光也是一种能量。
由于学生的理解水平所限，小学科学中不可能指导学生从光的本质上去认识光。本单元只引导学生观察发现它的传播特点——直线传播和反射现象，另外认识太阳光具有热能，探究阳光强弱和温度的关系。
学生天天和光接触，对于光的传播特点和光可以转化为热，他们有自己的观察和发现。生活中他们也接触了一些利用光的原理制作的玩具和仪器。因此本单元的教学是具有一定基础的。
这一单元中内容是这样安排的。
第1~4课研究光的传播特点（路径、反射），第5~7课研究阳光强弱和温度的关系。
研究光的传播特点从观察光和影的关系开始，包括第1课“光和影”、第2课“阳光下的影子”。因为影子的产生和其特点正好反映了光直线传播的规律。所不同的是，第一课时在教室里进行，后一课时在室外观察阳光下影子的变化。
第3课“光是怎样传播的”，是在前面观察的基础上，推测和验证光的传播特点，即光是沿直线传播的。然后回过头去解释影子的成因。
第4课“光的反射”，是第3课的延续。光的传播特点还包括光遇到物体会反射，反射光也是直线传播的。本课通过三个逐渐增加难度、层层递进的活动，让学生理解光的反射，并知道反射光也是直线传播的。
从第5课开始，探究光和热的关系。许多光源在发光的时候也在发热。太阳给我们带来光明的同时，也给我们带来了温暖。但是光的强弱和温度有什么关系呢？本课让学生通过实际的观测得出自己的结论。
第6课“怎样得到更多的光和热”，这一课内容紧接着上一课的内容，研究光的强度与热的关系。重点从材料的性质和物体受阳光照射的角度去探究。
第7、8课是在前面研究的基础上，设计、制作、评价、改进学生们的太阳能热水器。因为太阳能热水器涉及到很多科学原理，所以这两课的活动要综合运用前面所学的知识。首先观察、了解太阳能热水器的结构以及工作过程和原理，接着是设计、制作简易的太阳能热水器。最后通过展示、实践、评价、交流来进一步理解本单元的知识和技能。



二、单元教学目标

科学概念
● 影子产生的条件是光源、挡光物体和屏。
● 像电灯这样可以自己发光的物体叫做光源。
● 在光的照射下物体影子的长短、方向、大小和光源的位置、方向、距离有关。
● 影子的形状和光源所照射的物体侧面的形状有关。
● 一天中，阳光下物体的影子会随着太阳位置的高低和方向的改变而改变。
● 光是直线传播的。挡光物体会有影子，是因为光是直线传播造成的。
● 光在传播过程中碰到物体，会发生反射，反射光也是直线传播的。
● 光的反射原理在生产生活中广泛应用。汽车反光镜、潜望镜等都是人们对光反射原理的运用。
● 许多光源在发光的时候也在发热。太阳是地球最大的光源和热源。
● 利用凹面镜和凸透镜会聚光线的特性，可以得到强光和高温。这在实际生活中已得到广泛运用。
● 物体吸热的本领与物体的颜色、表面粗糙程度以及阳光的照射角度有关。
● 太阳能是一种清洁、节能、安全的能源，人们正在大力开发和使用太阳能。

过程与方法
● 探究影子产生的条件，观察影子、光源、物体之间的关系。
● 用日影观测仪观察记录一天中物体影子的变化，寻找变化规律。
● 通过对比实验探究阳光的强弱、材料的属性、物体受阳光照射的角度和物体升温快慢的关系。
● 较准确地记录实验、观察中的数据，并根据这些数据绘制出柱状图。
● 根据实验现象和数据进行分析和推理，做出自己的解释。
● 制作简易潜望镜，设计、制作简易太阳能热水器。

