第一篇:教科版小學科學六年級下冊全冊教師用書教學參考書
義務教育課程標準實驗教材
科學
教師教學用書
六年級下冊
目錄用說明??????????????????????????????????1 教科書整體結構表???????????????????????????????4 本冊教科書的教學日標與內容概要????????????????????????5 主要材料清單?????????????????????????????????7 各單元說明與教學建議?????????????????????????????8 微小世界
一、單兀概述?????????????????????????????????8
二、單元教學日標???????????????????????????????9
三、分課時教學建議(背景和日標、教學準備、教科書說明、教學建議)????????10
第1課放大鏡 ??????????????????????????????10
第2課放大鏡下的昆蟲世界·.................................................................14
第3課放大鏡下的晶體·.......................................................................1g
第4課怎樣放得更大·..........................................................................23
第5課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(一).............................................28
第6課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(二).............................................31
第7課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(三).............................................36
第8課微小世界和我們·.......................................................................42
四、評價建議····························································??47
五、參考資料····························································??48 物質的變化
一、單元概述····························································??56
二、單元教學日標························································??58
三、分課時教學建議(背景和日標、教學準備、教科書說明、教學建議)...............5g
第1課我們身邊的物質·.......................................................................5g
第2課物質發生了什么變化·.................................................................62
第3課米飯、淀粉和碘酒的變化·...........................................................65
第4課小蘇打和白醋的變化·.................................................................6g
第5課鐵生銹了·................................................................................73
第6課化學變化伴隨的現象·.................................................................76
第7課控制鐵生銹的速度·....................................................................7g
第8課物質變化與我們·.......................................................................g2
四、評價建議·····························································??87
五、參考資料·····························································??88 宇宙
一、單兀概述····························································??92
二、單元教學日標·························································??94
三、分課時教學建議(背景和日標、教學準備、教科書說明、教學建議)...............g5
第1課地球的衛星一月球·.................................................................g5
第2課月相變化·................................................................................gg
第3課我們來造“環形山”...............................................................103
第4課日食和月食·..........................................................................107
第5課太陽系·................................................................................111
第6課在星空中(一).....................................................................116
第7課在星空中(二).....................................................................120
第8課探索宇宙·.............................................................................123
四、評價建議···························································??129
五、參考資料····························································??130
環境和我們
一、單元概述·····························································??155
二、單元教學日標························································??156
三、分課時教學建議(背景和日標、教學準備、教科書說明、教學建議)···········??157
第1課一天的垃圾···················································??157
第2課垃圾的處理·..........................................................................15g
第3課減少丟棄及重新利用·..............................................................162
第4課分類和回收利用·....................................................................165
第5課一天的生活用水···············································??169
第6課污水和污水處理·....................................................................171
第7課考察家鄉的自然水域·..............................................................174
第8課環境問題和我們的行動·...........................................................176
四、評價建議····························································??180
五、參考資料·····························································??181
使用說明
與教科版科學教科書配套的《科學教師教學用書》是為切合教師教學的實際需要而 編寫的,三至六年級共8冊。為了能清晰而簡明地表達課程設計的意圖,同時方便教師備 課,我們設計了一些欄日和提供了相應的資源。
下面是與使用有關的幾點說明。
一、教師用書的體例和作用
本冊教科書的教學目標與內容概要列出本學期的主要教學內容和在學生科學素養培養方面希望達成的日標。為教師了解全學期的教學任務提供完整的框架和概貌。主要材料清單
列出本學期探究活動涉及的主要實驗和需要的器材料,供教師作計劃和提前準備時使用。各單元說明與教學建議
用文字形式介紹本單元的主要教學活動和活動間的結構,說明本單元的教學在整個教科書框架體系中的地位和意義。單元教學目標
根據課程標準從科學概念、過程與方法、情感態度價值觀三個方面,列出本單元要實現的教學日標,為教師把握單元教學提供方向。背景和目標
這是分課時,說明教學內容選擇的知識背景和學生的認識背景,方便教師理解教學活動的設計意圖。所列的教學目標是直接針對該節課的。教科書說明
用圖文對照的形式詳細說明正文、照片、圖片、圖表、對話框所包含的意義,對教科書正文中提出的問題給出必要的答案或說明?!虒W建議
有針對性地為教學提供參考性策略,對教學中容易出現的問題給予提示?!u價建議
立足單元教學指出評價的主要方向、可使用的依據以及可采用的評價方法。
二、課時安排建議
修訂后的教科書每冊均安排了4個教學單元。3, 4年級每個單元包含7個教學活動,5, 6年級為8個教學活動。原則上每個教學活動的時間為1課時,這是根據日前全國絕 大部分地區小學科學課中、高年級均為每周2課時的現狀安排的。在設計時,我們也考慮 到個別省份科學課的開設已經實現了課程標準的要求,因此在活動內容的安排上保持了 彈性。針對這樣的地區,我們建議在課時安排上可以采取下面的辦法來解決:
(一)對典型的科學探究活動展開充分的探究,不以1課時為限制。例如“比較水的 多少”“總結我們的天氣觀察”等;
(二)加強單元后的總結性教學,幫助學生梳理概念、澄清觀點,開展單元性的評價 活動;
(三)實現教科書中已設計的拓展性活動,或資料庫中的拓展性活動。這些活動對學 生的發展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設計制作一個強磁力電磁鐵”等。為此 每個單元安排3節左右的機動課時是適宜的,也是可操作的。
三、教學目標的表述
在這套教師用書中,我們根據課程標準的要求和新的科學教育研究成果,將教學日 標分別從科學概念、過程與方法和情感態度價值觀三個方面來表述??茖W概念的陳述是 用一句完整的話來完成的,它比一個簡單的詞有了更豐富的內涵,表達的是一個科學的 觀點或思想??茖W概念也可以劃分為不同的層次,例如核心概念和具體概念。每一個核 心概念是由不同的具體概念組成的,而具體概念是從科學事實中歸納出來的。以科學概 念作為教學日標,將促進學生對事實的理解,有助于他們形成重要的科學觀念和思想,體現了科學教育改革的新方向。
四、概念圖和圖表的使用
修訂后的教科書引人了多種形式的概念圖和圖表,因為它們是學生學習科學的有用 工具。運用這些工具,學生可以記錄和加工整理信息,同時用來描述概念。教師也可以 借此了解學生的初始想法,為教學確定起點。
維恩圖是一種選擇、分類和比較信息的非常有用的工具??梢詭椭鷮W生記錄下他們的觀察結果。兩個圓可以呈現不同的信息,比如只屬于陸生植物的特征和只屬于水生植物的特征應分別記在一個圓里,而它們的共同特征則應記人兩個圓的交叉部分。
網狀圖是概念圖中的一種,它的作用是用圖解的形式記錄與中心詞有關的觀點和內容,呈現中心詞和與之相關內容之間的關系。
使用網狀圖可以幫助學生圍繞中心詞作盡可能多的聯想,由此教師可以了解到哪些知識是學生已經知道的。
氣泡圖是一種簡單的網狀圖,它可以幫助學生對中心詞(主題)作出聯想,記錄下他們已經觀察和了解到的內容。
柱狀圖(條形圖)是在坐標圖上用填充的方式,完成的數據表達,表現為條形圖,一般由兩組數據組成,例如時間和影長、時間和溫度等。柱狀圖可以直觀地表現數據之間的差異。
記錄不僅僅可以用文字,科學圖畫也是適合小學生記錄觀察和與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節上。為了真實地記錄,學生必須仔細地觀察,記下每個小的特點和線條。使用這種記錄方法可以提高每個學生的觀察能力,教師也可以從中評價他們的觀察、表達和理解的能力。
教科書整體結構表
修訂后的教科書共32個單元,更好地體現r課程標準的要求。覆蓋r生命科學、物 質科學和地球與宇宙科學三大領域標準所規定的相關內容。教科書以科學概念和科學探 究兩大主線并行發展的方式建立r自己的整體結構。
書中每個單元后設置r資料庫,是為r便于學生深人理解該單元的科學概念、豐富 他們的已有經驗和發展他們探究科學的興趣,是科學課學習的重要組成部分,但僅供學 生閱讀。
┌──┬────────┬────────┐ │
│上學期
│下學期
│ ├──┼────────┼────────┤ │三
年
│植物
│植物的生長變化
│ │級
├────────┼────────┤ │
│動物
│動物的生命周期
│ │
├────────┼────────┤ │
│我們周圍的材料
│溫度與水的變化
│ │
├────────┼────────┤ │
│水和空氣
│磁鐵
│ ├──┼────────┼────────┤ │四
│溶解
│電
│ │年
├────────┼────────┤ │級
│聲音
│新的生命
│ │
├────────┼────────┤ │
│天氣
│食物
│ │
├────────┼────────┤ │
│我們的身體
│巖石和礦物
│ ├──┼────────┼────────┤ │五
│生物與環境
│沉和浮
│ │年
├────────┼────────┤ │級
│光
│熱
│ │
├────────┼────────┤ │
│地球表面及其變化│時間的測量
│ │
├────────┼────────┤ │
│運動和力
│地球的運動
│ ├──┼────────┼────────┤ │六
│工具和機械
│微小世界
│ │年
├────────┼────────┤ │級
│形狀與結構
│物質的變化
│ │
├────────┼────────┤ │
│能量
│宇宙
│ │
├────────┼────────┤ │
│生物的多樣性
│環境和我們
│ └──┴────────┴────────┘
本冊教科書的教學目標與內容概要
本冊內容由“微小世界”“物質的變化”“宇宙”和“環境和我們”四個單元組成。
“微小世界”單元,將引領學生經歷從肉眼觀察到放大鏡觀察,再到顯微鏡觀察 的過程,讓學生觀察豐富多彩的昆蟲、晶體、細胞及微生物,使他們既了解人類觀 察工具的發展歷程,又對人類探索微觀世界的部分成果進行梳理,擴大視野,提高 認識。
“物質的變化”單元,學生將通過一系列的研究,觀察和認識物質變化是常見的自然 現象,物質的變化分為物理變化和化學變化兩種類型。在研究化學變化的過程中,學生 將根據化學變化伴隨的現象,認識到化學變化的本質是產生新物質,從而將化學變化與 物理變化區別開來。
“宇宙”單元,學生將在感知的基礎上,對收集到的信息進行處理,建立有關環形 山、太陽系、星座、星系等模型,對月相、環形山、日食、月食、星座、星系等有初步 的認識。希望他們能認識到宇宙是一個龐大的、運動變化著的系統,不同宇宙空間分布 著不同的天體。人類通過不斷的探索,將發現越來越多的宇宙奧秘。
“環境和我們”單元,從垃圾和水兩個主題出發,學生將探究垃圾的來源、成分和處 理方法;將探究水污染的成因,了解污水處理的方法等,從而對人類生活帶來的環境問 題有一定的了解,真切地認識到環境問題是人類面臨的重大社會問題,并且能夠從身邊 的點滴小事做起,開展環境保護行動。
通過以上不同視角對周圍世界的探究,學生將會對小學階段所學的物質世界、生命 世界、地球與宇宙等內容有一個概括性的認識:世界是變化著的,多樣的;世界是物質 構成的,人無時不刻不在與之進行物質和能量的交換,我們應當保護地球環境。
在本冊的學習過程中,學生的探究能力、情感態度價值觀也將得到進一步的發展。本冊的重點是:
1.通過系列化的探究活動,較全面地收集證據。在本冊,學生除了通過觀察、實驗 方式外,還將學會用統計、調查、收集資料等方式來收集證據。比如對垃圾問題、水資 源問題的研究。
2.對各種證據進行處理,尤其是對資料進行分析整理。如根據資料對水中微生物的 研究,根據八大行星數據表建立太陽系模型等。
3.學習對現象進行科學解釋,獲得概念性理解。本冊將讓學生學習用多種不同的方 式對探究的結果進行解釋,如畫出通過顯微鏡觀察出的結果,畫日食成因圖,建立環形 山模型,形成垃圾問題的解決方案等。
4.加深對探究的理解。如在“物質的變化”單元中,分辨現象與證據的關系,認識 證據支持結果的重要性等。
5.在活動過程中體驗科學探究的樂趣,保持和發展探究周圍事物的興趣和好奇心。
主要材料清單
“微小世界”單元
觀察工具:不同放大倍數的放大鏡,玻璃片,平面鏡片,顯微鏡。
觀察對象:昆蟲或昆蟲器官(昆蟲的足、翅、觸角等)標本;食鹽、味精、礦物晶 體;水中的微生物如草履蟲、眼蟲等;洋蔥、動物、植物和人體的細胞裝片。
其他工具或材料:小刀、滴管、碘酒、吸水紙、載玻片、蓋玻片、脫脂棉或其他纖 維。
觀察的圖片:多種生物細胞及細胞作用的課件或圖片。
“物質的變化”單元
實驗材料:火柴、生銹的鐵釘和鐵片、蠟燭、米飯、淀粉、碘酒、幾種常見的食物、小蘇打、白醋、鐵銹、硫酸銅溶液、涂有油漆的鐵制品、小自行車、白糖、檸檬酸、自 制電路檢測器。
其他工具:滴管、榔頭、鑷子、玻璃杯、小飲料瓶。
“宇宙”單元
模擬實驗材料:圓紙片、皮球、玻璃球、兵乓球、打氣筒、注射器、沙盤、電筒、蠟燭、紙板、橡皮泥、棉線、鐵絲、星空圖。
相關資料:有關月球、日食、月食、太陽系、北斗一七星、夏季星座、航天器、人類 宇宙歷程的圖片或多媒體資料。
“環境和我們”單元
觀察實驗材料:廣口瓶、洗凈的小石子、紙巾、墨水、有回收標志的塑料瓶、堆肥 箱、包裝盒。
常用工具:彈簧秤、自制量杯、放大鏡、顯微鏡。
相關資料:有關垃圾場、垃圾污染河道、回收垃圾、水污染等圖片或多媒體資料。
各單元說明與教學建議
微小世界
一、單元概述
通過前面三年半的科學課學習,學生已對身邊世界的許多物質及現象有了一定的認識。在六年級下冊,將進一步拓展學生的視野,指導學生認識較微觀的世界。本單元按人類觀察 工具的不斷發展,視野不斷開擴的線索編寫。學生將經歷用肉眼觀察,到放大鏡觀察,再到 顯微鏡觀察的過程。對昆蟲、晶體、細胞和微生物進行進一步的觀察,激發他們深人探索大 自然奧秘的興趣。使學生了解到,人類為了更好地探索自然界,一直在不斷地改進觀察工 具。觀察工具的改進,使人類的視野越來越開闊,發現了原來不知道的許多秘密。
本單元所指的“微小世界”,和通常所說的“微觀世界”有所不同。微觀世界一般指 分子、原子、電子等極微小的物質粒子的領域。由于觀察條件和學生理解水平的限制,本單元不從物質的分子、原子、電子這個角度去展開。只是擴展到用放大鏡和簡易的顯 微鏡能觀察到的微細的觀察領域。如常見的固體物質的晶體,小的昆蟲,昆蟲的器官,植物的細胞、水中常見的微小生物,等等。
本單元是一個綜合性較強的單元,所涉及到的內容有光學、生物、物質的結構、科 學發展史等方面。但教學的重點是拓展學生觀察的范圍,激發學生的觀察興趣,鼓勵他 們探究和發現大自然的奇妙,學習和領悟使用觀察工具的好處,體會科學、技術、社會 的關系。本單元也是一個比較開放的單元,課堂上的學習只是一個開端,希望學生把觀 察活動延續到課后,把觀察內容拓展到更多的方面。
各課內容簡要如下:第1課“放大鏡”。學生通過討論和體驗,對放大鏡的構造和功 能有進一步的了解。第2課“放大鏡下的昆蟲世界”和第3課“放大鏡下的晶體”。指導 學生用放大鏡觀察昆蟲的器官和物體的微細結構,體會用放大鏡比用肉眼觀察更有利我 們對身邊世界的了解。第4課“怎樣放得更大”。幫助學生了解從放大鏡到顯微鏡的發明 過程,認識到是顯微鏡的發明及不斷改進,使人類觀察到越來越小和越來越精細的物體 及結構,發現了微生物和細胞。第5, 6和7課“用顯微鏡觀察身邊的生命世界”。指導學 生用顯微鏡觀察微生物及細胞,了解人類用顯微鏡探索生命世界的成果,同時認識生命 體都是由細胞組成的,微生物具有生命的特征。第8課“微小世界和我們”,對單元學習進行回顧和總結,對人類觀察工具的發展以及對人類探索自然的成果進行梳理,并通過 查閱資料匯報交流,了解更多的人類探索微小世界的成果。
二、單元教學目標
科學概念
.放大鏡和顯微鏡能將物體的圖像放大,使我們能看到物體的更多細節。
.為了能將物體的圖像放大,透鏡應是透明的、中間較厚的,放大倍數與中間的厚度 直接有關。
.細胞是生物生命活動的最基本單位,生物都由細胞組成。
.微生物在大自然中廣泛存在著,它和我們的生活、生產、環境有著密切的關系。
.一些微生物太小,沒有放大鏡或顯微鏡便不能被看到。
.微生物是生物,具有生物的共同特點,也由細胞組成。
.微生物有在特殊環境下生存的結構。
.物質世界和生命世界是多種多樣的。
過程與方法
.運用手執透鏡及顯微鏡觀察生物及非生物標本。
.學習使用適當的器材及技術觀察細胞和微生物。
.通過文字、繪畫、討論等形式記錄、交流觀察結果。
.通過觀察實驗及收集資料,了解人類在探索微小世界方面取得的成果。并以多種方 式交流及匯報。
情感態度價值觀
1.發展探索微小世界的興趣。
2.認識到科學技術的發展會促進觀察工具的不斷進步,觀察工具的不斷進步對促進 科學的發展是十分重要的。
3.認識到我們周圍的物質世界是可以認識的。
4.對人類的探索精神和發明成果表示敬佩。
三、分課時教學建議 第1課放大鏡
(一)背景和目標
眼睛是人的主要觀察工具,但人的最高視力也只能看清楚1/5毫米的微小物體。多少 年來,發明一種能看到更小物體的工具一直是人類的夢想。早在一千多年前,人們發明 了放大鏡。今天放大鏡在我們的生活、工作、學習中被廣泛使用。
學生對放大鏡并不陌生,從三年級起放大鏡就伴隨著孩子們的科學學習。但是他們 對人類發明放大鏡的意義以及放大鏡的結構和功能不一定很了解。本課鼓勵學生在帶著 新的問題用放大鏡進行觀察的過程中,有新的發現。同時學習和了解一些關于放大鏡的 簡單光學知識。
科學概念
.放大鏡是凸透鏡,凸透鏡具有放大物體圖像的功能,用放大鏡觀察物體能看到更多 的細節。
.放大鏡廣泛應用在人們生活生產的許多方面。
.放大鏡鏡片的特點是透明和中間較厚(凸起)。
過程與方法
.正確用放大鏡觀察物體。
.比較用肉眼觀察和用放大鏡觀察的不同。
情感態度價值觀
.理解使用放大鏡觀察的意義。
.增強用放大鏡觀察身邊世界的興趣。
.認識到從肉眼觀察到發明放大鏡是人類的一大進步。(二)教學準備
分組實驗器材:放大鏡(最好有不同放大倍數的)、科學書或報紙上的照片、計算機
或電視機、圓柱形和球形的透明器皿、塑料薄膜、鐵絲、普通的玻璃片、平面鏡片、水。教師演示:不同放大倍數的放大鏡、相關圖片或課件(如放大鏡鏡片的結構等)。(三)教科書說明
教科書共3頁,共分三部分。第一部分:為什么要用放大鏡觀察;第二部分:放大鏡 下的新發現;第三部分:放大鏡的特點。
第一部分:為什么要用放大鏡觀察
人類視覺工具的發明是從放大鏡開
始的,我們的教學活動也從這里開始。學生對于放大鏡比較熟悉,他們常用放大鏡,但對于放大鏡的特點及功能又不完全明白。為了讓學生進一步明白使用放大鏡觀察的意義,編寫了這個部分。
這部分內容通過以下兩個活動進行: 一是讓學生回憶科學課學習中放大鏡的作用;二是學生填寫網狀圖和交流討論,了解人們使用放大鏡的工作范圍及意義。
第二部分:放大鏡下的新發現
活動目的是對比用放大鏡和肉眼觀察到底有什么不同。為什么要安排這個活動呢?因為許多學生只知道放大鏡能放大物體的圖像。讓學生再次用肉眼和放大鏡對比觀察科學課本上的照片以及電視機和計算機的屏幕,學生會體驗到放大鏡不僅能放大物體的圖像,還能看到物體的許多細節。
學生用放大鏡觀察印刷物上的照片和電視機、計算機的屏幕,觀察的結果是不僅圖像放大了,而且還會發現肉眼不能發現的秘密,那就是圖像是由色彩點組成的。
為什么印刷物上的照片是由點組成的?因為印刷上采用的是網點技術。彩色畫稿或彩色照片,其畫面上的顏色數有成千上萬種。若要把這成千上萬種顏色一色色地印刷,幾乎是不可能的。印刷時先將原稿進行色分解,分成青、品紅、黃、黑四色色版,再進行加網。原稿圖像一經加網以后,就把圖像分割成無數個規則排列的網點,構成網點負片,最后拷貝、曬成各色印版。印刷時再進行色的合成,由于我們眼睛的分辨能力有一定的限制,所以分辨不出來。
用放大鏡觀察電視機和計算機的屏幕,為什么看到的一個個小點由紅、綠、藍三色組成?這是因為電視攝像機的鏡頭攝人人或景物的影像后,利用折光鏡將光線分成3路,由3個攝像管分別感受光線中紅、綠、藍三種原色光,然后將感受的光線轉變為電信號。這些電信號被彩色電視機收到后便控制彩色顯像管里的3個電子束(電子槍)。顯像管管底的內壁涂有一層光敏材料一熒光粉,構成熒光屏。熒光屏在向外的一面含有40萬組熒光點,每組由三個熒光點組成,它們受到電子束激發后就產生對應的紅、綠、藍色光。這些熒光點很小,平時肉眼無法看見,而用放大鏡就能看見它是由紅、綠、藍三色組成。
通過對比學生知道放大鏡下的物體不僅放大了,而且有些細節,如課本或報紙上的圖片、計算機和電視機的屏幕,不用放大鏡是看不出它們由許多小點組成的。這樣的發現使他們很驚訝,引起觀察的興趣,從中體驗到用放大鏡和不用放大鏡所看到的物體不僅只是大小不同。
學生經常用放大鏡,但是不一定知道正確的使用方法。課文資料中,提示了正確使用放大鏡的方法。觀察方法一: 讓放大鏡靠近觀察的物體,觀察對象不動,人眼和觀察對象之間的距離不變,然后移動手持放大鏡在物體和人眼之間來回移動,直至圖像大而清楚。方法二: 放大鏡盡量靠近眼睛。放大鏡不動,移動物體,直至圖像大而清楚。
第三部分:放大鏡的特點
這是一個探究活動。探究兩個問題: “放大鏡為什么能放大物體的圖像?”“什么樣的放大鏡放大倍數比較大?”希望學生觀察放大鏡鏡片的特點,并比較它的鏡片和普
通的玻璃片、平面鏡片有什么不同,發現其中的秘密。放大鏡鏡片的特點是:透明、中 央厚邊緣薄。
接下來,通過一系列的思維活動鞏固和加深學生的理解。首先讓他們判斷生活中的 一些常見器具有沒有放大的作用?這需要一種推理性的假設:放大鏡鏡片是透明、中央 厚邊緣薄,它具有放大圖像的功能;那么只要有和放大鏡片同樣的結構,就應具有同樣 的放大功能。然后通過實際的觀察,學生的假設得到驗證。在此基礎上讓他們進行概括 總結:放大鏡的鏡片特點是透明、中央厚邊緣薄,凡是和放大鏡片具有同樣特點的器物,都具有放大功能。最后讓學生思考分析:人們為什么把放大鏡叫做凸透鏡?是因為鏡片 的中央凸起,且又是透明的。通過這一系列的活動,一步一步加深學生對放大鏡特點的 理解。
放大鏡之所以能放大,是因為放大鏡片是凸透鏡。光線通過凸透鏡會發生折射,當物體在凸透鏡的焦距以內,從物體某一點引出的平行于主光軸的人射線,和通過光 心的人射線不能匯聚到一點,只能在反向延長線上匯聚,所形成的像就是一個放大的 虛像。
(四)教學建議
1.為什么要用放大鏡觀察。
活動的思路是從我們科學課學習中對放大鏡的使用,再到人們在生產和生活中對放 大鏡的使用,從中了解放大鏡使用的廣泛性和重要性。
學生填寫的網狀圖有三層,最中間是“放大鏡”,第二層是哪些行業、哪些工種的人 經常使用放大鏡,最外層是他們用放大鏡干什么。活動日的是了解人們使用放大鏡的廣 泛性及意義。為了打開思路,這個活動要讓學生先在小組討論,然后再由每個學生自己 填寫。最后大組交流完成全班的大表格。在此基礎上,進行概括和總結。這么多的人都 在使用放大鏡說明了使用的廣泛性,其中公安、科研等很多重要的部門都使用放大鏡,說明使用放大鏡的重要價值。
通過這兩個活動要讓學生明白使用觀察工具的重要性,使用工具觀察比只用肉眼觀 察優越。
2.放大鏡下的新發現。
在觀察前,教師要了解學生是如何使用放大鏡的,他們知道正確的方法嗎?如果都 知道,教師在學生發言的基礎上簡單進行小結。如果學生的方法不太規范,教師要講解、指導并示范。也可以讓學生閱讀課文資料學習正確的使用方法。
讓學生使用放大鏡觀察科學課本上的照片以及電視機和計算機的屏幕。觀察過程中,一定要學生進行對比觀察,即用肉眼觀察和用放大鏡觀察進行對比。圖片可用科學課本 上的,也可以選用報紙上的,圖片大些效果更好些。由于學生對放大鏡比較熟悉,可能 會沒有興趣。教師要調動學生學習的積極性??梢栽黾右恍┯^察對象,比如織物的纖維、同樣的鋼筆或毛筆在不同的紙上留下的筆跡有什么不同、顏色水在不同的紙上浸潤的情 況、觀察鋼筆的墨水從哪里來,等等。
3.放大鏡的特點。
這是一個探究活動。對六年級的學生來說,可以提出問題后放手讓他們獨立研究。探究問題:C1}放大鏡為什么能放大物體的圖像?C2)什么樣的放大鏡放大倍數比較大? 為此教師不僅要給學生準備放大鏡,還要準備玻璃片和玻璃鏡片。同時至少準備兩種不 同倍數的放大鏡。第一個活動重點是觀察鏡片的特點。第二個活動重點是比較不同放大 鏡鏡片邊緣和中央的厚度差異,即鏡片中央凸起的程度。
可能有學生會認為放大鏡的放大倍數和鏡片的直徑有關系,因此教師給學生準備的 最好是直徑相同而凸度不同的兩種放大鏡。如果沒有這個條件,教師自己要準備幾對直 徑相同而放大倍數不同的放大鏡作為備用。比如直徑大的,而放大倍數有大有小的放大 鏡;直徑小的而放大倍數有大有小的放大鏡。
判斷生活中的一些常見器具有沒有放大作用時,要注意給器皿加滿水,空的器皿是 起不到放大作用的。最后要讓學生解釋這些器具加滿水后為什么能放大或為什么不能放 大?通過討論使學生認識到只要和放大鏡片同樣的透明、邊緣薄而中央厚的結構,就具 有同樣的放大功能。
對于“放大鏡的鏡片特點呢?人們把放大鏡叫做凸透鏡,想想這是為什么”這個問 題相信學生是能夠自己解決的,應該讓學生自己解決。
放大鏡放大的道理是因為光線通過凸透鏡產生折射。這個道理對于學生比較深奧,不必作為教學內容。
第2課放大鏡下的昆蟲世界(一)背景和目標
昆蟲世界是一個奇妙的世界,昆蟲的種類和數量繁多,生活范圍廣,有著不同的形 態結構和生活習性。因此有許多豐富的可供觀察的內容。但許多昆蟲個體較小,僅用肉 眼人們無法看清它們的身體構造,也不便于觀察它們的活動和生活習性。本課將引領學 生用放大鏡探索奇妙的昆蟲世界。
學生對昆蟲有著濃厚的興趣,觀察昆蟲對許多學生來說本來就是一個樂此不疲的活 動。在三年級上冊的動物單元他們對昆蟲已有一些接觸,但遠遠不能滿足探索的好奇心?,F在用放大鏡進一步觀察昆蟲世界,一方面可以滿足學生的需求,另一方面可以使學生 體會到用觀察工具的重要性??茖W概念
.使用工具能夠觀察到許多用肉眼觀察不到的細節。過程與方法
.使用放大鏡觀察昆蟲身體結構的細部和活動。情感態度價值觀
.認識到使用工具觀察擴大了人們的視野,可以觀察到更細小的物體和更遙遠的物 體。
.發展使用放大鏡觀察昆蟲的興趣。
(二)教學準備
學生分組觀察器材:昆蟲或昆蟲器官標本、放大鏡。
教師演示器材:有關昆蟲形態構造和生活習性的多媒體課件。
(三)教科書說明
本課對昆蟲觀察的活動,是從昆蟲的身體構造到昆蟲的生活習性,由易到難,由靜到動。昆蟲生活習性的觀察活動要延伸到課外。教科書共兩頁,內容分為兩部分。第一部分是“奇特的身體構造”;第二部分是“蚜蟲和它的天敵一草嶺”。
教科書首段提出本課的觀察活動任務,并了解學生已有的昆蟲知識。
第一部分:奇特的身體構造
這部分的活動主要激發學生用放大鏡探索昆蟲世界的興趣。觀察的內容有: 蝴蝶的翅、蠅的眼、蟋蟀的耳、昆蟲的觸角等。這些器官能反映昆蟲的主要特征,也是學生感興趣的內容。當然觀察內容不限于昆蟲的這幾方面,這里只是打開學生的思路,引領學生進人昆蟲世界,教師完全可以根據學生的需要和學校的條件自己確定觀察的內容。觀察主要在課堂上進行,為此教師在課前要準備足夠的昆蟲標本,供分組觀察用。
教科書第5頁右上是蠅的復眼的照片。昆蟲的眼睛分單眼和復眼,復眼在頭部上方的兩側。在放大鏡下觀察,可以看到復眼由許多小眼組成,每只小眼都是六角形的。不同的昆蟲其復眼中的小眼的數日不同,例如有一種螞蟻的工蟻只有1個小眼;蝴蝶有1.2萬一1.7萬個小眼;蜻蜓則有1萬一28萬個小眼;家蠅有4千個小眼。小眼的構造很精巧,它有一個如凸透鏡一樣的集光裝置,叫角膜鏡,就是小眼表面的六角形凸鏡,下面連著圓錐形的晶體,在這些集光器下面連接著視覺神經。每只小眼睛只能看到物體的一部分,整個眼睛看物體就像一個拼湊物。昆蟲的復眼雖然由許多小眼組成,但它們的視力遠不如人類的好,蜻蜓可以看到1米一2米,蒼蠅只能看到40毫米一70毫米??墒?,昆蟲對于移動物體的反應卻十分敏感,當一個物體突然出現時,蜜蜂只要0.0l秒就能做出反應。捕食性昆蟲對移動物體反應能力更加迅速敏捷。
教科書左面是蟋蟀長在足內側的耳朵。昆蟲的耳朵不像人類的耳朵,它有各種各樣的外形,在身體上的位置也不固定。如蟬的耳朵長在腹部第二節附近;夜蛾的耳朵長在胸、腹部之間凹處;雄蚊和螞蟻的聽覺毛長在觸角上;嶂螂的聽覺毛長在尾須上。蟋蟀是大家所喜愛的昆蟲,可以發出優美動聽的鳴叫。它們用來聽音的耳朵長在前足脛節上,是一個膜狀構造,稱為鼓膜聽器。蟋蟀的聽器外形為卵圓形或縫隙狀,鼓膜里有100^-300個感覺細胞,可以很快接受到同種發出的召喚、求愛、交尾、攻擊、報警等聲音信號,從而做出回答。據測定,蟋蟀的足聽器感知范圍為700赫茲^-5 000赫茲,但它們實際能夠感受到的音波范圍要比測試范圍廣得多。
第5頁右中是學生畫的幾種不同昆蟲的觸角。昆蟲的頭部都有一對觸角,昆蟲的觸角像“天線”,能感觸物體,嗅到氣味,還能平衡身體。不同種類的昆蟲,“天線”的形態也各不相同:蟋蟀、蝗蟲的觸角呈絲狀;螞蟻的觸角是膝狀;蝴蝶的觸角是棒狀;雄蛾的觸角是羽毛狀;天牛的觸角是鞭狀。昆蟲的觸角就像電視機上的天線,可左右上下不停地擺動,以接受來自不同方位的氣味。家蠶雄蛾的一根觸角上約有1.6萬個毛狀感覺器,它們接受氣味的能力非同小可。雄蛾可感受到500米以外雌蛾釋放出來的氣味。一種天蛾能感受到幾里以外同種異性的氣味。觸角的形狀和著生的位置是鑒別昆蟲種類的重要特征。
第5頁右下是放大鏡下蝴蝶翅的照片。蝴蝶的翅本來和蜻蜓、蟬的翅膀一樣,是膜質、透明和無色的,但它們的翅面上密密地覆蓋著一層粉末。如果我們用手摸一下這種翅,手上就會粘上粉末,而翅上就會顯出透明的一塊。這些粉末在放大鏡下觀察,是些像魚鱗似的小東西,昆蟲學上稱之為鱗片。每個美麗的鱗片都有一個小柄,像魚鱗似地鑲嵌在翅蠟上的鱗片窩里。每個鱗片有幾十條到1 000多條脊紋,它們具有很好的折光性能。脊紋上有許多并行的薄片,像書頁一樣疊合在一起。這些脊紋在光照下閃爍出美麗的光芒。
第二部分:蚜蟲和它的天敵一草嶺
這部分內容主要是激發學生進一步觀察昆蟲,從觀察靜止的昆蟲標本過渡到觀察活著的昆蟲的生活習性,難度有所增加。
第6頁上“蚜蟲和它的天敵一草嶺”是對蚜蟲和草嶺進行比較深人的跟蹤觀察。觀察者從蚜蟲和其天敵草嶺的肢體、進食、偽裝等幾方面,以及它們的關系,作 了比較細致的觀察和生動具體的記錄、描述。
蚜蟲是一種常見的危害性很大的害蟲,其身體很小,要用放大鏡才能看清它的身體 的大致外形。它們常聚集在植物的嫩莖上吸食植物的汁液。6頁右上是一只雌性蚜蟲正在 生小蚜蟲,蚜蟲可以不用雌雄交配而由雌蟲直接生小蚜蟲,這種繁殖方式叫孤雌生殖。
蚜蟲的天敵一草嶺,是一種非常美麗的昆蟲。教科書中之所以選草嶺,是因為草 嶺是一種重要的蚜蟲天敵,比較普遍,其生活習性也有很多奇特的地方。因為我們平時 沒有注意它,所以對它不太熟悉。其實只要在蚜蟲多的植物附近注意觀察,是經??梢?看到草嶺的。草嶺是完全變態的昆蟲,成蟲的頭頂長著一對又細又長的觸角,頭的兩側 是閃著金色光澤的大眼睛。它的身體多呈嫩綠色,翅膀透明,縱橫交錯的翅脈形成格狀 的網絡,就像披著輕紗一般美麗。草嶺產卵的方式十分奇特,雌草嶺常把卵產在蚜蟲密 集的植物葉片反面。產卵時先從尾部拉出一根絲,然后在絲的頂端產一橢圓形卵,往往 是一簇簇卵產在一起。在蚜蟲多的地方,還能找到草嶺的幼蟲。草嶺的成蟲和幼蟲都能 捕食蚜蟲以及其他危害農作物的小蟲,尤其是幼蟲十分擅長捕食蚜蟲,素有“蚜獅”之 稱。其口器外形像兩把鐮刀,左、右的上下P v分別合成刺吸式構造,能插人蚜蟲體內。但這個過程需要在放大鏡下觀察才能看得清楚。
教科書第6頁右下是草嶺的幼蟲正在捕食蚜蟲。它把蚜蟲的體液吸干后,還會把蚜蟲 的空殼粘在自己的背上作為偽裝,成了披著蚜殼的“獅子”。
教科書上的“蚜蟲和它的天敵一草嶺”僅是一個舉例。希望能激發學生的觀察興 趣,并從中受到啟發,樂意參與這個活動。能選擇1 ^-2種昆蟲在放大鏡下進行比較深人 細致的觀察和記錄。這里的觀察和記錄都是一種開放性的活動,對觀察結果沒有嚴格的 規定。只要學生積極參與了這個活動,經歷了活動的過程,活動中認真地觀察、記錄和 總結,就達到了教學的要求。(四)教學建議
1.奇特的身體構造。
這一部分內容主要是觀察昆蟲的構造和器官,教學主要在課堂上進行。因此教師事 先要準備足夠多的昆蟲標本供學生觀察,可以是身體完整的,也可以根據觀察的需要只 有某個器官或某個部分的。教師可以在開學初就布置學生在家長或教師的指導下進行采 集。也可以把它作為課外興趣小組的活動內容。采集前要教給學生采集方法和安全事項,盡量不傷害有益昆蟲。
新課開始,教師可以這樣引人:我們曾經觀察過螞蟻、蝗蟲、蠶蛾,它們都是昆蟲。昆蟲是自然界中數量和種類最多的生物。它們有各種各樣的形態和生活習性,也有許多 特殊的構造和本領,我們知道嗎?法布爾是法國著名的昆蟲學家,他用整整一生的時間 在田野里對昆蟲進行觀察,發現了許多昆蟲有趣的事情。今天我們也來做一個法布爾式 的觀察家,來探索昆蟲世界的秘密。
接著分組觀察:各組學生輪流觀察蝴蝶的翅,蜻蜓或蝗蟲的眼睛,昆蟲的各種觸角、口器等,觀察時先用眼睛觀察然后再用放大鏡觀察,邊觀察邊記錄。然后大組交流自己 的發現,學生可能發現蝴蝶的翅原來是由許多彩色的小鱗片組成的;它們的眼睛原來是 由許多小眼睛組成的;昆蟲的觸角是各種各樣的??
在大組交流了觀察結果后,教師對學生的觀察進行小結和評價,適當補充有關的知 識,并激發學生進一步探究昆蟲世界的興趣。
2.蚜蟲和它的天敵一草嶺。
教師可以這樣激勵啟發學生進一步探索昆蟲世界的秘密:我們前面觀察的都是昆蟲 的標本,如果我們到大自然中去,在它們活蹦亂跳的情況下觀察它們,在蔚藍的天空下、在蟬鳴的歌聲中去觀察,一定是非常有趣的事,也會發現更多的秘密。
然后指導學生閱讀教科書上的觀察范例一“蚜蟲和它的天敵一草嶺”。讀后讓學 生談談自己的體會,激勵學生學習作者的觀察方法、探究精神和態度。
接著布置新的探究任務一觀察某種昆蟲的生活習性。讓每個小組的學生討論觀察 的想法和打算。比如想觀察昆蟲的哪些方面的問題?怎樣觀察?并讓幾個小組在全班交 流自己的想法,大家對他們的計劃提出問題和建議。教師也可事先擬出一定的小課題,供學生參考、選擇。小課題的內容要盡量小,要符合學生的探究水平,并具有可行性。比如:螞蟻能預報天氣嗎?嶂螂怎樣繁殖?雄蚊和雌蚊的觸角有什么不同?蜜蜂怎樣采
集花粉,等等。雖然這些小課題的答案在一些書刊上都有,但要要求學生自己經過實際 觀察得出結果,不要摘抄現成答案。
最后教師提出觀察要求、完成任務的時間、安全及環境保護方面的注意事項。這個 觀察活動的時間可以較長一些,比如在學期即將結束時,每組學生交出觀察結果。對觀 察結果的評價標準應符合小學生的實際,不能要求太高。只要認真按計劃堅持觀察,并 寫出觀察結果都應該得到鼓勵。第3課放大鏡下的晶體 物體的微細結構(一)背景和目標
本課將帶領學生進人另一個新的觀察領域一晶體世界。晶體指組成物質內部的微 粒按一定空間次序排列形成的具有規則幾何外形的固體。比如食鹽是氯化鈉的晶體,味 精是谷氨酸鈉的晶體,冬天窗戶玻璃上的冰花和天上飄下的雪花,是水的晶體。
晶體是美麗的,也是非常有用的,在生產、生活及科研中發揮著重要的作用。但 大多數物質的晶體是用肉眼看不見的,我們只有借助放大鏡、顯微鏡、甚至X光才能 看到。
晶體是許多固態物質的一種結構。過去學生觀察物質,很少從結構的角度去觀察,本課的觀察活動將使他們對身邊的物質有著更深一層的了解。相信在我們帶領學生走進 這個世界之后,學生很快就會對奇妙的晶體世界著迷,從此對它熱情關注。
科學概念
.一些固體物質的內部有一定的結構,如果構成這些物質的微粒按一定的空間次序排 列,形成了有規則的幾何外形,這就是晶體。
過程和方法
.用放大鏡觀察常見固體物質的晶體。
.用圖記錄觀察結果。
.自制食鹽等晶體。
情感態度價值觀
.激發了解和探索晶體世界秘密的興趣。
.在欣賞各種晶體的過程中,感受自然的美。
(二)教學準備
分組觀察器材:放大鏡、食鹽、味精、燒杯、滴管、玻璃片,礦物晶體。
教師演示器材:各種晶體及晶體用途的圖片或多媒體課件,制作好的大晶體及器材。
(三)教科書說明
內容共兩頁,分兩部分。第一部分是“觀察美麗的晶體”;第二部分是“制作晶體”?;顒觾热菔窍扔^察再制作。
第一部分:觀察美麗的晶體
教科書首先提出一個問題:我們注意過各種各樣物質的結構是怎樣的嗎? 如果我們用放大鏡觀察身邊的物質,我們能發現什么呢?這個問題的日的是了解學生的想法,同時提出即將學習的任務。
觀察物質的結構從身邊熟悉的食鹽、堿面、味精等物質開始,讓學生用肉眼和放大鏡分別觀察食鹽、堿面。看看放大鏡下的食鹽、堿面和我們平常肉眼看見的是否一樣。同種物體的每一個顆粒的形狀是否大致一樣?