情感、态度、价值观
● 形成对光的研究的兴趣。
● 认识到认真观察、实验、实事求是地记录观察数据的重要性。
● 认识到自然事物之间的变化是有联系有规律的。


三、分课时教学建议

第1课 光和影

（一）背景和目标
本课是本单元的起始课，从本课到第4课将指导学生认识光的传播特点。认识光的传播特点从观察影子开始，因为影子的许多特点，比如说影子总是在背光的一面等现象，显示了光的传播是直线的。
五年级的学生对于影子的产生和特点已经积累了不少经验，他们知道影子的产生必须要有光和物体，影子随着光的改变而改变，等等，但是他们的这些认识还比较模糊，因此有必要通过教师的指导，实际地去观察、去发现光和影子之间的规律。
本节课的教学思路是：从生活现象出发，引出相关概念，然后通过活动探究规律，最后用规律解释现象，同时深化对规律的理解和掌握。
本课的内容分为两部分。第一部分是光源；第二部分是影子。学生经历的主要活动有：
● 通过影子游戏，进入新课学习，总结影子产生的条件。
● 认识什么是光源。
● 探究在光的照射下影子的变化规律。
● 认识投影，发现物体的形状和影子之间的关系。
● 再次通过影子游戏，验证光和影的关系。

科学概念
● 光源、遮挡物和屏是影子产生的条件。
● 可以自己发光的物体叫做光源。
● 物体影子的长短、方向随着光源位置、方向的改变而改变；物体影子的大小与物体和光源之间的距离有关；物体影子的形状和光源所照射的物体侧面的形状有关。
● 从不同侧面照射得到的物体的影子叫做投影，投影在我们生活中很有用处。
过程与方法
● 做光和影的实验，并将观察结果准确地进行记录。
● 根据实验结果分析推理出光源、遮挡物、影之间的关系。
情感、态度、价值观
● 认识到事物之间的变化是有联系的，也是有规律的。
● 在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。

（二）教学准备
分组实验器材：手电筒、4开的白卡纸（屏）、约5厘米高的长方形小木块、铅笔、尺子。
教师准备：有窗帘的教室(本课的活动最好能用窗帘遮挡光线，保证实验效果)，投影画形式的交通标示牌、广告等。

（三）教科书说明
“影子游戏”这个活动的目的是创设一个情境，激发学生的学习兴趣，让学生进入探究光和影之间关系的学习，同时从中发现影子产生的条件。学生都玩过手影游戏，但未必都能知道其中的道理。通过这个活动，可以让学生认识到，生活中的一些看似司空见惯的现象，其实都蕴涵着科学道理。通过这个活动，学生要知道产生影子的条件：光源、遮挡物、屏（即能够呈现影子的物体，如墙面、地面等），且遮挡物要在光源和屏之间。
第一部分：什么是光源
我们平常接触的光很多，白炽灯光、日光灯灯光、太阳光、月光、激光，等等。到底什么才是光源呢？教材中提供的图片分别是：蜡烛、太阳、日光灯和萤火虫。根据学生的水平，教科书上是这样定义的：“像电灯这样能自己发光的物体叫做光源。”根据这个标准来判断，月亮就不是光源。那么没有通电的电灯，没有点燃的蜡烛算不算光源呢？也不算，因为它们虽然能自己发光，但处在没有发光的状态，所以不算光源。也就是说判断一个物体是不是光源，首先是要在发光的前提下。正在发光，而且是自己发出的光，而不是反射其他物体的光，这样的物体才叫光源。
第二部分：影子
这个活动的目的是探究在光源的照射下，物体影子变化的特点，这是本课教学的重点。该活动分为三个小的活动，教科书分别用图和文字说明了实验的方法和要求，学生要照图上的要求做实验，并把实验结果画在课本上相应的地方。这三个实验分述如下。
“影子随着光源位置的改变而改变”。教科书上所示5个不同位置的光源，在实验中应该是一个一个分别出现的。它们在方向和照射的角度上都发生了改变。因此被照射物体的影子会在方向和长短上发生变化。通过这个活动可以发现：影子的方向随着光源的方向改变而改变，影子总是在背光的一面。影子的长短随着光源照射的角度改变而改变：光源直射时，影子最短，随着斜射的程度越来越大，影子越来越长。
“影子的大小与遮挡物和光源之间的距离有关”。教科书出示的图中，物体离光源的距离越来越远，被照射物体的影子应该越来越小。这是因为在光屏和光源位置一定的情况下，遮挡物离光源越近，它挡住的范围越大，在光屏上形成的影子就越大。
“影子的形状和光源所照射的物体侧面的形状有关”。
图中所示的是光源分别从一个横放的长方体的正上方和右侧面照射。因为这个物体是一个长方体，不同侧面的形状不同，从不同的侧面照射就会得到不同的影子，这是因为不同侧面对光的不同遮挡情况造成的。
关于投影，教科书指出：“像这样，从不同侧面照射得到的物体的影子叫做投影。投影在我们生活中很有用处。”值得说明的是并非所有的影子都是投影，只有投射到一个面上的影子才叫投影。投影在生活中有什么用呢？大街上的交通标示牌、洗手间门口的标示牌等很多地方用到了投影画，可以说这是一种简单形象的标志。另外在我们的工业生产和设计中也大量地采用了投影制图。
课文最后要求学生再做一做手影游戏，一方面是总结和巩固这堂课的探究成果，同时也让学生在游戏中去验证这些规律。