在放大鏡下,學生將看到的是各種物質的顆粒都是晶瑩、剔透有著各自一致的幾何形體的微粒,比如食鹽、白糖的晶體都是立方體的,味精的晶體是柱狀等。在這個基礎上指導學生認識晶體: 白糖、食鹽、堿面、味精的顆粒都由有規則的幾何形體組成,人們把這樣的物質叫做晶體。
接著教科書通過圖片向學生介紹自然界中的晶體。第8頁上的照片分別是水晶、雪花、維生素c、黃銅礦等晶體。晶體的形狀很有規則,有的是立方體,有的像金字塔,有的像一簇簇針;有的晶體較大,肉眼可見,有的較小,要在放大鏡或顯微鏡下才能看見。正因為各種物質的晶體具有基本一致的形狀,所以晶體也是鑒別礦物的依據。地質學工作者,常常在放大鏡或顯微鏡下觀察巖石中的晶體,判斷它的礦物成分,以鑒別巖石。第8頁右上的圖片顯示的是在顯微鏡下花崗巖中石英、長石、云母的三種晶體。
第二部分:制作晶體
自然界中有的晶體從溶液中誕生,如海水蒸發得到鹽的結晶。有的晶體是在一定壓強和溫度下形成的,如火山噴發巖漿冷卻后形成礦物的晶體。我們指導學生制造晶體的方法可以有減少水分和降低溫度兩種。減少水分法,也就是把某種溶液風干即使其水分蒸發,使物質重新析出;降低溫度,即先把某種物質的溶液加熱制成飽和溶液,然后冷卻,使物質重新析出。課本上介紹的制作的方法是蒸發法,即先制作物質的溶液,然后滴一滴在玻片上,讓其自然蒸發。
用這種方法制作的晶體比較小,教科書上還介紹了一種制作比較大的晶體的方法。用一只大的玻璃杯,多放些水和食鹽,直到食鹽全部溶解為止。用漏斗過濾溶液,將過濾后的溶液注人一只清潔的玻璃杯內,在杯中懸吊一根細線,一端拴上一小塊食鹽晶體浸泡在溶液中,然后靜置數天。在玻璃杯底首先出現了第一批
晶體,濾去溶液中殘留的晶體,然后把懸在細線上的晶體浸人過濾后的溶液中,晶體會 緩慢地生長。如果在杯中繼續倒人飽和食鹽溶液,則晶體的生長會持續幾周甚至幾個月。(四)教學建議
1.觀察美麗的晶體。
學生在四年級曾經觀察過礦物的晶體,教師可以從這里切人。再次出示一些礦物的 晶體如水晶、黃鐵礦、方解石的圖片,問問學生還記得這是什么嗎?它們的形狀有什么 特點(有著比較規則的幾何形體)。
然后教師接著說,除了礦物有著規則的幾何形體,自然界的許多物體也有這樣的結 構,我們知道嗎?白糖、食鹽、堿面是我們做飯菜時經常用到的材料,今天我們來仔細 地觀察它們的形態。
接著是學生分組觀察活動。要求學生用肉眼觀察白糖、食鹽、堿面,再用放大鏡觀 察,看看它們又是怎么樣的。不僅觀察每一顆粒的形狀,還要觀察同種物質的所有顆粒 的形狀。并在記錄單上畫出白糖、食鹽、堿面、味精的晶體形狀。
在學生匯報交流的基礎上,教師要學生總結,這些物體的顆粒有什么特點。最后教 師小結:在放大鏡下看到的食鹽、白糖、味精、堿面,雖然它們形狀各不相同,但同種 物質的顆粒都有規則的幾何形體。人們把這樣的物質叫做晶體。
然后教師問問學生還知道自然界中的哪些晶體物質。除了學生的回答和教科書上插 圖所示,教師還可以進行補充,比如裝水的容器中的水垢等。并告訴學生在自然界很多 固體物質都是晶體,但大部分都是我們的肉眼看不見的,要在放大鏡或顯微鏡下才能看 見。比如花崗巖中的三種礦物晶體,我們用放大鏡觀察,它們的形狀不是很清楚,這就 必須在顯微鏡下觀察了。地質工作者鑒別巖石和礦物時,就常常根據晶體形態來作出 判斷。
2.制作晶體。
教師可提出這樣的問題:知道自然界的晶體是怎樣產生的嗎?然后講解自然界的晶 體都是在一定的條件下經過結晶過程產生的。自然界中有的晶體從溶液中誕生,如海水 蒸發得到鹽的晶體。有的晶體是在一定壓強和溫度條件下形成的,如火山噴發巖漿冷卻 后形成礦物的晶體。教師可展示相關課件。
我們自己來制作晶體。我們應該怎樣才能得到晶體呢。我們現在制造晶體的方法就 是利用我們學過的方法一蒸發的方法。步驟如下:先制作食鹽或堿面的溶液,然后用 滴管或玻璃棒滴一至二滴在玻片上。為了蒸發得塊,滴后要輕輕晃一下,讓溶液擴散得 薄而均勻,放在通風的地方。也可以用夾子夾住玻片在酒精燈上微微加熱,加熱時玻片 離酒精燈火焰遠一些,慢慢烘干。在溶液蒸發的過程中,千萬不要用手或器物觸摸它。
制作好食鹽或堿面晶體,再讓學生用放大鏡觀察并畫圖記錄它們的形態。因為溶液 的自然蒸發需要一定的時間,教師也可讓學生在等待溶液結晶的過程中,先觀察別的班級已經做好的晶體,然后再觀察自己做的晶體。
最后教師出示自己做好的大的晶體,學生一定很吃驚,也很激動。這時問學生,愿 不愿意制作更大的晶體,讓學生閱讀教科書上的制作方法,課后自己制作。
如果有時間,建議教師向學生介紹晶體的用途,最好用多媒體課件進行。如果沒有 時間,可讓學生自己去收集和閱讀相關資料,做成資料卡片,在全班張貼展示。
課外延伸:了解有關晶體的知識,觀察身邊更多的晶體。第4課怎樣放得更大(一)背景和目標
在使用放大鏡的過程中,學生都希望放大鏡能把物體放大更多倍數,以便把物體看 得更清楚。這也是在顯微鏡發明之前,人們的想法和一直努力追求的日標。但放大鏡的 放大倍數是有限的,直到17世紀,人們發現用兩個凸透鏡組合起來可以提高放大倍數,從而發明了顯微鏡,人們的這個日標才得以實現。
本課指導學生經歷前人發明顯微鏡的過程,用兩個放大鏡自制一個顯微鏡,并嘗試 用自制的顯微鏡進行觀察。
科學概念
.兩個凸透鏡組合起來可以使物體的圖像放得更大。
.顯微鏡的發明拓寬了觀察領域,顯微鏡是人類認識微小世界的重要觀察工具。
過程與方法
.用兩個放大鏡組合制作一個簡易顯微鏡。
.用自制的顯微鏡觀察周圍的物體。
.閱讀課文中列文虎克發現微生物的故事。
情感態度價值觀
.認識到人類發明顯微鏡是一個了不起的進步。
.認識到科學的不斷發展,會促使技術不斷地改進,而技術的發展,又會促進科學研 究的發展。
.學習科學家對科學執著的追求和不懈的探索精神。
(二)教學準備
分組實驗器材:兩個不同放大倍數的放大鏡、卡紙(或現成的紙筒)、剪刀、膠水。供顯微鏡下觀察的物體,如花蕊,青苔,蠶絲,紙纖維,昆蟲的足、翅、觸角等,手電 筒或小鏡子。
教師演示器材:兩個不同放大倍數的放大鏡,自制的顯微鏡,相關課件(如顯微鏡 發展的歷史等)。(三)教科書說明
內容共兩頁,分為兩個部分。第一部分為“做個簡易顯微鏡”;第二部分為“顯微鏡的發展”。教科書的閱讀資料中有列文虎克發現微生物的故事及顯微鏡的發展史。
第一部分:做個簡易顯微鏡
教科書首先提出怎樣把物體放得更大的問題,引起學生的思考,然后啟發學生用兩個放大倍數不同的凸透鏡組合起來觀察物體,比較用兩個透鏡和一個透鏡看到的物體圖像有什么不同?從中發現把兩個透鏡組合起來觀察物體,放大倍數會大大提高。這個活動引領學生經歷一個顯微鏡的發明過程。
在17世紀,人們無意中把兩個凸透鏡組合起來,明顯提高了放大倍數,從而發明了最早的顯微鏡。為什么兩個凸透鏡組合起來能把物體放得更大呢?用透鏡成像的規律來分析:這兩個凸透鏡是不同放大倍數的,對著物體的透鏡焦距較小,叫物鏡。對著人眼的透鏡叫日鏡,焦距較大。把物體放在物鏡的焦點附近,使物距稍大于焦距,就會在它的焦距到2倍焦距之間,而恰好是日鏡的焦距內生成一個放大的倒立的實像,這個放大的像通過日鏡的折射后進人人眼,人們就會在日鏡中看到一個放得更大的正立的虛像。也就是日鏡把物鏡得到的放大的實像進一步放大。本課讓學生用兩個放大鏡,調整它們的距離來觀察物體,從中去發現這樣的組合能把物體放得更大,這是引領學生經歷前人發明的過程。
顯微鏡的放大倍數怎樣計算呢?是用日鏡的放大倍數乘以物鏡的放大倍數??梢宰寣W生計算一下,從計算的結果也可以知道兩個透鏡組合而成的顯微鏡比單個透鏡的放大倍數大得多。
接下來的活動是讓學生用自制的顯微鏡觀察物體。實際驗證一下物體的圖像在顯微鏡下是不是被放得更大了,是不是又會發現一些用肉眼和用單個放大鏡不能看到的細節,并把新的發現記下來。課文中的觀察對象有青苔、花蕊、花粉等。選用這些物體作為觀察對象的理由是:青苔用肉眼看起來分不清一株一株的個體,看到的只是綠茸茸的一片像地毯,而在顯微鏡下能看清它們的每個植株;種子植物的繁殖器官一花粉,也是微小世界的一個大家族,用肉眼和單個的放大鏡觀察花粉,其形態不一定看得很清楚,而在顯微鏡下它們形狀各異、千姿百態。圖中的花粉正處在萌發狀態,新鮮花粉放在糖水中可以萌發出花粉管,能看到花粉管的生長。當然教師也可因地制宜選用合適的觀察材料。
教科書資料一列文虎克發現微生物的故事。這個故事能激發學生用顯微鏡觀察身邊的生命世界的興趣,并學習列文虎克堅持不懈、刻苦鉆研的精神。
第二部分:顯微鏡的發展
這個部分的內容主要是介紹顯微鏡的發展歷史。
17世紀,人們把兩塊凸透鏡組合起來制成的顯微鏡只是顯微鏡的前身,荷鑄詹森父子制作的顯微鏡才是世界上第一架真正的顯微鏡。這架顯微鏡由一個凸透鏡和一個凹透鏡組成,它是光學顯微鏡。后來,光學顯微鏡經不斷改進,最大放大倍數可達1500倍左右;1932年德國科學家制成了世界上第一架電子顯微鏡。電子顯微鏡是以電子束代替光束,用磁場代替透鏡。一下子把放大倍數提高到一
萬倍。到20世紀90年代,人們已經成功研制出放大率為200萬倍的電子顯微鏡,人們利 用它可以看到物質內部的精細結構,看見了所有物質都是由一些肉眼看不見的極小極小 的微粒組成的。
1983年人們又發明了掃描隧道顯微鏡。掃描隧道顯微鏡工作的基本原理是基于量子 力學的隧道效應和三維掃描。帶偏壓(電壓差)的兩個平板導體間只要不接觸是不會有
電流流過的,可是當這兩個導電平板靠得很近,相隔小于1個納米時,即使不接觸,也會 產生電流,這就是量子力學中的隧道效應。如果把一個平板導體替換為一個很尖的導電 針尖,并使針尖沿樣品表面進行精確的三維移動,就可將樣品表面的形貌和表面電子態 等有關表面信息記錄下來。這樣一來測量平板間隧道電流的實驗裝置就變成了觀察表面 形貌特征的顯微鏡。
掃描隧道顯微鏡具有很高的空間分辨率,橫向可達0.1納米,縱向可優于0.0l納米。它主要用來描繪三維的原子結構圖。在納米尺度上研究物質的特性,利用掃描隧道顯微 鏡還可以實現對表面的納米加工,如直接操縱原子或分子,完成對表面的剝蝕、修飾以 及直接書寫等。生物學家們研究單個的蛋白質分子或D}IA分子;材料學家們考察晶體中 原子尺度上的缺陷;微電子器件工程師們設計厚度僅為幾十個原子的電路圖等,都可利 用掃描隧道顯微鏡。
顯微鏡的發展史反映了由于科學的不斷發展,促使技術在不斷地改進,而技術的發 展,又促進了科學研究的發展。電子顯微鏡的發明就是典型的例子。光學顯微鏡的放大 率為什么后來一直提高不大?開始人們一直找不到原因,千方百計改進透鏡質量和儀器 本身的設計,始終沒有多大進展,直到人們發現量子理論后,才逐漸認識到由于人眼可 見光頻率范圍的限制,使我們無法觀察到線度比可見光波波長更小的物體。在20世紀 30年代科學家發現電子射線具有波動性,它的波長可以是可見光波長的十萬分之一,電子射線照射物體時,就能使更小的物體留下影像。在這樣的基礎上才發明了電子顯 微鏡。由于電子顯微鏡的發明,人們才看到了物質組成的極小微粒原子以及病毒的樣 子。
一部顯微鏡的發展史充分反映了人類永遠不滿足現狀,對自然規律善于追求和不斷 探索的精神。
課文第11頁的照片是電子顯微鏡和電子顯微鏡下的細菌和病毒。(四)教學建議
1.做個簡易顯微鏡。
本課教學可通過以下步驟進行。
提出問題
讓學生用放大鏡觀察很小的文字或圖片,學生發現看不清,我們怎樣才能把字看得 比較清楚呢?針對這個問題,讓學生提出自己的想法,大家來討論。
探索研究
讓學生用兩只手一前一后,或者一上一下分別拿兩個凸透鏡調整它們之間的距離來 觀察物體,然后拿開一個透鏡,只用一個透鏡觀察物體。反復幾次,看看有什么發現? 學生會發現用兩個凸透鏡恰當的組合在一起觀察物體,看到的物體圖像更大了。這時,教師進行小結:我們剛才經歷的過程就是人們發明顯微鏡的過程。在17世紀,人們把兩 個凸透鏡組合起來,一個凸透鏡把另外一個凸透鏡所成的像進一步放大,這樣明顯提高 了放大能力,這就是最早期的顯微鏡。
做個簡易顯微鏡
教師講解制作方法和步驟。為使兩個放大鏡之間的距離便于調節。教師可以選用合 適的紙筒(和放大鏡的鏡片直徑相當,又達到一定的長度),在一側縱切一條縫,縫的寬 窄和放大鏡鏡柄的粗細差不多。然后把放大鏡從紙筒的一端放人,柄從縫中伸出,這樣 放大鏡既被紙筒卡住也可以上下移動。其中的物鏡最好在紙筒的底端上邊幾厘米的地方 固定,只移動日鏡。紙筒的長度最好根據凸透鏡的焦距來粗略地估算一下。學生用的透 鏡一般放大倍數較低,而焦距相對較長,可能在幾厘米左右,那么紙筒要有3 ^-4倍焦距 左右的長度。觀察時要注意提醒學生把觀察對象放在光線比較強的地方,還可以用手電 筒或用鏡子反光的方法增加觀察對象的亮度。
觀察周圍的物體
讓學生用自制的顯微鏡去觀察只用一個放大鏡時觀察不清的文字和圖片,或青苔、花粉等,看看觀察效果如何?;ǚ垡话愣己苄『苄?,教師要選擇提供較大的花粉品種讓 學生觀察。不要局限于課文中提到的物體,還可以觀察前面我們曾用放大鏡觀察過的物 體,比如昆蟲的翅、眼、觸角、足、口器,蔽類植物的袍子,等等。并把觀察到的圖像 和原來用放大鏡觀察到的進行比較。
閱讀資料
學生自行閱讀課文上的列文虎克用自制的顯微鏡觀察發現微生物的故事。然后討論: 從這個故事中我們知道了什么?激發學生的觀察興趣,教育學生學習列文虎克對科學的 執著追求和不懈的探索精神。
2.顯微鏡的發展。
介紹顯微鏡的發展歷史
教師可利用課文第11頁的圖文資料介紹顯微鏡的發展歷史,最好能通過多媒體課件 進行補充講解。告訴學生我們制做的簡易顯微鏡是用透鏡制成的,它是利用透鏡對光折 射而產生物像的。像這樣的顯微鏡叫做光學顯微鏡。因為人眼所見到的光有一定的范圍,因此光學顯微鏡的放大倍數是有一定限度的,有許多很小的物體,如細菌、病毒都無法 看清。
由于學生的理解水平,什么是折射,以及電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡的原理,不 必講解。但要讓學生明白:顯微鏡技術的發展,為我們的研究微觀世界提供了可靠有力 的工具,它是人類最敏銳的眼睛。提出下一節課的研究任務
用顯微鏡觀察研究身邊的生命世界 細胞。
第5課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(一)(一)背景和目標
我們的周圍是一個豐富多彩的生命世界,各種各樣生物有著自己的形態結構和生活習性,但是它們存在著一些共同特征。其中最主要的特征之一是,生物體都是由細胞組 成的,細胞是生物體基本的功能單位。
自從英國物理學家羅伯特·胡克用自制的顯微鏡,發現軟木是由細胞構成的以后,許多學者在顯微鏡下研究了植物的莖、芽和果實,血和低等動物等,發現它們都含有胡 克所描述的細胞結構。隨著顯微鏡制造技術的提高,德國學者施萊登對于植物細胞進行 了大量的研究工作,證明細胞是構成植物體的基本單位。另一個德國學者施旺,對于動 物細胞進行了大量的研究之后指出,細胞結構是一切動物共有的結構特征。他還指出了 動物和植物在結構上的統一性,即不論動物和植物,其組織都是由細胞構成的。以上過 程可以看出細胞學說是建立在大量研究事實的基礎上的。細胞學說的建立被恩格斯譽為 m世紀自然科學的重大發現之一。
學生在三年多的科學課學習中,通過大量的觀察活動已經認識了許多生物的特征。本課和下面一課的教學活動將指導學生用顯微鏡觀察細胞,繼續認識生物的特征。
本課重點活動是指導學生觀察洋蔥表皮細胞。教科書內容主要有“觀察前的準備” “觀察洋蔥表皮細胞”。其中“觀察前的準備”包括制作洋蔥表皮標本和學習使用顯微鏡。科學概念.洋蔥表皮是由細胞構成的。過程與方法
.學習制作洋蔥表皮玻片標本。
.使用顯微鏡觀察洋蔥表皮,用圖畫記錄觀察到的洋蔥表皮細胞。.對比用肉眼、放大鏡、顯微鏡看到的洋蔥表皮有什么不同。情感態度價值觀
.認識到細致觀察、詳盡記錄是重要的。
.發展觀察生物標本、研究生物標本的興趣。
.懂得由于觀察工具的改進,人們才能觀察到許多自然界的秘密。(二)教學準備
分組實驗器材:洋蔥、小刀、清水、滴管、碘酒、吸水紙、載玻片、蓋玻片、顯微 鏡、放大鏡。
教師演示器材:制作洋蔥表皮和正確使用顯微鏡的課件。(三)教科書說明
在前面用自制的顯微鏡初次嘗試觀察的基礎上,本課指導學生觀察洋蔥表皮細胞。教科書首先介紹了1663年英國科學家羅伯特·胡克用自制的復合顯微鏡觀察發現軟木細 胞的故事,日的是讓學生了解細胞的發現過程,并激發學生的觀察興趣。
觀察活動分為三個步驟:制作洋蔥表皮裝片;了解正確使用顯微鏡的方法和步驟;觀察洋蔥表皮細胞。
第一部分:制作洋蔥表皮裝片
顯微鏡下的觀察和一般觀察不同,對觀察材料有特殊的要求。顯微鏡下觀察的物體必須薄而透明,對較厚不便于觀察的物體,需要制作切片。教科書第12頁下面的插圖介紹了制作洋蔥表皮臨時裝片需要的工具和器材。第13頁上的插圖是以洋蔥為例介紹制作裝片的方法。步驟是:把洋蔥鱗莖切成兩半,冊下其中一塊,注意不要弄掉內表皮;然后在內表皮上用小刀輕輕劃“井”字;用鑷子撕取“井”字中間的表皮。取到標本后就可以制作顯微鏡裝片,具體方法如下:
1.在一個干凈的玻璃載片中間滴一滴清水;
2.用鑷子把取下的洋蔥表皮放到載玻片的水滴中央,注意標本要平展開,不能折疊;
3.用蓋玻片(或另一個玻璃載片)傾斜著蓋到標本上面,放蓋玻片時,先放一端,再慢慢放下另一端,注意不要有氣泡;
4.從標本的邊緣滴一滴稀釋的碘酒,并把玻片微微傾斜,再用吸水紙吸掉多余的水;
5.然后將做好的洋蔥表皮裝片放到顯微鏡載物臺上。
第二部分:正確使用顯微鏡的方法
教科書第13頁的資料詳細介紹了正確使用顯微鏡觀察的方法和步驟。簡單說來可以概括為這樣幾步,即:安放一對光一上片一調焦一觀察。
第三部分:觀察、記錄、描述洋蔥表皮細胞
這個活動是學生獨立進行的觀察活動?;顒右髮W生分別用肉眼、放大鏡、顯微鏡仔細觀察洋蔥表皮,把看到的內容畫下來。認真比較三次觀察到的圖像,看看有什么不同。通過這個活動學生會發現放大鏡比肉眼、顯微鏡比放大鏡看到的細節更多,看得更清楚。但同時視野(看到的范圍)也小了許多。然后讓學生展示、描述所看到的洋蔥表皮,在此基礎上總結洋蔥表皮細胞的形態。最后告訴學生,我們看到的就是洋蔥表皮細胞。最后教師可出示洋蔥表皮細胞的課件,對細胞的構造做一個比較完整的介紹,只要求學生了解,不要求學生記住。(四)教學建議
1.關于觀察器材和工具。
本課活動成功進行的關鍵是觀察器材和工具,因此準備足夠的顯微鏡和觀察材料是 很重要的。顯微鏡最好是一組有一臺。條件好的學??梢悦慷艘慌_。觀察材料比較理 想的是洋蔥,其他的如新鮮的蔥皮、蒜皮也可以。
2.關于制作及觀察方法的指導。
對洋蔥表皮切片的制作,以及如何使用顯微鏡觀察,雖然教科書中已有圖和文字的 介紹,除了讓學生自己閱讀領會外,教師要加強指導,講清方法、要領,還應進行演示。在剝洋蔥表皮時,洋蔥內表皮最容易弄丟,而我們要觀察的恰好是內表皮,因此要提醒 學生小心。
在分組觀察中,教師要加強巡視,對不能正確調焦以至看不清物像的組給予幫助。學生 不能看到圖像的主要原因常常是標本沒有放在載物臺中央正對物鏡,或是不耐心調焦。
制作洋蔥表皮裝片和使用顯微鏡的方法不是本課的教學重點,但是觀察活動的前提。因此需要加強指導讓學生掌握正確的方法和步驟,在教師指導下基本會操作。但不必要 求學生記住,也不應作為評價的內容。
3.關于洋蔥表皮細胞的觀察。
在觀察活動中,要提醒學生對用肉眼、放大鏡、顯微鏡進行觀察的結果進行對比。因此,洋蔥表皮的裝片可以每組制作三份,便于學生的對比觀察,或者每組保留幾塊洋 蔥皮不制成裝片,用來作為肉眼、放大鏡觀察的材料。
洋蔥表皮完整的細胞構造(細胞壁、細胞核、細胞質、細胞膜,液泡等),不是本課 教學的重點,不要求學生掌握,也不要求他們在觀察活動中都能觀察到,更不需要他們 能描述洋蔥表皮是由細胞壁、細胞核、細胞質、細胞膜組成。但是教師應鼓勵學生仔細 觀察,以求有更多的發現。學生在觀察活動中最容易發現的是洋蔥表皮細胞的形態,它 像長方形的格子,或者說像磚墻等等,而對于細胞核、液泡等可能不太注意。教師可以 提醒學生注意觀察。
在活動的最后階段可以向學生簡單介紹洋蔥表皮的完整結構。
第14頁是一個單獨的洋蔥細胞,其中的黑點是細胞核,右下是一個液泡。第6課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(二)(一)背景和目標
本單元繼續指導學生觀察生物的細胞。
細胞學說是在很多科學家對各種生物做大量的觀察,獲得了許多事實的基礎上建立 的。要讓學生建立“生物是由細胞構成的”這一概念,也需要觀察較多的生物細胞,僅 僅觀察洋蔥表皮細胞是不夠的。所以本單元繼續指導學生觀察更多的生物細胞。(四)教學建議
1.關于觀察器材和工具。
本課活動成功進行的關鍵是觀察器材和工具,因此準備足夠的顯微鏡和觀察材料是 很重要的。顯微鏡最好是一組有一臺。條件好的學??梢悦慷艘慌_。觀察材料比較理 想的是洋蔥,其他的如新鮮的蔥皮、蒜皮也可以。
2.關于制作及觀察方法的指導。
對洋蔥表皮切片的制作,以及如何使用顯微鏡觀察,雖然教科書中已有圖和文字的 介紹,除了讓學生自己閱讀領會外,教師要加強指導,講清方法、要領,還應進行演示。在剝洋蔥表皮時,洋蔥內表皮最容易弄丟,而我們要觀察的恰好是內表皮,因此要提醒 學生小心。
在分組觀察中,教師要加強巡視,對不能正確調焦以至看不清物像的組給予幫助。學生 不能看到圖像的主要原因常常是標本沒有放在載物臺中央正對物鏡,或是不耐心調焦。
制作洋蔥表皮裝片和使用顯微鏡的方法不是本課的教學重點,但是觀察活動的前提。因此需要加強指導讓學生掌握正確的方法和步驟,在教師指導下基本會操作。但不必要 求學生記住,也不應作為評價的內容。
3.關于洋蔥表皮細胞的觀察。
在觀察活動中,要提醒學生對用肉眼、放大鏡、顯微鏡進行觀察的結果進行對比。因此,洋蔥表皮的裝片可以每組制作三份,便于學生的對比觀察,或者每組保留幾塊洋 蔥皮不制成裝片,用來作為肉眼、放大鏡觀察的材料。
洋蔥表皮完整的細胞構造(細胞壁、細胞核、細胞質、細胞膜,液泡等),不是本課 教學的重點,不要求學生掌握,也不要求他們在觀察活動中都能觀察到,更不需要他們 能描述洋蔥表皮是由細胞壁、細胞核、細胞質、細胞膜組成。但是教師應鼓勵學生仔細 觀察,以求有更多的發現。學生在觀察活動中最容易發現的是洋蔥表皮細胞的形態,它 像長方形的格子,或者說像磚墻等等,而對于細胞核、液泡等可能不太注意。教師可以 提醒學生注意觀察。
在活動的最后階段可以向學生簡單介紹洋蔥表皮的完整結構。
第14頁是一個單獨的洋蔥細胞,其中的黑點是細胞核,右下是一個液泡。
第6課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(二)(一)背景和目標
本單元繼續指導學生觀察生物的細胞。
細胞學說是在很多科學家對各種生物做大量的觀察,獲得了許多事實的基礎上建立 的。要讓學生建立“生物是由細胞構成的”這一概念,也需要觀察較多的生物細胞,僅 僅觀察洋蔥表皮細胞是不夠的。所以本單元繼續指導學生觀察更多的生物細胞。
科學概念
.生物都是由細胞組成的。
.生物細胞的形態是多種多樣的,不同生物的細胞是不同的,生物不同器官的細胞也 是不同的。
.細胞是生物最基本的結構單位,也是生物最基本的功能單位。
過程與方法
.觀察幾種植物、動物及人體的細胞。
.畫圖記錄顯微鏡下的洋蔥表皮細胞。
.閱讀資料了解細胞對生物的作用。
情感態度價值觀
.認識到細致觀察、詳盡記錄的重要性。
.發展觀察研究生物細胞的興趣。
.懂得由于觀察工具的改進,人們才能觀察到許多自然界的秘密。(二)教學準備
分組實驗器材:幾種動物、植物和人體的細胞裝片、顯微鏡。
教師演示器材:多種生物細胞及細胞作用的課件或圖片。(三)教科書說明
教科書共兩頁,分為兩部分。第一部分是“生物細胞的觀察”;第二部分是“細胞的作用”。本單元的教學重點是在顯微鏡下觀察多種生物的細胞。
第一部分:生物細胞的觀察
這部分教學是要指導學生觀察其他幾種生物細胞,包括植物細胞、動物細胞和人體的細胞。觀察的生物細胞最好種類多一些,如植物可以觀察根、莖、葉等各個器官的細胞,動物和人體也在觀察之列。教科書15頁上部的圖、文體現的是學生觀察植物葉的細胞時,既觀察了葉表皮細胞,也觀察了葉肉細胞。在觀察葉表皮細胞時看到了氣孔、在觀察葉肉細胞時看到了葉綠體。葉表皮中的氣孔和葉肉細胞中的葉綠體是植物進行呼吸、光合作用很重要 的部分。
氣孔是植物表皮上的兩個保衛細胞之間的開孔,是和葉的功能有密切聯系的一種結構。具體來說是植物氣體和水汽蒸騰的通道,是植物體與環境之間的門戶。保衛細胞的生理變化可以調節氣孔的張開和閉合,控制氣體和水汽的進出。同時葉面施的肥和噴灑的農藥有一部分也從氣孔進人。第15頁圖中的氣孔是一種如蠶豆等雙子葉植物的氣孔,保衛細胞是半月形的。如果是玉米等單子葉植物,組成氣孔的保衛細胞是兩個啞鈴狀的。
葉綠體是綠色植物細胞里含有的綠色扁球狀質體。是植物進行光合作用的基本場所。主要分布在綠色葉片的葉肉細胞和幼莖的皮層細胞中。如果指導學生觀察葉肉細胞,就可以看到葉綠體。葉綠體中含有葉綠素等許多物質,葉綠素是植物進行光合作用的主要物質。在普通顯微鏡下,高等植物的葉綠體是扁橢圓形或球形的小顆粒,每個葉肉細胞中約有20^-200個葉綠體。
第15頁左下是人血中的紅細胞和口腔上皮細胞。動物細胞和植物細胞是不同的,動物細胞沒有細胞壁。紅細胞也稱紅血球,圓球狀,邊緣較厚,中間略凹陷,直徑6微米一9微米。紅細胞薄而有彈性,使他們能通過微小的血管。一個體重65千克的人,體內含紅細胞共有20萬億個以上。紅細胞的主要成分是血紅蛋白,專門負責運輸氧和二氧化碳。成熟的紅細胞沒有細胞核,可容納更多的血紅蛋白,有利于攜帶更多的氧和二氧化碳。
第15頁下中的圖片是人的口腔上皮細胞。也就是口腔內壁表面的細胞,起 著保護和分泌的功能。
第15頁下右的圖片是苔鮮類植物細胞。
教科書由于篇幅所限,沒有更多地列舉一些生物細胞的圖片,但是在教學中教師應該盡量讓學生觀察更多的生物細胞標本或圖片。
通過觀察生物細胞,使學生看到生物細胞的形態是多種多樣的。同一種植物或動物,其身體各個器官的細胞形態是不同的,即便是同一種器官的細胞,也由于不同的組織其形態功能也會不同。比如葉表皮細胞和葉肉細胞。
教科書里關于細胞學說建立過程的資料,日的是使學生知道細胞學說建立的過程不是一個簡單的過程,而是許多學者用顯微鏡經過了大量的觀察,在大量事實的基礎上才總結出來的。同時也希望學生進一步體會到沒有顯微鏡就不可能發現細胞。只有在顯微鏡發明后,人們發現和認識細胞才成為可能。
細胞學說的主要內容是:所有生物都是由細胞構成的;細胞是生物體結構和功能的最基本單位;所有的細胞都來自于其他的細胞。
需要說明的是細胞學說也是通過不斷的修正、補充才完善起來的。施萊登和施旺提出的細胞學說主要有三個方面內容:1.細胞是有機體。一切動植物都是由細胞發育而來,并由細胞和細胞產物所構成,動植物的結構有顯著的一致性。2.每個細胞作為一個相對獨立的基本單位,既有它們“自己的”生命,又與其他細胞協調地集合,構成生命的整體,按共同的規律發育,有共同的生命過程。3.新的細胞可以由老的細胞產生。
施萊登和施旺的細胞學說提出了一個錯誤的概念,即新細胞在老細胞的核中產生,由非細胞物質產生新細胞,并通過老細胞崩解而完成。由于人們把這兩位科學家奉為權威,這使得他們的錯誤觀點延續了許多年。許多研究者的觀察表明,細胞的產生只能通過由原先存在的細胞經過分裂的方式來完成,1858年德國病理學魏爾肖概括出“一切細胞來自細胞”的著名論斷,這不僅在更深的層次上揭示細胞作為生命活動的基本單位的本質,而且通常被認為是對細胞學說的重要補充,甚至有人認為至此細胞學說才全部建立。
細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性,以及在進化上的共同起源。這一學說的建立極大地推動了生物學的發展,并為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。
第二部分:細胞的作用
細胞是生物最基本的結構單位,也是生物最基本的功能單位。生物的呼吸、消化、排泄、生長、發育、繁殖、遺傳等生命活動都是通過細胞進行的。生物細胞不僅形態是多種多樣的,功能也是多種多樣的。這些在單元資料頁中有比較詳細的介紹。這個部分的教學活動主要通過學生閱讀資料填寫網狀圖和教師的補充講解來完成,日的是使學生對細胞的作用有所了解。細胞具有多種多樣的功能,當然這些功能不是由某一種細胞就能完成的。生物體內有各種各樣的細胞,它們有著嚴密的分工,它們共同作用完成了生命的所有活動。
(四)教學建議
1.觀察生物的細胞。
本單元教學的重點是讓學生認識到生物體是細胞構成的,細胞是生物的基本結構單 位,它們的形態功能是多種多樣的。
教學中應該觀察哪些生物細胞,教科書沒有統一規定。但是希望種類盡可能多,為 了觀察的方便,最好是現成的標本。除了學校現有的標本,還可以向中學或大學借用。如果沒有,教師可指導少數學生在課前制作一些。如果實在不能讓學生觀察標本,可從 各方面收集一些細胞圖片或多媒體課件給學生展示。日的就是讓學生在有限的時間內,觀察盡量多的生物細胞標本。如人和動物的神經、骨骼、血液、肌肉細胞;植物的根、莖、葉細胞,等等。只有在觀察較多的生物細胞后,才有利于學生總結出生物體是細胞 組成的結論。下面介紹兩種人體細胞的制作方法。
口腔上皮細胞裝片的制作方法:先用涼開水漱口,然后用牙簽在口腔的腮壁處輕輕 刮一下,牙簽上會附著一些上皮細胞。然后把它輕輕涂在放有一滴清水的載玻片上,攪 拌一下,使細胞分散開,再蓋上蓋玻片。最后從蓋玻片的一側滴一滴碘酒染色,用吸水 紙吸去多余的水,就做成了口腔上皮細胞的臨時裝片。
人血涂片的制作方法是:用蘸有'7500酒精的脫脂棉,對將要取血的部位(手指尖)進行消毒,再用消毒的針尖刺破指尖的皮膚,擠出一滴血,滴在已消毒的載玻片上;另 取一塊載玻片作推片,將推片自血滴左側向右移動,當血滴均勻地附著在兩片之間后,再將推片向左平穩地推移(兩片成30^-45度夾角),推出均勻的血膜,待血膜晾干后即可 放在顯微鏡下觀察。如果能給血膜染色觀察效果更佳。
如果要制作植物的根、莖、葉的裝片,就要把植物的根、莖、葉橫切成極薄的薄片。裝片制作方法和洋蔥表皮細胞的做法一樣。
在觀察了各種生物的細胞后,教師組織學生討論,讓他們比較一下不同生物的細胞 形態,如果觀察的細胞足夠多,還可以比較生物的不同器官、器官的不同組織的細胞的 形態,最后總結得出:生物都是細胞組成的,細胞的形態是多種多樣的。
2.細胞的作用。
關于細胞作用的教學,主要通過閱讀資料和教師講解進行。教師可先讓學生在課前 查閱資料和閱讀單元資料。閱讀前,教師可以出一些思考題,讓學生帶著問題閱讀,并 作筆記。課堂上由學生自己總結細胞的作用,并填寫網狀圖。最后由教師補充講解,使 學生認識到生物體的細胞不僅形態是多種多樣的,功能也是多種多樣的,它們互相依靠,共同協作,完成了生命體的各種功能。第7課用顯微鏡觀察身邊的生命世界(三)(一)背景和目標
顯微鏡的發明不僅使人們看到了細胞,還看到了身邊的許多微生物。微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體。它們的出現,是 在動物和植物之前。人們對微生物的發現和研究,始于顯微鏡發明之后。
1675年,列文虎克利用自己制作的顯微鏡在不流動的污水中第一次看到了肉眼看不 到的“微小動物”,看到了酵母菌和球狀、桿狀及螺旋狀的細菌。
300多年來,人們已發現和命名的微生物有10萬種之多。迄今為止,人們不僅認識 了很多引發各種疾病的微生物,掌握了抑制其傳播疾病的各種技術,而且開發了大量微 生物的機能,并在工農業生產和科學研究中進行廣泛應用。
在前面幾課使用顯微鏡觀察生物細胞的基礎上,本課指導學生觀察微生物。微生物 在地球上分布很廣,種類和數量極多,和人類的關系也十分密切。本課僅指導學生觀察 幾種生活在水中的微生物的形態和行為。科學概念.用顯微鏡能看到肉眼不能看到的微小生物。.在水中生活著很多形態各異的微生物。
.微生物通常都有特殊的構造和功能,以適應周圍的環境。
.微生物具有生物的特征,如:對環境有一定的需求、對外界的刺激有反應、能繁殖 過程與方法
.在顯微鏡下觀察水中活著的微生物,用圖文方式記錄它們的形態和行為特征。.發現微生物的生物特征。.對照資料識別微生物的種類。情感態度價值觀
.發展對微生物進行研究的興趣。
.培養微生物具有多樣性和復雜性的意識。(二)教學準備
分組實驗器材:顯微鏡、水中的微生物如草履蟲、眼蟲等等;滴管、載玻片、蓋玻 片、脫脂棉或其它纖維。
教師演示器材:介紹微生物的圖片或課件。
(三)教科書說明
本課重點活動是用顯微鏡觀察水中活著的微生物,內容分為“制作微生物裝片”“觀 察微生物”兩個主要活動?;顒拥碾y點是追蹤觀察活的微生物,并記錄它們的形態和行 為。
微生物是包括細菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動物等在內的一大類生物群體。教科書第18頁中的微生物只涉及到水中的一些單細胞原生動物和藻類植物。
課文圖片中的微生物。教科書第18頁圖片所示的微生物是:草履蟲、變形蟲、鼓藻、船形硅藻。草履蟲、變形蟲屬原生動物,鼓藻、船形硅藻屬藻類植物。這幾種生物的共 同特征是:都是一個細胞構成,構造簡單,身體微小,要在顯微鏡下才能看得清。
草履蟲:生活在不流動的、含有很多有機物的淡水里。是一種個體較大的原生動物,長約0.25厘米,用肉眼可以看見是一個小白點。在顯微鏡下可以看到:草履蟲的身體前 端較鈍,后端較尖,中后部較寬,形狀像一只倒轉的草鞋。
草履蟲的身體雖然只是由一個細胞構成的,但是這一個細胞能夠完成一切生命行為。草履蟲借著纖毛的擺動,在水里自由運動;草履蟲口溝里的纖毛不停地擺動,使水里的 食物進人細胞,形成食物泡。食物泡隨著細胞質的流動而移動,其中的食物逐漸被消化 和吸收,不能消化的食物殘渣,由身體后側的肛門 點排出體外;草履蟲通過皮膜進行呼吸。水里溶解 的氧氣,通過皮膜進人細胞質,氧化細胞質里的有 機物釋放能量,作為生命的動力。有機物氧化時產 生的二氧化碳,通過皮膜排出體外。有機物氧化后 產生的水和含氮的物質,是身體里沒有用的廢物。草履蟲用收集管和伸縮泡來排泄體內的廢物。
草履蟲對外界的刺激能夠產生靈敏的反應。如果在載玻片的一端滴一滴含有草履蟲 的培養液,在載玻片的另一端滴一滴淡水,然后把這兩滴水連通起來。這時可以看到,草履蟲都聚集在培養液里。如果在培養液的邊緣放上幾粒食鹽,食鹽對草履蟲有傷害作 用,這時就可以看到,草履蟲逐漸由培養液這邊游到了水滴里。這充分說明草履蟲能夠 趨向有利的刺激,逃避有害的刺激。
草履蟲能適應環境。當環境變得惡劣的時候(如寒冷、缺水),草履蟲的細胞表面就 會形成一層堅固如殼的膜,包住內部,成為胞殼。胞殼里的草履蟲不食不動,這叫休眠。胞殼能夠抵抗干旱和寒冷。它可以留在原地,也可以隨風散落到其他地方。當環境轉好的 時候(如溫暖有水),或者它們散落到溫暖和有水的環境時,胞殼就破裂,休眠的草履蟲進 人水里,又成為行動活潑的草履蟲。
草履蟲能自行生殖。其生殖方式,通常是分裂生殖。分裂生殖先是大小細胞核逐漸延 長,接著身體的中部發生橫裂,最后細胞核和細胞質分成兩部分,每部分各形成一個幼小的 草履蟲。
變形蟲:變形蟲也是一種原生動物。生活在淡水中,身體也只有一個細胞。顧名思 義,變形蟲是能變形的。細胞表面的任何地方都能突起,這些突起叫做偽足。變形蟲伸 出偽足的方向就是它運動的方向。偽足還能包圍食物,把獵物裹起來,這樣就產生了一 個食物泡,食物泡可以消化吸收獵物。變形蟲食性廣,單細胞藻類、細菌、小原生動物、真菌、有機物碎片等皆是它們的食物。變形蟲生命力強,在條件不好時,可以形成一個 包囊(休眠體)度過難關。
大多數變形蟲對人體無害,但有幾種變形蟲能產生人類疾病,比如阿米巴痢疾。
教科書圖片中的鼓藻、硅藻屬于植物中的藻類。藻類植物分布廣泛,種類繁多,共 分成9門:藍藻、裸藻、甲藻、金藻、黃藻、硅藻、綠藻、紅藻、褐藻。
鼓藻生于各種水質水體中,少數生于潮濕土壤里。鼓藻每個細胞由兩個“半細胞” 構成,中央常有一“編縫”將兩個“半細胞”連在一起,細胞常左右對稱;壁上有穿孔;細胞分裂時,兩個子細胞各自從母細胞獲得1個“半細胞”,另行長出另1個“半細胞”;細胞內有1個細胞核;色素體內含1個到幾個蛋白核。它有兩種生殖方式,無性生殖是細 胞分裂;有性生殖為接合生殖。
硅藻是一類具有色素體的單細胞植物,種類繁多,約11000多種。分布極其廣泛。在 海洋中硅藻的種類最多,在淡水中和潮濕的土壤里也有不少。浮游生物中60%以上是硅 藻。因為硅藻種類多、數量大,因而被稱為海洋的“草原”。硅藻種間個體差異大,小者 3.5微米,大者300微米一600微米。硅藻的身體雖然只有一個細胞,可這一個細胞既不 像動物細胞一樣沒有細胞壁,也與植物細胞的細胞壁大不相同。硅藻的細胞壁由大量的 硅質組成,分為上下兩部分,上面的蓋叫上殼,下面的底叫下殼,上殼套住下殼,上下 殼面上有非常精美的圖案,如同一個透明的水晶箱或一間精致的玻璃小屋。這些漂亮可 愛的外殼實際上與它們的功能是緊密相連的,“玻璃殼”上的那些微孔和細微的紋路讓硅 藻產生了比平滑表面更多的表面積,這些表面積讓硅藻的光合作用更有效率。
硅藻體內含有葉綠素,可以進行光合作用??抗夂献饔脤⒑K械臒o機物合成自身 需要的有機物。硅藻是魚、貝、蝦類特別是其幼體的主要餌料,它與其他植物一起,構成海洋的初級生產力。
教科書上的圖片里的微生物只是舉例,實際上水中常見的微生物種類很多,至于學生會在顯微鏡下看到哪些微生物,這要實際觀察以后才知道。在顯微鏡下看到的池塘的水里可能包含的微生物一般有:草履蟲、鐘形蟲、喇叭蟲、變形蟲、毛口蟲、單胞藻、眼蟲、唇滴蟲、衣藻、團藻,等等。其中一些微生物在單元資料頁有介紹。
第一部分:采集、培養微生物
觀察微生物就要采集或培養微生物。魚缸、池塘、溪溝的水中生活著大量的微生物,是采集微生物的主要場所。微生物也可以自己利用干草培養。教科書第17頁的插圖介紹的是利用干草培養微小生物的方法。取一些池塘或魚缸中的水,倒人裝有干草的燒杯中,幾天后,可以發現水面上出現了霉點,這些霉點是由肉眼看不見的細菌結集而成,瓶中許多單細胞生物以及其他微生物正是以此為養料大量繁殖。如果池水中本來就含有草履蟲,那么大約10^-14天后干草培養液中就會出現大量同類生物。其他許多單細胞生物都密布在水面之下或者干草之間。過1-}-2周微生物就可以大量繁殖出來。
第二部分:識別顯微鏡下的微生物
水中到底觀察到哪些微生物呢?要回答這個問題,首先要畫出觀察到的微生物形態,然后對照資料識別。教科書的單元資料頁中有草履蟲、變形蟲、喇叭蟲、眼蟲、團藻的圖片和文字資料。每一種微生物的圖片有好幾張,是在不同放大倍數的顯微鏡下觀察到的。其中眼蟲、團藻是介于動植物之間的生物,在動物界中屬原生動物門,在植物界中,藻類植物的細胞體內有葉綠素,能進行光合作用,制造有機物。
教科書中的資料圖片有限,教師還可根據當地水中微生物的種類,自己收集一些相 關圖片資料,供學生查閱對照。
它們是生物嗎?
這些微生物是不是生物應該從以下幾點判別:是否需要一定的生活環境;是否吃食 物或自己進行光合作用制造食物;是否需要呼吸;是否排泄廢物;是否對外界刺激有應 激表現;是否有生殖現象,等等。應該說觀察它們的生命特征是一個很有意義的活動,但是僅靠一節課有限的觀察是不現實的。學生可能觀察到其中的1}2個生命特征,比如 原生動物能運動,吃食物。如果機遇好,也可能看到它們的分裂生殖。但也可能一堂課 什么特征也看不見,因此不能強求,不要求學生一定要用當堂觀察到的特征作為判斷它 們是否是生物的依據。要觀察它們的生物特征還需要課外較長時間的觀察,或者通過有 關資料的閱讀來獲得。(四)教學建議
1.采集和培養微生物。
本單元教學成功的關鍵,是提供水中活著的微生物供學生觀察。因此教師事先要在 學校或學校附近的溝渠或池塘里(這些水不太流動、含有較多有機質適合微生物的生長),取一些水親自調查一下,看看水中是否能看見微生物。在取水時可多跑幾個點,并
在瓶上做好標簽,回校后在顯微鏡下觀察,哪個水域里含的微生物比較多,就可以作為 教學觀察材料的取水處。同時,要記錄這樣的水中能看見哪些微生物,針對這些微生物,做好教學中圖文資料的準備。
如果條件許可,教師還可以和學生一起采集和培養微生物。一方面為實驗提供觀察 材料,一方面讓學生注意觀察微生物的生活環境。并讓學生思考:為什么微生物生活在 養料比較豐富的水中,而且常常聚集在水的上層?通過這些活動,為下面判斷它們是不 是生物提供一些依據。
草履蟲是一種水中常見的單細胞原生動物,體形較大,是水中微生物的典型觀察材 料。采集的方法是:從有機物豐富的池塘、水渠、溪溝中,取水放人試管內。將試管對 著陽光,如看到有白色小點在水里游動,就說明水中可能有草履蟲,帶回校后再用顯微 鏡觀察、確認。如果要需要自己培養,可將當年或前一年的稻草稈剪成3厘米長的節段,取10克左右,置于1 000毫升的水中煮沸后,再繼續煮10^-15分鐘,待水涼18^-24小 時后,就制成了草履蟲培養液。然后將采集到的草履蟲放人培養液中,一星期后,草履 蟲就會大量繁殖出來。在培養時要注意:因為草履蟲是好氣性生物,所以培養器皿的液 面上要留有一定的空間。如長期培養,隔2^-3天就需更換部分培養液,方法是用滴管吸 出底部培養液和沉淀物,然后加人等量的新鮮培養液。還需定期測定培養液的酸堿度,培養液要略帶堿性(pH為6.5 ^-'7.5),如果偏酸,可加質量分數為1%的碳酸氫鈉溶液 中和。還要及時進行顯微鏡檢查,如果蟲體瘦小、活動遲鈍,需要改變培養條件,更換 培養液。如果是短期培養或在無稻草的條件下,可以每隔2^-3天向培養液中滴人1 ^-2滴 牛奶液。
草履蟲的生殖有兩種,其中有性生殖為結合生殖,無性生殖以橫裂方式進行。正 常條件下,特別是水溫為24 0C-}-2'7 0C時,草履蟲每天橫二分裂一次。若用葛芭葉培 養液代替稻草培養液,草履蟲在良好的條件下,幾個小時以后即進行大量橫二分裂。葛芭葉培養液的制作方法:取一克葛芭葉,加100毫升水,煮沸幾分鐘,冷卻后即可 使用。注意,葛芭葉培養也不能放置過久,否則容易變質。在4份(容積)新鮮葛芭
葉培養液中加1份草履蟲液,水溫保持在24 0C-}-2'7 0C,經過幾個小時培養后,用滴管 從營養條件良好的草履蟲培養液中吸取一些液體,滴一滴在干凈載玻片中央,蓋上蓋 玻片,再把制成的裝片放在低倍顯微鏡下觀察,慢慢移動載玻片,就能看到草履蟲分 裂。
2.觀察前的制片。
觀察用的微生物臨時裝片要在即將觀察時制作,這樣才能保證微生物是活著的。先 從裝有池水或溝水的瓶內,用滴管在靠近水面處吸取水少許,滴在載玻片的中央,再加 上蓋玻片。為避免水中活著的微小生物跑來跑去不好觀察,可先取少量(幾絲)纖維(如脫脂藥棉、玉米棒上的毛或干凈毛筆上的毛等),交織成網狀放在載玻片上,然后再
在纖維上滴水,蓋上蓋玻片。也可以用吸水紙從蓋玻片邊緣吸去多余的水分,起到限制微生物活動的作用。
3.觀察、識別微生物。
觀察、識別微生物是本單元教學的重難點,教師要給學生留出充分的活動時間。觀 察時將玻片標本放在顯微鏡的載物臺上,先用低倍鏡觀察。必要時再換高倍鏡觀察。比 較困難的是在顯微鏡下找到運動相對緩慢的微生物,并仔細觀察它的形態和運動,以及 如何通過移動裝片,追蹤觀察運動中的微生物。學生的觀察和畫圖記錄能力都比較低,教師可讓每組學生重點觀察和畫出一種微生物。
識別微生物時,除了對照課文和單元資料中的圖文資料,教師在課前要根據當地水 中常見的微生物種類做些適當的補充。為了降低難度,在大家匯總展示所觀察到的微生 物的畫圖后,可對照圖片資料進行集體識別。
4.它們是不是生物。
如何判別所觀察到的微生物是不是生物,這個問題可讓學生討論,相信學生是能夠 擬出判斷的標準的。但是僅靠短暫的觀察不一定能發現它們的生物特征,因此可讓學生 閱讀教科書上的資料,或通過觀看教師播放的有關影像資料,把實際觀察和間接得到的 信息結合起來,進行判斷。也可以課后繼續培養和觀察草履蟲,讓學生在較長的一段時 間內收集相關信息后,再得出結論。第8課微小世界和我們(一)背景和目標
本課是整個單元學習的總結。
由于觀察工具的不斷改進,人類的觀察范圍在不斷拓展,看到了越來越小的生物和 物質結構,在各個領域的微觀層面取得了許多發明和成果。這些發明和成果有必要讓學 生知道,因為我們的生活中已廣泛地享受到這些成果帶來的好處。
本課通過學生查閱資料和匯報交流,使他們了解人類在探索微小世界方面取得的豐 碩成果。并對觀察工具的改進和觀察范圍的拓展之間的關系有一定的認識,對科學和技 術的關系有一定的了解??茖W概念
.由于觀察工具的改進,使人類觀察的范圍擴大,發現了僅靠肉眼無法發現的自然界 的許多秘密。
.人類探索微小世界的成果,促進了科學技術的發展、社會的進步和人類生活的改 過程與方法
.總結人類在觀察工具開發及探索范圍擴大方面的成果,并用流程圖表示它們之間的 關系。
.根據學習主題查閱相關資料,并進行整理、歸類、交流。f清感態度價值觀
熱愛科學技術,敬佩人類在探索微小世界過程中不斷追求和善于追求的精神。
知道我們周圍還有許多沒有被發現的物質及自然界的秘密。我們所能看到的只是物 質世界的一部分。隨著科技的發展,我們還將了解越來越多的自然界的秘密。(二)教學準備
分組實驗器材:各組學生按自己匯報的課題整理好資料(照片、圖表、食物等),如 需用多媒體匯報,要自己準備好課件。
教師演示器材:課前了解學生收集資料的情況,并根據學生的要求提供相應的設備。對教室做一定的環境布置,給學生張貼匯報資料的場所。(三)教科書說明
本課內容共兩頁,分為兩個部分。第一部分為“回顧與總結”;第二部分為“人類探 索微小世界的成果”。
第一部分:回顧與總結
要求學生從兩個方面進行回顧:一是從古至今人類的觀察工具是怎樣發展的,二是人們的觀察視野又是怎樣拓展的。這兩個問題對于學生說不難,教師重點是指導學生用流程圖體現兩者之間的關系。比如可以這樣表示。
(納米是長度單位,1納米為十億分之一米。20納米相當于1根頭發絲的三千分之一)
第二部分:人類探索微小世界的成果
這部分內容是本節課的重點內容。
由于學生的理解水平,教科書20頁所示的內容主要是人類利用微生物,以及生物方面所取得成果,體現以下幾個方面:
醫藥方面:觀察工具的改進使人類發現了微生物(如原生動物以及藻類、細菌、病毒、病原體等),但是很長的一段時間內,人們不知道這些微生物有什么作用,它們和人類有什么關系。法國科學家巴斯德是第一個把微生物和疾病聯系起來的人。巴斯德發現傳染病是由于微生物造成和傳播的,發明了巴氏消毒法,廣泛用于奶制品和釀酒業,以及殺死液體中的細菌。
后來弗萊明發現了青霉素,從而使千萬人免于受肺炎等疾病的侵染致死。這些年來 人們不斷發明和研制了許多藥物,以抵抗和制服各種疾病的危害。鼠疫、結核病、敗血 癥、霍亂、白喉、痢疾、傷寒、天花等傳染病慢慢被征服了。然而細菌也有抗藥性,直 到今天,人和細菌還在進行著一場你死我活,我進你退的斗爭。
食品工業:人們通過觀察研究知道有的微生物對人有益,利用它們可改善我們的生 活。比如釀酒,制作醬油、醋、霉豆腐、泡菜、奶品、面包、饅頭、臘肉等都要依靠微 生物。其中利用酵母菌發面的原理是:酵母菌分解面粉里的糖類,排出二氧化碳。二氧 化碳在加熱時體積急劇膨脹,從而使饅頭、面包內部疏松多孔。
農、林業方面:農、林業上進行品種改良,提高產品的數量和質量,也充分利用了 放大鏡和顯微鏡的作用,如袁隆平的雜交水稻培育。雜交水稻要在水稻花的花蕊上進行,水稻開的花很小很小,因此尋找雄性不育的野生稻和進行雜交工作都必須利用放大鏡和 顯微鏡。雜交水稻培育成功,不僅在很大程度上解決了我國人民的吃飯問題,而且也是 解決21世紀全球糧食問題的法寶。
土壤的改良和凈化:土壤中有許許多多的微生物,主要有細菌、真菌、放線菌、藻 類和原生動物,它們與土壤肥力有關,有的能把生物尸體分解為植物需要的營養,有的 能和生物共生,起到固氮的作用。比如在豆科植物根部生長的許許多多小圓球是根瘤菌,根瘤菌吸收并固定大氣中的氮提供給植物作為肥料,同時吸收植物中的碳水化合物作為 自身的營養??茖W研究證明,每公頃大豆在其一生中能夠固定氮素102千克(折合成硫酸 鉸是510千克)。因此,人們把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工廠。如果土壤中 有了大量的根瘤菌,可少施或不施氮肥,還能提高土壤肥力,同時還能節約由于生產氮 肥需要的電力以及減少水質和土壤的污染。在古代,我國勞動人民就知道豆類植物具有 肥田的作用,并大量進行人工培植和使用。日前在我國西部大開發的建設中,一些農業 微生物學工作者,大力提倡在西部沙漠、戈壁、荒坡多種植豆科樹、草,增加土壤肥力,綠化荒山荒坡,防止水土流失,促進農、林、牧業的發展。世界上有不少科學家在對根 瘤菌進行研究方面取得了新的成就,如日本科學家在世界上首次破譯了一種控制根瘤菌 數量的遺傳基因密碼,這將使在貧痔的土地上培育出不需施肥的作物成為現實。
因化肥、農藥、除草劑過量使用導致的農田土壤污染已成為重病沉疾,而土壤污染 帶給水果、蔬菜、糧食的污染以及對人類造成的危害更不可低估。凈化土壤,也要靠微 生物發揮作用。
克隆:1996年的夏天,一只名叫多莉的綿羊在蘇格鑄誕生了。為了培養多莉,研究 人員首先從一只母羊體內取出一個卵細胞,去除它的細胞核,隨后把一只6歲成年母羊體 細胞中的細胞核植人這個去核的卵細胞里,最后再把這個卵細胞移植到第三只羊的子宮 里。5個月后多莉誕生了。它和那只提供細胞核的6歲成年母羊在遺傳上是相同的,多莉 是那只羊的克隆。
克隆是人們生產具有所需性狀生物的先進技術??寺〖夹g的成功,使人們培養人體 器官,用以替換病人的器官使之康復成為可能。
污水和垃圾處理:微生物在自然界中,還扮演著另一個十分重要的角色一污水和 垃圾的處理者。幾乎所有的污水處理都是靠微生物的作用完成的。污水和污物處理中既 需要微生物分解和除掉各種有害物質,還要靠微生物進行除臭。污水與污物的處理速度、處理效果取決于微生物的種類和功能。
微電子技術:顯微技術還促進了微電子儀器的研制。美國的科學家已研制成功一種 微型電動馬達。這種微型馬達直徑僅0.07毫米,厚度是0.25毫米。有了這種微型馬達,將來人們大約可以制造大批在人體內運行的裝置,擔負運輸和清除有害物質的工作。
人類探索微小世界所取得的成果還很多很多,限于篇幅和學生的理解力,教科書只是列舉了其中的幾例,更多的事實,希望學生自己去查閱。(四)教學建議
1.課前準備。
課前師生要共同收集有關人類在探索微小世界取得成果方面的資料,為了收集的資 料比較全面,教師可事前擬訂一些專題,把學生分成幾個專題小組,從不同的方面去收 集資料。在收集資料時,注意不要僅限于人類探索和利用微生物方面的成果,其他如冶 金、地質、微電子、偵緝、物質微小結構等方面也取得了豐碩的成果,也要注意收集。
各小組要研究確定匯報方式及主要匯報人。資料交流的方式可以多種多樣,可以出 示文字及圖片進行講解,也可以用錄像或光碟,還可以現場實物演示,或操作演示(如 用酵母菌發面)。教師要根據各組的匯報需要提供一定的器材和設備。展示會的形式可以 多種多樣,教師可以根據具體情況選定合適的形式。各小組匯報完后,可以把人類在探 索微小世界方面取得的成果的資料張貼出來,大家觀看。
2.本課的匯報交流活動也可作為一項評價內容。
課前師生共同擬出一份評價標準。評價可從兩方面進行:一是資料的收集及匯報。包括收集的資料內容是否符合要求,資料的整理及表現形式如何,匯報是否圍繞主題及 本組選定的課題,表述是否有條理、清楚明白;二是小組同學在收集資料中的態度及合 作精神。
本課內容的第一部分和第二部分教學可以對調,先匯報交流人類在探索微小世界方 面的成果,然后再回顧總結觀察工具發展的歷史和人類觀察范圍的拓展及成果,以及相 互關系。
四、評價建議
教學評價的內容和標準應根據本單元的教學日標來制定。
對科學概念的評價:
知道人類觀察工具、人類觀察范圍不斷發展的歷程;知道晶體是物質存在的一種形 式;生物都由細胞組成;生物細胞不僅形態是多種多樣的,功能也是多種多樣的;微生 物也具有生物的特征;微生物在大自然中廣泛存在著,它們和我們的生活、生產、環境 有著密切的關系;人類在探索微小世界方面取得了豐碩的成果,等等。
對學生掌握和理解科學概念情況的評價,可通過問卷調查、學生對問題的解釋與回 答、學生自己的總結、書面考核等方式進行。
觀察實驗的記錄單也是評價的重要依據,因此在課堂上教師應盡量讓學生人人記錄。
對過程和方法的評價:
正確運用放大鏡觀察物體;用顯微鏡觀察生物細胞和微生物;用圖畫記錄放大鏡和 顯微鏡下被觀察物體的圖像,如洋蔥表皮細胞等;根據學習主題查閱相關資料并進行整 理、歸類,在小組或全班進行交流匯報,等等。評價主要通過教師的觀察、學生課堂上 的觀察記錄、課后的專題觀察報告等途徑進行。如對昆蟲生活習性的觀察報告,人類探 索微小世界成果的資料收集、整理;流程圖、網狀圖的填寫,等等。
對情感態度價值觀的評價:
對觀察微小世界有興趣;能認真細致地觀察;實事求是地記錄和描述實驗中的現象;主動、積極地閱讀和收集相關資料;熱愛科學技術,敬佩人類在探索微小世界過程中不 斷追求和善于追求的精神。在小組活動中善于合作、積極進行交流和反思,等等。
對學生的情感態度價值觀的評價,除了教師的評價,更多的可充分利用小組的作用,讓學生通過自評、互評來進行,同時也可以讓家長來參與對學生的評價。
五、參考資料
放大鏡
眼睛是動物的感光器官,它的作用就像一個雙凸透鏡。物體射來的光通過眼睛的晶 狀體的折射,在視網膜上形成縮小的實像。一個物體能否被眼睛看清楚,跟視角有關系。視角就是由眼睛的光心向物體的兩端所引出的兩條直線的夾角。同一個物體離眼睛近時 視角較大看得清楚,離眼睛遠時視角較小就看不清楚。但物體離眼太近會引起眼的疲勞,眼睛可以看得清楚又不感到疲勞的最近距離叫明視距離。如果把小物體放在明視距離處,還是看不清楚就要用放大鏡或顯微鏡等儀器來增大眼睛的視角,幫助我們把小物體看清 楚。
放大鏡實際上是一種焦距較小的凸透鏡。由于光線通過凸透鏡會發生折射,使凸透 鏡具有放大、聚光、成像的作用。當物體在凸透鏡的焦距以內,從物體某一點引出的平行于主光軸的人射線,和通過光心的人射線不能匯聚到一點,只能在反向延長線上匯聚,所形成的像就是一個放大的虛像(見下左圖)。如果這個虛像出現在明視距離處,那么我 們就能以增大的視角看清楚這個物體(見下右圖)。
物體在凸誘鏡的焦點以內時所成的像放大鏡成像的光n圖
左圖中AB是物體,士是凸透鏡,AIB:是物體通過凸透鏡所成的虛像。
右圖中明視距離處有小物體AB,眼睛看這個物體時的視角a很小,也就很難看清楚 這個物體。把物體AB移到放大鏡的焦點以內處的A1B:的位置上,使物體由放大鏡所成 的虛像ApB:出現在明視距離處,那么我們就能以增大了的視角a:看清楚這個物體。
放大鏡的焦距越小(曲率越大),放大率越大。但實際上焦距太小,像與人眼距離太近,觀察起來很不方便,所以放大鏡的放大倍數不會很高。放大鏡的放大率
放大鏡的放大率等于明視距離和放大鏡的焦距之比。正常人的眼睛的明視距離一般 在25厘米左右,如果一個放大鏡的焦距是2.5厘米,它的放大率就是10倍。通常放大鏡 的焦距是10厘米到1厘米之間,所以對正常眼睛來說,放大鏡的放大倍數基本上在2.5倍到25倍之間。應該注意的是,儀器的放大率和像放大率是有區別的,前者對同一放大 鏡來說是一定的,而后者則隨物距而變化。顯微鏡
顯微鏡是由兩個凸透鏡組成的,其中一個對著物體的叫做物鏡,對著人眼的叫做日 鏡。物鏡的焦距短而日鏡的焦距長一些。把物體放在物鏡的焦點附近,使物距稍大于焦 距,就會在日鏡的焦距內生成一個放大的、倒立的實像,這個放大的像通過日鏡的折射 后進人人眼,人們就會在日鏡中看到一個放得更大的、正立的虛像。即日鏡相當于一個 放大鏡,物體的人射光線通過物鏡成像后再經日鏡放大。顯微鏡的光路圖
顯微鏡的歷史和發展
在顯微鏡發明以前,人類可以用感官把握的世界是一個常規的世界。那時候人們相 信“眼見為實”,對于絕大多數人來說,世界就是眼、耳、鼻、舌、身五種感覺器官所能 探知的世界。人能發現的最小的世界,就是螞蟻等昆蟲的世界。
最早的顯微鏡實際上就是一個放大鏡,放大鏡是凸透鏡。最早發現透鏡的地方在伊 拉克的尼尼書遺址,透鏡用透明水晶制作,直徑為3.81厘米,焦距11.43厘米??梢姽?代巴比倫人已經發現某些透明的寶石可放大物體的影像。據說羅馬皇帝尼羅喜歡把翡翠 或寶石放在眼前觀看比賽或表演。在13世紀,英國的一位主教格羅斯泰斯特最早提出放 大裝置的應用,他的學生培根根據他的建議,設計并制造出能增進視力的眼鏡。
起初最好的放大鏡也不過把物體放大到20倍左右。在17世紀,人們發現把兩塊凸透 鏡組合起來,能明顯的提高放大能力,這種裝置就是顯微鏡的前身。第一架真正的顯微 鏡,是用一片凸透鏡和一片凹透鏡重疊起來組合而成,又稱為復式顯微鏡,是荷鑄眼鏡 匠詹森父子制成的,后來經意大利天文學家伽利略加以改良,顯微鏡才有了更佳的效果。
顯微鏡的發明,使人類第一次發現了微生物和細胞生存的世界。最初的顯微鏡很簡 單,只能放大50^-200倍,以后又不斷改進,逐漸發展。比如1830年發明了既無色差又 無球面像差的顯微鏡,1904年德國蔡司光學儀器廠制成了暗視野顯微鏡。其他的還有雙 筒顯微鏡、立體雙筒顯微鏡等。光學顯微鏡可以把物體放大到1 500倍左右,能夠觀察到 細菌的形狀。如果用它觀察蚊、蠅的小腿,看到的成像比電線桿還要粗。
為了分辨更小的物體,不少科學家千方百計地改進光學顯微鏡以提高它的放大倍數,可是雖然付出了艱辛的勞動,卻一直沒有多大的進展。因為這已不是儀器本身的問題,而是光子的問題。隨著量子力學理論的發現,人類逐漸地認識到,由于人眼可見光頻率 范圍的限制,使我們無法通過顯微鏡觀察到線度比可見光波波長更小的物體。在20世紀 30年代,科學家發現電子射線具有波動性,當其頻率越高的時候,波長就越短,它的波 長可以是光波的幾萬分之一。電子射線照射物體時,就能使更小的物體留下影像。
1932年,德國科學家諾爾和魯斯卡在柏林制成世界上第一臺電子顯微鏡。電子顯微 鏡和光學顯微鏡不同,它是以電子束代替光束,用磁場代替透鏡來觀察細微物體。電子 顯微鏡一下子把放大倍數提高到1萬倍。到20世紀90年代,世界上已經研制出放大率 200萬倍的電子顯微鏡,人們利用它看到了物質內部的精細結構??匆娝形镔|都是由一 些肉眼看不見的極小極小的微粒組成的,發現了原子世界。
1983年,人們發明了掃描隧道顯微鏡。這種顯微鏡比電子顯微鏡更先進。顯微鏡技 術的發展,為我們研究微觀世界提供了可靠有力的工具,它是人類最敏銳的眼睛。自從 掃描隧道顯微鏡發明后,世界上便誕生了一門以0.1至100納米這樣的尺度為研究對象的 新學科,這就是納米科技。作為一門極有前途的新興科學,納米科技以空前的分辨率為 我們揭示了一個可見的原子、分子世界。納米是長度單位,1納米等于十億分之一米。納米電子學和納米生物學相結合產生的生物分子機器,能在1秒內完成幾十億個動作。生物分子機器可以蓋房造屋、挖掘隧道、開采礦藏、打撈沉船、鋪設光纜,等等。生 物分子機器還能治病,如進人人體修復有病的器官,清掃受阻的血管,除去癌變細胞,更換有缺陷的基因,等等。因此,人類可借納米科技消滅絕癥。從包括微電子等在內 的微米科技到納米科技,人類正向微觀世界逐步深人,人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森曾指出,納米左右和納米以下的結 構是下一階段科技發展的一個重點,會是一次技術革命,從而將引起21世紀又一次產 業革命。
但是,對于微觀世界的探索和發現,也導致了威脅人類和整個地球的可怕的武器 和污染的出現,人類在享受發現新世界的快樂的同時,也面臨著更大的新的危險。原 子彈、基因武器、人造病毒、人為改變基因等,都將對人類的生活產生巨大的影響。在微小的世界里,隱藏著很大的能量,一旦釋放出來,既可以造福人類,也可以使人 類毀滅。昆蟲世界
昆蟲是地球上最多的生物種類,日前已知約有100萬種昆蟲,占動物種類的80%以 上,約占地球所有生物物種的一半。估計世界上可能還有300 ^-500萬種昆蟲有待于人們 去發現。體。在森林里,每平方米可有10萬頭彈尾日昆蟲?;葹拇蟀l生時,個體數可達'7 ^-12億之多,總重量約1 250^-3 000噸,群飛覆蓋面積可達5^-12平方千米,可以說是遮天蓋地。
昆蟲活動的晝夜節律
大多數昆蟲的各種活動,如攝食、交配、飛翔,均有晝夜節律。有的昆蟲多在白天 活動,稱晝出性昆蟲,如蝶類。有的昆蟲多在夜間活動,稱夜出性昆蟲,如蛾類。一般 蚊子多在清晨或黃昏活動,稱弱光性昆蟲。食性
根據昆蟲食物性質的不同,可把昆蟲分為植食性、肉食性、雜食性、腐食性、寄生 性等幾種主要類別。趨性
指昆蟲對某種刺激進行趨向的或反趨向的定向活動。如大多數蛾類具有趨光性,尤 其對紫外線最為敏感。性成熟的雌蛾能分泌性外激素,以吸引異性個體前來交尾。保護色、警戒色、擬態
許多昆蟲在長期的自然選擇的作用下,其顏色與形態逐漸與生活環境相適應,如 同一蚌蠕或蝗蟲,生活在青草中的體色為綠色,而生活在枯草中的體色則為枯黃色。某些具有毒刺或惡臭的昆蟲都具有鮮艷的色彩和斑紋,它們以其身上醒日的色彩警告 那些企圖捕食它們的天敵。另外,一些昆蟲雖然本身沒有防御和保護的器官,但它們 可以模擬那些具有防御和保護能力的昆蟲的顏色和形狀,使其天敵不易分辨而不敢動 它。
昆蟲的觸角
昆蟲基本上都有一對觸角。觸角長在昆蟲兩只復眼的中上方,昆蟲活動的時候,這兩根觸角總是不停地擺動著,東察西探,像是尋找獵物的雷達。觸角是主要的感覺 器官,有嗅覺、觸覺和聽覺的功能。觸角能夠幫助昆蟲尋找食物和配偶,并探明身體 前方有無障礙物。在有些昆蟲中,觸角還有其他用處,例如,在交配時用來抱住雌蟲,捕捉食物,在水中使身體平衡,水龜蟲則用來幫助呼吸。昆蟲的觸角有許多種類,了 解觸角的類型,可以用來識別昆蟲。有的昆蟲雌、雄性的觸角各不相同,例如一些蛾 類。
昆蟲不但種類多,數量也相當驚人,有時一畝地里的昆蟲可達幾十萬只。而且同一
種昆蟲的個體數量也很多,一個螞蟻群可多達50萬個個體。一棵樹可擁有10萬個蚜蟲個體。在森林里,每平方米可有10萬頭彈尾日昆蟲?;葹拇蟀l生時,個體數可達'7 ^-12億 之多,總重量約1 250^-3 000噸,群飛覆蓋面積可達5^-12平方千米,可以說是遮天蓋 地。
昆蟲活動的晝夜節律
大多數昆蟲的各種活動,如攝食、交配、飛翔,均有晝夜節律。有的昆蟲多在白天 活動,稱晝出性昆蟲,如蝶類。有的昆蟲多在夜間活動,稱夜出性昆蟲,如蛾類。一般 蚊子多在清晨或黃昏活動,稱弱光性昆蟲。食性
根據昆蟲食物性質的不同,可把昆蟲分為植食性、肉食性、雜食性、腐食性、寄生 性等幾種主要類別。趨性
指昆蟲對某種刺激進行趨向的或反趨向的定向活動。如大多數蛾類具有趨光性,尤 其對紫外線最為敏感。性成熟的雌蛾能分泌性外激素,以吸引異性個體前來交尾。保護色、警戒色、擬態
許多昆蟲在長期的自然選擇的作用下,其顏色與形態逐漸與生活環境相適應,如 同一蚌蠕或蝗蟲,生活在青草中的體色為綠色,而生活在枯草中的體色則為枯黃色。某些具有毒刺或惡臭的昆蟲都具有鮮艷的色彩和斑紋,它們以其身上醒日的色彩警告 那些企圖捕食它們的天敵。另外,一些昆蟲雖然本身沒有防御和保護的器官,但它們 可以模擬那些具有防御和保護能力的昆蟲的顏色和形狀,使其天敵不易分辨而不敢動 它。
昆蟲的觸角
昆蟲基本上都有一對觸角。觸角長在昆蟲兩只復眼的中上方,昆蟲活動的時候,這兩根觸角總是不停地擺動著,東察西探,像是尋找獵物的雷達。觸角是主要的感覺 器官,有嗅覺、觸覺和聽覺的功能。觸角能夠幫助昆蟲尋找食物和配偶,并探明身體 前方有無障礙物。在有些昆蟲中,觸角還有其他用處,例如,在交配時用來抱住雌蟲,捕捉食物,在水中使身體平衡,水龜蟲則用來幫助呼吸。昆蟲的觸角有許多種類,了 解觸角的類型,可以用來識別昆蟲。有的昆蟲雌、雄性的觸角各不相同,例如一些蛾 類。
昆蟲觸角的主要類型 各式各樣的口器(嘴巴)
口器是昆蟲的嘴巴,擔負著取食的重任。昆蟲食料來源很廣,有固體的,也有液體 的,有暴露在外的,也有深藏在內的。因此,昆蟲就有了各種各樣相應的取食方式和口 器類型。
咀嚼式口器
這種口器在昆蟲中是比較典型的,其他類型都是由這種類型演變而來的。咀嚼式口 器是用來取食固體食物的?;认x的口器是咀嚼式口器的代表,此外,鞘翅日的成蟲和幼 蟲、脈翅日成蟲、鱗翅日幼蟲及膜翅日多數成蟲也都是咀嚼式口器。
刺吸式口器
吸食動物血液和植物汁液的昆蟲的口器就像一個空心的注射器的針頭,取食時把針 狀的口器插到動植物的組織內吸食其中的汁液,這種口器叫做刺吸式口器。草嶺等脈翅 日昆蟲的幼蟲(蚜獅、蟻獅)具有捕食性的刺吸式口器,簡稱捕吸式口器,其特點是外 形似一對鐮刀,左、右的上下P v分別合成刺吸構造。
虹吸式口器
虹吸式口器是蝴蝶和蛾類特有的口器,它能吸到花朵深處的花蜜,因為這類口器長 得像一根中間空心的鐘表發條,用時能伸開,不用時就盤卷起來。這種構造一般用來吸 食花蜜、水、腐爛的動植物汁液,有的也吸食成熟的果實。
舌氏吸式口器
蒼蠅吃東西又吸又舔,因此口器就像一個蘑菇頭。取食時,兩唇瓣展開平貼到食物 上,使環溝的空隙與食物接觸,液體食物即順環溝流向前口而進人食物道。唇瓣也可向 后翻轉,使前口齒外露,刺刮固體食物,食物碎粒和液體一起吸人。舌氏吸式口器為蠅類 成蟲所特有。
嚼吸式口器
嚼吸式口器既能咀嚼固體食物,又能吸收液體食物,蜜蜂的口器是這類口器的典型 代表。它的上P與咀嚼式口器相仿,用以咀嚼花粉和筑巢等。它的下P和下唇組成吮吸 用的P。蜜蜂的P僅在吸食時才由下P和下唇合并而成,不用時則分開并折疊在頭下。這時上P即可發揮咀嚼作用。(如下圖)咀嚼式口器 舌氏吸式口器 雙刺吸式口器 虹吸式口器 刺吸式口器 昆蟲的足
昆蟲足的形態多與其各自的功能相適應,變化也很明顯。如嶂螂的足各節比較細長,適于疾走,稱步行足?;认x的后足腿節強壯有力,適合跳躍,稱跳躍足。龍虱的后足扁平如漿,適合游泳,稱游泳足?;闰氲那白慊澼^長,脛節與腿節生有棘刺,兩相吻合,適于捕捉小動物,稱捕捉足??|姑的前足粗短,脛節扁平如鏟,蹌節呈齒狀,適于地下 生活時掘土,稱挖掘足。蠅類可在光滑的玻璃上行走,甚至在天花板上仰行也不會跌落,這是因為它們的足的末端爪墊多毛,并能分泌鉆液。蜜蜂后足稱攜粉足,它更復雜,足 上有類似“花粉筐”“花粉梳”“壓粉器”的結構。采集花粉時,它用花粉梳將鉆附在體 表的花粉刷下,經壓粉器將花粉壓緊成團,然后置于花粉筐中帶回。晶體
物質是由分子、原子或離子構成的,物質按結構,可分為晶體、非晶體、準晶體三 種。如果組成物質分子、原子或離子這些微觀粒子在三維空間按一定的規則進行排列,形成空間點陣結構時,就形成了晶體。
晶體通常呈現規則的幾何形狀,就像有人特意加工出來的一樣。其內部粒子的排列 十分規整,比士兵的方陣還要整齊得多。如果把晶體中任意一個粒子沿某一方向平移一 定距離,必能找到一個同樣的粒子。食鹽的主要成分氯化鈉(}IaCl)是一種常見的晶體,它是由鈉離子(Va)和氯離子(Cl-)按一定規則排列的立方體所組成。又如鉆石,它 是由碳原子在大范圍內按一定的規則排列而成的晶體。
晶體一般是固體形態,值得注意的是,并不是所有透明的固體都是晶體,如玻璃、松香、玻拍、珍珠就不是晶體。因為組成玻璃的微觀粒子只是在一個很小的范圍內作有 規則的排列,而從大范圍來看,它們的排列是不規則的。準晶體是最近發現的一類新物 質,其內部排列既不同于晶體,也不同于非晶體。晶體的性能、用途和應用
晶體不僅美麗,還有許多重要的用途。當物質以晶體狀態存在時,它將表現出其他 物質狀態所沒有的優異的物理性能,因而是人類研究固態物質的結構和性能的重要基礎。此外,由于能夠實現電、磁、光、聲和力的相互作用和轉換,晶體還是電子器件、半導 體器件、固體激光器件及各種光學儀器等工業的重要材料,被廣泛地應用于通信、攝影、宇航、醫學、地質學、氣象學、建筑學、軍事技術等領域。
比如說激光晶體。這是一種非常重要的晶體,它吸收足夠的能量之后能發出一種特 殊的強光一激光。日前,人們已研制出數百種激光晶體。其中,紅寶石晶體是最引人 注日的一種。今天,這些激光晶體在軍事技術、宇宙探索、醫學、化學等眾多領域內都 已得到了廣泛的應用。例如,激光電視、激光彩色立體電影、激光雷達、激光手術刀等 都是激光晶體在這些領域內成功應用的結果。又如水中通信,由于海水對紅光產生強烈 的吸收,而對藍綠光則吸收得較少,因此,藍綠光在海水中能夠傳播較遠的距離。利用 這一特性,人們就可以利用激光晶體產生的藍綠光進行水中通信和探索。
另一種重要的晶體是半導體晶體。由半導體晶體硅和鍺做成的各種晶體管,取代了 原來的電子管,在無線電子工業上有著極其廣泛的應用,由于它們的出現,電子產品的 體積大大減少,成本大幅度降低??梢哉f,沒有半導體晶體,我們今天就不可能擁有隨 身聽、超薄電視和筆記本電腦等體積小巧、攜帶方便的電子產品了。此外,光纖通訊技 術也離不開半導體晶體。利用這種晶體做光源,人們就能在一根頭發絲般的光導纖維中 傳遞幾十萬路電話或幾千路電視,從而大大提高了信息傳遞的數量和質量。試想,如果 沒有這些半導體晶體,我們怎能看到高清晰度的電視,又怎能清楚地聽到從遙遠的大洋 彼岸傳來的親人的聲音呢?
水晶等晶體具有壓電效應,當晶體受到外力作用時,晶體會發生極化,并形成表面 電荷;反之,當晶體受到外加電場作用時,晶體會產生形變。人們利用晶體的壓電效應 制成石英表、電子鐘、彩色電視機、立體聲收音機及錄音機、血壓計、呼吸心音測定器 等,被廣泛地應用于人們的日常生活中。
當光波和聲波同時射到晶體上時,聲波和光波之間將會產生相互作用,從而用于控制光束,如使光束發生偏轉、使光強和頻率發生變化等;這種晶體稱為聲光晶體,利用
這些晶體,人們可制成各種聲光器件,廣泛地用于激光雷達、電視及大屏幕顯示器的掃 描、光子計算機的光存儲器及激光通信等方面。
在眾多性能之中,最奇妙的是晶體的光折變效應。具有這種效應的晶體叫光折變晶 體。當外界微弱的光照到這種晶體上時,晶體的折射率會發生變化,形成極為特殊的折 射率光柵。憑借這種光柵,晶體便成為神通廣大的“齊天大圣”,向人們演示出種種不可 思議的奇妙現象:它可以在3立方厘米的體積中存儲5 000幅不同時圖像,并可以迅速顯 示其中任意一幅;它可以把微弱的圖像亮度增強1 000倍;它可以精密地探測出小得只有 10-米的距離改變;它可以使畸變得無法辨認的圖像清晰如初;它可以濾去靜止不變的圖 像,專門跟蹤剛發生的圖像改變;它還可以模擬人腦的聯想思維能力!因此,這種奇妙 的晶體一經發現,便引起了人們的極大興趣。日前,它已發展成一種新穎的功能晶體,向人們展示著良好的應用前景。
此外,還有許多晶體,如電光晶體、熱釋電晶體、磁性晶體、超硬晶體等,它們在 不同的技術領域中也起著重要的作用。不過,值得一提的是,近年來,隨著光子晶體和 納米晶體的出現和發展,掀起了微觀晶體的研究熱潮,使人類認識達到了一個新的層次。可以相信,不久的將來我們將擁有更多、更奇妙的晶體。
總之,晶體是一種美麗、奇妙而又十分重要的物質。它既具有特殊的結構,又有著 優異的性能。但是,迄今為止,人們對它的認識猶如冰山一角,還有許多未知領域等待 著我們去探索。
物質的變化
一、單元概述
物質的變化有些是自然現象,但更多的是人們有意識的活動造成的,學生時刻可以在感受到物質的變化。從是否產生了新物質的標準去區分物質的變化,可以分成物理變化和化學變化兩類。
物理變化指的是物質在形狀、體積、狀態等物理性質方面的變化,不產生新的物質;化學變化指的是物質在化學性質上的變化,即產生了新物質。
本單元主要研究物質的化學變化,從化學變化伴隨的現象中,尋找化學變化的本質:產生了新物質。物質的化學變化產生了哪些新物質,怎樣判斷產生了新物質,這就需要學生學會尋找足夠多的證據,作為判斷產生了新物質的依據。
本單元的核心概念是物質的變化,學生需要認識到變化是有規律的,規律是可以被我們認識的。概念的關系圖可以表示如下:
第1課主要呈現生活中物質變化的實例。從這些變化的實例中,比較出兩類不同的變化,一類是只改變物質的狀態、形狀、大小等,另一類是產生了新的物質。
第2課通過兩個實驗,引導學生詳細觀察沒有變化的沙豆混合和產生了新物質的白糖加熱,分辨物質變化過程中的“變”與“不變”,分辨物理變化和化學變化的主要特征。
第3}6課具體介紹一些化學變化的類型以及這些化學變化所伴隨的現象。學生通過觀察現象、作出假設、尋找證據、得出結論的過程,研究各種化學變化,總結化學變化的主要特征:產生了新的物質。
第7}8課通過研究化學變化速度的控制,介紹化學變化在生活中的應用,讓學生懂得化學變化與生產生活之間的關系。最后幫助學生總結本單元的主要內容。
從學生認識發展的角度,我們并不要求學生掌握化學變化的類型和化學變化生成的具體新物質,這對學生來說為時尚早,他們將在中學時繼續學習。我們要求的是,學生能夠從種種變化的現象出發,推斷物質的變化是否產生了新物質,然后尋找各種證據驗證自己的假設,從而達到提升科學探究能力的日的。
因此,在教學過程中,引導學生學習科學的思維和掌握科學的研究方法是很重要的。學生通過學習,在科學思維和科學方法上能有所發展,在理解科學、理解科學的思想和觀點、樹立科學的價值觀方面能有所提高,是本單元教學所期望達到的主要日標。
二、單元教學目標
科學概念
.世界是由物質構成的,物質是在不斷地發生變化的。
.物質的變化是有規律的,是可以被我們認識的。
.物質之間的相互作用,會產生物理變化和化學變化。
.物質的物理變化不產生新的物質,物質的化學變化會產生新的物質。
.物質的化學變化會伴隨各種現象。
.物質的變化與人類的生產生活有著緊密的聯系,人類可以利用物質的變化解決生產生活中的許多問題。過程與方法
.通過觀察、推測、實驗設計和驗證獲得結果。
.學習通過“假設檢驗”得出結論的科學思維方式,自己設計對比實驗進行驗證。.經歷簡單的對比實驗的設計和實驗過程,培養自行獲取知識的能力。.按規范要求完成實驗。
.對觀察研究結果進行簡單整理、分析并概括總結,逐步形成科學概念。
情感態度價值觀
.認識到物質的變化是有規律的,規律是可以被我們認識的。
.體驗科學探究的樂趣,保持和發展探究周圍事物的興趣和好奇心。
.認識到閱讀、收集更多的相關信息資料,豐富自己的認識,修正、完善原有的認識的必要的。
.培養以證據說話的觀念和行為習慣。
.體會科學的思維方式可以幫助我們認識事物的本質。
.體會分辨現象與證據的關系,以證據支持結果的重要性。
.懂得確定一種物質的性質,需要有很多的證據。
.認識到科學和生活是緊密相連的。
三、分課時教學建議 第1課我們身邊的物質(一)背景和目標
學生對物質的變化比較熟悉,看到的現象也比較多,許多變化發生于學生的生活實際,這為他們的學習提供了經驗上的準備。
物體變形、水的三態變化、燃燒、生銹這些常見的現象,背后有哪些科學道理?這是我們希望學生進行探索的,因此本課的引人與學生的生活緊密相關。
本課具有前瞻性質和鋪墊性質。世界是物質的、物質是變化的、變化是有規律可循的,這些觀念既是科學的概念,也是哲學的概念。因此,本單元的概念具有觀念層面上的意義。而這些概念的形成,并不是通過一節課的教學能夠達到的,在本單元的教學中,應該滲透這些觀念,為學生的發展成長奠定基礎。
科學概念
.世界是物質構成的,物質是變化的,物質的變化有相同和不同之處。.一些物質的變化產生了新的物質,另一些變化沒有產生新的物質。過程與方法
.用舉例、分析、綜合、概括的方法,對物質的變化進行比較分類。.通過具體實驗,體驗物質的變化。情感態度價值觀
.認可世界是物質構成的,物質是在不斷地變化著的。(二)教學準備
每組一盒火柴、一枚生銹的鐵釘、一根蠟燭、一張白紙,圖片。(三)教科書說明
本課由三部分組成,分別是世界由物質構成的,物質在變化,讓物質發生變化。
第一部分:世界是由物質構成的
這部分的內容,通過舉例例證的方式,讓學生接受世界是由物質構成的這個觀念。學生對身邊的一些物體是由物質構成的容易理解,對空氣、火、電和聲音是否是物質,接受起來可能會有一些難度。學生對感官容易觀察到的、特別是觸覺可感知到的實在物體,很容易接受為物質,如空氣和火。由于學生對空氣進行過觀察研究,知道空氣確實存在、空氣占據空間的知識,確認空氣是物質比較容易,對火是不是物質的確定也好解決。但是學生對不能直接觸摸到、觀察到的東西確定為物質,接受起來會有難度。
怎樣解決聲音、電、光也是物質?可以從聲音的產生和本質,電的產生和本質上幫助學生理解。聲音是由物體振動產生的,沒有物體振動就不產生聲音,所以,聲音可以看作是振動的物體,聲波相當于把振動進行傳遞。電、光也可以用同樣的方法進行解決。如果學生難以理解,教科書最后就直接告訴學生記住“世界是物質構成”的概念。
第二部分:物質在變化
這部分的內容,也是通過舉例例證的方式編排的。從生活中觀察到的各種變化的現象,概括出物質都在變化。同時,發現有些物質變化較快,有些物質變化較慢。教科書希望學生通過討論巖石、房屋、馬路的變化速度,理解一切物質都在變化的觀念。這個觀念非常重要,它同時也是辯證唯物主義世界觀的重要觀點。
教科書當中,要求學生比較歸納兩種物質的變化有什么相同和不同,學生的回答可能五花八門,因此,可以從是否變成了另外的材料(物質)上進行比較,這樣思考的方向會更集中,也符合
教科書設計的意圖。
第三部分:讓物質發生變化
物質的變化是絕對的,有些是自然發生的,但更多的是人們有意識的活動造成的。這部分的內容,講解的是人為因素可以造成物質的變化,要求學生通過親身體驗,進一步了解物質的不同變化,為后面的學習打下基礎。
在這里可以重點對蠟燭燃燒的觀察做點文章。因為燃燒的內容,在五年級教科書中刪除了,只有在這個單元出現,所以對燃燒是怎么回事,可以插人到這里進行教學,這也是對教科書的補充。
(四)教學建議
1.世界由物質構成。
這部分內容應該以講解為主,輔助以舉例例證的方式進行。
(1)我們的周圍有哪些物質?讓學生舉例,例子越多越好,這樣歸納的結果越有說服力。在舉例的基礎上,得出我們能直接觀察到的物體都可以叫做物質。
(2)討論空氣、火、聲音、電、光是不是物質,為什么?對聲音、電、光的辨別,從它們是如何產生的進行辨別,最后確定它們都是物質。得出間接觀察到的實際存在的物體也是物質。
(3)總結:整個世界都是物質構成的。
2.物質在變化。
這部分內容的教學,也是從生活中的例子開始的。結合教科書的內容,要區別出兩種不同的變化,一種是改變了物體的形態,實質沒有改變;另一種是實質發生了改變,變成了新的東西。而且要討論,有些物質變化的速度相當緩慢。
(1)觀察把易拉罐或者飲料瓶壓扁,它們發生了什么變化?這樣的變化是不是改變了物體的材料?
(2)觀察水結冰和冰融化成水的圖片,回憶水的這種變化是否是變成了其他物質?
(3)這兩種物質的變化有什么相同的特點?
(4)點燃火柴,觀察火柴的燃燒,它發生f什么變化?思考火柴燃燒后變成f什么物質?
(5)觀察生銹的鐵釘,思考鐵與鐵銹是否相同?
(6)這兩種物質的變化有什么相同的特點?
(7)巖石、房屋、馬路在發生變化嗎?你的依據是什么?