（四）教学建议
1.引入
因为是开始学习一个新的单元，教学活动可以从了解学生开始，通过谈话了解一下学生对于光已经知道些什么，还想知道什么。然后提出我们这个单元的学习是要探索光的秘密。
2.关于影子产生的条件
活动前教师可以提出这样的问题，我们怎样才能看到自己的影子？学生往往忽视“屏”这个条件。这时教师不必急于纠正，因为通过实际操作以及讨论和交流，学生们会知道影子的产生不仅需要光、挡光物体，还需要屏（墙面、地面或其他物体）。
3.关于“光源”的教学
教师可以接着上面的话题提问：影子的产生需要光，那么，我们知道哪些物体能发光呢？在学生列举的许多发光物体中，教师可让学生进行分类，哪些物体自己能发光，哪些物体是反射其他物体的光，从而提出像电灯这样自己能发光的物体叫做光源。
4.“影子的特点”是本课探究的重点
活动前，教师可以先了解学生对这个问题的想法。提出在影子游戏这个活动中，我们除了知道影子产生的条件外，还有什么发现吗。可能有的学生已经发现光源和影子的方向、大小有关系，教师应给予鼓励。并告诉学生，下面我们再通过一些活动继续探究光源和影子的秘密。
探究影子特点这一活动的要求和操作方法都已写在课文中了，教师可先让学生自己看教科书，看看学生是否能理解这3个活动的实验方法、步骤和要求。如果学生理解有误，教师再作必要的讲解和提示。进行影子随着光源位置的改变而改变的活动时，教师要提示，光源位置的改变包括光线照射的角度和方向（不包括远近）。角度可通过目测光线和水平桌面之间的夹角大致估计，方向用左、右、前、后描述。当光源垂直照射在物体的上面时，要提高物体，使物体稍微离开桌面才能看到影子。因为是第一个实验，而且难度较大，教师最好示范、演示实验和记录的方法。同时要求学生先在桌上的白纸（屏）上用铅笔画下实际的影子，然后再把结果画在课本上。
关于影子的大小与遮挡物和光源之间距离关系的活动，教师要提示，屏最好垂直竖起来，屏和光源位置不变，只改变遮挡物离光源的距离，最后要把影子记录在课本上的表示屏的那条线上。
在做影子的形状和光源照射物体侧面关系的活动时，教师要提示，当光源垂直照射在物体的上面时，要使物体离开桌面才能看到影子。实验结果要画在课本上相应的地方。
5.回顾和总结
可以引导学生回忆：我们今天学习了光的哪些知识，发现了什么规律。再做一次影子游戏，验证一下我们发现的这些规律。验证的内容可以是：改变光源的位置，手影发生了什么变化；改变光源离物体的距离，手影发生了什么变化；让光源照射手的不同侧面，得到的手影有什么不同。

第2课 阳光下的影子

（一）背景和目标
本课活动和前面一课的内容有着密切的联系，同样是研究光和影子的关系，不过这一课的观察活动要求在阳光下进行。是对上节课在探究活动中所发现的规律在自然环境中的验证、拓展和进一步理解。本课不仅是上节课的继续，同时还为学生今后学习“时间”“宇宙”等单元的内容打下一定的基础。
教科书内容分两部分。第一部分：观察阳光下物体影子的变化；第二部分：整理我们的记录。