(8)你認為世界上有不變的物質嗎?
3.讓物質發生變化。
這部分內容教學時,教師可以選擇一些符合學生認知結構和思維能力的、便于觀察的、有典型意義的活動,讓學生觀察和體驗物質的變化。如鐵絲的彎折、觀察燃燒的蠟燭等。讓學生在體驗中、在觀察中體會到物質的變化形式是多樣的,變化可以是自然的,也可以是人為的。最后總結出物質變化,兩類情況:一類是只改變了物質的形態、大小、位置等但沒有產生新物質,另一類變化產生了新的物質。
第2課物質發生了什么變化(一)背景和目標
這是繼前一節課觀察了一些物質的變化之后,繼續觀察物質的變化,并且通過觀察物質的變化,知道物理變化和化學變化的區別。沙和豆子的混合,看不到明顯的變化,而這個活動通過加熱白糖,讓學生看到明顯的變化。本課的重點在于觀察物理變化和化學變化的過程,找出它們之間的區別:新物質是否產生。因此白糖加熱的活動是重點,混合沙和豆子是鋪墊。
物質之間相互作用,有時會發生物理變化,有時會發生化學變化,有時既發生化學變化又發生物理變化,有時什么變化都沒有發生。從這點意義上來看,觀察到“沒有明顯變化”與觀察到“明顯變化”的現象同等重要。
科學概念
.物質的變化可以劃分為物理變化和化學變化兩類,它們的區別在于是不是產生了新的物質。
.一些物質在變化的過程中,會既發生化學變化又發生物理變化。
過程與方法
.學習用篩網分離混合物、用蠟燭給白糖加熱。
情感態度價值觀
.養成細心觀察,及時記錄的習慣。
.體會到在實驗操作過程中,細致并實事求是地匯報觀察到的現象對于得出正確結論是重要的。
(二)教學準備
每組一盒火柴,一枚生銹的鐵釘,一根蠟燭,一張白紙,圖片。(三)教科書說明
本課由兩部分組成,一是“觀察混合后的沙子和豆子的變化”;二是“觀察加熱白糖的變化”。
第一部分:觀察混合后的沙子和豆子的變化
“沙和豆子混合后,會發生變化嗎?”學生猜:不會。這是學生的經驗。觀察沙和豆子的混合物,“沙發生變化了嗎?豆子發生變化了嗎?”學生判斷:沒有。這是學生的觀察結果。這節課的重點是根據觀察到的事實,判斷物質混合后沒有變化,還是發生了變化,學生的猜測和判斷對不對,并不重要。即使學生的看法一邊倒,但是“有什么證據說明沒有發生變化”這樣的引導會使學生想辦法分離沙和豆子,尋找證據,根據觀察到的事實,確認沒有發生變化或者變化很不明顯。
為了便于觀察比較混合前后有沒有發生變化,首先要觀察描述沙和豆子在混合前的特點,教科書第28頁的表格就起到了這個作用。觀察后把樣品留下,以后還要用它同分離出的沙和豆子進行比較。
在比較混合后的沙子和豆子的過程中,會有一些學生糾纏于細微的變化,如沙子粘在豆子上,豆子好像變了一點顏色等,這是值得肯定的嚴密、細致的態度。但這是細節,從大方向來看,我們應該把握物質本身是否發生了變化,沙子還是沙子嗎?豆子還是豆子嗎?這是觀察的核心。所以,用篩網分離沙子和豆子的混合物,是為了更好地進行對比觀察,而分離混合物的各種方法不是本課的重點。
第二部分:觀察加熱白糖的變化
白糖在加熱的過程中,首先會發生物理變化,即固體的白糖在加熱的情況下變成液體的白糖,然后繼續加熱,白糖的顏色逐漸加深,直到全部炭化,能聞到焦味,這時發生了化學變化。如果繼續加熱,黑色的炭還會燃燒。
在加熱白糖的過程中,先發生物理變化一白糖的熔化,隨后發生了化學變化一白糖的炭化,在白糖炭化的過程中,物理變化是伴隨著化學變化進行的。引導學生在加熱的過程中,仔細觀察、記錄現象,從現象的變化中,分析、比較白糖發生的兩種變化,體會兩種變化的區別。
這個實驗屬于有一定危險性的活動,那么在加熱白糖的時候要注意什么?教科書第29頁出示了加熱的示意圖,要求學生用長柄的金屬湯匙,如果有木柄的金屬湯匙就更理想了。白糖的數量不能太多,大約1克左右。在加熱的過程中,會產生氣泡,如果白糖的量過多,產生氣泡時會溢出來,可能會影響課堂教學秩序。加熱時,用蠟燭火焰的外焰,這樣在湯匙底部產生的煙會少一些。加熱結束,一定要把湯匙放在盤子上,不要跟桌面直接接觸。一定要提醒學生,千萬不能用手直接去摸加熱的部分。
在加熱白糖的過程中,蠟燭也在不斷地燃燒,它也在同時發生著化學變化和物理變化。蠟燭熔化是物理變化,液體的蠟燭油氣化后燃燒是化學變化。這個現象,也希望學生在加熱的過程中能夠觀察到,這又與前一節課中的觀察內容聯系起來。
教科書最后總結了物理變化和化學變化的本質區別,正式提出了物理變化和化學變化的名稱,但這兩個概念只是描述性的概念。
(四)教學建議
1.觀察混合后的沙子和豆子的變化。
(1)觀察沙和豆子
沙和豆子混合后,會不會發生變化,必須知道混合前沙和豆子本來是什么樣的。從杯中取出少量沙和豆子,分別放在紙上進行觀察。要鼓勵學生盡可能從多方面觀察,例如沙和豆子摸起來感覺怎樣?聞起來有什么氣味?看起來是什么顏色、什么形狀的?觀察后留作樣本,同混合、攪拌過的沙、豆子比較。因為混合前的觀察,是為了判斷混合后是否發生了變化,所以要對觀察的結果作簡單的綜合;每粒沙、每粒豆的形狀、大小不盡相同,但它們都是沙、都是豆。
(2)猜一猜混合后會是什么樣。為什么讓學生猜,為了讓學生養成遇事先根據已有的知識和經驗進行思考,為了讓學生知道猜得對不對,都要有事實作依據,然后想辦法收集事實。
(3)進行混合、攪拌。這是兒童化的研究科學,“多攪拌一下也不會發生變化嗎?”
(4)觀察、描述混合后的沙和豆子。
(5)分離混合物。
分離混合物的活動程序:
.了解分離混合物的意義一“可以檢查沙和豆子是不是發生了變化”。
怎樣分離混合物,可以讓學生想辦法。用篩子篩是常見的方法。選擇適合分離沙和豆子的材料,制成篩子進行分離。
.觀察和比較。變化是比較出來的,把混合物與預留的樣本進行對照、比較,可以看出混合后是不是發生了變化。攪拌產生的碎屑,只說明沙和豆子形態發生了細微的變化,特征和性質沒有變,沙還是沙,豆還是豆。這種分析會豐富學生的認識。
2.觀察加熱白糖的變化。
(1)觀察白糖的特點,記錄在表格中。
(2)預測:給白糖加熱,會發生哪些變化,填寫在記錄表中。
(3)講解給白糖加熱的方法和注意點。
(4)提供器材和物品,學生進行加熱白糖的活動,并及時記錄觀察到的現象。
(5)交流觀察到的現象,白糖充分加熱后得到的物質還是白糖嗎?蠟燭燃燒后變成了什么?
3.總結物理變化和化學變化的特點。
(1)把固體的白糖變成液體的糖與白糖變成黑色的炭進行比較,這兩種變化有什么 區別?
(2)把蠟燭變成蠟燭油與蠟燭油燃燒變成氣體進行比較,這兩種變化有什么區別?
(3)出示物理變化和化學變化的名稱,并舉例說明。
(4)物理變化和化學變化的本質區別是什么? 第3課米飯、淀粉和碘酒的變化
(一)背景和目標
學生對米飯太熟悉了,對米飯的味道了如指掌?;蛟S有一部分學生還有這樣的經驗,咀嚼米飯的時間長了,口腔內的米飯會出現甜味,這是怎么回事?本課就從這個現象開始,引導學生探索與米飯、淀粉有關的化學變化。
米飯的成分主要是淀粉,碰到碘酒會產生色合,在這里,我們并不要求學生去掌握反應機理,而是觀察米飯、淀粉與碘酒反應時出現的現象,認識到這種顏色變化是化學變化的一種形式。利用碘酒與淀粉的特性反應,可以鑒別含有淀粉的食物。小學階段,對物質化學反應的認識,一般都停留在現象的觀察和描述上,不涉及化學變化的機理。同時,一般學生對化學變化產生的現象都是很感興趣的,這有助于他們進行有限度的科學探索。
科學概念
米飯在口腔里與唾液作用會發生化學變化。淀粉與碘酒會發生化學反應,生成的新物質是藍紫色的,利用這一特性可以檢驗食物中是否含有淀粉。
過程與方法
用細心體驗、分析推理、實驗驗證的方法獲得結論。通過實驗檢驗一些食物中是否含有淀粉。情感態度價值觀
.培養探索新事物的興趣。(二)教學準備
每組一些米飯、一些淀粉、一小瓶碘酒、一支滴管、幾種常見的食物。(三)教科書說明
內容包括四個部分,分別是“會變味的米飯”“米飯、淀粉和碘酒”“淀粉的蹤跡”“制作神秘的信件”。
第一部分:會變味的米飯
平常學生在吃飯的時候,一般不會嘗到米飯的甜味。只有我們細細品嘗米飯、長時間地咀嚼米飯的時候,才會感覺到米飯產生了甜味。教科書用這樣的活動來引人,觀察米飯在口腔里的變化。當口腔中的米飯出現甜味的時候,它變成了什么物質?既然米飯是不甜的,產生甜味的物質就不是米飯了,這是符合學生思維的推理。根據這個證據,我們可以斷定甜味的物質肯定不是米飯,也就是說,米飯在口腔里發生了化學變化,產生了新的物質。
如果要探索米飯為什么在口腔里發生了化學變化,生成了什么新物質,那
就必須涉及到唾液的作用。唾液里含有淀粉酶,酶是一種特殊的蛋白質,對某些化學反應具有催化作用。淀粉酶在常溫下能很快使淀粉水解,生成麥芽糖,所以我們感覺到了甜味。教科書沒有朝這個方向設計,而是引導學生再去咀嚼饅頭的外皮,看能不能感覺到甜味。實際上也能夠感覺到甜味的,因為饅頭的外皮主要成分也是淀粉(饅頭皮淀粉糊精的含量很高),因此在唾液的作用下,也會轉化為麥芽糖。教科書第30頁色塊上的文字資料,是幫助學生理解米飯產生甜味的原因。
第二部分:米飯、淀粉和碘酒
在米飯上滴一滴碘酒,馬上會出現藍色,生成的物質是一種色合物。當學生看到這種現象的時候,就在考慮:為什么會呈現藍色?是化學反應嗎?是不是米飯中的主要成分起了作用?因此教科書引導學生來觀察米飯的主要成分一淀粉。
觀察淀粉可以用感官觀察,教科書第30頁中間的插圖,就是提醒學生可以用手去摸淀粉,體會觸覺對淀粉的感覺。除此之外,更重要的是觀察淀粉與碘酒的反應。在淀粉上滴上碘酒,也會呈現藍色,可見米飯、淀粉都有共同的特點,它們遇到碘酒都會發生顏色反應。這是化學變化中伴隨的現象,教科書明確告訴學生,藍色的物質是一種新物質。這是一種淀粉和碘的色合物,新物質的名稱不需要學生掌握。
在這里,我們應該提醒學生,操作時滴管不能碰到米飯和淀粉。
第三部分:淀粉的蹤跡
利用淀粉和碘酒反應的顏色變化,我們可以來檢驗哪些食物中含有淀粉。教科書提供的圖中有十多種食物,日的是提醒學生,可以檢驗的食物很多,要盡量利用實驗手段進行檢驗,增加自己的經驗。根據實際情況,我們可以選擇當地的各種食品進行檢驗,并對檢驗結果進行分類。由于食品中的淀粉含量不同,與碘酒之間的反應可能沒有像米飯與碘酒的反應那么明顯,因此在操作時要適當等待一段時間,或者把食物切開,在切口上滴碘酒,效果會明顯。
第四部分:制作神秘的信件
這是一個有趣的活動,是尋找淀粉的蹤跡活動的延續。由于淀粉不溶解于冷水,所以配制淀粉液時,最好用熱水溶解,經充分攪拌,靜置后,過濾得到澄清的淀粉溶液。
(四)教學建議
1.會變味的米飯。
做這個活動時,要準備一些米飯和幾個白面包,盡量讓學生體驗,還要注意操作的順序。
(1>品嘗一口米飯,馬上說說米飯的味道。
(2)咀嚼大約1-}-2分鐘,米飯中出現了什么味道?
(3)思考:米飯是甜的嗎?米飯出現了甜味,說明它發生了什么變化?
(4)咀嚼一小塊白面包1 ^-2分鐘,會出現甜味嗎?
(5)你認為出現甜味與什么原因有關?
(6)閱讀教科書第30頁的資料,你知道了什么?
如果學生提到了唾液的作用,教師要肯定下來;如果學生認為是咀嚼時,把米飯、白面包中的糖分擠出來了,那么可以再做一個實驗進行驗證。
把一些米飯放人杯子中反復擠壓或搗碎,就像米飯在口腔中咀嚼一樣,1^-2分鐘之后,拿出來嘗味道。如果甜了,說明米飯中本身就有糖分;如果不甜,說明米飯產生出甜味,還需要唾液的作用。
2.米飯、淀粉和碘酒。
做這項活動之前,首先要觀察淀粉。因為在前一個活動中,學生已經知道米飯的主要成分是淀粉,那么淀粉是怎樣的?米飯和淀粉的關系又是怎樣的?
(1)觀察淀粉的外觀特點,描述手摸淀粉時的感受。
(2)用滴管在米飯上滴一滴碘酒,觀察到什么?你認為藍色的東西還是米飯嗎?
(3)在淀粉上滴一滴碘酒,觀察出現了什么現象?
(4)米飯、淀粉碰到碘酒產生的藍色的物質,是新物質嗎?
(5)閱讀教科書第30頁的敘述,你明白什么?
做這項活動的時候,建議米飯和淀粉的量不要太多,養成節約的習慣。
3.淀粉的蹤跡。
用碘酒來鑒別一些食物中是否含有淀粉,是尋找淀粉蹤跡的另一個活動。讓學生先進行預測,再進行實驗是教科書的要求。其中的意義是培養他們科學探究的能力。
4.制作神秘的信件。
這個活動,建議在課外進行。教師要把調制淀粉液的方法告訴學生。有一個簡便的辦法是:把米飯煮成粥,摻水,用上層清液就可以了。
第4課小蘇打和白醋的變化(一)背景和目標
學生對醋的認識多一點,對小蘇打的認識可能不多,對這兩種物質混合后會產生什么現象,知道得更少。因此,對小蘇打和白醋的反應,學生是沒有經驗的。
本課讓學生觀察到小蘇打和白醋的劇烈反應過程,體會到化學變化的奇妙和有趣。
在本課中,當學生混合醋和小蘇打時,它們將會看到明顯的化學反應現象,例如看到氣泡的產生和聽到嗤嗤聲。這一化學反應的發生是因為小蘇打包含有碳酸氫根,當醋酸與小蘇打反應時,一種新的物質一二氧化碳就生成了。
對二氧化碳的確定,不是采用直接告訴的方式,而是通過實驗觀察比較,發現該氣體的一些性質,從而做出初步的判斷,再結合教科書提供的資料,確定產生的物質是二氧化碳。這是一個嚴謹的分析、推理過程,它可以提醒學生,分析、推理的結論是否正確、必經經過實驗驗證。
科學概念
.小蘇打和白醋會發生化學反應,產生新的物質。.二氧化碳是具有特殊性質的一種氣體。過程與方法.通過觀察、實驗、分析和閱讀資料得出正確結論。情感態度價值觀
.懂得只有足夠的證據才能做出正確的判斷,得出科學結論需要嚴密的邏輯推理。本課有三部分,分別是“觀察小蘇打和白醋”“小蘇打和白醋混合后的變化”“產生了什么氣體”。
第一部分:觀察小蘇打和白醋
本課要觀察小蘇打和白醋的反應,因此首先要對這兩種物質有所了解。這是觀察兩種物質反應的前提。教科書第32頁的圖中,呈現了小蘇打和白醋的形態。小蘇打是白色的細小晶體,溶于水,水溶液呈弱堿性,在熱空氣中,它能緩慢分解,放出一部分二氧化碳;加熱至270 0C時全部分解放出二氧化碳。白醋是一種無色的液體,由于含有醋酸,聞上去有一股酸味。對兩種物質的觀察,了解它們的特點,是為接下來的活動作好準備。
第二部分:觀察小蘇打和白醋混合后的變化
小蘇打和白醋的反應屬于復分解反應。復分解反應是由兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應,可用字母表示為:AB十CD-AD十CB0復分解反應的本質是溶液中的離子結合成難電離的物質(如水)、難溶的物質或揮發性氣體,而使復分解反應趨于完成。
怎樣進行小蘇打和白醋的混合?一般學生會出現兩種情況:一種是先倒好白醋,然后加人適量的小蘇打;另一種是先放人小蘇打,再倒人白醋。其實兩種方法產生的現象是一樣的。這個實驗在數量上是有要求的,這是考慮到一份小蘇打與三份白醋大致能夠反應完。
小蘇打和醋的反應速度是很快的,對學生的吸引力也很大。在反應過程中,產生了大量的二氧化碳氣體。在學生不知道產生了什么氣體的情況下,產生的氣體也許會由于操作不當而散失,所以教科書提出了蓋上玻璃片進行觀察。用手觸摸玻璃杯的外壁,能夠感覺到稍微比原來涼一些,因為這個反應是吸熱反應,這也是這兩種物質發生化學反應時伴隨的現象。
在活動中,學生觀察到的現象越多,對作出正確判斷的依據就越多,因此要提示學生不要僅僅被氣泡所吸引,觀察要全面細致。
第三部分:產生了什么氣體
當小蘇打和白醋反應時,產生了大量的氣體,這種現象吸引著學生的觀察注意力,學生也很容易會產生這樣的問題:這是什么氣體?如果查明了氣體的身份,就很容易確定小蘇打和白醋的變化屬于哪一類變化了。教科書就是按照這樣的思路設計的。
教科書設計了兩個實驗,來檢驗產生的氣體。
在實際操作中,肉眼觀察杯中的氣體與空氣有什么不同,然后引出兩個實驗進行檢驗。
關于是什么氣體的判斷上,教科書提醒我們“我們的實驗證據還不足以判明產生的是什么氣體”,這一點很重要,這是科學研究的態度。因為證據還不夠充分,如果單單從能滅火和比空氣重兩個證據來看,其他氣體也可能符合這樣的條件,如氫、氛等稀有氣體。所以從科學思維的嚴謹角度要求,提示學生不要根據經驗認定是二氧化碳。當然,教科書也出示了結論,“科學家經過研究,確定了這種氣體是二氧化碳”。在這里首先要讓學生明白“經過研究”的背后含義,說明還需要有更多的證據,科學上的結論不是隨隨便便可以獲得的,這是對學生進行科學態度教育的好機會。
教科書還把汽水中的二氧化碳、呼吸產生的二氧化碳和蠟燭燃燒產生的二氧化碳聯系起來,把以前學過的知識進行綜合,有利于學生構建完整的概念。
最后,教科書還提出了“觀察玻璃杯里的液體,小蘇打還在嗎?留下的液體還是白醋嗎?”這部分的內容,并不要求學生掌握,而是引導學生通過觀察留下的物質,對照實驗前的小蘇打和白醋,研究這些物質究竟是什么?從而激發學生的興趣,引導他們課外進行探究。本單元的資料庫中有資料介紹,可以提供學生閱讀思考。(三)教學建議
1.觀察小蘇打和白醋。
教師要提供小蘇打和白醋讓學生觀察、描述和記錄。
(1)把一部分小蘇打倒到紙上,觀察特點,記錄在表格上。
(2)把一部分白醋倒人玻璃杯中,觀察它的特點,記錄在表格中。
(3)把觀察過的小蘇打和白醋放在桌子中間,在后面的比較中要用到。
2.觀察小蘇打和白醋混合后的變化。
“小蘇打和醋混合后會怎樣呢?”不要滿足于簡單回答,而是要引導學生圍繞這個話題,說自己的生活經驗,說自己的猜想,還要請學生說明猜想的理由。生活經驗和猜想,都不是建立在科學觀察的基礎上的,所以未必能說出有事實依據的理由,但說了就達到了日的。由此形成探究的情境,進行科學觀察,收集科學事實。
混合了小蘇打和醋以后,“我看到了什么現象?”冒出氣泡是混合后發生的現象。“氣泡”有許多文章可做,學生從生活經驗中知道:有氣才會出現氣泡,冒出氣泡說明小蘇打和醋混合以后產生了氣體。因為產生了氣體,才有用火柴去檢測的理由。把這些文章做足,有利于發展科學思維。
用火柴檢驗小蘇打和醋的混合物不要滿足于“火柴熄火了”這個事實。如果產生的氣體,像氫氣球中的氣體那樣,我們還能檢測到它嗎?氣體沒有上升,而是沉在杯子里,說明產生的氣體比空氣重,火柴在這種氣體中會熄滅,兩者共同說明這種氣體的性質。結合觀察到的事實,作一點推理,既是認識邏輯的需要,又是發展科學思維的需要。
(1)猜測小蘇打和白醋混合后,會產生什么現象?
(2)討論怎樣混合,混合的數量是多少。
(3)按照討論的結果混合小蘇打和白醋,當氣體產生時,提醒學生把玻璃片蓋上,用手摸玻璃杯,感覺溫度的變化,同時記錄混合過程中觀察到的現象和產生的問題。
在這個活動中,小蘇打和白醋的比例一定要控制好,不然會造成很大的浪費。
3.產生了什么氣體。
這是一個很重要的驗證活動,也是培養學生思維發展的極好時機。
(1)先觀察杯中的氣體與空氣有什么不同。當學生觀察不出有什么不同時,提出用實驗的方法繼續檢驗杯中的氣體。
(2)指導學生用燃燒的細木條伸人杯中,觀察火焰的變化。提問學生,從觀察到的現象中,獲得了什么信息?根據這個信息,你們可以做出怎樣的推斷?
(3)像倒水一樣,把玻璃杯中的氣體倒在燃燒的蠟燭火焰上,能觀察到什么現象?根據這種現象,你們又獲得了什么證據?能做出怎樣的推斷?
(4)分析已經獲得的證據,能判斷出杯中的氣體是什么氣體嗎?為什么?
(5)閱讀教科書上的資料,說說科學家是怎樣確定氣體的成分的?
(6)觀察玻璃杯中留下的物質,你們認為留下的是什么物質?能查閱資料找到結論嗎?
第5課鐵生銹了(一)背景和目標
鐵生銹是十分常見的現象,學生們非常熟悉,可能沒有考慮過鐵銹是否是一種不同于鐵的新物質。
本課將引導學生通過觀察和實驗,確定鐵銹是一種不同于鐵的新物質。這需要學生收集足夠的證據,而探索活動將成為學生收集證據的過程。
觀察鐵生銹的過程也是很有意義的活動,學生將自己設計對比實驗的研究計劃,并在課外進行對比實驗,分析實驗結果,得出結論。這個過程把課內和課外的學習有機地融合了起來。
科學概念 鐵生銹是一種化學變化,鐵銹是一種不同于鐵的新物質。鐵生銹的原因與水和空氣有關。過程與方法
.通過觀察、實驗獲得證據,確定鐵銹是一種不同于鐵的新物質。.通過對比實驗,探究鐵生銹的原因。情感態度價值觀
.懂得確定一種物質是否是新物質需要有足夠的證據,培養證據意識。(二)教學準備
每組學生一塊不生銹的鐵片,一塊銹蝕嚴重的鐵片,一些鐵銹,榔頭,自制電路檢測器。
(三)教科書說明
本課有三部分,分別是“生活中的鐵生銹現象”“觀察鐵銹”“探索鐵生銹的秘密”。
第一部分:生活中的鐵生銹現象
教科書第34頁提供了五種生活中鐵生銹的現象:鐵門扣生銹、鐵柵欄生銹、鐵鏈生銹、鐵絲生銹、鐵門生銹,可見鐵生銹在生活中是十分常見的,提醒學生要關注生活中的自然現象。同時提出了本課的研究問題:鐵生銹是一種什么變化?這個問題指向本單元的核心概念。
第二部分:觀察鐵銹
鐵生銹是一種化學變化嗎?這是教科書提出的假設,也是學生的假設。要驗證這個假設,我們有什么證據來證明自己的觀點?所以,讓學生觀察鐵銹,是為了尋找證據,觀察實驗活動,成為尋求證據的過程。
教師要準備一塊不生銹的鐵片和一塊銹蝕比較嚴重的鐵片,供學生觀察使用。觀察比較鐵片和鐵銹從感官觀察開始。從顏色比較,鐵片是灰白色的,鐵銹是紅褐色的;從空隙上比較,鐵片沒有空隙,鐵銹上有小孔;從光澤上比較,鐵片具有金屬光澤,鐵銹沒有光澤;從手感來比較,鐵片比較光滑,鐵銹比較粗糙。這些表面現象的不同,還不足以支撐鐵銹是不同于鐵的新物質這一結論,除此之外,還有另外更加有力的證據嗎?
敲擊、導電性、被磁鐵吸引等實驗所獲得的證據,是比較有說服力的。從敲擊上比較,鐵片有韌性,鐵銹比較脆;從導電性上比較,鐵片能導電,鐵銹不能導電;從被磁鐵吸引上比較,鐵片能被磁鐵吸引,鐵銹不能被磁鐵吸引。這些證據很有說服力,足以證明鐵銹是不同于鐵的新物質。
需要提醒的是由于鐵銹比較難找,大部分生銹的鐵片中鐵的含量還是很多的,如果用磁鐵吸引生銹的鐵片,照樣能夠吸住,所以在做磁鐵吸引對比實驗
時,最好用鐵骨與從生銹鐵制品上刮下來的鐵銹細末做對比實驗。如果找不到純鐵銹或者找到的鐵銹仍然可以被磁鐵吸引,建議教師做演示實驗,也可以用與鐵銹相似的材料(如硫化鐵,鐵粉與硫磺燃燒反應的生成物)代替鐵銹做實驗,這也是允許的。
第三部分:探索鐵生銹的秘密
學生通過觀察、實驗驗證了自己的假設,用證據支持了鐵銹是一種不同于鐵的新物質的假設,那么鐵為什么生銹?鐵的生銹與什么因素有關?這是兩個很自然產生的問題。學生的探究活動,隨著新問題的產生,自然地轉人對鐵生銹原因的探索上。
對鐵生銹原因的探索,是鼓勵學生自己設計對比實驗、自己觀察記錄進行的。我們要對學生的實驗設計進行指導,特別是研究問題的確定是否合理,對比實驗研究的方法是否嚴密方面進行指導。學生的研究問題要小,變量要單一,這樣學生才能進行對比實驗。有關方案可以參照教科書第38頁的設計。由于這個實驗所需的時間比較長,課堂當中無法完成,觀察記錄必須在課外進行,我們要叮囑學生每天觀察記錄,把實驗現象及時記錄,為后面的學習積累資料,打下基礎。
這個實驗還可以與鐵生銹的快慢實驗結合起來,一次完成。(四)教學建議
1.觀察鐵銹。
教師要提供不生銹的鐵片和銹蝕比較嚴重的鐵片,供學生觀察、實驗,還要準備一些鐵銹,供磁鐵吸引比較實驗時使用。
(1)鐵銹是鐵變來的,你們認為鐵銹是不同于鐵的新物質嗎?你有什么證據證明自己的結論?
(2)觀察鐵銹,尋找證據,并做好記錄。
(3)從觀察中,我們得到了哪些證據,這些證據足以支持我們的假設嗎?
(4)實驗探索,繼續比較鐵與鐵銹的區別:敲擊實驗、導電實驗、磁鐵吸引實驗。這三個都是對比實驗,我們在做對比實驗的時候,應該注意什么?以導電實驗為例,說說我們應該怎么做。
(5)學生實驗,并把結果填人表格。
(6)匯報整理我們獲得的結果,這些證據能否支持我們的假設?
2.探索鐵生銹的秘密。
這個活動,主要是學生制定計劃、匯報交流計劃的過程,教師在這個過程中要適當予以指導,特別是在問題的產生和實驗方法的確定上予以指導。
(1)鐵為什么生銹,我們來設計實驗進行研究,請討論我們的研究問題是什么。
如:請討論“鐵為什么生銹?鐵生銹與什么因素有關?鐵生銹與空氣有關嗎?”這三個問題,哪一個更適合我們研究?為什么?
(2)如果我們研究“鐵生銹與空氣有關嗎”這個問題,我們應該控制哪些條件不變?
(3)說說我們的方案,相互質疑,完善我們的實驗方案。
(4)怎樣記錄我們的觀察現象,什么時候記錄,由誰記錄都要分工明確。
(5)每天及時提醒學生做好記錄,詢問研究的進展情況。
(6)如果研究鐵生銹的快慢與什么因素有關,我們應該怎么做?
第6課化學變化伴隨的現象(一)背景和目標
通過前面幾課的學習,學生對化學變化的現象已經有所了解,對化學變化的本質一產生新的物質有了進一步的認識,為本課的學習打下了基礎。
本課在學生已有的基礎上,總結化學變化的一些現象,幫助學生從現象初步判斷物質是否發生了化學變化,然后通過尋找證據,判斷是否產生了新物質,最后確定是否發生了化學變化。
本課中觀察硫酸銅溶液與鐵釘的變化,仍然是延續了這樣的思維方法,日的是讓學生明白,單單看表面現象是不夠的,最關鍵的是尋找證據來支持結果。
本課最后歸納了四種化學變化可能伴隨的現象,幫助學生整理所學知識,為以后的學習做好鋪墊。
科學概念
.化學變化會伴隨各種現象,根據這些現象可以初步判斷物質是否發生了化學變化。.硫酸銅溶液和鐵釘會發生化學反應,產生新的物質。過程與方法
.繼續學習“假設檢驗”得出結論的科學探究方式。情感態度價值觀
.分辨現象與證據的關系,體會證據支持結果的重要性。(二)教學準備
每組半杯硫酸銅溶液,一枚鐵釘,一把鑷子。
(三)教科書說明
本課由兩部分組成,一是“觀察硫酸銅溶液與鐵釘的反應”;二是“初步歸納化學變化伴隨的現象”。
第一部分:觀察硫酸銅溶液與鐵釘的反應
硫酸銅溶液與鐵釘的反應是一種置換反應。因為鐵的化學性質比銅活潑,所以把鐵釘浸人硫酸銅溶液后,會把單質銅置換出來,附著在鐵釘上,同時一部分鐵溶解到溶液中,生成硫酸亞鐵。其反應的現象是:浸人溶液的鐵釘表面有紅色物質附著,這就是從硫酸銅溶液中被置換出來的單質銅,淺藍色的溶液顏色會逐漸變淺。放置在空氣中一段時間后,溶液逐漸變為紅褐色?;瘜W方程式為Fe十CuS()., = Cu十FeS()., o
操作的時候,要求學生用鑷子夾住鐵釘的一端,把鐵釘的一部分浸人硫酸銅溶液中,觀察發生的現象。要注意,提醒學生不要直接用手接觸硫酸銅溶液,這是化學實驗的基本要求。
當學生看到硫酸銅溶液慢慢改變顏色的時候,肯定在思考其中的原因,當學生觀察到鐵釘上有紅色的物質附著在上面的時候,他們肯定會考慮得更多。溶液的顏色為什么變淺了?紅色物質是什么?這個變化是化學變化嗎?這是學生很容易產生的問題。教科書提出,讓學生尋找證據來證明自己的假設。怎樣尋找證據?我們要引導學生,分析觀察到的現象,并把它轉化為證據。
比較溶液的顏色變化,說明了什么?說明溶液不是硫酸銅溶液,或者說硫酸
銅的含量已經減少,有另外的物質形成了,這是一個證據。鐵釘上的紅色物質是怎么來的?沒有浸人溶液的鐵釘沒有附著紅色物質,說明紅色物質是溶液中析出來的,它是鐵嗎?我們平??吹降蔫F是灰白色的,銅是紅色的,那么鐵釘上的紅色物質可能就是銅了,這是另一個證據。根據這兩個證據,我們可以初步判斷,硫酸銅溶液和鐵釘的反應產生了新物質,這個變化是化學變化。
實驗室配制硫酸銅溶液的方法:將無水硫酸銅(白色粉末)或者五水硫酸銅(又叫膽礬,藍色晶體)溶解于水中,即可得到硫酸銅溶液。25 0C時,硫酸銅在水中的溶解度為23.05克,水溶液呈藍色。
第二部分:初步歸納化學變化伴隨的現象
這部分內容,屬于對前面幾節課的初步歸納,特別是對化學變化伴隨的現象初步認識。學生對化學變化的判斷,往往先從現象上去發現,進而探求其中原因。那么,化學變化伴隨著哪些現象呢?教科書選用了四種最常見的現象:
1.改變顏色:用淀粉與碘酒的反應、鐵生銹的現象來說明。
2.發光發熱:用蠟燭燃燒的現象來說明。
3.產生氣體:用小蘇打和白醋反應產生二氧化碳來說明。
4.產生沉淀物:用硫酸銅溶液與鐵釘的反應來說明。
學生看了這些現象之后,會遷移到觀察其他物質的變化,從而判斷其他的一些變化,如果有相同的現象,可以初步判斷此類的變化類型,當然要確定是否是化學變化,仍然要尋找證據,確定產生了新物質,才能下正確的結論。
(四)教學建議
1.觀察硫酸銅溶液與鐵釘的反應。
教師先配制硫酸銅溶液。希望每個學生都能仔細觀察,因此要做分組實驗。
(1)由于學生對硫酸銅溶液不太熟悉,因此首先讓學生觀察硫酸銅溶液。
(2)用鑷子夾住潔凈的鐵釘,浸人溶液中,觀察它們的反應,記錄在表格中。注意不要全部浸人溶液,以便進行對比觀察。
(3)把鐵釘浸人溶液中約2分鐘,拿出鐵釘,觀察鐵釘的變化,記錄在表格中。
(4)思考:硫酸銅溶液與鐵釘的反應屬于化學變化嗎?我們用什么證據來說明這個問題?
2.初步歸納化學變化伴隨的現象。
(1)回憶我們學過的化學變化有哪些?把所有學過的化學變化列舉出來。
(2)這些物質發生化學變化時,伴隨著哪些明顯的現象,用表格的形式進行整理。┌────────┬──────────┬───────┐ │物質的化學變化
│伴隨的主要現象
│本質特征
│ ├────────┼──────────┼───────┤ │蠟燭燃燒
│發光發熱
│產生新的物質│ ├────────┼──────────┤
│ │濘粉與碘酒
│顏色變化
│
│ ├────────┼──────────┤
│ │鐵釘生銹
│顏色變化
│
│ ├────────┼──────────┤
│ │小蘇打和白醋
│產生氣體
│
│ ├────────┼──────────┤
│ │硫酸銅溶液和鐵釘│產生沉濘、顏色變化
│
│ └────────┴──────────┴───────┘
(3)閱讀教科書第43頁的資料,了解上述物質發生化學變化后,產生了哪些新物質。
第7課控制鐵生銹的速度(一)背景和目標
關于鐵生銹的現象,第5課已經作了分析研究,學生在生活中也經??吹饺藗冇迷阼F制品表面涂油漆等方式保護鐵制品以防止生銹,這一切都為本課的學習打下良好的基礎。
本課承接第5課課外實驗的結果,在課堂上分析、討論鐵生銹的真正原因,進一步探索鐵生銹的速度,從而研究控制鐵生銹速度的方法,理解人們在生活中防銹的措施。懂得了鐵生銹的原理,知道了影響鐵生銹速度的原因,可以幫助人們尋找更佳的防銹措施這樣把科學知識和生活實際緊密聯系起來,有助于培養學生學以致用的意識。
科學概念
.水和空氣的共同作用,使鐵生銹。
.在平常生活中,鐵生銹的快慢與水的多少關系很大。.把鐵與水、空氣隔絕開是防止鐵生銹的好方法。過程與方法
.繼續學習“假設檢驗”得出結論的科學探究方式,自己設計對比實驗進行驗證。用“科學討論會”的方法進行合作學習,互相啟發,以便更好地得出科學結論。情感態度價值觀
.分辨現象與證據的關系,體會證據支持結果的重要性。(二)教學準備
每組實驗記錄表,涂油漆的鐵制品,一輛小自行車。(三)教科書說明
本課由三個部分組成,分別是“科學討論會”“研究鐵生銹的快慢”“怎樣防止、減緩鐵生銹”。
第一部分:科學討論會
這項活動是建立在第5課的課外實驗的基礎之上的,主要是交流實驗的結果,分析實驗的現象,得出實驗的結果。從實驗的現象來看,學生很容易得出鐵生銹的原因與水有關,與空氣有關的結論,但是很難發現與水和空氣的共同作用有關的結論。在研討的過程中,需要教師的幫助和引導,逐漸理解正確的結論。
為了便于討論,教科書提供了一位學生的實驗記錄單,這是給學生提供樣本,也防止學生在課外沒有開展實驗的辛卜充手段。
這份實驗記錄單中,完整地展示了學生的研究設計和研究過程,從記錄單中可以看出:鐵釘在空盤子中,與空氣接觸是會生銹的,但是生銹的速度很慢;鐵釘在菜油盤中沒有生銹;鐵釘在水盤子中生銹的速度快,而且生銹的量也很多,現象非常明顯。
那么怎樣看出鐵釘生銹需要水和空氣的共同作用呢?空氣中含有水蒸氣,水中溶解有空氣,因此放置在空氣中的鐵釘和放置在水中的鐵釘,都在同時受到空氣和水的共同作用,因此鐵生銹是水和空氣的共同作用的結果。
當然為了說明這個問題,我們可以用干燥環境下的鐵制品很不容易生銹,作為證據來說明,也可以用鐵釘放人菜油中的實驗結果來說明。教科書第43頁的資料,可以幫助學生進一步理解這個問題。
第二部分:研究鐵生銹的快慢
這個實驗與“鐵生銹的實驗”類似,實際上我們可以從“鐵生銹的實驗”中,初步看出鐵生銹的快慢。鐵生銹的現象與人們的生產生活關系特別大,每年因鐵生銹造成的損失也非常巨大,因此為了進一步研究鐵生銹的速度,教科書希望學生仍然重復第5課的實驗設計,自己研究影響鐵生銹速度的原因,這對學生來說還是很有必要的。一方面,科學實驗的設計、實驗、記錄、分析,不是一次就能完成的,需要重復不斷地進行才能幫助學生養成這種習慣,才能培養科學的實證思想;另一方面研究影響鐵生銹的速度原因,對生產生活有很大的幫助,能夠幫助學生養成科學知識與生活的有機結合,培養學以致用的意識。
在教科書設計的對比實驗中,鐵釘在鹽水中生銹的速度最快,這是因為鹽水能幫助鐵釘更快地完成電化學腐蝕,導致生銹速度加快。
這個活動,也可以與第5課探索鐵生銹的原因結合起來做,只要增加鐵釘在潮濕的餐巾紙上和鹽水的對比實驗即可,記錄表也可以相應地增加。在本課分析鐵生銹的原因之后,就可以接著分析鐵生銹的快慢了。
第三部分:怎樣防止、減緩鐵生銹
懂得了鐵生銹的原因,就可以理解人們日常生活中的防銹措施了,歸納防銹措施的原理,都是把空氣和水分進行隔絕,達到防止鐵生銹的日的。
(四)教學建議
1.科學討論會。
本課教學前,教師要了解學生的課外實驗情況,以便在課堂教學中進行針對性的教學??茖W討論會這種形式,在我們的科學課中,是經常見到的,專門為一項研究舉行科學討論會,還是不常見的。因此,教師要組織好討論會的內容,發言的順序等,在這個活動中,組織形式和活動順序是非常重的,將影響著討論會的質量。
(1)布置實驗室,營造科學討論會的氛圍。如:黑板上的標語,發言臺,多媒體展示臺,主持人等。
(2)主持人宣布會議討論會的內容和發言順序安排。
(3)按照順序,學生講述自己的實驗過程和實驗結果,并接受其他同學的提問。鼓勵每個學生都積極發言,共同參與。
(4)著重討論鐵生銹的原因:是空氣、水還是空氣和水的共同作用。
(5)宣布討論會的共同成果。
這是一項模擬的科學討論會,組織得好,將會激發學生的學習激情和興趣。
2.研究鐵生銹的快慢。
如果這項活動已經在第5課的學習中布置了,就在本課的科學討論會上進行討論,方法可以參照第一個活動。
如果在課堂上要設計方案,也可以參照第5課“探索鐵生銹的原因”的方法進行教學。
3.怎樣防止、減緩鐵生銹。
(1)舉例說說人們在日常生活中,防止鐵制品生銹的方法。
(2)觀察一塊涂上油漆的鐵片,思考其中的科學道理。
(3)觀察一輛小自行車,在自行車上應用了哪些防銹的措施,思考其中的科學道理。
第8課物質變化與我們(一)背景和目標
本單元的核心概念是物質的變化,學習的重點是物質的化學變化。從觀察物質變化伴隨的現象開始,通過尋求證據,證明產生了新物質,進而確定這種變化是否屬于化學變化。因此,是否“產生新物質”是區別物理變化和化學變化的標志。
本課在前面學習內容的基礎上,對物質變化的形式、物質變化的種類進行梳理和總結,幫助學生形成關于物質變化的概念。同時希望學生了解物質變化與人類生產生活的關系,理解科學與生活的關系。
本課的課題完整的表述應該是“物質變化與我們的生活”,不論是物理變化還是化學變化,均是人們生產、生活的主要內容,這是學生應該認識到的。
最后通過制作飲料的活動,引導學生進一步體驗物質變化與人類生活的關系,結束本單元的學習。
科學概念
.物質的變化與人類的生產生活有著緊密的聯系,人類進行的所有的生產活動和人類的生活,都是利用了物質的變化。
過程與方法
.用總結、整理知識的方法幫助建構科學概念。
.用閱讀資料、體驗的方法了解知識。
情感態度價值觀
.體會到科學知識與生活之間是緊密相關的。(二)教學準備
每人準備白糖、檸檬酸、小蘇打、玻璃杯、小飲料瓶,自己收集的關于物質變化與我們的生活之間關系的資料。
(三)教科書說明
本課由三部分組成,分別是“整理本單元的主要內容”“物質變化與我們的生活”“制作飲料”。
第一部分:整理本單元的主要內容
這是對本單元的主要內容進行總結整理,幫助學生從整個單元去把握學習的內容,有利于培養學生的概括能力,也是學生應該掌握的學習方法。
這個單元從物質構成世界開始,講述物質是變化的道理,物質的變化從是否產生新物質的角度,分為物理變化和化學變化,然后觀察化學變化伴隨的各種現象,探索化學變化的本質,形成一系列的科學概念。
教科書第40頁的圖表,簡單地列出本單元的框架結構,在“化學變化”這
個方框下面,還可以增加化學變化伴隨的現象這一內容,這樣對學生把握整個單元的內容會更加有利。同時,教科書沒有呈現本單元的主要學習過程,我們可以幫助學生總結:主要的學習方法是從觀察現象開始,通過提出假設,尋求證據檢驗,最后獲得結論。這樣的學習過程,是一個科學研究的過程,也是科學思維發展的過程,也是科學課程的重要學習方法。
第二部分:物質變化與我們的生活
這部分的內容,是通過列舉的方法進行講述的,列舉的內容都是學生生活中經常接觸到的,這樣有助于學生的理解和掌握。
教科書第40頁講述的基本上是物質的物理變化與生產、生活的聯系,木材加工、熱脹冷縮現象都是物質的物理變化;物質的溶解有些是物理變化,也有一些既有物理變化又有化學變化的情況、這里沒有要求學生去分辨兩種變化。實際上,生活中許多物質的變化,都夾雜有物理變化和化學變化這兩種形式。
教科書第41頁上部分,主要講述的是物質的化學變化與我們的關系,還講述了人類
第二篇:教科版五年級科學下冊教師用書
教科版:五年級下冊教師用書(修訂版)
目錄
使用說明 教科書整體結構表
本冊教科書的教學目標與內容概要 主要材料清單 各單元說明與教學建議
沉和浮
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)
第1課 物體在水中是沉還是浮
第2課 沉浮與什么因素有關
第3課 橡皮泥在水中的沉浮
第4課 造一艘小船
第5課 浮力
第6課 下沉的物體會受到水的浮力嗎
第7課 馬鈴薯在液體中的沉浮
第8課 探索馬鈴薯沉浮的原因
四、評價建議
五、參考資料
熱
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)第1課 熱起來了
第2課 給冷水加熱
第3課 液體的熱脹冷縮
第4課 空氣的熱脹冷縮 第5課 金屬熱脹冷縮嗎
第6課 熱是怎樣傳遞的第7課 傳熱比賽
第8課 設計制作一個保溫杯
四、評價建議
五、參考資料
時間的測量
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)第1課 時間在流逝
第2課 太陽鐘
第3課 用水側量時間
第4課 我的水鐘
第5課 機械擺鐘
第6課 擺的研究
第7課 做一個鐘擺
第8課 制作一個一分鐘計時器
四、評價建議
五、參考資料
地球的運動
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議、評價建議)第1課 晝夜交替現象
第2課 人類認識地球及其運動的歷史
第3課 證明地球在自轉
第4課 誰先迎來黎明
第5課 北極星“不動”的秘密
第6課 地球在公轉嗎 第7課 為什么一年有四季
第8課 極晝和極夜的解釋
四、評價建議
五、參考資料
使用說明
與教科版科學教科書配套的《科學教師教學用書》是為切合教師教學的實際需要而編寫的,三至六年級共8冊。為了能清晰而簡明地表達課程設計的意圖,同時方便教師備課,我們設計了一些欄目并提供了相應的資源。
下面是與使用有關的幾點說明。
一、教師用書的體例和作用
——本冊教科書的教學目標與內容概要
列出本學期的主要教學內容和在學生科學素養培養方面希望達成的目標。為教師了解全學期的教學任務提供完整的框架和概貌。——主要材料清單
列出本學期探究活動涉及的主要實驗和需要的器材與材料,供教師作計劃和提前準備時使用。
——各單元說明與教學建議
用文字形式介紹本單元的主要教學活動和活動間的結構,說明本單元的教學在整個教科書框架體系中的地位和意義。——單元教學目標
根據課程標準從科學概念、過程與方法、情感態度價值觀三個方面,列出本單元要實現的教學目標,為教師把握單元教學提供方向?!尘昂湍繕?/p>
這是分課時說明教學內容選擇的知識背景和學生的認識背景,方便教師理解教學活動的設計意圖。所列的教學目標是直接針對該節課的?!炭茣f明
用圖文對照的形式詳細說明正文、照片、圖片、圖表、對話框所包含的意義,對教科書正文中提出的問題給出必要的答案或說明?!虒W建議 有針對性地為教學提供參考性策略,對教學中容易出現的問題給予提示?!u價建議
立足單元教學指出評價的主要方向、可使用的依據,以及可采用的評價方法。
二、課時安排建議
修訂后的教科書每冊均安排了4個教學單元。
3、4年級每個單元包含7個教學活動,5、6年級為8個教學活動。原則上每個教學活動的時間為1課時,這是根據目前全國絕大部分地區小學科學課中、高年級均為每周2課時的現狀安排的。在設計時,我們也考慮到個別省份科學課的開設已經實現了課程標準的要求,因此在活動內容的安排上保持了彈性。針對這樣的地區,我們建議在課時安排上可以采取下面的辦法來解決:(一)對典型的科學探究活動展開充分的探究,不以1課時為限制。例如“比較水的多少”“總結我們的天氣觀察”等;
(二)加強單元后的總結性教學,幫助學生梳理概念、澄清觀點,開展單元性的評價活動;
(三)實現教科書中已設計的拓展性活動,或資料庫中的拓展性活動。這些活動對學生的發展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設計制作一個強磁力電磁鐵”等。為此每個單元安排3節左右的機動課時是適宜的,也是可操作的。
三、教學目標的表述
在這套教師用書中,我們根據課程標準的要求和新的科學教育研究成果,將教學目標分別從科學概念、過程與方法和情感態度價值觀三個方面來表述??茖W概念的陳述是用一句完整的話來完成的,它比一個簡單的詞有了更豐富的內涵,表達的是一個科學的觀點或思想??茖W概念也可以劃分為不同的層次,例如核心概念和具體概念。每一個核心概念是由不同的具體概念組成的,而具體概念是從科學事實中歸納出來的。以科學概念作為教學目標,將促進學生對事實的理解,有助于他們形成重要的科學觀念和思想,體現了科學教育改革的新方向。
四、概念圖和圖表的使用
修訂后的教科書引入了多種形式的概念圖和圖表,因為它們是學生學習科學的有用工具。運用這些工具,學生可以記錄和加工整理信息,同時用來描述概念。教師也可以借此了解學生的初始想法,為教學確定起點。
維恩圖是一種選擇、分類和比較信息的非常有用的工具??梢詭椭鷮W生記錄下他們的觀察結果。兩個圓可以呈現不同的信息,比如只屬于陸生植物的特征和只屬于水生植物的特征應分別記在一個圓里,而它們的共同特征則應記入兩個圓的交叉部分。
網狀圖是概念圖中的一種,它的作用是用圖解的形式記錄與中心詞有關的觀點和內容,呈現中心詞和與之相關內容之間的關系。
使用網狀圖可以幫助學生圍繞中心詞作盡可能多的聯想,由此教師可以了解到哪些知識是學生已經知道的。
氣泡圖是一種簡單的網狀圖,它可以幫助學生對中心詞(主題)做出聯想,記錄下他們已經觀察和了解到的內容。
柱狀圖(條形圖)是在坐標圖上用填充的方式完成的數據表達,表現為條形圖,一般由兩組數據組成,例如時間和影長、時間和溫度等。柱狀圖可以直觀地表現數據之間的差異。
記錄不僅僅可以用文字,科學圖畫也是適合小學生記錄觀察和與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節上。為了真實地記錄,學生必須仔細地觀察,記下每個小的特點和線條。使用這種記錄方法可以提高每個學生的觀察能力,教師也可以從中評價他們的觀察、表達和理解的能力。
教科書整體結構表
修訂后的教科書共32個單元,更好地體現了課程標準的要求。覆蓋了生命科學、物質科學和地球與宇宙科學三大領域標準所規定的相關內容。教科書以科學概念和科學探究兩大主線并行發展的方式建立了自己的整體結構。
書中每個單元后設置了資料庫,是為了便于學生深入理解該單元的科學概念、豐富他們的已有經驗和發展他們探究科學的興趣,是科學課學習的重要組成部分,但僅供學生閱讀。
本冊教科書的教學目標與內容概要
五年級下冊的學習內容,是由“沉和浮”“熱”“時間的測量”和“地球的運動”四
個單元組成的。
在“沉和浮”單元里,學生從物體的沉浮現象開始,在一系列的探究活動中,探尋 物體沉浮的規律,研究影響沉浮的變量,最后形成有關沉浮現象的解釋:一是用浮力和 重力的關系解釋沉浮現象,二是從密度的層面解釋沉浮現象。
在“熱”單元里,學生在三年級“溫度與水的變化”的基礎上,將繼續觀察熱量變 化過程中產生的物體的熱脹冷縮現象,觀察熱量在物體中傳遞的現象,探索熱量傳遞的 規律,發現物體的導熱性能是不同的,在生活中的應用也是不同的。
在“時間的測量”單元里,學生制作計時工具并進行觀測和測量,了解人類計時儀 器的發展史,及對“時間”的認識發展過程。認識計時工具的工作原理,感受計時工具 的發展對人類生活和發展的影響,感受人類為了不斷改進工具所作的不懈努力。
在“地球的運動”單元里,讓學生經歷人類對地球運動的探究過程,學習基于可觀 察到的現象和事實,運用相對運動、參照物、模擬再現等原理和方法進行推理、論證,不斷地利用已知探究未知的方法,最終認識地球運動(自轉和公轉)的模式。
本冊教科書,設計了許多探究活動,這對學生科學探究能力的培養是很有幫助的,教師要發展學生識別和控制變量的能力,繼續學習運用對比實驗進行探索的技能,要引 導學生及時記錄實驗現象,進行分析整理,轉化為證據,用科學探究活動幫助學生逐步 建構科學概念。
在小學階段,學生的思維將由形象思維向抽象思維發展,五年級學生的抽象思維,仍然需要直觀形象的支撐,因此在思維發展的過程中,我們要從現象和事實出發,幫助 學生進行概括總結,得出結論,發展學生的科學探究能力。
對情感、態度、價值觀的培養,應該基于對證據意識的培養上,使學生能夠不斷地 尋找證據來支持自己的假設,通過理性的思考和大膽的質疑,來發展學生的情感態度價 值觀。
本冊教科書教學時要注意以下幾點: 1.提供足夠的材料讓學生在動手動腦中完成探究任務。2.幫助學生把現象、數據轉化為證據,利用證據得出結論。
3.科學概念的構建不是一步到位的,需要長時間的學習才能達成,教師在教學過程 中,不要急于求成,要一步一步打好基礎,讓學生的認識沿著概念形成的規律發展。4.本冊有許多動手制作的項日,一定要讓學生親自經歷制作的過程,只有在手腦并 用的過程中,才能發展學生的科學探究能力。
主要材料清單
“沉和浮”單元
小石塊、泡沫塑料塊、回形針、蠟燭、帶蓋的空瓶、蘿卜、橡皮、木塊、小刀、透 明膠帶、大小相同輕重不同的球、輕重相同大小不同的立方體、玩具潛水艇、橡皮泥、刻度量杯(底部帶定滑輪)、鉤碼、墊圈、彈簧秤、馬鈴薯、酒精燈、木夾子、食鹽、白 糖、燒杯。
“熱”單元
溫度計、塑料袋、熱水瓶、氣球、水槽、試管、燒杯、燒瓶、橡皮塞、玻璃管、金 屬熱脹冷縮演示器、酒精燈、鐵架臺、鐵片、火柴、蠟燭、各種材料制成的杯子和調羹、毛巾、泡沫塑料塊。“時間的測量”單元
鐘表、小木桿、自制日暑、量筒、塑料瓶、鐵架臺、螺帽、細線、木條?!暗厍虻倪\動”單元
乒乓球、手電筒、地球儀、鐵架臺、演示用時區圖、陀螺。
各單元說明與教學建議
沉和浮
一、單元概述
石塊放入水中,沉下去了;木塊放入水中,浮起來了。沉和浮是學生見過的十分熟 悉的現象。一方面,學生對于“沉和浮”有著豐富的生活經驗。另一方面,對于“沉和 浮”他們也有著許多似懂非懂的問題,例如“在水中,鋼鐵會沉下去,用鋼鐵制造的輪 船卻為什么能浮呢?”“潛水艇為什么既能潛入水下,又能浮出水面呢?”
人們對浮沉現象的關注已經有幾千年了。表面上看是一些物體在液體中上浮而另一 些物體下沉,實際上涉及了許多變量。這些變量包括物體的體積、重量和液體的密度,歸根結底,物體在液體中的沉浮與它排開的液體的重量有關(阿基米德定律)。有許多人 試圖去尋找一個簡單的規則來解釋這個現象,如他們通常說:“重的物體下沉,輕的物體上浮”,這些不精確的概念同樣存在于學生的認識中。
本單元將在一系列的探究活動中,讓學生自己去解決有關沉和浮的許多問題。學生 將探究不同物體的浮沉,形成他們關于對物體是上浮還是下沉現象的解釋,而且能夠明 白物體與被放液體間的相互關系。當學生開始理解了他們所觀察的結果之后,他們將鑒 別出導致物體上浮或下沉的主要原因是什么。
學生描述的語言可能和科學家精確的定義不很相同,但通過這些探究可以修正或完 善他們的想法,使他們在理解上得以提高。這個探究過程會使學生認識到他們也可以弄 明白事物的規律。
本單元的核心概念是有關物質的密度,它是物質固有的特性之一。密度是物質質量 與體積的比值,它與物質的質量和體積都有關。
本單元還有一些很重要的具體概念:當把物體放人一種液體,相同體積下物體與液 體重量的不同將決定作用在物體上的浮力的大小。相同體積下,比液體重的物體會下沉,比液體輕的物體會上浮。
本單元的編寫思路是:從物體的沉浮現象開始,探尋物體沉浮的規律,繼而研究影 響沉浮的變量(體積大小、重量、液體的密度),最后形成適合小學生年齡特點的有關沉 浮現象的本質解釋。
本單元設計的對物體沉浮的解釋有兩條途徑,一是用浮力和重力的關系解釋沉浮現象,二是用密度的概念解釋沉浮現象。因為浮力的大小與液體的密度也有密切關系,因 此,將物體的沉浮原因定位在物體的密度上。對五年級的學生來說,密度概念要求過高,因此,教科書沒有直接出現密度概念,而是通過觀察和實驗,用同體積的重量作比較,幫助學生建立密度的前科學概念。
第1課從學生常見的現象開始。首先涉及到的是哪些物體在水中下沉,哪些物體在水中上浮,在觀察現象的過程中,整理物體的沉浮與哪些因素有關。探究同一種材料構成的物體,在水中的沉浮與它的體積、重量沒有關系,只與物體的密度有關,在這里埋下一個伏筆。
第2~3課研究沉浮與物體的輕重和體積大小的關系。相同體積下,重的物體容易沉; 相同重量下,體積小的物體容易沉。
第4課是沉浮的應用,體現科學與技術之間的關系。
第5~6課,從另一個角度,即浮力和重力之間的關系,解釋物體沉浮的原因。
第7~8課,探索液體密度對物體的沉浮影響,最終揭示本單元的核心概念:物體的 密度不同,影響它們的沉浮。
資料庫中的資料,將擴大學生的閱讀面,同時滲透了物體密度的概念。在相同的體 積下,一些物體比水重,一些物體比水輕,它們的沉浮與之相關。
當然,本單元只是研究了與沉浮現象有關的因素,并不能窮盡沉浮的規律。關于沉 浮的進一步探索、浮力的計算等內容,將在初中的科學課中最終完成。
本單元的教學活動多是以矛盾沖突及產生的問題來引導和驅動的。如“馬鈴薯在水 中是沉還是浮”一課,同一個馬鈴薯為什么在第一個杯子里是沉的,而在另一個杯子里 卻變浮了呢,學生在觀察中發現了問題再進一步觀察、分析,“可能兩種液體不一樣 吧”——提出了推測;讓我們來觀察比較這兩種液體有什么不一樣,“可能是水中的白乎乎的東西引起的變化吧”——做個實驗來驗證一下??就這樣使孩子們進人到像科學家那樣探究科學的活動過程中。
在“造一艘小船”的活動中,也是通過“用這幾種材料能制作什么樣的船”“什么樣的船能裝更多的貨”,以及探究過程中不斷產生的“用什么方法保持船的平穩”“還有什么方法可以使我們的船裝得更多”等一系列問題來指引學生們設計和制作小船,并不斷改進小船的制作的。
學生們因為有這些不斷產生的問題,才會持續進行觀察研究活動。也正是因為他們 能不斷發現問題、解決問題,繼而又產生新的問題,才會使他們變得越來越聰明。
二、單元教學目標
科學概念
●物體在水中的沉浮與構成它們的材料和液體的性質有關。
●比同體積的液體重的物體,在液體中下沉,比同體積的液體輕的物體,在液體中上浮。
●同種材料構成的物體,改變它的重量和體積,沉浮狀況不改變。
●不同材料構成的物體,如果體積相同,重的物體容易沉;如果重量相同,體積小的物體容易沉。
●物體在水中都受到浮力的作用,物體浸人水中的體積越大,受到的浮力也越大。
●當物體在水中受到的浮力大于物體受到的重力時就上浮,小于重力時就下沉。浮在水面的物體,浮力等于重力。
過程與方法
●通過簡單的推測、實驗設計和驗證活動獲得結果。
●經歷一個典型的“觀察一發現一推測一驗證”的科學探究活動過程。
●按一定要求進行簡單的設計和制作。
●學習用控制變量的方法,探索物體沉浮的原因?!駥W會用彈簧秤測量物體在水中受到的浮力。
●利用浮力和重力的關系,解釋物體在水中的沉浮現象。
●用畫示意圖的方法,表示浮力和重力的關系,解釋物體在水中的沉浮。
●經歷觀察方法的設計、改進,通過實驗獲得數據并轉化為證據的過程,培養邏輯思維能力。
●對觀察研究結果進行簡單的整理、分析和概括,形成科學概念。
情感態度價值觀
●認識到物體的沉浮現象是有規律的,規律是可以被我們認識的?!耋w驗科學探究的樂趣,保持和發展探究周圍事物的興趣和好奇心。●認識到科學和技術緊密相連,它們為人類的發展作出了巨大貢獻。
●認識到閱讀、收集更多的相關信息資料,能豐富自己的認識,修正、完善原有的認識。
●在實驗中理解控制變量的科學方法和思想?!窀惺苋祟悇撛彀l明的歷程,激發創造欲望。●懂得方法的改進有利于研究的順利進行?!駥W習利用數據分析解釋現象,懂得數據的重要性?!穸么_定一種物質的性質,需要有很多的證據。
三、分課時教學建議
第1課 物體在水中是沉還是浮
(一)背景和目標
生活中哪些物體在水中下沉,哪些物體在水中上浮,學生已經有一定的經驗;物體 為什么會上浮和下沉,學生也有他們自己的解釋。
表面上看是一些物體上浮而另一些物體下沉,實際上是一些變量決定了物體的浮沉。這些變量包括物體的體積、重量和被放液體的密度。人們通常說:“重的物體下沉而輕的物體上浮”“所有的木材都會上浮”,這些表述都過于簡化,生活中不難找到與這些說法相悖的例子。
如何在學生已有經驗的基礎上進行學習?這是本單元面臨的問題,也是本節課開始 探索的任務。從糾正學生的錯誤概念開始,通過一步一步地探索,讓學生逐步明白現象 背后的原因,認識到事物的規律。猜想一個物體在水中是上浮還是下沉,是一項具有挑戰性的任務,學生將想出許多 原因。有些猜想基于物體材料本身,有的基于對熟悉物體先前的認識,有的會關注物體 的體積大小、形狀、重量或其他的一些特性。
學生很容易把沉浮的原因歸結為物體的輕重和大小。鑒于此,教科書特地安排了同 一種材料構成的物體,改變它們的重量和體積大小,沉浮狀況不變的內容,從而糾正學 生一些錯誤的前概念。
科學概念
●物體在水中有沉有浮,判斷物體沉浮有一定的標準。
●同種材料構成的物體,改變它的重量和體積,沉浮狀況不改變。過程與方法
●對物體的沉浮做出預測,并用實驗驗證,做好記錄。●學會用切分和疊加物體的方法研究沉浮變化。情感態度價值觀
●認識到用實驗驗證猜想,能及時糾正自己的錯誤概念。(二)教學準備
每組一個水槽、教科書上要求的一七種物體、一把小刀、to枚回形針、3塊相同大小的小木塊、記錄表。
(三)教科書說明
本課由三部分組成,分別是“觀察物體的沉浮”“觀察更多的物體在水中的沉浮”“觀察同種材料構成的物體在水中的沉浮”。
第一部分:觀察物體的沉浮
教科書第2頁的兩幅圖,是讓學生進行一項簡單的觀察活動——觀察磚塊、木塊在水中的沉浮,確定判斷物體沉浮的標準。同時,規定了操作的方法:把物體輕輕從水面放入水里,而不是把物體扔進水中,也不是放在水面上。接下來要判斷塑料塊在水里的沉浮情況,由于學生對磚塊、木塊的沉浮經驗十分豐富,一般不會出現判斷錯誤,而對塑料塊的沉浮經驗普遍不足。所以,應先猜測塑料塊的沉浮,然后根據操作要求,輕輕放入水中,觀察它的沉浮狀況。這里既是復習沉浮的標準,又為下一步的觀察活動作了鋪墊。
需要指出的是,若放人高密度聚乙烯(HDPE)塑料塊,塑料塊的大部分是浸入水中的,有些學生會把這種現象表述為“塑料塊沉入水中了”,而不是表述為“塑料塊是浮的”。因此,此項活動,也是進一步界定“(浮在水中的物體)只要物體的一部分露出水面,就說明這個物體是浮的”,從而避免出現懸浮的概念。
第二部分:觀察更多的物體是沉還是浮
明確了觀察沉浮的方法和標準,下面再來觀察更多物體的沉浮情況。教科書安排了七種材料讓學生進行觀察。這七種材料是有結構的,有學生極易做出沉浮判斷的材料,如石頭、泡沫塑料等,也有他們較難判斷沉浮的材料,如蘿卜、蠟燭頭等。
因此,在這部分觀察活動開始前,教科書對觀察活動提出了更高的、進一步的要求。即“先預測物體在水中是沉還是浮,說說預測的理由,再把它們放在水中觀察”。根據已有的生活經驗進行猜測,預想在觀察中可能觀察到的現象一這種觀察前的推測,是科學研究的重要環節,進行初始的假想或推論,更是調動思維的必要條件。
學生的預測,展示的是他們對沉浮判斷的初始概念,當實驗結果與學生的初始概念產生沖突時,更容易引起學生的思考,從而發現并提出問題。所以,活動之后要求學生區分哪些預測是正確的哪些預測是錯誤的,結合自己的預測理由,進一步思考影響物體沉浮的因素有哪些是十分必要的。
在學生的經驗中,影響物體沉浮的因素(變量)有以下幾個:體積大小、輕重、形狀、材料、是否空心等。這些因素有些是相互關聯的,如大小、形狀和是否空心。接下來的學習,將圍繞這些變量,進行沉浮原因的探索。
第三部分:觀察同種材料構成的物體在水中的沉浮
這部分內容研究的是材料對沉浮的影響,實際上指向物質的密度概念,但在此處不出現密度概念。
教科書用橡皮和蘿卜作為研究材料,進行實驗研究。在不少學生的初始概念中,物體越小,重量越輕,就越容易浮起來。因此,學生會認為把橡皮切得很小的時候,會浮起來。實驗結果與學生的推測相反,這對學生的學習興趣和思維發展都有好處。
切分橡皮和蘿卜的方法,不限于教科書提供的方法,只要能夠大致切分成差不多大小就可以。實驗中使用小刀的時候,應提醒學生注意安全。
橡皮和蘿卜不能無限制地切小,切分得太小,會出現浮在水面上的情況,這是因為水的表面張力的原因,出現這種情況將會對教學產生不利的影響,會改變探索的方向。
如果找不到能浮在水面的蘿卜,可以用蘋果等代替。
通過橡皮和蘿卜的實驗,學生會初步明白,同種材料構成的物體,把它們的體積變小,它們在水中的沉浮狀況是不變的。同樣,做回形針和木塊的實驗是對前一部分的逆向思考。通過實驗學生會明白,同種材料構成的物體,把它們的體積增大,它們的沉浮狀況也不會改變。
把這兩個實驗連起來觀察,學生能夠得出這樣的結論:同種材料構成的物體,改變它們的體積大小,在水中的沉浮是不會改變的??梢?,這部分內容隱含著材料本身的質地(物質的密度)與物體在水中的沉浮有關系的道理。
(四)教學建議 1.觀察物體的沉浮。
一開始,教師可以讓學生回憶曾經看到過的物體沉浮情況,了解學生的經驗。
然后出示磚塊,演示把磚塊輕輕放入水里,觀察它的下沉過程,板書:沉;出示木塊,演示把木塊輕輕放入水里,觀察它的沉浮,板書:浮。這里確定了沉和浮的參照標準。
接著,出示塑料塊,讓學生猜測塑料塊放入水中,是沉還是浮。猜測后,把塑料塊 輕輕放入水中,觀察塑料塊的沉浮狀況,并指出像塑料塊這樣,只要物體有一小部分接近或者露出水面,都屬于浮的情況。
2.觀察更多物體在水中的沉浮。
把小石塊、泡沫塑料塊、回形針、蠟燭、帶蓋的空瓶、蘿卜和橡皮放在桌上,讓學生預測,哪些物體會沉,哪些物體會浮,并把預測結果和預測的理由填入表格;然后給學生發水槽,進行實驗觀察驗證,并把實驗結果填入表格中。這里的順序不要調換,如果一開始把水槽和物品全部放在桌上,學生有可能直接進行實驗,而跳過了預測和思考沉浮理由的過程。
比較預測結果與實驗結果,有沒有出現預測錯誤,思考這是為什么?同時全班討論,我們在預測時,判斷物體沉浮的依據是什么?影響物體沉浮的因素有哪些?把這些因素全部羅列在黑板上,以備在后面的活動中進行研究。3.觀察同種材料構成的物體在水中的沉浮規律。
(1)提問:這塊橡皮在水中是沉的,蘿卜是浮的,把它們切成一半大小,它的重量和體積減小了多少?它在水中的沉浮會發生變化嗎?如果切成四分之一大小、八分之一大小,又會怎樣呢?
(2)讓學生把預測結果填寫在表格里,并寫上預測理由。
(3)演示切分橡皮的方法,提醒學生使用小刀要注意安全。為了保護桌面不受到小刀的劃傷,可以在桌面墊上硬紙板或者木板。(4)學生操作,記錄實驗結果并思考其中的原因。
(5)提問:我們對橡皮和蘿卜進行了切分,得到了沉浮的一些規律;如果反向思考,把同種材料構成的物體進行疊加,沉浮會發生變化嗎?
(6)教師給每小組提供一些回形針和小木塊,讓學生按照教科書第4頁的方法進行操作,并把結果記錄在表格上。
(7)匯報實驗結果,討論:同一種材料構成的物體,在水中的沉浮規律有什么特點。第2課
沉浮與什么因素有關
(一)背景和目標
本課延續上一課的研究內容,繼續探索物體在水中的沉浮與哪些因素有關。學生已經知道,同一種材料構成的物體,改變自身的重量和體積,在水中沉浮的情況不變。但是根據經驗和預測,學生們仍然會認為物體的沉浮會與它們的重量和體積有關。這里面有著怎樣的關系?我們怎樣幫助學生梳理清楚其中的關系?
教科書從上一節課的內容引入,繼續探索影響沉浮的其他原因。對學生來說,物體的重量和體積是最直觀、最直接的影響因素,因此本課的探索就從物體的重量和體積切入。
如果學生能意識到重量和體積正在同時影響著沉浮的時候,我們就可以幫助學生通過變量控制的實驗來探索其中的秘密。教科書中提供了可控的材料:相同體積不同重量的球和相同重量不同體積的立方體,意圖通過特定的材料,探究出影響沉浮的因素,得到有關物體沉浮的規律。
同時,教科書還設計了利用小瓶子繼續研究相同體積下重量是怎樣影響物體沉浮的實驗,也為探索潛水艇沉浮的原理作了很好的鋪墊。潛水艇的設計很好地體現了科學原理和科學技術之間的有機結合。
科學概念
●物體的沉浮與自身的重量和體積都有關。
●不同材料構成的物體,如果體積相同,重的物體容易沉;如果重量相同,體積小的物體容易沉。
●潛水艇應用了物體在水中的沉浮原理。
過程與方法
●用控制變量的科學方法,探索物體沉浮的原因。
●學習用分析的方法研究影響沉浮的因素。情感態度價值觀
●在實驗中理解控制變量的科學方法和思想的意義。
●感受科學原理應用于實際的巨大作用。
(二)教學準備
每組一個水槽、教科書上要求的一七種物體、一套相同體積不同重量的球、一套相同重量不同體積的立方體、小瓶子、“潛水艇”。
(三)教科書說明
教科書從前一節課的內容引入,提出了不同材料構成的物體,它們的沉浮與輕重、體積大小有關嗎的問題,引導學生關注、分析前一節課的材料和實驗結果。
第一部分:分析物體在水中的沉浮規律
這里所說的物體指的是不同材料構成的物體。物體在水中的沉浮與什么有關?在前一節課已引出了對這一問題的討論。學生的討論結果可能會是這樣的:物體的沉浮與物體是不是空心的有關;與它的輕重有關;與它的大小有關??物體的沉浮和它的輕重、大小是怎樣的關系呢?輕的浮、重的沉;大的浮、小的沉;或者是大的沉、小的浮。
是這樣的嗎?教科書引導學生們先來進行兩項前期觀察結果的整理活動。1.把幾種物體按體積大小順序排列在實驗桌上,再標出它是沉的還是浮的。想一想:物體的沉浮和它的體積大小有關系嗎?
2.把幾種物體按輕重順序排列在實驗桌上,再標出它是沉的還是浮的。想一想:物體的沉浮和它的輕重有關系嗎?
這里的活動隱含著如何做觀察記錄和整理信息的教學意義。經過排列整理,學生們很快就會“發現”物體的沉浮與物體的輕重、體積大小并無他們所想象的那種關系。
當預想的結果與實際觀察的事實產生矛盾時,我們怎么想呢?這有兩種可能:或許是我們的觀察有誤;或許是物體的沉浮與物體的體積大小、輕重是沒有關系的(即我們的推測有誤)。學生們對于“物體的沉浮和它的體積大小、輕重是無關的”這樣的結論,大多表示半信半疑。事實上,物體的沉浮和它的體積大小、輕重都是有關的,其中本質的原因是物體的密度,但是這里還不適合出現密度這個概念,因此就用重量和體積這兩個變量進行描述,這是符合學生的認知規律的。正因為是這兩方面的因素同時影響著物體的沉浮,在不考慮體積大小的情況下,就很難看出物體的沉浮與輕重的關系;同樣,在不考慮輕重的情況下,也很難看出物體的沉浮與體積大小的關系。所以,要探究物體的沉浮是否和它的輕重有關系,就要對可能影響它沉浮的“體積大小”因素加以控制;同理,探究物體的沉浮是否和它的體積大小有關系時,就要對可能影響它沉浮的“輕重”因素加以控制,這就是科學上的變量控制的思想,也是這節課要求學生學習的變量控制實驗的方法。
第二部分:控制其他因素進行研究
教科書提出了一個問題“當我們對這些物體進行比較時,為什么看不出它們的輕重、體積大小與沉浮之間的關系”,希望引導學生討論猜測:可能是重量和體積在同時影響物體的沉浮,從而順利地引出控制一個因素(變量),研究另一個因素(變量)作用的活動。同時,教科書以介紹科學家常用的方法,出示變量控制的研究方法。教科書這部分的后兩項觀察活動就是按這樣的思路設計的。
1.把一組大小相同的球體按輕重順序排列在桌上,推測它們的沉浮,再放進水里觀察。
2.把一組輕重相同的立方體按體積大小順序排列在桌上,推測它們的沉浮,再放進水里觀察。
結果怎樣?物體的沉浮和物體的輕重有關系嗎?物體的沉浮和物體體積的大小有關系嗎?是什么關系呢?
原來,不同材料構成的物體,在體積相同的情況下,重的物體容易沉,輕的物體容易浮;在重量相同的情況下,體積小的物體容易沉,體積大的容易浮。這就是學生所能理解的重量與體積對沉浮的影響。到此為止,學生對物體重量、體積與沉浮的關系有了更進一步的認識,向科學概念邁進了一步。如果再進一步,希望學生感受到“體積大、重量小的物體容易?。惑w積小、重量大的物體很容易沉?!边@樣,學生科學概念的發展更加深入。
教科書第5頁最下面一行的問題“當我們用這兩組材料進行研究時,為什么能夠看出物體的輕重、體積大小對沉浮的影響呢?”意在提醒學生反思我們的研究過程,認識到變量控制實驗的意義和作用,體會科學研究方法的重要性。
在該課的學習活動過程中,學生對物體沉浮的有關認識經歷了“發現——否定——再否定——再發現”這樣一個不斷沖突、不斷修正的過程。
第三部分:用小瓶子研究沉浮
這個活動是前面活動的延續。空的小瓶子是浮的,小瓶子的好處是可以控制體積不變,往瓶子里加水的過程中,逐步改變瓶子的重量,在不斷的實驗過程中,學生可以直觀地看到重量是怎樣影響沉浮的,從而加深對體積相同,重的物體容易沉這個概念的理解。
教科書第6頁中間,一個小瓶子懸浮在水中,這種現象,在理論上是成立的,實際操作過程中,學生是很難做到的,因此這里不要求學生做出懸浮的小瓶子,只要求學生觀察到,瓶子中的水超過某一個限度,小瓶子就會下沉,這其中也隱含著密度的概念,這里的密度是小瓶子的平均密度。當平均密度大于水的密度時,小瓶子就下沉。
到這里為止,教科書提出要求,希望學生能夠整理所學內容,得出不同材料構成的 物體,在水中的沉浮規律,作進一步強化。
第四部分:潛水艇的原理
有了小瓶子活動的鋪墊,學生對潛水艇的原理能夠比較容易理解。不過,小潛水艇 是學生十分喜歡的玩具,盡管學生理解了原理,還是要讓學生進行實際操作,甚至親自 制作簡易潛水艇,這樣有利于激發學生的學習興趣,培養學生的動手能力。
(四)教學建議
1.分析物體在水中的沉浮規律。
這個活動展開,要利用上一節課的材料和實驗記錄單,把七種物體放在桌上,進行觀察,你能看出沉浮與什么因素有關嗎?怎樣說明物體的沉浮和它的輕重、體積大小有沒有關系?
(1)把泡沫塑料塊、蘿卜、空瓶子、小石塊、回形針、橡皮、蠟燭等物體按體積大 小順序排列在實驗桌上,再用小卡片標出它是沉的還是浮的。想一想,物體的沉浮和它 們的大小有關系嗎?
(2)把泡沫塑料塊、蘿卜、空瓶子、小石塊、回形針、橡皮、蠟燭等物體按輕重順 序排列在實驗桌上,再用小卡片標出它是沉的還是浮的。想一想,物體的沉浮和它們的 輕重有關系嗎?
(3)為什么看不出它們與沉浮之間的關系? 2.控制其他因素進行研究。
首先要讓學生討論得出可能是物體重量和體積在同時影響著它們的沉浮,遇到這樣 的情況怎么辦?希望學生能夠應用以前學過的方法,思考出控制其中一個因素進行研究 的方法。如果學生想不出來,教師可以告訴學生,科學家遇到這種情況時所采用的方法,順勢對學生進行科學方法和科學思想的教育。
(1)把一組大小相同的球體按輕重順序排列在桌上,推測它們的沉浮,再放進水里 觀察。結果怎樣?
(2)把一組輕重相同的立方體按大小順序排列在桌上,推測它們的沉浮,再放進水 里觀察。結果又怎樣?
(3)思考:從這兩組材料的實驗中,我們得到什么結論?
(4)為什么用上一節課的物體進行比較,看不出物體的大小對沉浮的影響?用這兩 組材料,能夠觀察到物體的輕重、體積與沉浮之間的關系? 3.用小瓶子繼續研究沉浮規律。
這項活動,可以讓學生獨立完成,教師只要提出任務即可。選擇的空瓶子要能夠浮 在水面上,然后給學生提供滴管,讓學生找到加多少水,小瓶子就開始下沉的臨界線,標注記號。最后讓學生討論:在這個活動中,我們明白了什么。從而強化物體的體積不 變,重量增加,沉浮會發生改變的結論。
再跟前面的實驗結合起來,整理不同材料構成的物體在水中的沉浮規律。4.潛水艇的秘密。
關于潛水艇的原理,可以讓學生觀察教科書上的插圖進行討論,也可以提供多媒體 資料,向學生介紹。當學生理解了潛水艇的原理之后,接下來的活動還是相當重要的,一是要讓學生動手操作小潛水艇,體驗潛水艇的沉浮現象;二是要提供自制簡易潛水艇 的制作方法,讓學生在課外自己制作潛水艇,提高他們的興趣,發展動手操作能力。必 要的時候,還可以跟“造一艘小船”一課結合起來,舉辦自制小船的展覽會。
第3課 橡皮泥在水中的沉浮
(一)背景和目標
前面已經研究了物體沉浮的規律,學生也知道了在體積不變的情況下,改變物體的 重量能夠改變物體在水中的沉浮狀態。本課將用學生熟悉的橡皮泥作為研究材料,使橡 皮泥在水中浮起來,并探索其中的原因,從而幫助學生理解鋼鐵制造的輪船為什么能夠 浮在水面上。
學生對橡皮泥是比較熟悉的,一些學生或許在生活中已經有了類似的經驗,能夠把 橡皮泥做成船的形狀,浮在水面上。但是,一般的學生都不會去考慮其中的原因,本課 將帶領學生用實驗數據揭開其中的秘密。
實心的橡皮泥沉入水底,船形橡皮泥卻能浮在水面上,原因是船形橡皮泥浸入水中 的體積增大了。這里引入了測量橡皮泥排開的水量的活動,通過比較各種形狀橡皮泥排 開的水量,揭示沉浮變化的基本原因。
科學概念
●改變物體排開的水量,物體在水中的沉浮可能發生改變?!皲撹F制造的船能夠浮在水面上,原因在于它排開的水量很大。過程與方法
●用刻度杯測量橡皮泥排開的水量。
●把橡皮泥制作成不同的形狀,使之能夠浮在水面上?!窀鶕鹌つ嗯砰_的水量,做出沉浮判斷。情感態度價值觀
●認識到認真細致地采集數據的重要?!裨谔角笤虻倪^程中,懂得證據的重要性。(二)教學準備
每組一個水槽、若干橡皮泥、一只刻度杯、記錄表。(三)教科書說明
本課由三個部分組成。第一部分是“觀察實心橡皮泥的沉浮”;第二部分是“讓橡皮泥浮在水面上”;第三部分是“測量橡皮泥排開的水量,探索橡皮泥上浮的原因”。
第一部分:觀察實心橡皮泥的沉浮
教科書第7頁,展示了一塊橡皮泥的四種形狀,把它們放入水中都會沉入水底。不同形狀的橡皮泥,重量沒有改變,學生很容易理解。因為橡皮泥既沒有增加也沒有減少,形狀不影響重量。這是一個鋪墊性的活動。
把一塊橡皮泥改變成不同形狀,它的體積發生變化了嗎?這對于學生來說沒有經驗,怎么辦?得想辦法測出不同形狀的橡皮泥的體積是多少。怎樣測出橡皮泥的體積呢?把橡皮泥放入盛水的刻度杯中,就能測出它的體積。比較幾種不同形狀的實心橡皮泥,會發現體積沒有變化。
所以,改變橡皮泥的形狀,重量沒有變,體積也沒有變,它的沉浮狀況不會發生變化。
這個測量橡皮泥體積的活動,為后面測量排開的水量做好了鋪墊。
第二部分:讓橡皮泥浮在水面上
怎樣讓橡皮泥浮在水面上?學生是有經驗的。教科書第7頁提供了一種形狀,實際上學生會創造出很多不同的形狀,它們都有共同之處:空心的或者是船形。教科書要求學生通過親自動手,做出能浮在水面的橡皮泥,這里有技術上的要求。當學生做出一些能浮在水面上的橡皮泥后,就會思考了,是什么原因使橡皮泥浮起來的?橡皮泥的重量沒有改變,改變的因素可能就是浸人水中的體積了。
第三部分:測量橡皮泥排開的水量
怎樣測量橡皮泥浸入水中的體積呢?教科書第8頁提出了測量橡皮泥排開的水量的方法。稱作“排開的水量”是為了與“排水量”相區別,“排開的水量” 指的是物體排開的水的體積,而“排水量”通常指的是物體排開的水的重量。
教科書第8頁出示的是用燒杯測量排開的水量,燒杯的刻度還不夠精確。測量排開的水量的工作必須細致,觀察刻度時視線應與水面持平。排開的水量的計算方法是,放入物體后的刻度數減去原來的水量等于物體排開的水量。
教科書第8頁的表格中,要測量五種形狀橡皮泥的排開的水量。其中“實心團”和 “沉的形狀”兩者排開的水量是相同的,其他三種形狀排開的水量也相同。比較沉的形狀排開的水量與浮的形狀排開的水量,可以發現:沉的形狀排開的水量小,即浸入水中的體積?。桓〉男螤钆砰_的水量大,即浸入水中的體積大。從數據中可以看出,橡皮泥浮起來的原因在于它的重量不變,而浸入水中的體積增大。
知道了這個道理,學生也就能夠理解鋼鐵造的輪船為什么能夠浮在水面上了。這里 要求學生能夠以自己的語言,來解釋輪船浮在水面上的原因。
(四)教學建議 1.觀察橡皮泥的沉浮。
這項活動只能用一塊橡皮泥做實驗。市面上有各種品牌的橡皮泥,教師要多加挑選,選擇放在水中不會化掉的橡皮泥做實驗,否則會影響實驗效果,影響精確度。
對于不同形狀的橡皮泥,重量是否改變,學生一般不會有異議。但是體積是否發生 變化,學生肯定會有不同意見,此時教師要抓住機會,讓學生思考如何比較不同形狀的 橡皮泥的體積,從而引出采用盛水的刻度杯來測量橡皮泥的體積的實驗。
這里可以把測量橡皮泥排開的水量的活動提前,讓學生親自動手測量記錄,這項活 動為后面的測量船形橡皮泥排開的水量打下了基礎。
經過測量后,要求學生總結:橡皮泥的形狀改變之后,重量不變,體積也不變,因 此沉浮狀況保持不變。2.讓橡皮泥浮在水面上。
此活動要求學生繼續探索改變橡皮泥的形狀,讓它浮在水面上。教學時可以完全放 手,讓學生探索。例如采用競賽的形式,提供學生多塊橡皮泥,讓學生做出盡可能多的 形狀。然后觀察各種能浮的形狀有什么特點,不能浮的形狀有什么特點,初步感受它們 與沉浮之間的關系。
思考:同一塊橡皮泥,在改變其形狀后,有的為什么能夠浮在水面上呢? 3.測量比較橡皮泥排開的水量。
(1)思考把一塊橡皮泥做成不同形狀,沉浮情況發生變化,是什么因素造成的。(2)把橡皮泥船放人刻度杯使之浮在水面上,觀察水面指示的刻度。把船形橡皮泥 排開的水量記錄在表格中。
(3)將實心橡皮泥排開的水量數據,與船形橡皮泥排開的水量數據進行比較。(4)分析是什么原因使船形橡皮泥能夠浮在水面上。
(5)解釋鋼鐵制造的輪船,為什么能夠浮在水面上。第4課
造一艘小船
(一)背景和目標
船的發明是人類的偉大創造,自從有了船,人類的活動范圍大大擴大,人類的物資 運輸和交流也大大增加??梢哉f,船與我們的生活緊密相關。
大部分學生對船比較熟悉,許多學生有乘船的經驗,有折紙船的經驗。學生知道船 的作用,因此也很樂意來設計制造一艘自己的小船。
前面的學習內容,讓學生明白了船為什么能浮在水面上的原因,也知道了船排開的 水量越大,越容易浮在水面上,裝載的貨物也就越多。
本課引導學生通過制造一艘橡皮泥小船,研究相同重量下,怎樣增加船排開的水量,從而達到更大的裝載量。在動手操作過程中,學生會遇到一些困難,如怎樣保持船身的 穩定和平衡,如何裝載更多的貨物。這些問題的解決只有在具體的操作過程中,不斷地 調試才能達成,因此對學生技能的發展是很有幫助的。
本課還引導學生用其他的材料造船,設計出更多的船,來激發學生的學習興趣。希 望學生能夠按照設計的計劃進行有日的的活動,進一步加強科學和技術的聯系。最后舉 辦船的展覽會和回憶船的發展史是活動的延續,希望學生保持對科學、技術的興趣。通 過回憶船的發展歷史,了解人類的發明創造過程,激發心中的創造欲望。
科學概念
●相同重量的橡皮泥,浸人水中的體積越大越容易浮,它的裝載量也隨之增大。
●科學和技術緊密相連,它們為人類的發展作出了巨大貢獻。過程與方法
●探索用橡皮泥造船,不斷改進船的形狀,增大船浸人水中的體積。
●按自己設計的方案制造小船,并不斷改進。
情感態度價值觀
●體會不斷改進設計對結果的影響。
●感受人類創造發明的歷程,激發創造欲望。(二)教學準備
每組一個水槽、若干橡皮泥、若干墊片、玻璃彈子、船的發展史圖片或多媒體資料。(三)教科書說明
本課有五個部分,分別是“用橡皮泥造船”“哪艘船裝載的貨物多”“設計制造其他 的船”“辦個船的模型展覽會”和“船的發展史”。
第一部分:用橡皮泥造船
用橡皮泥造一艘小船,對學生來說已經不是難事,如果重復這樣的活動,對學生的發展沒有多大的意義。因此,教科書提出了新的要求:怎樣造出一艘裝載量比較大的小船呢?這就需要運用前面所學的知識進行思考。每組的橡皮泥數量相等,重量相等,不能在重量上做文章,只有在增大浸入水中的體積這一點上動腦筋,浸入水中的體積越大裝載量就越大。橡皮泥是很容易改變形狀的,這就為學生的動手留下了很大的空間。這個活動,不僅僅要讓學生造出一艘船,更要引導學生怎樣利用限定的材料造出一艘大船,把動手和動腦有機地結合起來。
第二部分:哪艘船裝載的貨物多
船造好了,究竟哪艘船裝載量大,需要檢驗,這也是一個驗證的過程。教科書第9頁,提供了用墊圈作為貨物進行驗證的方法。墊圈有大有小,墊圈的選擇要與橡皮泥船的裝載量相匹配,一般一艘橡皮泥船,最多能夠裝載20個墊圈,這樣大小的墊圈比較理想,在課堂教學中容易比較裝載量。
如果采用玻璃彈子作為裝載的貨物,就會遇到玻璃球滾來滾去的問題。這會使船不能很平穩地浮在水面上,而發生傾斜,也就影響了裝載量。怎樣保持船的平穩呢?教科書提示學生“把船分隔成幾個船艙試試”。這也使我們的學習活動與生活實際聯系了起來?!斑€有什么方法可以使我們的船裝載得更多?”這是一個更為開放的問題,目的是讓學生思考的角度更加開闊,為改變液體會改變沉浮埋下伏筆。
第三部分:設計制造其他的船
通過觀察研究,學生們已經明白了一些物體沉浮的道理?,F在,他們要用學到的知識和獲得的經驗來造一艘其他的小船。
要造一艘什么樣的小船呢?造這艘小船需要什么材料?可以先擬訂一份造船的計劃。教科書在這部分通過圖片和文字向學生們介紹了造船的計劃和實施步驟,引導學生們在課前完成一艘小船的制作。課堂上,主要來演示介紹自己的小船,并交流一下有哪些需要改進的地方。造小船是在課前進行的,因此,上一課結束時要讓學生們課外先自學這部分內容,在本節課前完成一艘小船的制作。
當然,這部分的學習內容也可以在課內進行。如果是這樣,那么本課就需安排兩課時來完成教學。
第四部分:船的展覽會
第五部分:船的發展史
這兩個活動可以結合起來進行。這是對學生進行科學史教育的好機會,也是“造一艘小船”教學成果的展示活動,又是沉和浮單元教學的后續課外活動。
讓學生們課外去收集各種船只的圖片、模型及有關的文字資料,加上自己設計制作的小船,就可以辦一個船的展覽會了。參觀自己辦的展覽會,交流收集的各種資料,了解更多的船的作用和特點以及船的發明發展史,這將是十分有趣也是很有意義的活動。它將促進學生對技術的理解,對技術發展與人們生活關系的理解。這項活動,可以作為考核學生的依據之一。
教科書第11頁,船的圖片(從左到右、從上到下)分別是:木筏、獨木舟、明輪、帆船、氣墊船、遠洋貨輪、現代客輪、航空母艦。
(四)教學建議 1.用橡皮泥造船。
這項活動,可以采用比賽的形式進行。要讓學生明白,制造一艘橡皮泥小船容易,不容易的是利用相同數量的材料,制造出裝載貨物較多的小船,讓學生感覺到有一定的 難度,會激發學生的挑戰意識。
在學生動手制作之前,可以討論,運用所學知識,怎樣才能制造出裝載量比較大的 小船。教師要挑選比較理想的橡皮泥,即浸在水中不會化掉的橡皮泥,提供給各組的橡 皮泥數量和重量要相等,讓學生在公平的情況下競爭。2.哪艘船裝載多。
(1)等各組完成制造小船之后,組織討論怎樣比較每一只船的裝載量。(2)建議用適當大小的墊圈作為貨物,來檢驗小船的裝載量。(3)放人墊圈的時候,動作要輕,分布要均勻。
(4)邊放墊圈邊記錄數量,可以重復幾次檢驗,取放得最多的一次的數值。(5)把各組的最大裝載量寫在黑板上,比較其中的差別。(6)讓裝載量最大的小組介紹經驗。3.設計制造其他的船。
這項活動可以在課前布置學生完成,也可以在課堂中完成計劃的制訂和小船的設計,然后交流學生的設計,相互補充、完善。
如果事先布置學生自制小船,課堂上可以展示自制的小船,進行試航,討論小船的 優點和缺點,提出改進的意見。
如果事先沒有布置學生自制小船,就可以以小組討論的形式,畫出小船的設計圖,列出所需的材料,寫出制作的步驟,再全班交流。制作的任務在課外完成,學生最好能自己獨立完成,也可以請父母或者親戚朋友幫助。等適當時候,舉辦船的展覽會。4.辦個船的模型展覽會,船的發展史。
(1)把課前收集到的有關船的圖片、資料在小組內交流。
(2)選擇學生收集的圖片,按照船的發展史,把圖片排列在黑板上。(3)觀看船的發展史的圖片或錄像,談談自己的體會。
(4)另外,可以把學生制作好的小船和收集到的有關船的圖片、資料在實驗室作長 期展出交流。第5課 浮力
(一)背景和目標
第1課到第4課,學生通過探究了解了構成物體的材料、重量、體積大小對沉浮的影響,實際上學生在探索的過程中,已經感受到了浮力的存在。本課開始,學生將把注意力放在浮力上,來研究物體沉浮的秘密。
當一個物體放入水中時,它就受到了水對它向上的推力,即浮力。不管物體是下沉 還是漂浮,它們都受到水的浮力。如果向上的浮力大于向下的重力,物體將上浮;如果 向上的浮力小于向下的重力,則物體下沉。當學生將泡沫塑料塊完全浸入水中受到的浮力與受到的重力進行比較時,他們會發 現泡沫塑料塊受到的浮力大于重力,尋找到物體為什么在水中上浮的原因。
學生通過測量比較泡沫塑料塊受到的浮力大小,還會發現,不同大小的泡沫塑料塊 完全浸入水中,體積越大,受到的浮力就越大。他們就此也會明白浮力的大小與浸入水 中的體積有關。
科學概念
●上浮物體在水中都受到浮力的作用,我們可以感受到浮力的存在,可以用測力計測出浮力的大小。
●物體浸入水中的體積越大,受到的浮力也越大。
●當物體在水中受到的浮力大于重力時就上浮,浮在水面的物體,浮力等于重力。
過程與方法
●學會用彈簧秤測量泡沫塑料塊在水中受到的浮力。
●運用浮力和重力的概念,解釋物體在水中的沉浮。
情感態度價值觀
●懂得方法的改進有利于研究的順利進行。
●懂得數據在分析解釋現象過程中的重要性。(二)教學準備
每組一個彈簧秤、三塊大小不同的泡沫塑料塊、一個底部帶小滑輪的精確刻度杯、細線、記錄表。(三)教科書說明
本課有四個部分,分別是“感受浮力”“測量一塊泡沫塑料塊的浮力”“測量不同大
小泡沫塑料塊的浮力”和“解釋上浮的原因”。
第一部分:感受浮力
學生在平時的經驗中,已經有了浮力的感受,當學生在游泳時能夠感受到水對身體的浮力,當學生用救生圈游泳時,更能感受到水的浮力。這些對浮力的感受是無意識的。學生在前面內容的學習中,也不自覺地感受到了浮力。因此,浮力一詞的出現,就從學生的平時感受出發。首先是回憶手指壓小船的感覺,調動已有的學習經驗;然后是把一 塊泡沫塑料塊壓入水中,直接感受水的浮力。當學生感受了浮力之后,教科書給出了浮力的描述性定義,這個定義是在學生感受浮力的基礎上給出的,因此只要求學生能理解、會使用浮力一詞,并不要求學生掌握關于浮力的精確定義。同時,教科書告訴學生:當泡沫塊靜止浮在水面時,它受到的浮力等于它受到的重力,且方向相反。這個結論是直接告訴學生的,希望學生能夠理解、接受。為了幫助學生更好的理解浮力和重力的關系,教科書第12頁提供了一幅示意圖,用圖示的形式幫助學生理解。圖示上,浮力和重力的箭頭都從物體的重心出發,方向相反,大小相等。理解這張示意圖的意思,是接下來學習的基礎,因此必須讓學生明白圖示的意義。
第二部分:測量一塊泡沫塑料塊的浮力
泡沫塑料塊在水中受到了水的浮力,這個浮力有多大?這是學生很自然產生的問題。要知道重力有多大,可以用測力計測量,同樣道理,浮力有多大,也可以用測力計測量,關鍵是怎樣測量泡沫塑料塊的浮力呢?這是一個測量中遇到的難題。教科書提出希望學生進行討論,思考出測量泡沫塑料塊受到浮力大小的方法。
尋找方法的思路是這樣的:用彈簧秤測量浮力,彈簧秤只能測量拉力,泡沫塑料塊浮在水面上,彈簧秤又不能測量壓力,怎么辦?能不能把彈簧秤放在水下拉呢?這種方法又不行!如果學生想不出方法,教科書在第13頁提供了測量泡沫塑料塊浮力的方法:在杯子底部裝上一個小滑輪或者一個小鉤子,再利用一根細線繞過鉤子,一端系住泡沫塑料塊,一端掛在彈簧秤的鉤上,就可以測出它的浮力了。
這個測量方法的思考,是有一定的難度的,教師要適當地引導,或者讓學生看教科書中的插圖,按照插圖安裝測量裝置。
教科書第13頁的插圖給出了測量的方法,也給出了測量浮力時的操作要求:拉線時,彈簧秤最好能接近垂直,如果歪斜的話,有可能出現較大的誤差。圖上的水槽最好能換成專門的杯子:帶小滑輪的精確刻度杯。因為,這項活動不但要測量浮力,還要測量泡沫塑料塊浸入水中后排開的水量,沒有刻度的水槽是完不成這個任務的。
當學生讀出彈簧秤上的拉力數值時,是不是等于知道了泡沫塑料塊受到的浮力?不是!怎樣轉換成浮力的數值?教科書提供了示意圖,標出了浮力、重力和拉力之間的關系。在這里浮力等于重力加上拉力。這幅示意圖是給學生看的,為的是幫助學生理解三者的關系。圖示中還可以把重力和拉力合起來,與浮力的箭頭處在同一條直線上,方向相反。學生掌握了測量方法之后,教科書提出了測量泡沫塑料塊三種狀況下的浮力大?。盒〔糠纸胨小⒋蟛糠纸胨泻腿拷胨?。目的是找到泡沫塑料塊受到的浮力大小與浸入水中的體積之間的關系,即體現物體排開水的體積越大,受到的浮力也越大的規律。
第三部分:測量不同大小泡沫塑料塊的浮力
通過上一個活動,我們發現同一塊泡沫塑料塊浸入水中的體積越大,受到的浮力也越大。那么大小不同的泡沫塑料塊,完全浸入水中,它們受到的浮力大小相同嗎?這個活動與前面的活動是一種有機的結構,體現了思維遞進。測量的方法與前面相同,這個實驗可以讓學生自主操作,測量記錄的數據填入表格,把浮力大小與排開的水量進行比較,找出其中的規律。到此為止,我們應該總結泡沫塑料塊受到的浮力大小與排開的水量之間的關系,也就是與浸入水中的體積大小的關系。教科書中“泡沫塑料塊受到的浮力大小,主要與什么因素有關”這個問題,就是對本課活動的總結。
第四部分:解釋上浮的原因
學生通過實驗知道了泡沫塑料塊在水中受到的浮力與它浸入水中的體積有關,浸入 水中的體積(排開的水量)越大,受到的浮力就越大。完全浸入水中受到的浮力遠遠大于它本身的重量,因此一松手,泡沫塑料塊就浮起來了。等到浮在水面上之后,泡沫塑料塊為什么不再向上冒?因為此時它浸入水中的體積很小了,受到的浮力也很小。小到與它受到的重力相等,因此就不再上浮,也不下沉。
如果學生能夠用浮力和重力的關系,解釋泡沫塑料塊的上浮原因和靜止原因,說明 學生已經掌握了浮力、重力和物體沉浮的關系了。(四)教學建議 1.感受浮力。
讓學生切身感受到浮力,是本課開始的基礎。教師要提供一些能浮的物品,讓學生感受,為繼續探索沉浮的秘密打下基礎。
(1)觀察泡沫塑料塊、木塊、空瓶子、小船浮在水面的情況,用手指輕輕按壓小船,有什么感覺?分別把泡沫塑料塊、木塊、空瓶子壓入水中,有什么感覺?(2)出示關于浮力的描述性定義。(3)生活中我們什么時候感受到水的浮力?