科学概念
●阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变，影子总是和太阳的方向相反。
●阳光下物体影子长短的变化是随着太阳在天空中的位置变化而变化的，太阳位置最高时影子最短，太阳位置最低时，影子最长。
●人们很早就知道利用阳光下物体影子的变化规律来测定时间。
过程与方法
●推测阳光下物体影子怎样变化。
●利用简易的日影观测仪，观测阳光下物体的影子的长短和方向的变化，并收集相关的数据。
●根据一天中影长变化的数据制作出影长随时间变化的柱状图。
●根据观察数据，发现阳光下物体影子在一天中的变化规律。
●运用阳光下物体影子变化的规律，解释人们为什么能用影子计时。
情感、态度、价值观
●认识到自然事物是在不断变化的，事物的变化之间是有联系和有规律的。
●能够按活动要求坚持观察和如实记录数据。
●能够根据数据和现象实事求是地进行分析和推理。

（二）教学准备
分组实验器材：简易的日影观测仪、指南针。
教师准备：日晷的图片或课件。

（三）教科书说明
本课教学从提出问题开始：阳光下物体的影子也在变化吗？是怎样变化的？要求学生说说自己的推测及理由，并把大树的影子添画在教科书的图上。一天中大树的影子应该随阳光的方向和位置的高低发生变化。也就是说太阳是从东—偏南—西，大树的影子刚好相反，是从西—偏北—东。影子的长短变化则是清晨长，逐渐变短，中午最短，然后逐渐变长，到太阳偏西快落山时最长。
第一部分：观察阳光下物体影子的变化
指导学生通过观察阳光下物体影子的变化来验证自己的想法。如何观察呢，教科书具体介绍了制作简单的观察仪器——日影仪的方法和如何利用它来进行观察，并要求学生把观察数据填写在表格上。
观测中要求观察太阳和影子的方向。学生可能发现，太阳升起的方向并不是正东，太阳落下去的方向也不是正西。对这个问题教师要有思想准备。实际上，只有在春分和秋分这两个节气日，太阳才是从正东方向升起，正西方向落下，在其他时间都有规律地偏移。在夏季，日出在东偏北的方向，日落在西偏北的方向；在冬季，日出在东偏南的方向，日落在西偏南的方向。而正午太阳的方向都是在南方（因为我国处于北半球），当然对学生的测量不必要求这么精确，如果学生发现了应该给予鼓励。
第二部分：整理我们的记录
要求学生把记录的数据转化成柱状图（也叫条形图），反映影长怎样随时间变化。柱状图是整理信息的方法之一。由于柱状图很直观，便于学生发现影子变化的规律。教科书要求“在课堂上每隔10分钟观察、记录一次。课后继续观察，每隔一节课观察一次，把太阳的位置和方向、物体的高度和影子的长度都记录下来”。制作柱状图时，注意时间坐标是以整点为标记的，要对记录的数据进行选择。
一天中阳光下物体的影子是怎样变化的呢？影子的方向和长短随着太阳的方向和位置的高低来变化。早上太阳在东偏北，影子在西偏南。中午太阳偏南，影子就偏北。下午太阳在西偏北，影子就在东偏南。至于影子的长短，清晨和傍晚太阳位置最低，影子最长；正午太阳位置最高，影子最短。
这里要注意当地中午12点，可能并不是太阳位置最高的时候，因此物体的影子也可能不是最短的时候。“我们还有什么发现？”指的就是上述问题。对于坚持观察、认真观察记录的学生很可能会发现这个问题。
这是为什么呢？这是由于地球自西向东自转，各地的经度不一样，昼夜到来的时间也就不一样，正午的时间也会有所不同。我国地域广阔，全国采用的都是北京时间——东八区中央经线120度的时间。当东经120度的正午时间12：00时，许多地方就不一定是正午时间（一天中太阳位置最高的时候）。比如北京地区在东经116.46度，与东经120度仍有14.1分钟的误差（每相差1度就相差4分钟）。北京地区一天中太阳的位置最高、影子最短的时间应该是在中午12：14分的时候。

（四）教学建议
1.本课教学活动建议用两课时进行。第一课时指导观察和进行观察，第二课时整理观测数据、交流讨论发现规律。
2.教学活动可以这样引入。首先复习一下上节课学到的知识，即影子变化的特点。然后问学生，在阳光下我们看到过影子吗？

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