(4)出示教科書上浮力和重力的示意圖,講解示意圖的含義。2.測量一塊泡沫塑料塊的浮力。學生知道了泡沫塑料塊要受到水的浮力作用,把它壓入水中,它所受到的浮力有多大?在這里,教師要鼓勵學生進行討論:怎樣測出泡沫塑料塊受到的浮力大?。?1)討論怎樣測出泡沫塑料塊的浮力,交流測量的方法。
(2)教師根據學生討論的情況,演示規范的測量方法,講解注意的地方。特別要講清楚浮力的計算方法,可以讓學生看教科書第13頁的示意圖,理解浮力等于重力加拉力的道理。
(3)學生測量泡沫塑料塊浸入水中的浮力,按照教科書的要求測量三種狀況,分別把測量結果(拉力大小和排開的水量)記錄在表格中。
(4)分析拉力、浮力和排開的水量之間的關系,得出浸入水中的體積(排開的水量)越大,物體受到的浮力就越大。3.測量不同大小泡沫塑料塊的浮力。
教師要準備三塊不同大小的泡沫塑料塊或者三塊不同大小的木塊,讓學生預測:如 果把大小不同的泡沫塑料塊或者木塊,完全浸入水中,它們受到的浮力大小相同嗎?
根據前一個活動所獲得的結果,可以推斷大小不同的物體完全浸入水中,受到的浮 力大小不一樣。這個活動,可以讓學生參照前一個活動的測量方法,獨立自主完成測量,把測量結果填入記錄表中,并分析浮力大小與體積大小之間的關系。
讓學生把前后兩個測量活動中所得到的數據進行分析,泡沫塑料塊在水中受到的浮 力大小與什么因素有關?有怎樣的關系?
分析了排開的水量與浮力之間的關系之后,再讓學生觀察物體的自重與它所受到的 浮力大小進行比較,發現浮力大于重力,所以就能解釋教科書最后提到的一個問題了。
總之,要引導學生觀察數據、分析數據,從數據中得出有用的結論,完善學生的科 學概念。
第6課
下沉的物體會受到水的浮力嗎
(一)背景和目標
學生對浮在水面上的物體受到水的浮力,比較容易理解。對沉入水中的物體是否受 到水的浮力,沒有把握。但是,學生會有一些生活經驗,如游泳時感覺到自己的身體會 被水托起來,在水井中打水時,會感覺到裝滿水的水桶在未離開水面時要比提出水面輕許多。這些經驗提醒學生,下沉的物體在水中也會受到水的浮力。
本課引導學生繼續探索浮力與物體沉浮之間的關系。教科書提出了要學生自己設計 實驗驗證猜想的活動,在思維的發展和能力的要求上更進了一步。同時,通過測量下沉 的物體受到的浮力大小,引導學生發現,下沉的物體受到的浮力大小與浸入水中的體積 有關,這與前一節課的內容聯系起來,可以形成完整的概念:物體在水中受到的浮力大 小,與物體浸入水中的體積(排開的水量)有關,浸入水中的體積越大,受到的浮力也就越大。
科學概念
●下沉的物體在水中都受到浮力的作用,我們可以感受到浮力的存在,可以用測力計測出浮力的大小。
●下沉的物體浸入水中的體積越大,受到的浮力也越大?!癞斘矬w在水中受到的浮力小于重力時就下沉。過程與方法
●設計實驗驗證下沉物體在水中受到了浮力作用,用彈簧秤測量下沉物體受到的浮力大小。
●畫示意圖,運用浮力和重力的概念,解釋物體在水中的沉浮。
情感態度價值觀
●體驗實驗驗證的重要意義。
●懂得數據在分析解釋現象過程中的重要性。(二)教學準備
每組一個彈簧秤、一個鉤碼、一個底部帶小滑輪的精確刻度杯、三塊大小不同的石 塊或磚塊、細線、記錄表。
(三)教科書說明
本課有三個部分,分別是“下沉的物體是否受到水的浮力”“測量下沉的物體受到的浮力大小”和“用浮力和重力的關系解釋沉浮現象”。
第一部分:下沉的物體是否受到水的浮力
這是一個學習中很自然地產生的問題。當學生測量了上浮物體受到水的浮力作用時,很自然地提出了一個疑問:下沉的物體是否受到水的浮力?教科書第15頁提供了一個學生生活中常見的情形:從井中提水時,在水中的水桶總是比離開水面的水桶要輕,這是什么原因?是否說明水桶在水中同樣受到了水的浮力作用?
教科書沒有直接回答這個問題,而是引導學生通過設計實驗,來驗證自己的推測。根據前一節課的學習內容,這樣的實驗驗證,學生通過思考能夠完成任務。希望學生的 設計,能夠借鑒前一節課的成果,用示意圖的方法展示自己的設計思路。如圖:
然后通過實驗驗證,得到下沉的物體確實受到了浮力作用,受到的浮力大小可以這樣計算:浮力=重力G物,但內容含義不同。懸浮的物體完全浸入液體里,這時物體所受的浮力是最大的浮力。漂浮情況,物體所受浮力,肯定不是最大的浮力。懸浮的物體,可在液體中的任何位置停留,例如魚及潛水艇就可懸浮于水中。又如,浮沉子的重力等于浮力時,即可懸浮于水中。懸浮在液體中的物體或漂浮在液面上的物體,它們受到的浮力一定等于物體的重力。
排水量
船的大小是用排水量來表示的。是指船裝滿貨物后排開水的重量,也就是船滿載后 受到水的浮力。根據物體漂浮的條件,即可得出下列公式:排水量(浮力)=船自身的重量+滿載時貨物的重量。
吃水線
吃水線表示輪船浸入水中的深度,在船旁用油漆畫上很多水平橫線,用以表示不同 載重時的吃水深度。最高吃水線表示最大的安全載重量。
潛水艇
潛水艇在水中可以自由浮沉,因此它是軍事上的一種重要艦艇。它可以潛入水下航 行,進行作戰或偵察,是根據阿基米德原理制造的。當它潛水和上浮時是靠改變它自身 的重力來實現的。潛水艇的側面有水艙,當需要它下潛時,使水艙充水,于是艇身重力 增大,潛艇就逐漸下沉。當水艙中充入適量的水時,潛艇就能在水中任何位置上停留,此時潛艇的重力等于浮力。當潛艇需要上浮時,可用壓縮空氣將水排出,當艇身的重力 減小到小于浮力時即浮出水面。
比重計
比重計是根據阿基米德定律和物體浮在液面上平衡的條件制成的,是測定液體密 度的一種儀器。它用一根密閉的玻璃管,一端粗細均勻,內壁貼有刻度紙,另一頭稍 膨大呈泡狀,泡里裝有小鉛?;蛩y,使玻璃管能在被檢測的液體中豎直的浸入到足 夠的深度,并能穩定地浮在液體中,也就是當它受到任何搖動時,能自動地恢復成垂 直的靜止位置。當比重計浮在液體中時,其本身的重量跟它排開的液體的重量相等。于是在不同的液體中浸入不同的深度,所受到的浮力相同,比重計就是利用這一關系 刻度的。液體比重計的長管子上,常標有下列數字標度?0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3?當液體比重計在液體中沉至0.9的標度時,便能立刻知道所量度的液體密度為0.9。這種儀器只會沉到被其所排出之液體的重量恰好等于它自身重量的那種深度為止。因此,液體比重計在比重較輕的液體里,比在較重的液體里要下沉得更深。例如,它在酒精里,就會比在摻水的酒精里下沉得更深;在純牛奶里比在摻水的牛奶里較淺。將比重計依次插入比重漸減的各種液體里,如硫酸(1.8),水(1.0),醚(0.717)等,則其下沉的深度逐漸加深。因此較大的比重必位于標度的下部,較小的比重則位于其上部。標度本身當然先要經過校準,并且還要依照各種液體的比重來校準,或者直接依照所測定液體的特殊性質,如酒類的酒精成分,牛奶里的脂肪成分,硫酸里的純酸成分等等來校準。常用的比重計有兩種。一種用來測量密度大于1的液體的密度,稱“重表”。它的下端裝的鉛丸或水銀多一些。這種比重計的最小刻度線是氣”,它在標度線的最高處,由上而下,順次是1.1、1.2、1.3?把這種比重計放在水里,它的大于1的標度線,全部在水面下。另一種用來測量密度小于1的液體的密度,稱“輕表”。它的下部裝的鉛丸或水銀少一些,這種比重計的最大標度線是“1”這個標度線是在最低處,由下而上順次是0.9、0.8、0.7?把這種比重計放在水里時,它小于1的標度線全部在水面上。使用時,應注意根據液體的密度大于1還是小于1來選用比重計。目前中學課本不再講比重而是講密度,但在測密度時仍使用比重計,所測數值無大差異。
氣體的浮力
氣體的浮力與液體同理,物體在空氣中時,亦失去與物體相同體積的空氣重量。故 物體在空氣中稱得的重量,并非其真正的重量,但因其所差甚小可忽略不計。不僅在空 氣中如此,物體在任何氣體中,均受到氣體的浮力。
輪船的發展過程
古代的輪船像車一樣,有兩個車輪似的輪子,裝在船的兩側或尾部,在輪子周圍裝 有若干槳板,用人力轉動輪子,槳板不斷向后撥水使船前進。所以輪船也稱“車船”或 “明輪船”。
自從蒸汽機出現后,就有人設想用蒸汽機帶動明輪,推動船只行駛。1802年,英國 人薛明敦采用瓦特改進的蒸汽機,建造了“夏洛蒂·鄧達斯號”機動輪船,由于當時用 的是馬拉船只,機動船遭到馬拉船業主的反對,只好擱置不用。這件事被在英國考察的 美國科學家富爾頓知道了,他制造了類似的“克萊蒙特號”船,定期航行在紐約至奧爾 巴尼之間,成了第一艘機動輪船。機動輪船出現后,人們對瑞士科學家伯努利提出的螺旋推進器產生了極大興趣。1836年,英國的“阿基米德號”使用了螺旋推進器,那是一個木制的長長的像螺絲釘的螺桿。開始試驗時,它以每小時4海里的航速航行。突然,水中的障礙物碰斷了螺桿,只剩了一小截。正當造船工程師史密斯急得不知所措時,這船卻意外地加快了速度。這事啟發了造船工程師們,他們把長螺桿變成短螺桿,又把短螺桿變成葉片狀,于是在1845 年,制成了英國的“大不列顛號”——世界上第一艘螺旋槳推進船。
1845年,動力相當的“響尾蛇號”螺旋槳輪船和“愛里克托號”明輪船進行了競賽。英國海軍把兩艘船的船尾用粗纜繩系起來,讓它們各朝相反的方向駛去。“響尾蛇號”的螺旋槳飛快地旋轉,“愛里克托號”的明輪猛烈地向后撥水。先是互不相讓,但過了一會兒,“響尾蛇號”就把“愛里克托號”拖走了。從此,螺旋槳輪船就取代了明輪船。
航空母艦
航空母艦是最高大的軍艦,艦體長度大的可達300多米,寬度從30多米到80米不 等,艦體的高度從40多米到70多米。
航空母艦還以重出名,排水量小的有近2萬噸,大的達9萬噸。
因為艦上裝有大功率的動力裝置,所以跑得還挺快。一艘9萬噸級的航空母艦,有30萬匹馬力的動力裝置。一艘航空母艦等于一個龐大的武器庫。有用于進攻的艦載殲擊機、艦載攻擊機、艦載反潛機;還有預警機、偵察機、加油機、救護機等。這些艦載飛機各有各的用途和特點,相互有機地結合成一個整體,去完成各種戰斗任務。航空母艦上的電子設備有雷達、聲吶、熱力測向儀;有無線電臺、通訊機、衛星通信系統,以及導航儀等。
航空母艦按排水量的大小分類:6萬噸以上為大型,2萬噸至6萬噸為中型,2萬噸以下為小型。航空母艦具有攻擊威力大,航海性能好,抗沉性能強等優點,但也有目標大,容易遭襲擊等弱點。
氣墊船
氣墊船主要有兩種形式:全浮式和側壁式。全浮式氣墊船船底四周用柔性圍裙圍封,防止氣墊里的空氣大量外溢。全浮式氣墊船一般采用空氣螺旋槳推進,也有采用噴氣推 進的。這種氣墊船能完全離開水面行駛,也可以在陸地上、沼澤地行駛,具有良好的兩 棲性能。側壁式氣墊船的兩邊有剛性側壁伸入水中,首尾用柔性幕封閉,阻止氣墊里的 空氣溢出。這種氣墊船同全浮式的相比,逐出的空氣少,消耗的動力也小。一般采用水動力螺旋槳或噴氣推進。但不能在陸地上行駛。氣墊船的航速很快,全浮式的可達每小時200千米,側壁式的也可達每小時150千 米。
氣墊船也有缺點,如在高速航行時氣墊壓力不均勻,容易發生事故。在惡劣的氣候條件下,難以保持完全氣墊狀態航行。特別是全浮式氣墊船,容易受風的影響等。
熱
一、單元概述
人們對熱現象本質的認識經歷了一個曲折的過程。在19世紀以前,人們認為物體的溫度變化是由一種沒有質量、無色、無味,可以流入或流出物體的特殊物質——“熱質”引起的,物體中的“熱質”越多,溫度就越高,反之,溫度就越低。但是,人們在用這種理論來解釋一些熱現象,特別是摩擦生熱現象時,卻遇到了困難。例如,不論在哪種情況下(包括在0℃以下的環境中)將兩塊冰相互摩擦,最后兩塊冰都會完全融化,對于這一現象,“熱質說”就無法解釋,因為它不能回答摩擦使冰融化的過程中熱從何而來的問題??到19世紀中葉,人們通過大量實驗證明:“熱質”是不存在的;熱是與能緊密聯系的。其他形式的能可以轉變為熱量,熱能也能轉變為其他形式的能?,F在我們認為,熱的本質是大量粒子(分子、原子等)的無規則運動,這種運動越劇烈,由這些粒子所組成的物體或系統就越熱。
熱是一種能量形式。然而,在小學階段,讓小學生探究“熱”,更主要的還是觀察和思考一些與物體冷熱程度有關的現象一熱現象。例如氣體、固體和液體三態的轉化及 與溫度的關系、物體的熱脹冷縮、摩擦生熱及熱傳遞等。
關于熱現象,學生們已經有了不少的經驗,尤其是在三年級下冊“溫度和水的變化” 單元,學生們觀察探究了溫度和水的形態變化的關系,他們已經觀察到了物質由于溫度 的變化而產生的顯著變化——物體狀態的變化。物質的變化,是從漸變到突變的。在這 一個單元,我們將繼續觀察探究物質在熱量變化過程中產生的不易察覺的變化,主要是 熱脹冷縮現象,以及熱量轉移(傳遞)的過程。
“熱”單元共設計安排了8個活動。
第1課,從關注身邊的熱源開始,了解人類獲得熱能的一般途徑,了解一些影響熱的產生的因素。其中通過“衣服能給身體增加熱量嗎”的研究,讓學生對熱源和熱傳遞有一個初步的感知。
第三篇:教科版小學四年級下冊科學教師用書[范文]
教科版:四年級下冊教師用書(修訂版)
目 錄
使用說明 教科書整體結構表
本冊教科書的教學目標與內容概要 主要材料清單 各單元說明與教學建議
電
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議、評價建議)第1課 生活中的靜電現象
第2課 點亮小燈泡
第3課 簡單電路
第4課 電路出故障了
第5課 導體與絕緣體
第6課 做個小開關
第7課 不一樣的電路連接
四、教學案例
五、參考資料
新的生命
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)第1課 油菜花開了
第2課 各種各樣的花
第3課 花、果實和種子
第4課 把種子散播到遠處
第5課 種子的萌發 第6課 動物的卵
第7課 動物的繁殖活動
四、評價建議
五、參考資料
食物
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)第1課 一天的食物
第2課 食物中的營養
第3課 營養要均衡
第4課 生的食物和熟的食物
第5課 面包發霉了
第6課 減慢食物變質的速度
第7課 食物包裝上的信息
四、評價建議
五、教學案例
六、參考資料
巖石和礦物
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)第1課 各種各樣的巖石
第2課 認識幾種常見的巖石
第3課 巖石的組成第4課 觀察、描述礦物(一)第5課 觀察、描述礦物(二)第6課 面對幾種不知名礦物
第7課 巖石、礦物和我們
四、評價建議
五、參考資料
使用說明
與教科版科學教科書配套的《科學教師教學用書》是為切合教師教學的實際需要而編寫的,三至六年級共8冊。為了能清晰而簡明地表達課程設計的意圖,同時方便教師備課,我們設計了一些欄目并提供了相應的資源。
下面是與使用有關的幾點說明。
一、教師用書的體例和作用
——本冊教科書的教學目標與內容概要
列出本學期的主要教學內容和在學生科學素養培養方面希望達成的目標。為教師了解全學期的教學任務提供完整的框架和概貌?!饕牧锨鍐?/p>
列出本學期探究活動涉及的主要實驗和需要的器材與材料,供教師作計劃和提前準備時使用。
——各單元說明與教學建議
用文字形式介紹本單元的主要教學活動和活動間的結構,說明本單元的教學在整個教科書框架體系中的地位和意義?!獑卧虒W目標
根據課程標準從科學概念、過程與方法、情感態度價值觀三個方面,列出本單元要實現的教學目標,為教師把握單元教學提供方向。——背景和目標
這是分課時說明教學內容選擇的知識背景和學生的認識背景,方便教師理解教學活動的設計意圖。所列的教學目標是直接針對該節課的。——教科書說明
用圖文對照的形式詳細說明正文、照片、圖片、圖表、對話框所包含的意義,對教科書正文中提出的問題給出必要的答案或說明?!虒W建議
有針對性地為教學提供參考性策略,對教學中容易出現的問題給予提示?!u價建議
立足單元教學指出評價的主要方向、可使用的依據,以及可采用的評價方法。
二、課時安排建議
修訂后的教科書每冊均安排了4個教學單元。
3、4年級每個單元包含7個教學活動,5、6年級為8個教學活動。原則上每個教學活動的時間為1課時,這是根據目前全國絕大部分地區小學科學課中、高年級均為每周2課時的現狀安排的。在設計時,我們也考慮到個別省份科學課的開設已經實現了課程標準的要求,因此在活動內容的安排上保持了彈性。針對這樣的地區,我們建議在課時安排上可以采取下面的辦法來解決:(一)對典型的科學探究活動展開充分的探究,不以1課時為限制。例如“比較水的多少”“總結我們的天氣觀察”等;
(二)加強單元后的總結性教學,幫助學生梳理概念、澄清觀點,開展單元性的評價活動;
(三)實現教科書中已設計的拓展性活動,或資料庫中的拓展性活動。這些活動對學生的發展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設計制作一個強磁力電磁鐵”等。為此每個單元安排3節左右的機動課時是適宜的,也是可操作的。
三、教學目標的表述
在這套教師用書中,我們根據課程標準的要求和新的科學教育研究成果,將教學目標分別從科學概念、過程與方法和情感態度價值觀三個方面來表述??茖W概念的陳述是用一句完整的話來完成的,它比一個簡單的詞有了更豐富的內涵,表達的是一個科學的觀點或思想??茖W概念也可以劃分為不同的層次,例如核心概念和具體概念。每一個核心概念是由不同的具體概念組成的,而具體概念是從科學事實中歸納出來的。以科學概念作為教學目標,將促進學生對事實的理解,有助于他們形成重要的科學觀念和思想,體現了科學教育改革的新方向。
四、概念圖和圖表的使用
修訂后的教科書引入了多種形式的概念圖和圖表,因為它們是學生學習科學的有用工具。運用這些工具,學生可以記錄和加工整理信息,同時用來描述概念。教師也可以借此了解學生的初始想法,為教學確定起點。
維恩圖是一種選擇、分類和比較信息的非常有用的工具。可以幫助學生記錄下他們的觀察結果。兩個圓可以呈現不同的信息,比如只屬于陸生植物的特征和只屬于水生植物的特征應分別記在一個圓里,而它們的共同特征則應記入兩個圓的交叉部分。
網狀圖是概念圖中的一種,它的作用是用圖解的形式記錄與中心詞有關的觀點和內容,呈現中心詞和與之相關內容之間的關系。
使用網狀圖可以幫助學生圍繞中心詞作盡可能多的聯想,由此教師可以了解到哪些知識是學生已經知道的。
氣泡圖是一種簡單的網狀圖,它可以幫助學生對中心詞(主題)做出聯想,記錄下他們已經觀察和了解到的內容。
柱狀圖(條形圖)是在坐標圖上用填充的方式完成的數據表達,表現為條形圖,一般由兩組數據組成,例如時間和影長、時間和溫度等。柱狀圖可以直觀地表現數據之間的差異。
記錄不僅僅可以用文字,科學圖畫也是適合小學生記錄觀察和與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節上。為了真實地記錄,學生必須仔細地觀察,記下每個小的特點和線條。使用這種記錄方法可以提高每個學生的觀察能力,教師也可以從中評價他們的觀察、表達和理解的能力。
教科書整體結構表
修訂后的教科書共32個單元,更好地體現了課程標準的要求。覆蓋了生命科學、物質科學和地球與宇宙科學三大領域標準所規定的相關內容。教科書以科學概念和科學探究兩大主線并行發展的方式建立了自己的整體結構。
書中每個單元后設置了資料庫,是為了便于學生深入理解該單元的科學概念、豐富他們的已有經驗和發展他們探究科學的興趣,是科學課學習的重要組成部分,但僅供學生閱讀。
本冊教科書的教學目標與內容概要
本冊教科書有四個單元:“電”“新的生命”“食物”和“巖石和礦物”。進入四年級以后,學生對科學課的學習已經有了一定的基礎,求知欲和參與科學活動的愿望明顯增強。因此,本學年是培養學生科學素養的至關重要的時期。教學中要因勢利導,積極引導學生在學習中逐漸養成尊重客觀事實、注重證據、大膽質疑的科學品質和思維方式,提高他們的生活質量和學習質量。怎樣實現這一目標呢?以下幾點可供參考。1.了解學生對所學科學主題的初始想法,特別是一些概念理解過程中出現的想法。只有充分了解學生在概念的形成過程中的思維變化,才能做出正確的教學判斷,并避免客觀事實與學生的想象混淆。
2.指導學生對實驗結果進行比較和描述。教科書中涉及了大量的觀察、比較活動,這些活動可以幫助學生發現觀察對象在屬性、結構、功能、關系等方面的特點,是學生建構科學概念的重要認識基礎。
3.引導學生在觀察和實驗的過程中做好記錄。教科書中給出了各單元相應的記錄表,并提示學生用文字、數據、科學圖畫、氣泡圖、網狀圖和柱形圖等進行記錄。教學中要指導學生客觀的記錄觀察到的現象,并隨時提示他們將自己的記錄與小組同學的記錄進行比較、修正,教師每周都要對學生的記錄進行督促和檢查。
4.引導學生用準確、恰當的詞匯描述觀察到的現象和事實。活動中需要學生進行描 述的內容很多,有些甚至是實驗過程的描述,這種描述能夠幫助學生提高科學思維能力,教學中應耐心引導。
5.指導學生對觀察和實驗結果進行整理、加工,形成正確的解釋。尤其要重視學生 在觀察實驗過程中,從證據、表格、圖形獲得的一些科學信息,并引導他們合理地使用 這些信息做出科學解釋。
本冊教科書各單元的主要內容如下。
“電”單元是從“什么是電”開始的。學生對靜電有比較豐富的生活體驗,讓他們適當地了解一點兒有關電荷的知識,可以使后續課中電流、電路的學習更有基礎。這一單元將通過與電相關內容的實驗、交流、預測、檢驗、測量和推理、解釋等活動,使學生形成關于電的初步概念,同時獲得一些基本實驗操作技能?!靶碌纳眴卧菑摹坝^察油菜花”引入的。由植物的花、果實和種子的系列觀察活動,過渡到動物的卵、繁殖的觀察和研究,從而使學生獲得植物和動物如何繁殖新生命的認識,并形成關于生命的一系列發展性概念。教科書中的觀察實驗,特別是一些探究性的實驗,都是在支撐有關生命概念的建立,并在此過程中使學生獲得對生命的理解。
“食物”單元通過對一天中所吃食物的回憶和分類,引起學生對飲食的關注,發現自己在飲食中的不良習慣,并在以后的生活中,能科學、合理、均衡地飲食。食物的變化和獲取食物信息方法的研究也是在幫助學生進一步認識事物的特征及其變化規律。
“巖石和礦物”單元是學生初次對構成地球固體物質的探究。通過對巖石、礦物的觀察、分類和描述,使學生形成關于地球物質的一般性概念,并對保護、開發和利用地球資源的重要意義有進一步的了解。
主要材料清單
“電”單元
靜電實驗:氣球、線繩,塑料梳子、碎紙屑。
電路實驗:小燈泡、小燈座,電池、電池盒,導線,回形針,小木板(或大橡皮),小開關,紅燈、綠燈、黃燈,具有4個和6個接線頭的盒子。
導電性實驗(20種):橡皮,木質材料(小木片、小木棒等),金屬材料,塑料材料,陶瓷材料,絲、棉、皮、各類布料(濕和干),鉛筆、鋼筆和玻璃等,“新的生命”單元
觀察器材:放大鏡,鑷子,燒杯。
觀察材料:油菜花,棉簽,油菜果莢和種子,南瓜的雌花和雄花,黃豆、蠶豆的種 子,各種動物的卵(如青虹、蟾蛛、魚、雞蛋、鳥等)。
課件或掛圖:植物傳粉、受精,雞蛋孵化過程,胎生動物的繁殖。
“食物”單元
實驗材料:棉簽、食用油、肥肉、花生,淀粉糊、碘酒,生、熟馬鈴薯,小魚干、面條,塑料袋、面包或饅頭,各種包裝袋(盒)。
實驗器材:燒杯,三腳架,石棉網,酒精燈,鑷子。
“巖石和礦物”單元
觀察材料:各種巖石標本,稀鹽酸,金屬、玻璃、蠟燭、絲綢、泥土,不透明紙、半透明紙、透明紙。
觀察器材:放大鏡,鑷子,小刀,銅鑰匙,手電筒。
課件或掛圖:我國主要礦產資源分布圖。
各單元說明與教學建議
電
一、單元概述
當我們輕輕閉合開關:電燈就會發出光,收音機就會播放動聽的樂曲,電視機就會呈現五彩繽紛的畫面??這一切對我們來說似乎早就習以為常了。
電的大規模應用,是基于人類對電的不斷探究。孩子們也對電感興趣。這一單元將借助導線、燈泡、電池等電器元件和許多有趣的探究活動,幫助學生建立有關電的初步概念,促進他們對科學探究的理解和探究能力的發展。
本單元的第1課“生活中的靜電現象”,學生將首先對身邊的靜電現象開展一系列的探究活動。靜電現象在學生們的身邊經常會發生。在這一課中,他們將知道靜電現象是物質在外力作用下,發生電荷轉移而形成的。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。如果電荷能持續地向一個方向流動,就會產生電流。這些是學生們建立電概念的基礎。
接下來在“點亮小燈泡”“簡單電路”“電路出故障了”三課中,學生將開展對電路的研究。用一根電線和一個電池使小燈泡發光。這一活動看似簡單,但四年級的學生仍會津津有味地參與到活動中。他們將在活動中認識電、電路,想象電流是怎樣流動的。而在一次次使小燈泡亮起來的實驗中,他們會提出更具挑戰性的任務,并嘗試著用更多的連接方法使小燈泡亮起來。電池盒和小燈座的使用將使他們連接的電路更加穩定,并便于操作。為了“讓更多的燈泡亮起來”,學生將探索不同電路連接方式對小燈泡的影響。在電路中,如果某個地方連接不好或者某個電器元件出了問題,都有可能導致燈泡不亮?!半娐烦龉收狭恕币徽n的學習內容,引導學生在尋找電路故障的過程中,將自制的“電路檢測器”作為重要的檢測工具。同時,在此過程中,學生們將形成關于電的一些重要概念,如“電是一種能源,它能使物體發光、發熱”“要使小燈泡發光,電必須流經包括電池在內的完整的回路”“用相同的材料可以連接不同的電路”等。用“電路檢測器”檢測“導體與絕緣體”,將使學生對身邊物質性質的認識得到發展,同時對電的理解也得到加深。
本單元還在導體與絕緣體的認識基礎上,安排了“做個小開關”一課,旨在使學生把已形成的電路概念進一步發展為一個“可以控制的電路”,同時也深化對導體和絕緣體的認識。
單元的最后一課是“不一樣的電路連接”。目的是整理學生的發現和認識,比較串聯和并聯兩種不同的電路連接方法。
整個單元的安排是一個嚴密的結構,前后課之間有著學生認識發展上的邏輯關系。學生從認識電的本質——電荷開始,到認識電路、電流、開關、電路檢測器、導體、絕緣體,這一系列的探究活動將最終指向對電的認識。
在本單元中,學生使用的是電池這樣一個安全的電源,而在日常生活中,多數用電器使用的是220伏的交流電。教師一定要讓學生知道220伏交流電的電源是很危險的,不能直接用家里和學校里插座中的電做實驗。要把安全用電的教育貫穿單元教學的始終。
二、單元教學目標
科學概念
●靜電現象是物質在外力的作用下電荷位置發生變化所產生的帶電現象。●電荷有正電荷和負電荷兩種,同種電荷相互吸引,異種電荷相互排斥。●電荷持續的定向流動就形成了電流。
●要使電流經過導線使小燈泡發光,需要有一個完整的電路。
●使用相同的材料,可以組成不同的電路;用不同的連接方式連接的電路具有不同的特點。
●有的物質容易導電,這樣的物質稱為導體;有的物質不容易導電,這樣的物質稱為絕緣體。
●開關通過連接和斷開電路來控制電路中的用電器?!耠娛且环N能量來源,能產生光和熱。過程與方法 ●組裝簡單的電路。
●在關于電的探究活動中,進行預測、觀察、描述和記錄實驗的結果?!裼煤唵蔚碾娐穲D表示電路的連接方式。●制作簡單的開關,并用它來控制電路?!裼秒娐窓z測器檢驗電路中的故障。●用電路檢測器檢驗導體和絕緣體。
●用電路檢測器探究接線盒里電路的連接情況。情感態度價值觀
●知道安全用電的重要性。●激發探究電的興趣。
●發展探究和解決問題的自信心。
三、分課時教學建議
第1課 生活中的靜電現象
(一)背景和目標
用塑料梳子梳理干燥的頭發,頭發會隨著梳子飄動;在干燥的季節脫毛衣時,會聽到啪啪聲;在干燥的季節用手去觸摸門的金屬把手,會有觸電的感覺;陰云密布的天空,常常有雷電產生??這些生活中的靜電現象,每一個四年級的學生可能都經歷過。他們 知道其中的一些現象是靜電現象,但絕大多數學生沒有對靜電現象進行過深入的探究。本課將為學生探究生活中的靜電現象提供一些簡單而有效的活動。在一課時內要讓學生 對靜電現象進行全面的認識是不可能的,所以學生對靜電現象的認識只能是初步的、概 括的。這些活動將幫助學生初步認識電的本質,是學生學習其他電的知識的基礎。
科學概念
●生活中有很多靜電現象,通過摩擦等方式可以使物體帶電?!駧N電荷的物體相互排斥,帶異種電荷的物體相互吸引?!耠姾稍陔娐分谐掷m流動起來可以產生電流。過程與方法
●根據已有知識,運用邏輯推理,對觀察到的現象進行合理的解釋。情感態度價值觀
●發展探究身邊科學現象的興趣。(二)教學準備
為每組學生準備:一把塑料梳子、碎紙屑、幾個氣球、綁氣球的細線、掛氣球的支架。
教師準備:靜電現象的相關圖片或幻燈片。(三)教科書說明
本課是“電”單元的起始課,主要是讓學生對電的本質有一個初步的認識,感受到電并不神秘,它就存在于我們身邊,為學生后面學習電的其他知識打下基礎。
第一部分:體驗靜電現象
靜電現象對于四年級的學生來說并不陌生,教科書首先引導學生通過觀察用梳過干燥頭發的塑料梳子去接近碎紙屑和觀察用梳過干燥頭發的梳子再去接近頭發,即帶靜電 的物體可以吸引輕巧物體,兩個帶不同種類電荷的物體會互相吸引。這些生活中常見的靜電現象,能讓學生感受到靜電的存在。多數學生對這樣的現象能解釋為是由于靜電的作用,或者能進一步解釋到梳子和頭發摩擦產生了靜電。學生的這些認識是我們期望的。
接下來是學生交流他們所知道的靜電現象。教師也可以向學生介紹一些靜電現象。教科書下面分別列舉了“冬季里,女孩在摘掉毛線帽的瞬間,頭發豎立起來”“在科技館,一個長發女孩用手觸摸靜電起電機的金屬球,頭發豎立”“閃電”三種靜電現象。還可以使學生感受到靜電現象存在于我們周圍。
第二部分:不一樣的電荷
物質是由原子或分子構成的,原子是由帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成的。原子核所帶正電荷數量與周圍電子所帶負電荷的數量一樣多,所以物質表現為電中性。當物體受到外力作用(如摩擦)時,一些被原子核束縛得不那么緊的電子會轉移到另一個物體上,于是失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負電。例如,當我們用塑料梳子梳理頭發時,梳子帶負電荷,頭發就帶上了正電荷,這些電荷靜止在物體上就產生了靜電現象。由于學生尚不具備對這些知識的理解能力,教科書中以資料的形式呈現,對靜電的知識做了簡單的介紹。
教科書到這里其實是完成了從學生對靜電現象的原始認識到對靜電現象進行科學解釋的過程。
教科書接下來通過對兩個實驗的觀察,并根據觀察到的現象進行推理活動,幫助學生認識電荷之間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
活動一:用充氣的氣球和頭發摩擦后分開,再用經過摩擦的氣球的一側去靠近頭發,觀察有什么現象發生。
活動二:將兩個充氣氣球分別系在約1米長的木尺上,并讓它們緊挨著掛起來。用羊毛制品分別摩擦兩個氣球相互接觸的部位,觀察有什么現象發生。通過對上面兩個實驗中觀察到的現象的整理和分析,幫助學生認識電荷之間的相互作用。整理和分析的步驟如下。
(1)假設氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶負電荷,當用氣球再去接觸頭發時,能觀察到什么現象?頭發可能帶什么電荷?
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球,當它們相互靠近后,能觀察到什么現象?
教科書上的圖清楚地反應了以上的分析過程。
兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時學生將能夠進行解釋,即當兩個物體帶不同電荷時就相互吸引,當兩個物體帶相同電荷時就相互排斥。
第三部分:讓電荷流動起來
這部分內容幫助學生發展對電荷的認識,也是后面學習電流的基礎。教科書首先讓學生認識到如果讓電荷持續地流動起來就會產生電流,“電荷的流動就像纜繩上的纜車,導線上所有的電荷都同時流動”,而要使電荷持續地流動必須有供電荷流動的通道——電路和為電荷持續流動提供動力的電源。
(四)教學建議
1.體驗生活中的靜電現象,了解學生對靜電的初始認識。
由于四年級的學生對靜電現象并不陌生,建議教師在開始上課時首先用一兩個生活中常見的靜電現象或靜電現象的有趣活動,來引導學生對靜電現象的關注,并激發他們的學習興趣。
接下來可以給學生一點兒時間,讓他們利用身邊的物體來找一找身邊的靜電現象。教師可以事先為每組學生準備塑料梳子、塑料格尺、碎紙屑等。在學生找靜電活動的過 程中,教師可以初步觀察到學生們對靜電的認識情況。接下來組織學生匯報找靜電的方 法,并通過問題的引導,進一步了解學生們對靜電現象的認識情況??梢允褂玫囊龑?問題有:“你是怎么知道這種方法的?”“你怎樣知道物體帶靜電了?”“你能對你觀察到的現象進行解釋嗎?”
以上的引導目的在于讓學生認識到:有些物體受到外力作用(主要是摩擦)時,會產生靜電。
接下來教師可以通過投影片的形式展示更多的靜電現象。讓學生感受到:靜電存在 于我們周圍的一切物質中,包括人體在內的生命體和非生命體。2.認識不同的電荷及電荷之間的相互作用。在前面認識的基礎上,教師可以用資料的形式(有條件的可以配合電腦動畫)來向學生介紹靜電現象產生的原因。然后,通過分組觀察兩個實驗,探究電荷之間的相互作用。
活動一:用充氣氣球摩擦羊毛制品后,再用這個氣球的摩擦面靠近頭發,觀察有什 么現象發生。
活動二:讓兩個都用羊毛制品摩擦過的充氣氣球相互靠近,觀察有什么現象發生。
當學生觀察了上面的兩個實驗后,組織學生對上面兩個實驗中觀察到的現象進行整 理和分析。整理和分析的步驟如下。
(1)教師出示氣球和羊毛制品的示意圖,結合學生對第一個實驗現象的觀察,幫助學生進行整理和分析:如果氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶負電荷,頭發應該帶什么電荷?當氣球再去接觸頭發時,你觀察到什么現象?同時完成示意圖。
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球帶什么電荷?當它們相互靠近后,觀察到什么現象?學生獨立完成示意圖,并結合示意圖對自己觀察到的現象進行解釋。
兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時引導學生對這一現象進行完整的解釋。教師可引導學生把這一現象和以前學習到的磁鐵進行類比,加深學生對電荷之間相互作用的理解。3.認識電流的形成。
帶不同電荷的物體相互靠近后會相互吸引,但吸引一會兒后,再去靠近,相互吸引的現象就會消失,這是因為帶不同電荷的物體在相互靠近后,帶負電荷的物體上的多余 電子又會回到缺少電子的帶正電荷的物體上,當兩個物體上的電荷恢復平衡后,就會恢 復到不帶電的狀態。教師可以通過一個小游戲來幫助學生體會負電荷的移動現象。然后 引導學生認識到電荷在物質之間不斷地流動,就會產生電流,我們日常生活中的電器就是靠電流來維持工作的。然后結合學生對生活中各種用電器的了解,認識到要想得到持 續的電流,必須有一個電荷流動的路徑一電路和為電荷持續流動提供動力的電源。
(五)評價建議
學生對靜電現象的初始認識,是評價學生的主要內容。學生對電荷之間相互作用的解釋情況,為評價學生提供了很好的依據。第2課
點亮小燈泡
(一)背景和目標
電燈是人們日常生活中不可缺少的用品,它究竟是如何工作的呢?在這一課中,學 生將通過使用簡單的電池、導線使小燈泡發光,并且探究使小燈泡發光的不同連接方式,激發探究電的興趣。
電流動的路徑叫做電路。為了建立一個電路,需要電池、導線以及用電器,例如燈 泡。電必須從電池的一端經過用電器流向另一端才能建成一個完整的電路。
電在電路中的流動是看不見的,但是我們可以通過一些現象,如小燈泡的亮與不亮 來判斷電路中是否有電流通過。電池或電源,是電路中電流的“推動力”。在這一單元 中,學生將使用干電池來完成各種有關電的研究。電池有兩端,一端標著“+”(正極),另一端標著“-”(負極)。正極的那一端有一個小的突出的金屬帽,負極的一端是扁平的。
科學概念
●只有電流流過燈絲時小燈泡才會發光。●利用電來點亮一只小燈泡需要一個完整的電路。
●一個完整的電路可以使用相同的材料,而用不止一種方法建立起來?!耠姵貎啥酥苯佑脤Ь€連接在一起,就會發生短路。過程與方法 ●連接簡單電路。
●觀察、描述和記錄點亮小燈泡的實驗現象?!窀鶕嶒灛F象對電流的流向做出大膽的想象與推測。情感態度價值觀
●體會對周圍事物進行有日的、細致地觀察的樂趣。●敢于根據現象做出大膽的想象與推測?!窦ぐl進一步探究電的興趣。(二)教學準備
為每組學生準備:1只小燈泡,1節1.5 v的干電池,1根導線,實驗記錄單。教師準備:小燈泡的剖面圖或剖開的大燈泡的實物,電池和小燈泡的圖片,雙面膠。(三)教科書說明
第一部分:小燈泡的構造
在嘗試著點亮小燈泡之前,首先要讓學生明確只有讓電流流過小燈泡的燈絲,小燈泡才會發光。點亮小燈泡,看起來簡單,實際上有很多東西值得研究。也許學生們拿到導線、電池很快就能使一個小燈泡亮起來,但是,他們并不一定了解電路的真正意義。所以教科書首先引導學生對電路中的材料及其結構進行觀察和認識。其中,了解小燈泡的結構是觀察的重點。教科書的插圖中提供了小燈泡的解剖圖,幫助學生了解小燈泡的結構。當了解了小燈泡的結構后,再提供給學生一根導線、一節電池、一個小燈泡。仔細觀察這些材料,將有助于學生對電路的理解。提供給學生的導線大約10厘米長,兩端分別除去外包皮約1.5厘米(這是必須的,這樣才能連接到電路中去);干電池是1.5 V的;小燈泡最好挑選電壓最低的那種,連接在電路中比較亮,容易觀察。
當學生們對材料有了初步的認識之后,鼓勵學生們嘗試使用這些材料來點亮小燈泡。
在學生們嘗試用這些材料組裝簡單電路時,每個學生都應動手試一試,讓自己連接的小燈泡亮起來。可能有些學生沒有成功,要鼓勵他們再試一試。
當學生們利用這些材料使小燈泡亮起來后,讓學生們觀察發光小燈泡的連接裝置,猜猜電是怎樣流動的,試著用手指比畫出電流的路徑。在這個過程中,擺在學生面前的問題是:小燈泡內的電流是怎樣流動的。在此,指導觀察小燈泡的連接裝置是教學的重點。猜猜電在小燈泡里是怎樣流動的,要讓他們試著用手指比畫電流流動的線路:電流從小燈泡的一個連接點進人,經過燈絲再從另一個連接點流出,才能使燈泡發光。為了更好地了解小燈泡的結構,教科書提供了一個小燈泡的剖面圖,幫助學生了解小燈泡內電流的流動路徑。
在學會連接簡單電路的基礎上,讓學生尋找更多的使小燈泡發光的連接方法,將各種連接裝置用實物圖的方式畫出來,并用紅筆畫出電流的路徑,同時將這些連接方法和同學們進行交流。
第二部分:讓小燈泡發光
在第一部分研究的基礎上,教科書的第二部分分別選擇了幾種不同的電路連接方法供學生思考:哪種連接能點亮小燈泡?哪種連接不能點亮小燈泡。教科書提供了四種連接方式的圖(按從左到右、從上到下的順序)。
圖1:導線連接小燈泡的錫粒與電池底部的鋅殼,電池銅帽與小燈泡螺紋接觸。小燈泡亮。
圖2:導線連接電池銅帽和底部的鋅殼,小燈泡只有錫粒端接觸電池銅帽。不亮。短路!圖3:導線連接電池銅帽和小燈泡螺紋,小燈泡的錫粒與電池鋅殼接觸。小燈泡亮。
圖4:導線連接小燈泡螺紋與電池旁的外殼,小燈泡的錫粒端接觸電池銅帽。小燈泡不亮。斷路。
這四種連接方式比較典型,建議讓學生都嘗試連一連,比較一下它們各自的特點,并說說哪種連接方式會使小燈泡發光?哪種連接不能使小燈泡發光?為什么?加深學生對電路的理解。
在電路連接過程中,學生可能會發現圖2的連接方式會使電池或導線發熱。要告訴他們,當電池的兩端直接通過導線連接在一起時,就會發生短路。不要用這種方式去連接電路,否則會損壞電池。如果發生短路,必須立即斷開導線,這樣電池還可以再用。斷路現象是學生比較容易理解的,但短路對于學生來說是新的知識,只有讓他們從實踐中去嘗試、體驗,他們才會理解。在這里,要求學生能區分斷路和短路的相同點與不同點。
第三部分:課后延伸部分,需要學生調查家里的用電器
教科書安排學生課后對家里的用電情況進行調查,一方面培養學生的調查和統計能 力、豐富學生關于電的認識,還為學生發現電的更多問題提供了很好的機會。如電不僅 僅可以用來發光、發熱,還能使電器播放音樂、產生圖像等多種功能,這將進一步激發 學生研究電的興趣。
(四)教學建議
本課教學可以按以下思路展開。1.了解學生對電燈發光原因的初始認識。
電燈已成為人們日常生活的一部分,當閉合家里電燈的開關,電燈就會亮起來,這 一司空見慣的現象也許沒有人會提出疑義。學生們思考過這樣的問題嗎?他們是怎樣認 識這一問題的?對這樣問題的討論,能讓教師們了解到學生對電燈是如何工作的初始想 法。讓學生明確必須有電流流過燈絲電燈才會發光,由此使學生知道電作為一種能源的 根本含義,即為人們提供光和熱或者動力等。學生首先明確電燈發光的原因,為學生進 一步學習電路知識打下基礎。2.觀察小燈泡。
對于小燈泡,學生似乎是再熟悉不過了。而當讓學生描述小燈泡的結構時,他們的頭腦中就不一定那么清晰了。可以先讓學生畫小燈泡,再現他們對小燈泡的原有認識。通過交流自己和同伴們所畫的小燈泡,學生們會意識到原來自己對小燈泡的認識是粗略的、不完整的,這也激發了他們進一步細致、認真觀察小燈泡的興趣。(1)問:你們見過小燈泡嗎?請你們把自己腦子中的“小燈泡”畫出來。(2)學生畫印象中的小燈泡。(3)交流所畫的小燈泡。
(4)發給每組一個小燈泡,讓學生仔細觀察小燈泡。此時,學生對小燈泡結構的認識會更完整、更清晰。
(5)交流觀察結果。學生們會說小燈泡的結構,也會匯報觀察小燈泡的方法,自然也會說一說自己在活動過程中的體會。教師可以穿插用課件演示小燈泡的內部結構,旨在讓學生看得更明白。
3.嘗試連接電路,讓小燈泡亮起來。
教師給每組提供一根導線和一節電池,讓學生首先觀察導線和電池,說說導線和電池的結構。
讓學生嘗試接亮小燈泡,并將發光小燈泡的連接裝置用實物圖的方式畫出來。其實接亮小燈泡對小學生來說并不是件容易的事,學生自以為比較簡單,往往到了手里會變成難事,這也正是情感態度培養的好時機。鼓勵學生根據前面的討論和觀察,再進行不斷的嘗試。
組織學生交流匯報。
(1)請已經接亮小燈泡的同學上來展示他們的接法,教師要幫助學生記錄相應的實物線路圖。
(2)根據實物線路圖,請學生說說在這個電路中電是怎樣流動的,它的方向是怎樣的。
教師可以請學生用手比畫出電是怎樣流動的,然后在記錄單上用箭頭表示。也許描述電流流動方向的說法各不相同,這是完全正常的,因為電是怎樣流動的我們看不見,猜測表明了不同學生對這一現象的解釋。教師應該允許各種猜測,把各種猜測羅列出來,再進行討論和比較:被人們廣泛認可的是哪一種猜測,哪一種最接近科學家的猜測。(3)請沒有使小燈泡發光的小組談談接法。畫出小燈泡不亮的電路,分析小燈泡不亮的原因。一般有這樣三種情況:第一種,導線直接連接電池的正極與負極;第二種,導線連接了電池的負極與小燈泡上面的連接點,但小燈泡底下的連接點沒有與電池的正極接觸;第三種,導線連接了電池的正極與小燈泡底下的連接點,但小燈泡上面的連接點沒有與電池的負極接觸。教師可以組織學生討論:為什么這幾種接法小燈泡不能發亮,隨機滲透短路、斷路等知識。4.用多種方法點亮小燈泡。
有了前面的學習認識,用多種方法點亮小燈泡對于學生來說就不會很困難了。建議可以從以下活動思路展開。
(1)同組合作探究用多種方法點亮小燈泡,把每種方法都用實物圖的方式畫出來。(2)畫出每一種連接方法的電路中電流的流動路徑,說說自己是怎么想的。(3)把連接圖貼在黑板上,在全班交流。(4)分析接亮的電路的共同點。
5.判斷哪個小燈泡會亮,哪個小燈泡不會亮。
出示四種電路連接圖,讓學生判斷哪個小燈泡會亮,哪個小燈泡不會亮,并區別短路與斷路。
這一節課還可以采取另一種處理方法,即先讓學生畫出可以使小燈泡發光的示意圖,然后讓他們通過實驗檢驗自己的認識,并在反復的實驗與思考后畫出發光燈泡連接裝置中電流的路徑圖。
6.對學生進行用電安全教育是十分重要的。
(五)評價建議
1.注意收集學生對電燈是如何工作的初始認識。2.收集學生畫的小燈泡的結構圖。3.收集學生點亮小燈泡的連接圖。
4.學生是否知道安全用電的常識,是否增強了安全用電的意識。第3課
簡單電路
(一)背景和目標
學生已經可以自己建立使小燈泡亮起來的簡單電路。在這一課中,他們將學會使用新的裝置——小燈座和電池盒,用導線連接完整的電路。在使用這些裝置建立電路和探索使更多的小燈泡亮起來的過程中,學生將獲得更多的建立電路的經驗。
科學概念
●一個簡單電路需要一個能持續提供電能的裝置——電池。
●電從電池的一端經過導線和用電器返回到電池的另一端,就組成了一個完整的 電路?!袷褂孟嗤牟牧?,電路可以有不同的連接方法。
過程與方法
●用更多的方法和材料點亮更多的小燈泡。
●觀察、描述和記錄有關的實驗現象。
●用簡易符號表示一個電路的不同部分。
情感態度價值觀
●激發對電探究的興趣。
●發展分析和解決問題的自信心。(二)教學準備
每小組小燈座2個、電池盒1個、1號電池1節、導線4根、小燈泡2個、記錄紙若干,記號筆1支。(三)教科書說明
本課教科書中共兩頁,教學內容分為兩個部分。
第一部分:帶燈座的電路
關于電路,學生們已經獲得了一定的經驗,能夠用一根導線、一節電池使小燈泡發光了。在操作的過程中他們會發現:這樣用手來按住導線的兩頭與電池和小燈泡連接,太不方便了,有什么辦法能解決這個問題呢?在本課中,一開始就來解決這個問題。
給每個小組一個小燈座、一個電池盒,引導學生仔細觀察這些元件的構造。電池盒內的兩端分別裝有銅片,并連接外面的兩個接頭,應讓學生注意觀察接頭的彈簧夾、小燈座的螺口,以及旁邊的兩個接線頭,想想這些構造的用處。
了解了這些元件的構造后,能用這些元件使小燈泡亮起來嗎?教科書引導學生用三個步驟進行安裝。
1.在電池盒的兩端各連接好一根導線,把電池安裝在電池盒里。2.用連接電池的兩根導線的另一端接觸小燈泡,確定能使小燈泡發光。3.把小燈泡安裝在小燈座上,再連接上導線一我們的小燈泡亮了!
這樣的安裝步驟,特別是第二步,可以強化學生對前一課學到的知識的理解。
對實驗結果進行記錄是科學學習的一種方法。小燈泡亮了以后,要讓學生拿出科學文件夾,把電路用實物圖畫下來。在畫的過程中,學生們會覺得畫實物電路圖比較費時間,這時可以引入一種簡單的方法,即簡單電路圖。要指導學生認識一些簡單的符號,并說明它們分別表示電路中的哪一部分,再告訴他們用線段連接的方法。第二部分:讓更多的燈泡亮起來
在學生們已經學會使用電池盒、小燈座后,用這些材料來組建一個比較復雜電路的活動就可以開始了。點亮更多的燈泡,意味著要提供比較多的材料。教科書要求用2個小燈泡、2個小燈座,4根導線、電池盒和電池組成電路。教科書中對電池的數量沒有具體的要求,可以先發給每個小組1節電池和1個電池盒,然后根據各小組電路的連接情況,再發給每個小組1節電池和1個電池盒,讓學生探究電池在電路中怎么連接。當新的電路連好時,要讓他們把這些電路畫在科學文件夾上,以便在討論、交流時使用。教師可以從這些圖中,了解學生對電路的掌握情況。
學生已經能讓兩個小燈泡亮起來了,也能夠在電路中使用兩節電池了,這時提出: 我們能連接更多的小燈泡,使用更多的電池,讓小燈泡亮起來嗎?在這堂課上,學生已 經沒有時間去做這樣的嘗試,這個問題可以讓學生根據已有的經驗總結出:只要使用電 池、小燈泡、導線等元件構成一個完整的電路就會使更多的小燈泡亮起來。這樣可以使 學生對電路的認識得到進一步的發展。
(四)教學建議 1.引入。
發給每組1節干電池、1根導線和1個小燈泡,請各小組把小燈泡點亮。根據上一節課的經驗,學生會很容易完成任務。教師可以引導學生討論:我們這樣用手按著來點亮小燈泡,是不是有點兒不太方便?。恳凰墒中襞菥筒涣亮恕R龑W生想辦法解決這個問題?(可提醒學生觀察或回憶學校和家里的電燈是怎樣安裝的)2.觀察電池盒和小燈座,學會使用電池盒和小燈座連接電路。
教師逐個出示小燈座、電池盒。先讓學生觀察電池盒和小燈座,并進行討論,這兩 個工具是干什么用的?怎樣使用?請一位學生到前面演示電池盒和小燈座的安裝,教師 可以做如下提示:
(1)安裝電池的時候有什么要提醒大家注意的?(2)小燈泡是怎么裝到小燈座上的?
(3)導線怎么連?(指出彈簧接線頭的最佳連接方法)
電池盒和小燈座的使用方法也可以在學生觀察的基礎上由教師直接按照教科書上提供的步驟告訴學生,不必對使用方法進行討論。教師邊講解,學生邊操作,保證每個學生都會使用。
當學生能夠使用電池盒和小燈座連接電路,讓小燈泡亮起來后,請一組學生展示他 們的連接實物圖,教師介紹用簡單的符號畫電路圖的方法。3.讓更多的小燈泡亮起來。
再向學生提供1個小燈泡、1個小燈座、3根導線,讓學生嘗試怎樣使兩個小燈泡同時亮起來。
教學建議一:可以要求學生“先畫電路圖再動手操作”,完成一個“從想到做”的過程。讓學生把設計的實驗方案以電路圖的形式體現出來,然后按照思考后的方案再去動手做。
教學建議二:在通常情況下,學生往往會首先使用教師提供的材料來進行各種嘗試,當嘗試成功后,再去嘗試其他的連接方法。教師提醒學生將各種方法的電路圖畫出來,以便交流。
根據各小組電路的連接情況,再發給每個小組1節電池和1個電池盒,探究兩節電池在電路中的連接方法,并畫出電路圖。
實驗結束,小組匯報,互動交流。
教師可以給出交流要點,如:小燈泡亮了嗎?用了幾種連接方法?哪種方法更好? 為什么?為什么不同的方法都能使小燈泡同時發光?指出電在電路中是怎樣流動的。4.活動延伸。
在學生完成匯報后,提出我們能連接更多的小燈泡,使用更多的電池,讓小燈泡亮 起來嗎?引導學生根據已經掌握的電路知識,討論他們的想法,使學生對電路的認識得 到進一步發展。
(五)評價建議
關注學生使用電池盒和小燈座時的操作情況。收集學生的電路圖。第4課
電路出故障了
(一)背景和目標
在人們的日常生活中,面臨著許多需要解決的問題。有時問題的解決可能意味著創 造出一些新的事物,但重要的是要掌握一些解決問題的基本思維方式。在這一課中,強 調的就是問題的解決技能。在教師的引導下,學生將經歷發現問題、分析問題和解決問 題的一系列實踐活動,發展學生解決問題的能力。
科學概念
●利用電來點亮小燈泡需要一個完整的電路(通道)。●電路出故障了,電流就會中斷。過程與方法
●制作一個電路檢測器。
●應用電路檢測器檢測并排除電路中的故障。情感態度價值觀
●培養尊重他人意見、敢于提出不同見解、樂于合作與交流的精神。(二)教學準備
每組2個~3個小燈泡、導線若干、電池、電池盒、小燈座、壞的小燈泡、沒有剝皮的導線、廢電池、形成斷路的電池盒、1套做電路檢測器的材料。
教師準備:一張電路檢測器的掛圖。(三)教科書說明
第一部分:什么地方出故障
這一部分有兩項主要活動:1.明確回路的概念;2.整理可能造成小燈泡不亮的各種原因。
前面兩課學生要完成的任務是點亮一個或多個小燈泡。小燈泡為什么會亮?這是因為電從電池的一端流出,通過導線和小燈泡,回到這個電池的另一端,形成了一個完整的環路,燈泡就會發亮。如果小燈泡不亮,說明小燈泡中沒有電流通過。本課教科書一開始就讓學生對前面學習的內容進行整理,引導學生在前面學習的基礎上強化有關電路是一個閉合環路的概念。
小燈泡不亮了,是電路中哪一部分出了故障,使電流中斷了呢?首先可以引導學生檢查連接的方法,結合前面的學習,排除連接方法上的問題。在肯定連接方法正確之后,教師可以引出新的問題:為什么連接方法正確而小燈泡卻不亮呢?引導學生來整理造成小燈泡不亮的各種原因。這是發掘學生已有知識和經驗的過程。要給他們一定的時間,盡可能多地分析電路出故障的可能,并做好記錄。
第二部分:做個電路檢測器
學生列舉了電路可能出現的各種故障。他們可能想到的辦法是檢查電路:看看電池盒兩端彈簧夾上的導線有沒有夾緊;電池是否放好了;小燈泡擰緊了嗎;把小燈泡換下來試一試;換一個電池等。他們也會知道用試電筆、萬能表來檢測電路的故障。
這一課學生們將學習用一種新的方法來檢測電路——做一個“電路檢測器”,體驗科學的檢測手段將使我們更為迅速地解決問題。教科書中對做電路檢測器的方法做了具體的說明:把在上節課連接過的簡單電路中的小燈座上的一根導線頭拆下來,另外再連上一根導線,這就是我們的電路檢測器。需要注意的是:做好電路檢測器后,一定要試試靈不靈。
把故障電路的某一部分電路或某一個元件連到電路檢測器的兩個導線頭之間,如果 小燈泡亮了,就說明這部分電路或這個元件是暢通的、沒有故障的,否則就證明這部分 電路或這個元件不暢通、有故障。教科書中的插圖給出了檢測電路和檢測電路中各部分(小燈泡、導線)的方法。在用電路檢測器檢測電路中的故障時,應當注意以下幾個問題: 1.在檢測電路時,應先把故障電路中的電池從電池盒中取出。
2.檢測故障電路中的電池是否有電,應采用取出電路檢測器的電池盒中的電池,將 故障電路中的電池放在電路檢測器的電池盒里,看看小燈泡會不會亮。
利用排除法進行測試,找出故障的原因,要讓學生再試一次,使小燈泡重新亮起來。
教科書的安全警告提醒學生,要注意安全,不準用它來檢測家用220V的電器電路。
學生在本課中,經歷了一個發現問題、分析問題和解決問題的完整過程。
(四)教學建議 1.引入。
教師可以出示一個能使小燈泡發光的串聯電路,讓學生畫出簡單的電路圖,并說一 說電流是怎樣流動的。強調小燈泡發光是因為在這個電路中形成了一個完整的回路。
然后教師可提供給學生一個出了故障的電路(教師可以準備多個好的和壞了的小燈 泡,有電的和沒電的電池等材料),并提出問題:小燈泡為什么不亮了?引出下面的探究活動。2.探究活動。
(1)什么地方出故障了?
學生可以分組試一試本組所發材料中的小燈泡能不能亮。教師可以利用材料給學生 創設下列探究情境:電路中,連接2個小燈泡會亮,但是連接3個小燈泡就不亮了;電路中,連接2個小燈泡就不會亮;電路中,連接1個小燈泡也不會亮。在學生實際操作后可引導他們分析與思考:是不是電路出故障了?電路中什么地方出故障了?在整理記錄后可以在全班組織討論,統計共有多少種分析和猜想。(2)做個電路檢測器。
可以先組織學生討論,用什么辦法來檢測有故障的電路?一般有下面幾種方法。
①檢查法:檢查電路中的連接是否完好。②替換法:用另外的燈泡、電池、導線等來替換電路中的材料,看看小燈泡是否 能亮。
在此基礎上指導學生按教科書中的提示做一個電路檢測器,并檢驗電路檢測器是否 可以應用。
(3)制訂檢測計劃。
提醒學生用電路檢測器查找故障產生的原因,要邊檢查邊做記錄;最后數一數電路 中一共有幾個地方出故障了。3.討論交流。
分組匯報,把自己小組的檢測辦法告訴大家,邊說邊演示。然后進行集體的評議。匯報完畢后,各小組要根據本組查找到的原因排除故障,使小燈泡亮起來。4.強調安全事項。
電路檢測器只能在實驗室里檢測簡單電路,不能用來檢測220V的電路。
(五)評價建議
1.收集各小組統計出的推測電路可能出現故障的記錄單。2.觀察學生連接電路時的熟練程度。
3.用電路檢測器檢測電路的故障,需要小組中幾個同學合作才能完成。當各小組開 始用電路檢測器檢測電路的故障時,觀察小組合作的情況,他們是不是能夠進行合作? 合作是否有效?操作能力比較強的學生能不能耐心地幫助有困難的同學。第5課
導體與絕緣體
(一)背景和目標
通過前面幾課的學習,學生已經獲得了一些關于電、以及電是如何工作的知識。在 這一課中,他們會發現將身邊的物體連接到電路中時,情況是不一樣的。導體是一種允 許電流通過它們的物質,絕緣體是電流不能通過的物質。導體和絕緣體在電路中是同樣 重要的組成部分。在這一課中,學生解決問題的能力將得到進一步的提高。
科學概念
●有的物質易導電,這樣的物質叫做導體;有的物質不易導電,這樣的物質叫做絕 緣體。
●導電性是材料的基本屬性之一。
過程與方法
●根據任務要求制訂一個小組的研究計劃,并完成設想的計劃?!駥嵤┯嘘P檢測的必要步驟,并整理實驗記錄。
情感態度價值觀
●學會與人合作。
●培養尊重事實的實證精神。
●認識到井然有序的實驗操作習慣和形成安全用電的意識是很重要的。(二)教學準備
為每組學生準備:木片、塑料片、陶瓷、紙板、橡皮、布、絲綢、皮毛、鋼管、玻璃、鉛筆、銅絲、鉛絲、鋁絲(易拉罐)、鐵絲、卷筆刀、硬幣、導線、插座、20種待檢測的物體,1個電路檢測器,1份科學檢測記錄表。
(三)教科書說明
第一部分:檢測身邊的物體是否導
導體與絕緣體是組成電路的重要材料。導線外面包著塑料,導線里面是銅絲,銅絲能讓電流通過,而塑料不能讓電流通過。教科書首先通過引導學生觀察這樣的事實,并運用前面學習到的關于電的知識,讓學生明確,我們身邊的物體中,有些物體能夠導電,而有些物體是不能夠導電的。
教科書以檢測一塊橡皮的導電性作為研究的開始。用電路檢測器檢測一塊橡皮是簡單的,這里的編寫意圖顯然不在于對一塊橡皮的檢測結果,而在于展開一項有價值的研究活動。教科書描述了用電路檢測器檢測一塊橡皮的完整過程,讓學生明確知道這一檢測過程和這樣做的意義,是教學的重點。
預測橡皮能否通過電流使燈泡發亮,把預測記錄在記錄表上,是科學工作者的常用做法。把電路檢測器的兩個檢測頭接觸一下,是為了檢查檢測工具的準確性,若檢測工具出了問題,所有的活動都將失去意義。用兩個檢測頭接觸橡皮的兩端,而不是把兩個檢測頭疊在一起檢測,這是檢測的方法。重復檢測一次,是為了提高檢測的準確性,減少失誤。把檢測時小燈泡是否發亮記錄在記錄表上,這是對四年級學生的一個新要求,今后他們的科學匯報將不再直接面對實物,而是記錄表。可以看出,這項活動對學生科學素養的培養是有一定意義的。它為檢測20種物體是導體還是絕緣體奠定了基礎。
接下來學生開始研究我們周圍的物體中,哪些是導體,哪些是絕緣體。在對這些物體進行的檢測中,應要求學生們按上面的檢測過程開展活動。教科書建議用20種物體進行檢測,目的是讓每個學生都有足夠多的活動材料,有利于學生們的參與,以便學生建立充分的感性認識。提供的這些材料,應是在日常生活中就能找到的,這可以讓學生體會到,我們的身邊處處有科學。在檢測過程中,要強調材料從右邊的盒子內拿出,待檢測完畢后,應放到左邊的盒子里,形成嚴謹、有序的操作習慣。
整理檢測記錄,這是一個從感性認識發展到理性思維的過程。讓學生看著自己的檢測結果,進行分析,并發表見解。教科書給我們提供了一個很好的整理思路:我們小組共檢測了()種材料:檢測中能使小燈泡發光的材料有()種;檢測中不能使小燈泡發光的材料有()種;我們小組預測正確的材料有()種;我們小組預測錯誤的材料有()種。
活動的最后部分是引導學生認識導體和絕緣體這兩個概念,并結合記錄單整理出哪些是導體,哪些是絕緣體,并說說導體與絕緣體各自的特點。
第二部分:教室里電器設備的絕緣材料
教科書第二部分設計的活動是在第一部分的基礎上做進一步的研究,是對第一部分內容的理解和應用??梢宰寣W生們討論,教室和家里哪些地方用到了導體,哪些地方用到了絕緣體?導體和絕緣體各有什么作用?教科書插圖中的學生正在討論:“不要用濕布擦拭,也不能用濕手觸摸電器和開關!”“要好好保護這些絕緣材料?!睆娬{了安全用電的注意事項,同時也強化了學生們對導體和絕緣體的理解?!拔覀兝脤w把電送到人們需要的地方,我們利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方?!?/p>
(四)教學建議 1.導入。
教師演示簡單電路,通過簡單電路中小燈泡亮與不亮的原因分析,為學生研究導體和絕緣體奠定基礎。這里可以設計以下幾個具體的活動:
●觀察簡單的電路連接,說說電流在電路中是怎么流動的。
●討論將電路中的導線剪斷,會出現什么情況,為什么?
●想辦法重新接亮小燈泡,在此過程中引導學生發現電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。討論為什么電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。這樣可以了解學生對導體和絕緣體的初始認識。
接下來告訴學生:像銅絲那樣容易讓電流通過的物質叫做導體;像塑料那樣不容易讓電流通過的物質,叫做絕緣體。2.制訂一個“檢測一塊橡皮”的計劃。與學生共同研討一個“科學規范”的檢測一塊橡皮的研究計劃。針對學生現在的科學探究能力,他們可先自行思考一塊橡皮的檢測過程,然后閱讀教科書“檢測一塊橡皮導電性的過程”,了解每一個步驟的意義。在學生理解“檢測一塊橡皮導電性的過程”的科學與規范性之后,可以指導他們操作檢測一塊橡皮的全過程。3.檢測20種物體的導電性。
教師在一個材料盤中為學生提供20種供檢測的材料,一張“我們的檢測記錄”表。在檢測前,要求學生對每一種物體是否可以使小燈泡發亮做出預測,然后進行嘗試實驗,并做好檢測記錄,把檢測完的材料放到一個材料盤中。同時要關注每組學生活動的參與性、興趣的持久性,鼓勵他們學會合作。
待所有的檢測都完成后,各組整理分析檢測的結果。4.表達與交流。
各組在全班匯報交流哪些物體能使小燈泡發亮,哪些物體不能使小燈泡發亮,然后組織全班在觀察的基礎上對20種物體進行分類,并從分類中發現一定的規律,由學生對導體和絕緣體做出自己的描述。
對插頭、卷筆刀等復雜物體可以引導學生進行識別,知道許多物體構成復雜,有的部分能使小燈泡發光,有的部分不能使小燈泡發光。我們常利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。
5.討論教室電器設備的絕緣措施和進行安全用電教育。
引導學生觀察教室里哪些設施是絕緣體做的,哪些是導體做的。描述絕緣材料的用處,理解各種材料的作用。提醒學生要好好保護電器設備上的絕緣體部分,注意安全用電。
(五)評價建議
1.本課為每組同學提供了20種供檢驗的物體,這樣就為每個同學都提供了進行實驗操作的機會。觀察各組學生是否能做到讓每個同學輪流操作實驗。一些操作能力強的學生是否能耐心地指導有困難的同學完成實驗操作。2.收集各小組的檢測結果記錄單。3.觀察學生連接電路檢測器時的熟練程度。第6課
做個小開關
(一)背景和目標 開關是所有電路的重要組成部分,學生每天都在使用各種各樣的開關控制著電路。在前面的學習中,學生一直在采用斷開連接或取下電池盒中電池的方法來斷開電路,他們會感覺這樣做很麻煩。在這一課中,學生將首先觀察手電筒的結構,了解手電筒的開關是怎樣控制手電筒電路的斷開和閉合的,再利用身邊的材料制作一個開關,并用它來控制電路。在制作小開關的過程中,學生要思考小開關的什么地方需要用導體來制作,什么地方需要用絕緣體來制作。
科學概念
●開關可以用來連接或斷開電路,控制電路中電器元件的工作狀態?!耖_關有的地方需要用導體來做,而有的地方必須用絕緣體來做。過程與方法
●利用身邊的材料設計并制作一個簡單的開關,并用它來控制電路。情感態度價值觀
●培養動手實踐能力和創新意識。(二)教學準備
為每個小組準備:1只手電筒和相應的干電池,軟木塊(橡皮)1塊、圖釘兩個、曲別針1個,小燈泡1個,小燈座1個、電池盒1個、電池1節,導線若干,紅燈、綠燈和黃燈各1個。
(三)教科書說明
第一部分:觀察手電筒
大多數學生都有用手電筒的經歷,但是可能大多數學生沒有仔細觀察過手電筒。為此,教科書首先安排了手電筒的觀察活動,這是有一定教學意義的。
首先觀察手電筒各部分使用的材料,在這些材料中,哪部分是導體做的,哪部分是絕緣體做的。最好提供外殼透明的手電筒,這樣容易觀察到它的內部結構。這種手電筒的外殼一般是塑料做的,前面燈罩內有一個擰小燈泡的小燈座。小燈座的螺紋將和小燈泡的螺紋連接,并連接一根金屬片,金屬片的另一端連接到開關的一個觸點,開關的另一個觸點連接另一金屬片的一端,這個金屬片的另一端與手電筒后端連接,并將與電池的負極連接。小燈座的底部有一個金屬的接觸點,接觸點和小燈座的螺紋之間用絕緣材料隔開,接觸點的一端和小燈泡下邊的連接點接觸,另外一端和電池的正極連接。要引導學生認真觀察手電筒里電池和小燈泡的安裝方法,分析電流的路徑,并試著畫出手電筒的電路圖,并同前面學過的接亮小燈泡的電路進行比較。這時學生可能會開始關注到手電筒上的開關。
觀察手電筒的開關,是教學活動的重點。要讓學生通過對開關的操作,體驗開關對手電筒內小燈泡的亮與滅所起的作用。這個活動要注意讓每一個學生都參與,感受開關的功能。學生通過動手實際操作,能夠了解開關的“開”和“關”與小燈泡的“亮”和“滅”之間的關系。在電路圖上標出開關。教科書提供了一張手電筒內部構造的電路圖,圖中表示的是電路斷開的時候??梢砸龑W生想一想,如果手電筒的電路是通的,圖上的開關該怎樣表示?畫一畫電流是如何從電池的一端通過開關和小燈泡回到電池另一端的。
第二部分:做個小開關
明白了手電筒的開關原理之后,為自己制造的電路設計一個開關來自由控制小燈泡的亮和滅,是學生們感興趣的。
教科書上的插圖展示了學生可以制作的小開關的樣子,并提示利用回形針可以做成扣式開關和按壓式開關。當學生自己設計和制作完成小開關后,可讓他們把小開關連接到一個簡單電路中,檢驗他們制作的小開關能否控制小燈泡的亮與滅。
紅綠燈裝置不過是用一個開關來交叉控制兩個電燈而已。教科書首先讓學生嘗試組裝一組紅綠燈裝置,要求能用一個開關來控制紅綠燈的亮與滅。在裝好紅綠燈后,要啟發學生思考如果要在紅燈變綠燈、綠燈變紅燈的中間亮起一盞黃燈的話,應該怎么辦?這實際上是要在一個開關控制兩個電路的基礎上,再增加一個電路,用一個開關控制三個電路。
第三部分:各種各樣的開關
隨著科學技術的發展,為了人們使用方便,也為了滿足一些用電器的工作需要,現在的開關可以說是五花八門。教科書提供了幾種不同類型的開關圖片,讓學生了解這些開關是怎樣在用電器中控制電流通斷的。布置學生調查家里用電器的開關是什么樣的,這些開關是怎樣控制電路通斷的。
(四)教學建議 1.引入。
可以先讓學生回憶點亮小燈泡的電路是怎樣的,檢查學生對回路的已有認識,隨機 出示回路的簡圖。然后啟發學生思考,在生活中,如果一個回路就這樣一直連著,會出 現什么問題?怎樣才能自如地控制小燈泡的亮和不亮呢? 2.探究活動。(1)觀察手電筒。
可以先組織學生觀察手電筒的組成材料,討論為什么有些地方要用導體,有些地方 要用絕緣體。然后觀察手電筒的構造,比較它和小燈泡的電路有什么相同和不同。其中 特別要注意引導學生觀察并操作手電筒的開關,體驗開關是怎樣控制小燈泡的亮和滅的。
(2)做個小開關。
提供給每一組一個斷開的電路,小組討論用什么材料來控制小燈泡的亮和滅。然后 利用身邊的材料,討論并設計制作一個小開關,然后在全班展示交流。
利用每組準備好的材料,小組合作制作一個能交叉控制紅綠燈的電路。推測一下,什么時候紅燈亮,什么時候綠燈亮。實驗成功之后,再要求學生在控制紅綠燈裝置的電路中,增加一個連接有黃燈的電路,使紅燈變綠燈、綠燈變紅燈的中間亮起一盞黃燈。
在全班的交流匯報活動中,可以引導學生有順序地說明下列問題:在小組活動中發現了哪些問題,解決了哪些問題,還有哪些問題沒有解決。一共運用了幾種小開關的制 作方法。自己設計的紅綠燈是怎樣控制的,和生活中的紅綠燈有什么區別。3.延伸與拓展。
介紹幾種不同的開關,如遙控開關、拉線開關、閘式開關、活動開關等。布置學生 課后調查家里用電器的開關是什么樣的,這些開關是怎樣控制電路的。
(五)評價建議
收集各小組制作的小開關。
觀察學生能不能用他們設計并制作的小開關來控制電路。第7課
不一樣的電路連接
(一)背景和目標
很多的用電器其實就是一個“黑匣子”,我們只能看到它們外面的樣子,而難以看到它的內部結構。但不管多么復雜的用電器,都是由一些簡單電路通過不同的連接方式組合而成的。在本課,學生將用電路檢測器探究接線盒內部的電路是怎樣連接的,并探究不同電路連接方法的區別,觀察、描述、發現不同電路的特點。
科學概念 ●如果電能從一點流到另一點,兩點之間一定有導體連接,這兩點之間就構成一個電的通路,否則就是斷路。
●串聯電路和并聯電路是兩種用不同連接方法組成的電路。
過程與方法
●用電路檢測器檢驗接線盒內電路的連接情況。
●嘗試用不同的方法連接電路,并在反復觀察和實驗中發現不同連接方式的特點。
情感態度價值觀
●培養勇于挑戰、繽密推斷的態度。
●樂于交流自己的觀點。
(二)教學準備
為小組準備:1個電路檢測器、兩個4個接線柱的盒子(其中一個只有一組通路,另一個有三組通路)、實驗記錄單;1節電池(配電池盒)、1個小燈泡(帶燈座)、導線幾根。
(三)教科書說明
第一部分:里面是怎樣連接的
在這部分活動中,學生將研究一個盒蓋上有四個接線柱,內部連有導線的封閉盒子。盒子內部導線是如何連接的,不能直接看到,學生只能使用電路檢測器,推測出盒子里面電線的連接情況。這部分活動的目的是讓學生在經歷探究的過程中,學會根據檢測記錄推測盒子里面的導線是怎樣連接的。
教科書首先安排了觀察一個有四個接線柱的接線盒,盒蓋上面分別用數字表示四個接線柱的號碼。打開盒蓋觀察到1號接線柱和3號接線柱用導線連接在了一起。蓋上盒蓋,用電路檢測器來檢驗,只有當電路檢測器的兩個線頭同時接觸1號和3號接線柱的時候,小燈泡才會亮。這個活動主要是讓學生明白盒子外面和盒子內部的關系,為后面的檢測活動做鋪墊。
另外一個和前面類似的接線盒,在不打開盒蓋的條件下,利用電路檢測器檢驗出接線柱內部的連接情況。教師給每組發的接線盒的內部連接情況應相同?;顒臃謨蓚€階段:檢測并記錄檢測結果和根據檢測結果推測盒內導線的連接情況。檢測和記錄檢測結果的關鍵是怎樣才能做到任意兩個接線柱之間都進行了檢測,不遺漏也不要重復檢測。啟發學生按照一定的順序檢測。有了檢測結果之后,根據檢測結果推測接線盒內部是怎樣連接的,是一項非常有趣而又有一定智力挑戰的活動。讓學生把推測的結果先畫出來的時候,學生會發現其實推測結果不是唯一的??梢宰寣W生把他們的推測都畫出來。各組匯報自己的推測結果,并說出推測的依據。由于推測的結果不同而又都能說出充分的依據,學生會認識到根據推測得到的結論,即使推測的依據是充分的,結果也不一定是確定的。
第二部分:比較兩種不同的電路連接
這部分教學的關鍵是讓學生了解并聯電路和串聯電路在連接方法上的本質不同。教科書安排了兩個活動。
活動一:兩節電池的不同連接方法。提供給每組學生兩節電池、兩個電池盒、1個小燈泡、1個燈座和4根導線,要求學生用這些材料組裝兩種不同的電路。鼓勵學生們試一試。在試的過程中學生們會發現,有兩種不同的連接方法。一種是串聯,一種是并聯。學生們還會發現串聯和并聯小燈泡的亮度是不同的。怎么會這樣呢?教師可以作適當的講解:1節電池的電壓是1.5伏,兩節電池串聯起來的電壓就是3伏,所以小燈泡就比較亮;兩節電池并聯在一起電壓還是1.5伏,所以小燈泡不太亮。
活動二:兩個小燈泡的不同連接方法。提供給每組學生兩個小燈泡、兩個小燈座、1節電池、1個電池盒和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路。學生同樣會發現兩個小燈泡可以并聯,也可以串聯,而且發現串聯時兩個小燈泡比較暗,并聯時兩個小燈泡比較亮。教師可以向學生作適當的講解:兩個小燈泡串聯時,1節電池的電壓平均分配給兩個小燈泡,每個小燈泡兩端的電壓就是1節電池電壓的一半,所以小燈泡比較暗;兩個小燈泡并聯時,兩個小燈泡兩端的電壓和電池的電壓相同,所以比較亮。
(四)教學建議 1.里面是怎樣連接的。
活動一:關于第一個接線盒的研究
發給每組1個接線盒,觀察接線盒外面的4個接線柱及對應的數字標號,再打開盒 蓋,看到1號和3號接線柱在盒子的里面是用導線連接在一起的。蓋上盒蓋,讓學生討論一下,如何用電路檢測器檢驗出哪兩個接線柱之間是通路?哪兩個接線柱之間是斷路?然后用電路檢測器實際檢測一下,看看檢測結果是不是和前面觀察到的一樣。
活動二:檢測、推測第二個接線盒內導線的連接情況
發給每組另外1個接線盒,說明盒子上面的4個接線柱在盒子里面是有導線連接的。不打開盒子,直接用電路檢測器來檢驗,能知道哪兩個接線柱之間是通路嗎?
學生先討論檢測順序,然后再開始檢驗,并把檢驗結果記錄在表格中。
檢驗完后,根據檢驗結果推測接線盒內的連接情況,把推測結果畫在記錄紙上。組織各小組匯報推測結果,并討論哪種推測是合理的。
然后打開接線盒,讓學生看看里面到底是怎樣連接的。2.比較兩種不同的電路連接。
活動一:電池的兩種不同連接方法
發給每組兩節電池、兩個電池盒、1個小燈泡、1個燈座和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡亮起來,看看有幾種不同的方法。
啟發思考:在不同的兩種方法中,你有什么發現。學生匯報后,教師作適當講解。
活動二:小燈泡的兩種不同連接方法
發給學生兩個小燈泡、兩個小燈座、1節電池、1個電池盒和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡都亮起來。看看能有幾種方法。
啟發思考:在不同的連接方法中,你有什么發現?學生匯報后,教師作適當講解。
“比較兩種不同的電路連接”這一活動,在教學中還可以采用讓學生直接用教師提供的材料,按照教科書上的電路連接方式連接電路,重點放在讓學生觀察兩種連接方法有什么不同,觀察小燈泡的亮度有什么不同上。這樣做更有利于讓學生發現并聯電路和串聯電路的本質不同。
(五)評價建議
1.觀察各組的檢測記錄單,看看他們的檢測是否是按照一定的順序進行的。2.在討論他們的推測結果的過程中,評價他們的思維推理能力和敢于質疑、提出不同見解的能力。
四、教學案例
“生活中的靜電現象”教學活動設計
(一)體驗靜電現象 1.引入。
出示:充滿氣的氣球(氣球上裝飾人的頭部的圖案)。
談話:同學們,今天老師給大家帶來了一個漂亮的氣球小朋友,可是,她很煩惱,因為她覺得自己沒有頭發,老師想請一位同學來幫助她,誰想讓她擁有和你一樣健康漂亮的發型呢?
用氣球的頂部與學生的頭發相摩擦,然后吸引桌面上的小紙條。
談話:哈!真不錯啊,小氣球變得真漂亮?你知道這是為什么嗎? 學生對為什么小紙條能粘在氣球上發表各自的意見。初步了解學生對靜電現象的初始想法。
2.交流更多的生活中常見的靜電現象。
你還見到過哪些類似的現象呢?班級交流生活中見到的靜電現象。
請同學們利用身邊的物體找一找靜電現象。學生利用教室中的物品(如文具等)通過摩擦的方式體驗靜電現象。班級交流。進一步了解學生對靜電現象的認識。
小結:這些都是靜電現象,靜電存在于我們身邊的一切物質之中,包括我們人類自身在內的生命體和非生命體。
我們再來看一下自然界中的其他靜電現象。出示課件:常見的靜電現象。
(二)了解不一樣的電荷之間的相互作用
靜電既然存在于所有的物質之中,為什么我們通常感覺不到物體帶電呢? 1.認識正負電荷。
出示課件:正電荷和負電荷。
講解:物質同時帶有兩種電荷,正電荷和負電荷。由于正負電荷數量相等,所以物質不顯示帶電。當物質受到外力作用(如摩擦)時,物體表面的電荷發生了轉移,正負電荷數量不一樣了,物體就顯示帶電了。2.認識不同的電荷及電荷之間的相互作用。
在前面認識的基礎上,教師可以用資料的形式(有條件的可以配合電腦動畫)向學生介紹靜電現象產生的原因。
然后,通過分組觀察兩個實驗,探究電荷之間的相互作用。
活動一:用羊毛制品摩擦充氣氣球后,再用這個氣球的摩擦面靠近頭發,觀察有什么現象發生。
活動二:讓兩個都用羊毛制品摩擦過的充氣氣球相互靠近,觀察有什么現象發生。
當學生觀察了上面的兩個實驗后,組織學生對上面兩個實驗中觀察到的現象進行整 理和分析。整理和分析的步驟如下。
(1)教師出示氣球和頭發的示意圖,結合學生對第一個實驗現象的觀察幫助學生進行整理和分析:如果氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶正電荷,羊毛制品應該帶什么電荷?當氣球再去接觸頭發時,你觀察到什么現象?同時完成示意圖。
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球帶什么電荷?當它們相互靠近后,你觀察到什么現象?學生獨立完成示意圖,并結合示意圖對自己觀察到的現象進行解釋。兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時引導學生對這一現象進行完整的解釋。教師可引導學生把這一現象和以前學習到的磁鐵知識進行類比,加深學生對電荷之間相互作用的理解。3.游戲:我們都是小電荷。
利用正負電荷模型,模擬電荷交換的過程。當模型呈現出帶電時,要與遇到的同學 相互判斷吸引或排斥,并且說出來,如果是吸引則相互交換電荷,排斥則繼續與其他同 學交流,直到使模型中的正負電荷相互平衡為止。
(三)電流的形成和電源
出示課件:電流和電源。1.認識電流。
剛才的游戲中,同學們代表的小電荷都是運動起來的,那是因為摩擦時電荷從一個物體轉移到另一個物體上,并使物體產生靜電。在接觸的過程中,電荷相互作用趨于平衡,但是,不能持續流動,要使電荷流動起來,需要讓導線上所有的電荷同時流動。2.認識電源。
要幫助電荷流動起來,還需要提供動力裝置,這個動力就是電源。
總結:這節課,我們簡單了解了有關靜電的一些知識,并且知道了流動的電荷形成電流,才能使我們的用電器正常工作,在接下來的課程中,我們還會繼續了解電的奧秘!
“導體與絕緣體”教學活動設計
(一)情境導入,初步認識到物體可以分為導體和絕緣體
1.教師出示一個電路檢測器。談話:上節課我們共同制作了電路檢測器,我們先來 檢查一下這個電路檢測器好不好使。在此過程中引導學生發現電路檢測器的兩個金屬頭 接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把一根導線的金屬頭和另一根 導線的塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。當小燈泡亮時,引導學生說一說電流在電 路中是怎么流的。
2.討論為什么電路檢測器的兩個金屬頭連接在一起,小燈泡會亮,而把兩根導線外 面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。(設計意圖:簡單電路演示,通過簡單電路中燈泡亮與不亮的原因分析,了解學生對導體和絕緣體的初始認識)
3.說明導線里的銅絲能讓電流通過,那我們說銅絲容易導電,像銅絲那樣容易導電 的物質叫做導體。(板書)而導線外面的塑料不容易讓電流通過,像塑料那樣不容易通過 電流的物質,叫做絕緣體。(板書)
(設計意圖:出示導體、絕緣體概念,為后面的物體的導電性檢測奠定基礎)
(二)制訂一個“檢測一塊橡皮”的計劃
1.(出示一塊橡皮)橡皮是導體還是絕緣體呢?光靠猜是不行的,必須通過實驗檢測才行。那么怎樣利用電路檢測器來檢測橡皮的導電性呢?給大家3分鐘時間,一起來商 量怎樣去做。(小組討論,并制訂研究計劃)
2.交流匯報。(學生匯報時邊說、邊做,其他同學仔細聽,提不同意見或對意見補 充,當有好的意見時及時追問為什么)
(設計意圖:讓學生先制訂一個檢測計劃,全班交流,并試著讓他們自己去補充、糾正、相互評價,日的是了解學生現有的科學探究能力)
3.根據學生的匯報和補充,整理出一個規范的檢測程序,進一步引導學生明白每個 程序的意義所在。
(設計意圖:在進行實驗檢測前,對檢測方法的指導是非常重要的,通過討論、匯報的形式,與學生共同研討一個“科學規范”的檢測一塊橡皮的研究計劃,日的就是保證檢測數據的準確性,這是科學課的根本特征)
4.根據要求重新檢測橡皮的導電性。小燈泡亮了嗎?說明橡皮是導體還是絕緣體?(設計意圖:親自經歷檢測一塊橡皮導電性的過程,學會并理解一種科學規范的檢測方法,為后面的檢測活動奠定基礎)
(三)檢測身邊20種物體的導電性
1.在我們身邊還有哪些物體容易導電呢?今天為大家準備了20種物體,請你按照檢
測要求一個物體一個物體的來檢測它們的導電性,并把檢測結果記錄下來。(發材料,學生活動,在檢測前要求學生對每一種物體是否可以使小燈泡發亮做出預測,然后進行嘗試實驗,把檢測完的材料放到材料盤中,并做好檢測記錄。等全部材料都檢測完畢后,根據檢測記錄上收集到的信息,進行整理和分析)
(設計意圖:提供足夠多的材料,為的是讓每個學生都獲取足夠多的感性認識,創設良好的探究氛圍,能依據檢測一塊橡皮的“科學規范”的計劃去檢測更多的物體,能對所收集的信息進行整理與分析,并提出問題)
2.交流匯報。(1)說說通過檢測,哪些物體能使小燈泡亮,是導體;哪些物體不能使小燈泡亮,是絕緣體?(提出不同實驗結果)
(2)在檢測時,有沒有出現預測與檢測結果不一致的情況?(追問為什么會預測錯)(對插座等進行判斷,知道插座有的部分是導體,有的部分是絕緣體)(3)說說你們通過檢測發現導體和絕緣體在材料上有什么特點?
(設計意圖:建立平等、自由、認真、有序的科學報告會氛圍,參與交流與質疑,體現學習的共同體。同時對導體、絕緣體概念加深認識,明確材料的特點,初步形成尊重事實的實證精神和認真細致的探究習慣)
(四)討論教室里電器設備的絕緣措施和進行安全用電教育
導體和絕緣體是組成電路的重要材料,你來找找在我們教室中與電有關的物體哪些地方用到了導體,哪些地方用到了絕緣體?這樣選擇材料有什么好處?(學生尋找、交流)
(設計意圖:日的是讓學生積累一些感性經驗,加深對導體和絕緣體的認識,并注意安全用電)
(五)總結
人們利用導體把電送到人們需要的地方,利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。為保障我們的安全,我們在生活中要做到安全用電,保護絕緣體。
(總評分析:總之,本課是一堂典型的科學探究活動課。在本課的活動中注重引導學生檢測物體是否導電的“科學規范”性,悉心引導學生經歷一個科學探究過程。重視學生對所收集的信息進行整理與分析,并提出問題,從而發現規律,形成科學概念,促進學生的思維由具體形象向抽象邏輯過渡,真正實現小學科學課程的教學目標——提高學生的科學素養)
五、參考資料
愛迪生
愛迪生(1847~1931),美國發明家。他未受過正規教育,是一位自學成才的科學家,畢生從事電學實驗研究和發明工作。一生中有2000多項發明,被稱為發明大王。留聲機、電話、電燈都是他發明的。
雷電實驗 1752年7月的一天,天空烏云密布,一場雷雨即將來臨。這時,美國科學家B.富蘭克林正帶著他的兒子放風箏。風箏是用絲綢做的,頂端豎著一根細鐵絲,這根細鐵絲與細麻繩相連,繩的末端系了一把銅鑰匙。當電閃雷鳴時,富蘭克林感到手中一陣麻木,他立刻掏出絲綢手i泊裹住麻繩,另一只手靠近系在麻繩上的鑰匙,這時藍白色的火花又向他手上擊來?!疤祀姟北灰聛砹?實驗的成功,使他萌發了用金屬吸引雷電的念頭,并因此發明了避雷針。
電荷
經過摩擦的物體,如塑料筆桿、玻璃棒,能夠吸引輕小物體,我們就說這些摩擦過 的物體帶了電荷。這些電荷靜止在物體上,這類現象叫做靜電現象。
人們最早注意到的靜電現象是摩擦起電。公元1世紀,我國學者王充在《論衡》一書中記述了“頓牟掇芥”?!邦D牟”指玳瑁的甲殼。“掇芥”的意思是吸引芥子之類的輕小物體。古希臘人也發現了琥珀等物體經摩擦后能吸引草屑等輕小物體的靜電現象。歐洲文藝復興時期,由于思想的解放,人們對自然的好奇心很強,靜電現象重新受到關注。英國學者吉爾伯特崇尚實驗研究,發現許多物體都有跟玻拍一樣的性質,并把這類物體叫做“琥珀體”。
在大量的摩擦起電實驗中,人們發現:電荷有兩種,正電荷和負電荷。用絲綢摩擦 過的玻璃棒帶正電荷,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電荷。電荷的多少叫做電荷量,用 Q(q)表示。在國際單位制中,電荷量的單位是庫侖,簡稱庫,用符號C表示。通常,正電荷用正數表示,負電荷用負數表示。庫侖是一個很大的單位,通常一把梳子與衣袖 摩擦后所帶的電荷量不到百萬分之一庫侖,但閃電之前在巨大云層中積累的電荷量可以 達到數百庫侖。
物質的原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的。原子核的正電荷數量與周 圍電子的負電荷數量一樣多,所以整個原子對外表現為電中性。在摩擦起電過程中,一 些被原子核束縛得不緊的電子轉移到另一個物體上,于是失去電子的物體帶正電,得到 電子的物體帶負電。在用絲綢摩擦玻璃棒時,玻璃棒上的電子跑到絲綢上去了,玻璃棒因缺少電子而帶正電,絲綢因有多余電子而帶負電。
除摩擦外,其他的方法也可以使物體帶電。把帶電荷的物體移近不帶電的導體,可 以使導體中的正負電荷分開,使電荷從導體的一部分移到另一部分,導體就表現出帶電 性,這種現象叫做感應起電。
經過長期研究,人們認識到,電荷之間存在著一種叫電場的物質,電荷之間是通過 電場發生作用的。只要有電荷存在,電荷的周圍就有電場。電場的基本性質是對其中的 電荷有力的作用。
電荷守恒定律
大量事實表明:電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一個部分轉移到另一個部分,在轉移的過程中,電荷的數量不變。這個結 論叫做電荷守恒定律,是物理學中重要的基本定律之一。
雷電
暴風雨時,空中的閃電是一種放電現象。閃電一般發生在云和陸地或兩塊云層之間 這些閃電的溫度可高達3萬攝氏度,閃電會擊斃人畜,釀成火災。
避雷針
避雷針是截留閃電并將電流導入地下,以保護建筑物不被閃電擊毀的金屬棒。由于 閃電往往擊打相鄰地區的最高物體,所以金屬棒應放置在建筑物的最高點,并用低電阻 電纜與地連接。避雷針提供的錐形保護區,其地面半徑相當于避雷針距地面的高度。
電池的發明
1791年的一天,意大利科學家伽伐尼發現,只要用銅絲和鐵絲將青蛀的腳與暴露的 神經連起來,就能使死青蛀的腿抽動起來??茖W家伏打繼續這項研究后發現,當兩種不 同的金屬用各種鹽或酸溶液分隔時,就會產生電。他在實驗中,把銅片和鋅片分別放在 鹽水里,并把兩個金屬片用導線連接起來,在儀器上就顯示出有電流通過,這就是最早 的電池。后來,電壓的單位被命名為伏特,用V表示。
燈泡為什么會發光
燈泡會發光是由于在燈泡內有一根由金屬鎢做成的細絲,稱作“鎢絲”。當我們打開電源時,電流會通過燈絲,使燈絲產生熱而不斷提高溫度,由紅色轉成白色。燈絲被燒紅時所發出的強烈光線就是我們看到的“燈光”。
導體
容易導電的物質叫做導體。各種金屬材料都是導電的好材料,所有傳輸電的導線都是用金屬做的。金屬中以銀的導電性能最好,但是它比較貴重,用它來做導線成本太高,所以導線用銅來做。銅的導電性能也很好,而且礦藏量也比較大。金屬所以能導電,是因為金屬里有一些電子脫離了原子核的勢力范圍,它們可以在金屬里自由移動,叫自由電子。電就是靠自由電子的移動來傳導的。導體并不只有固體,液體也能導電,在水中加點鹽,導電性能就會好得多。干電池中糊狀的液體,蓄電池中的溶液都是很好的導體。液體導電靠的是液體中帶電的離子。同樣道理,平時不導電的空氣,如果比較潮濕,空氣中就會產生大量離子,這時它也能導電了。
絕緣體
絕緣體也叫“非導體”,是不導電的物質。像玻璃、塑料、橡膠、木頭、棉花、陶瓷等都是不容易導電的,因為它們里面的電子被原子核緊緊拉住不放,只能圍繞原子核轉動,不能在原子空隙間自由移動,它們里面又沒有其他可以自由行動的帶電粒子,所以不容易導電。為了安全用電,又避免電白白地漏掉,人們在導電的銅線外面包了一層不導電的塑料。
但是,絕緣體并不是絕對不導電。在某些條件下,絕緣體也可能變成導體。非常純 凈的水,如蒸餾水,它是不能導電的,如果在水中放進了雜質,成了普通的水,就變成 電的良導體了。干布是不導電的,但濕布就能夠導電。如果不懂這個道理,用濕抹布去 擦電燈開關、燈頭、插座,就容易觸電。
短路
指將電路中電勢差比較大的兩點用一根很短的導線連起來。因為短導線的電阻小到 接近零,根據歐姆定律,這兩點間的電流將一下子變得很大,結果會把電路中的用電器、電表、電線等燒壞。電路短路的危險性很大,一定要注意防止。
但是在日常生活中,短路的作用又是十分有益的。例如:在高樓房頂上都有避雷針,它是金屬做成的,有金屬導線將它與地相連。當空氣中的雷電擊中它時,它立即將電傳 到地下,保護房屋不被雷電擊毀。因此,避雷針與地的通路一定要暢通無阻,最好是短路。
偶然發明的手電筒
康拉德·休伯特在100年前從俄國移民到美國,并發明了手電筒。一天,休伯特下班回家,一位朋友自豪地向他展示了一個閃光花盆。原來,他在花盆里裝了1節電池和1個小燈泡。電門一開,燈泡照亮了花朵,顯得光彩奪日。休伯特看得人了迷,這件事給他以啟示。他有時在黑暗中走路,高一腳低一腳很不方便;就在不久前他還不得不提著笨重的油燈到漆黑的地下室找東西。他想,如果能用電燈隨身照明,不是實用方便嗎?于是,休伯特把電池和燈泡放在一根管子里,結果第一個手電筒問世了。
觸電和觸電事故
當通過人體的電流強度較大時,就會發生觸電事故。1毫安的電流通過人體時,會感覺發麻。當電流不超過10毫安時,觸電人自己可以擺脫電源,不致造成事故。電流在20毫安~25毫安的時候,就會使人感到劇痛,甚至神經麻痹,肌肉劇烈收縮,自己無法擺脫電源,有生命危險。如果電流達到100毫安時,很短時間就會使人窒息,造成死亡。
最常見的觸電事故是照明電路引起的。由于人體直接或間接跟照明電路的火線連通,較強的電流通過人體而造成傷害。
因接觸照明電路而觸電的事故有兩種。一種是人站在地上,一手接觸火線,這時電 流從火線通過人體流入大地;另一種是人的兩手分別接觸火線和地線,盡管人站在絕緣 體上,照樣有很大的電流通過身體,會造成事故。
新的生命
一、單元概述
在前面的科學課中,學生們已經觀察認識了生命體的特征,建立起了生命體的概念,并通過種植風仙花、養蠶等活動,認識了動植物的一生所要經歷的主要生長過程及其變 化,建立起了生命周期的概念。在此基礎上,本單元試圖幫助學生建立起繁殖的概念。讓學生認識到,生物物種并不以生物個體的死亡而結束,它們可以通過繁殖產生新的生 命,使物種得以延續。通過本單元的研究學習,可以為學生以后研究生物與環境、生物 多樣性打下基礎。
新生命的誕生是學生非常感興趣的,對于本單元的核心概念——“繁殖”——學生理解起來也并不困難。但是要真正研究生物的繁殖過程或繁殖方法,學生們會感到比較 陌生和困難。因此,教科書從學生比較熟悉的植物的花開始,研究開花植物是怎樣繁殖 的,進而研究動物是怎樣繁殖的。
第1~5課為本單元的第一部分,是幫助學生認識開花植物的繁殖方式。
第1課,觀察研究活動從觀察油菜花開始。油菜花的構造典型、簡單。本課通過解 剖、觀察油菜花,讓學生初步了解花的基本構造。
第2課,觀察各種各樣的花,認識花在構造上的多樣性和相同性(一般的花都有花 蕊——雄蕊和雌蕊),建立起花的構造和果實與種子的聯系,知道植物開花是為繁殖做準備的。
第3課,細致觀察雄蕊和雌蕊,了解它們在形成果實與種子中的作用,知道給花傳粉的意義。第4課,通過觀察油菜果莢和多種植物的果實,了解不同的植物有不同的傳播種子的方式,植物種子的某些特點適合于用這樣的方式來傳播種子。
第5課,觀察發芽的蠶豆,了解種子的內部構造以及種子萌發的必要條件。
第6~7課為本單元的第二部分,是幫助學生認識動物的繁殖方式。通過認識動物的 卵、卵的孵化過程及哺乳動物的繁殖方式,幫助學生建立起“繁殖也是動物的共同特征,不同的動物有不同的繁殖方式”的概念。
二、單元教學目標
科學概念
●繁殖是生物的基本特征。動物和植物都需要通過繁殖延續物種。
●許多動植物在繁殖方式上具有相似性,植物的花和動物的卵都要經過受精后才能產生新的生命。
●花是植物的繁殖器官,花的特殊構造使它能夠承擔生產種子、繁殖新生命的任務。
●植物種子和動物卵的構造是與它們發育新的生命的作用相適應的。
●植物傳播種子的方式是多種多樣的,植物傳播種子的方式與植物的果實和種子的結構是有聯系的。
過程與方法
●用解剖的方法觀察花和種子的內部構造。
●用適當的形式記錄花的變化過程和果實的生長過程。●按一定順序對雌蕊和雄蕊這樣更細小的結構進行觀察。●持續觀察種子發芽的變化過程?!窠洑v觀察卵的構造和青蛀卵的孵化過程。情感態度價值觀
●保持探究新生命產生的奧秘的好奇心。●養成認真細致、堅持觀察的科學態度。
●認識到自然界的生命是生生不息的,繁殖對于每個物種的延續都至關重要
三、分課時教學建議
第1課 油菜花開了
(一)背景和目標
生物在其生長變化的過程中,其物種并不因生物個體的死亡而結束,生物可以通過繁殖產生新的生命,使其物種得以延續。開花植物的繁殖就是依靠“花”這種特殊的器 官來實現的。本課的觀察研究活動是從觀察油菜花開始的,選取油菜花作為觀察材料,是因為取材方便,全國適用范圍廣泛。而且油菜花的構造典型、簡單,學生也比較熟悉。
本課通過解剖、觀察油菜花,讓學生了解花的基本構造。本課有三個活動:
第一,觀察一株油菜。把觀察的油菜和曾經觀察過的風仙花作比較,認識油菜的根、莖、葉、花、果實和種子。
第二,觀察一朵油菜花。通過解剖一朵油菜花,認識油菜花的構造和各部分的特征。
第三,觀察一株油菜上的花。通過觀察,發現油菜花的變化過程,由此引發出“花 是怎樣產生出果實和種子的”問題。
科學概念
●綠色開花植物由根、莖、葉、花、果實和種子六部分構成,它們能夠幫助植物滿足自身的需要。
●花是植物的繁殖器官,植物的花在形成果實的過程中要發生一系列的變化。
過程與方法
●解剖油菜花,并觀察油菜花各部分的特征。
●觀察一株油菜上的花的變化過程,并用圖畫的方式記錄油菜花變成油菜莢的過程。
情感態度價值觀
●獲得親近自然的情感體驗,產生探究各種各樣花的濃厚興趣。(二)教學準備
為每組學生準備:一株完整的油菜、小卡片、鑷子、放大鏡。
為全班同學準備:油菜花變化過程的掛圖。(三)教科書說明
本課從引導學生思考春天的油菜在開花以后會發生什么變化開始,內容共分三個部分。
第一部分:觀察一株油菜
教科書的插圖是一株完整的油菜。很明顯,這里隱含著一個從整體到部分的觀察順序。與曾經觀察過的風仙花進行比較和聯系是有意義的。教科書以學生們認識過的風仙花的構造來幫助他們認識油菜的各部分,風仙花有根、莖、葉、花、果實和種子,油菜也有根、莖、葉、花、果實和種子??梢愿嬖V學生,綠色開花植物都是由這六部分組成的,是這六部分滿足了植物的生存需要?;芪龑W生的注意力,于是觀察油菜花的活動開始了。這部分活動又是本課教學重點——觀察油菜花的引子。
第二部分:觀察一朵油菜花
觀察了油菜的完整植株后,同學們自然會對油菜花的觀察產生興趣。
觀察一朵油菜花的主要活動是解剖油菜花,了解油菜花的構造。怎么觀察了解油菜花的構造呢?解剖是科學研究常用的一種方法。教師在課堂上可以提示學生們,油菜花雖然小,可一朵小小的油菜花,卻是油菜生命的一部分。我們解剖了它,是為了學習的需要,但同時一朵完整的油菜花的美麗就不復存在了。可以想象,學生們會因此而更加小心翼翼地解剖一朵油菜花,把它們排列在紙上,把觀察的結果記錄下來。油菜花的四部分的構造:d"5片、花瓣、雄蕊、雌蕊,也很容易通過觀察看清楚。
在解剖前,一是要指導學生觀察所要解剖的花本身是否完整,是不是一朵正常的油菜花。二是要教給學生正確解剖花的方法,用鑷子尖輕輕地夾住油菜花各部分的基部,小心地撕下來,注意保持各部分的完整。
第三部分:觀察一株油菜上的花
觀察一株油菜上的花是一個很有意思的活動。這個活動的目的是讓學生了解花發育為果實的過程,將花與果實之間建立起聯系。
什么是花?什么是花蕾?數數開了幾朵花,數數有幾個花蕾,這本不難。一般一株油菜的花含有十幾朵到幾十朵。問題是那謝了的、掉了的算不算?那剛開始裂開的算是花蕾還是花?幾乎只這一個問題就把一棵油菜所有的“花”都列入觀察范圍了。面對這些問題,可以組織學生進行一次小小的討論,以達成一致的意見:不論是盛開的、謝了的、掉了的都可以算花,花蕾是指那些還沒有裂開的花苞。
教科書插圖中的學生問:“這是什么呀?”指的是花謝了后留下來的細棍狀的東西。這還是油菜的花嗎?顯然不是的,這已經是油菜開花以后形成的果實了。明確花和果實的區別在這里是很必要的。
畫一個花蕾也不難。那么“推想花蕾將產生的一系列變化”呢?推想的依據是什么呢?能畫出“花蕾未來的變化連續圖”嗎?
插圖中的兩個孩子各有自己的辦法。每個班的學生都能想出自己的辦法來。當然,最方便的辦法是觀察已經發生變化的花蕾:那些剛開的、盛開的、快要謝了的和已經謝了的油菜花,以及一個個成長中的果莢。它們不正是從花蕾變化來的嗎?
這也是孩子們能想出來的辦法。不要小看了這個辦法。這可是一個用幾分鐘時間解決了原本需要幾天時間來解決問題的辦法。(四)教學建議 1.觀察一株油菜。
活動一開始,教師可以先出示一幅風仙花的圖片,讓學生回憶并指認風仙花各部分的名稱。然后出示一株完整的油菜,指導學生觀察油菜的各部分,并指認油菜各部分的 名稱。
油菜也有根、莖、葉、花、果實和種子嗎?這個問題對于四年級的學生來說也許并 不難,它的意義在于,將學生對風仙花構造的認識擴展到油菜。學生會自然地聯系到,這可能是所有綠色開花植物身體構造的特征。教學時教師可以指導學生迅速地區分出油 菜“身體”的各部分,并指導學生把各部分的樣品粘貼在記錄本上。
教學的最后是要從一株完整的油菜上摘下一朵完整的油菜花。2.觀察一朵油菜花。
這是本課的重點活動。教師可在具體的觀察活動前先提醒學生,觀察自己摘下來的 油菜花是不是一朵完整的油菜花。然后指導學生用放大鏡觀察,并在小組里對觀察到的 油菜花進行描述。
當學生從整體上觀察過油菜花后,應指導學生用解剖的方法對花的各部分加以仔細 的觀察,并描述各部分的具體特征。
在進行解剖之前,要先教給學生正確的解剖油菜花的方法,必要時要給學生示范。
解剖時,應先撕下油菜花的萼片。數一數萼片的數量,看一看萼片的顏色,聞一聞萼片的氣味,還可以用放大鏡觀察撕下的萼片上是不是有像葉片上葉脈一樣的“花紋”,然后將撕下的萼片一片一片地粘貼在紙上,并在觀察記錄表上記錄下觀察的結果。
接下來依次解剖油菜花的花瓣、雄蕊和雌蕊,用同樣的方法觀察、粘貼、記錄觀察 結果。
在觀察花瓣時,應注意指導學生觀察花瓣生長的位置(兩兩相對成“十”字形)。觀 察雄蕊時,要指導學生觀察四個雄蕊有哪些相同特點和不同特點(如形狀相同,長短不同等)。觀察雌蕊時,要有意識地引導學生觀察雌蕊的形狀(如頂端突出,底端膨大等)。
如果學生已經發現了雄蕊上的花粉和雌蕊頂端有鉆液等特點,可建議學生記錄在 “其他發現”一欄里。
當學生完成解剖、觀察、記錄等活動后,教師可組織學生進行交流,以讓學生加深 對油菜花結構的新認識。
最后教師可以指導學生小結:油菜花是由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四個部分組成的。油菜花有4個萼片、4個花瓣、6個雄蕊和1個雌蕊。3.觀察一株油菜上的花。
根據教科書的安排,本課活動按照總——分——總的順序進行。當學生具體的觀察 完一朵油菜花的構造后,再指導學生觀察一株油菜上的花。
教師可以再次出示一株完整的油菜,讓學生觀察:
這株油菜上的花是同時開放的嗎?這顯然不是的,從這株油菜上的花開放的狀態可以推斷這株油菜上的花不是同時開放的,但它們始終是在變化著的。
數數這株油菜上開了幾朵花?還有幾個花蕾?學生之間可能會為了某些“花”究竟 算開了的花還是算花蕾有爭議,教師可以根據學生的爭議引導學生確立標準。
除了花和花蕾外,油菜花謝了以后留下的部分是什么?有些油菜花謝了后會結出果 實,有些卻不能結出果實,這可以為以后的研究打下基礎。
最后指導學生觀察并推測花蕾的變化。
可以指導學生觀察一個花蕾;并把這個花蕾畫下來。
推測這個花蕾未來的變化;說說推測的依據。
畫出花蕾未來變化的連續圖(或排列花蕾連續變化的照片)。
課后尋找一個花蕾進行實證性觀察。4.回顧和總結。
可以引導學生回憶,關于油菜花,我們認識到了什么?關于油菜花結出油菜果實的 過程,我們了解到了什么?
還可以讓學生談談,對于各種各樣的花,我們想了解些什么呢? 第2課
各種各樣的花
(一)背景和目標
植物開花是孕育新生命的開始,怎么幫助學生認識到花是植物孕育新生命的器官呢?在前一課利用油菜完成了對一朵花的觀察,在對花的構造有了一個初學的認識后,進而觀察研究各種各樣的花就有了基礎。通過觀察各種各樣的花,認識它們相同的地方和不同的地方(一般的花都有花蕊——雄蕊或雌蕊),我們要讓學生認識開花是為繁殖做準備的。本課有三個活動:
第一,花的專題觀察。讓學生觀察各種各樣的花,并比較所觀察的花的相同與不同。第二,“花的觀察”報告會。指導學生進行關于花的觀察結果的交流,重點指向“在 花的構造中哪些部分與果實和種子有關”。
第三,完全花和不完全花?;ǖ臉嬙觳⒉欢枷裼筒嘶ㄒ粯?,有些花缺少了其中的一 部分或幾部分,但都能找到這種開花植物的雄蕊和雌蕊。
科學概念
●在花的各部分構造中,雄蕊和雌蕊與形成果實和種子有關。
●根據花的構造,可以把花分為完全花和不完全花,有些花同時具有雄蕊和雌蕊,有些只有雄蕊或只有雌蕊。
過程與方法
●根據提示完成花的專題研究,能區分花的相同和不同,并能將研究結果以表格的方式呈現出來。
●以報告會的形式表述自己的研究成果,并與同學進行交流。
情感態度價值觀
●能形成自覺珍惜生命、保護花草樹木的意識,有繼續探究花的濃厚興趣?!裢ㄟ^花的多樣性體會到自然界中生物的多樣性。(二)教學準備
為每組學生準備:當地容易取得的各種各樣的花、放大鏡、鑷子、記錄用表等。為全班同學準備:花的實物或圖片。(三)教科書說明
在前一課觀察了一種典型花的基礎上,本課繼續指導學生觀察研究各種各樣的花。從觀察研究各種各樣的花中,讓學生發現花的共同特征。教學重點指向引導學生對與繁殖有關的花的結構特征的研究。本課共分三個部分。
第一部分:花的專題觀察
學生們在上一課也許提出了很多關于花的問題。這一課的第一個活動將引導學生對更多的花進行研究。這是一個專題觀察,不是讓學生去泛泛地研究有關花的各種問題,而是集中在研究花的構造上,將花的構造與植物的繁殖建立起聯系。在這個活動中,可以進一步促進學生仔細觀察花的構造,發現各種各樣的花的共同特征和不同之處。學生可以從花的構造方面進行描述,也允許學生從外觀形狀、氣味、顏色等方面進行比較。
教科書插圖中的4種花分別是:梨花、海棠花、迎春花和玉蘭花。它們都是在春天開放的有代表性的花。梨屬薔薇科,春季開花,花色潔白,具有香氣。海棠花也屬薔薇
第四篇:教科版小學科學六年級上冊全冊教案
《使用工具》
【教學反思】:
課堂活動:分兩大活動陣地進行探究。其一,我們用過什么工具。在這活動中我安排學生回憶自己在生活中曾經使用過的工具,以調查表的形式展示出來。然后是統計自己組的同學功用過多少種工具。課堂氛圍很好!學生統計的工具不少,應該說我們的學生還是有一定的使用工具的經驗的。例舉的工具很多,比如:剪刀、菜刀、老虎鉗、錘子、鑷子、螺絲刀等等,但有同學統計出了:鉛筆、文具盒、電飯鍋、杯子等等一系列的生活用品。其二,選用什么工具好。在這一活動中,安排學生分組動手試一試用什么哪些工具能把釘在木版里的鐵釘、圖釘和螺絲釘起出來,并做比較:哪種工具用著更省力且方便。目的為了讓學生在交流探討中認識到:不同工具有不同用途,完成同樣的事情,使用恰當的工具能給我們帶來方便和省力。最后對教科書上的幾項工作進行探討,選擇使用滑輪、斜面、杠桿,讓學生對工具和機械進行再一次的觀察,最終讓學生明白什么是簡單機械。
整堂課下來學生興趣高漲,熱熱鬧鬧的,可到最后總結以上活動,引出“機械”時,學生還是犯迷糊。關于機械的定義,書上的定義給我模棱兩可的感覺,書上是這樣闡述的:在工作時,能使我們省力或方便的裝置叫做機械。我們都知道這個“省力”是針對力學上的,但是很多孩子對省力的外延無限地擴大化;還有對其另一個中心詞“方便”,孩子對其也非常模糊;據我了解,原五上教材對“省力”也沒有明確地定義,現在突然提出,孩子自然而然對其的定義會擴大化,于是他們自然會想到“電飯鍋”、“鉛筆”。
課后想來:假如用力學去解釋那肯定能精確,但小學階段并不要求深入探究力學原理。小學科學概念的廣而淺,有時候真為難到科學教師!
《杠桿的科學》
【教學小結與反思】
本課的教學設計具有以下兩個特點:
一是做到科學與生活緊密結合?!皬纳钭呦蚩茖W,讓科學回歸生活”,生活是科學教學取之不竭的資源庫,也是一本學生具有親身經歷的活生生的教科書。在本教學設計中,教師由生活中常見問題“如果碰到大石頭擋在路中央你有什么辦法把它移開嗎”入手,巧設疑問,激發了學生的學習興趣,促使學生盡快進入學習狀態,再從學生的討論發言中順勢引出杠桿的科學概念;在認識了杠桿的三要素之后,讓學生認識生活用具中的變形杠桿,出示部分生活工具讓學生辨別是否屬于杠桿,再到生活中找杠桿;在認識了杠桿的省力與費力的原理后,讓學生運用所學知識解釋生活現象。這些活動充分利用了生活中的資源,讓孩子們在活動中學習。
二是重視在實驗中學科學。杠桿現象對六年級學生來說是屢見不鮮的,但孩子很少對其中進行過理性分析。有些孩子可能在生活對杠桿有所理解,但是孩子的這種理解并不清晰,他們所建立的更多的是感性的經驗而不是科學知識。本教學設計讓學生通過杠桿尺開展實驗研究,讓學生初步認識到杠桿是省力還是不省力與它的三個點之間的距離有關,并在探究中認識到收集數據的重要性,發展學生利用數據來說明問題的能力。
《杠桿類工具的研究》
【教學反思】
本課教學,是在上節課通過杠桿尺的研究得出杠桿如何省力、費力、不省力也不費力的前提下,探究生活中的各類杠桿類工具。對于此課教學,我盡可能多的通過實物,通過學生的動手操作激發學習興趣,在游戲玩樂中體會科學的奧秘,掌握相應的科學知識。
如何區分杠桿是省力、費力、不省力也不費力,我先告訴學生兩步驟,1、先找到杠桿類工具的支點、用力點、阻力點;
2、分析三個點之間的位置關系,依據杠桿尺實驗的結論來區分。對于小撬棍撬開油漆桶蓋、長夾子夾遠處文具袋、開瓶器開啤酒瓶三個活動,讓學生在活動中進行分析,前兩項較易掌握,開酒瓶蓋不少學生找不準阻力點和支點,這里加以引導分析,強調支點的重要性。
生活中更多的杠桿類工具的分析,多準備些實物,當學生不甚明了時,通過我的操作使用演示,親眼看到了工作過程,學生就較易發現三個點,分析三個點的關系,從而能方便的區分是何種杠桿的應用。對于剪刀,一是不同用處的剪刀,其阻力臂和用力臂的長短是不同的,如理發剪、縫紉剪、園林剪、手工剪等;二是對于同一把剪刀,使用方法不同,其省力或費力情況也是不同的。對于費力的鑷子和筷子這兩種杠桿類工具,引導學生思考“為什么要設計成費力的?”讓學生明白費力杠桿也有好處,節約距離、方便。
整個課堂由于為了刻意提高課堂效益,課堂容量設計太大了,課后感覺各個環節有點走馬觀花,對于“小桿秤的研究”,因在同一堂課內完成,時間很緊,其實可以布置學生課后去制作,而學生在課外制作,沒有鉤碼類合適的稱量工具,對于刻度的劃分,有一定困難,也不便開展評價。因此,可以先通知準備相應的材料和工具,然后安排一節課時間用于制作、交流、評比,并能較好地探討“提繩的位置對秤的使用有什么影響?”“秤砣的輕重對秤的使用有什么影響?”兩個問題,作為對杠桿類工具探究的一個小結。這樣前半部分更加扎實,后半部分探究的也會更加充分!
《輪軸的秘密》
【教學反思】:
本課教學“輪軸”的秘密,對學生而言,輪軸雖是一個新的簡單機械知識,但生活中的應用卻相當廣泛,在教學中,要努力喚起學生潛意識的蘇醒,當他學完這課后,他會恍然大悟:“哦,原來是這個道理啊!”,并會去關注生活中更多蘊含著科學道理的事物和現象。
為了讓學生能有切身體會,我為每個小組準備了一個水龍頭和一把螺絲刀。水龍頭是去五金店里借的,學校可沒有,最好找那種“輪”可以卸下的水龍頭,這樣可以讓學生體會一下,在軸上用力扭水龍頭那費力的感覺,就對“輪上用力可以省力”有更深的印象了。
本課的教學難點在于“研究輪軸作用”、“輪軸的輪的大小對輪軸作用的影響”兩組實驗。為什么難?一難在材料,二難在操作。因為兩組實驗有先后層次關系,需要三個大小不等的輪來完成兩組實驗。我利用了原來的“機械實驗盒”中的材料,但仍不能滿足需要,因為最小的輪無法和其他兩個輪固定在一起,也就造成了“軸”“輪”不同步轉動的情況。為了解決這個問題,我用502膠水,將小輪粘在了中輪上固定了起來。
最后,讓學生例舉生活中應用了輪軸的現象,學生能說出很多很多,除了書中五種,還提到了:自行車的龍頭、鑰匙、電扇開關等等,開紅酒的開瓶器等等。充分體會到了生活中的機械應用無處不在,機械的應用給人們的生活帶來了極大的便利。
此課教學,也更使我感覺到科學課的材料準備很重要,課前教師自己的操作體會很重要。如果沒有這些準備,上課時就要事倍功半,就要出洋相咧。
《定滑輪和動滑輪》
【教學反思】
在六年級三個班都上了這一課,發現此問題在實際教學中存在很多問題,學生的各方面能力的欠缺也在此課上暴露了出來,如下就是我對此次教學的一些感想!
1、學生動手操作上沒有時間概念。在學生合作制作一個定滑輪的環節中本來應該說一分鐘就能完成的事情,有好幾個班級的學生足足花了5分鐘才安裝完成。大多數學生的動手操 作的能力還有待于提高。其次,學生的實驗習慣還沒有很好的養成。應該說六年級的學生經過三年科學課的學習,對于一些科學課的基本習慣和要求能很好的遵守,可事實上并不如此。到了六年級再來培養學生在科學實驗中的一些常規的習慣,浪費了很多正?;虒W的時間。因此,當學生剛剛接觸科學課的時候,尤其是三、四年級時要重點培養學生在科學課中的常規習慣。
2、學生對實驗計劃的制定還是存在著一定的難度。五年級時學生已經接觸到制定實驗計劃的問題。但這方面一直是科學課上的薄弱環節。科學課的最終目的就是要培養出學生能獨立制定計劃對問題進行研究的能力。因此,在制定計劃這一環節上也浪費了很多時間。
因此在經過前幾個班級的試上后,我決定將制定實驗計劃這個環節簡化掉了,只在口頭上制定,節省了一定的時間。
3、記得以前出現過用杠桿的原理去解釋定滑輪和動滑輪為什么不能省力和能省一半力的題目,因此我在第一個班級中將這個問題在課堂上進行講解,感覺效果不是很好,只有程度較好的學生能夠理解。對于大多數學生而言效果不好,卻在這個環節浪費了很多時間。其實對于定滑輪和動滑輪為什么不能省力和能省一半的力,我覺得在小學階段不用講解,而且動滑輪只要知道省力就可以了,至于為什么省一半力,這些都是初中才學的知識點,小學階段不用太多講。但如果有個別學生需要這方面的講解的話,我覺得可以個別輔導,也符合“吃不飽”、“吃飽”、“消化不了”三種不同情況的區別對待原則。
《滑輪組》
【教學小結與反思】:
在進行本課教學時,我注重以組織學生活動為主,利用學生的好奇、好玩、好動、好勝四大心理特點。課一開始,我就抓住學生的好奇心理,創設了一個問題情境:你知道起重機的作用嗎?學生對起重機裝置產生好奇,進而產生問題:“起重機是怎樣把那么重的物體送到高處去的呢?”緊接著抓住學生“好玩、好動”的天性,讓學生自己動手去研究滑輪組的作用,學生在玩、動的同時,有一定的任務,教師也給予一定的指導?;喗M的研究主要讓學生進行自主設計研究。這一節課,學生的學習興趣很濃,他們竟在課堂上興奮得手舞足蹈。如:當他們發現最簡單的滑輪組竟能省一半力的時候,他們覺得簡直不可思議。尤其在做游戲時,學生的興奮已達到了極點,他們就像是在看一場非常令人充滿激情的奧運會體育比賽。當然課堂上,還是有一小部分學生在設計實驗時比較困難,甚至不積極參與動手操作,特別是那些落后生。今后,在課堂上要多重視、多關心這些學生,多創造機會讓他們去表現自己,使他們增強信心,從而樂于參與到科學小組活動中去。
但對于這課的教學,我認為還是有難度的,主要是表現在滑輪組的組裝和多個滑輪組省力情況的研究,對于孩子們來說是有一定難度的。對于多個滑輪組省力情況的研究,實驗的效果很不理想,因為多個滑輪的摩擦力是很大的,加上組合方式要每組有所不同,這是有相當難度的,而我們的重物只是小得可憐的鉤碼,用4個鉤碼以上,效果還稍微理想一點。
《斜面》
【教學反思】
這節課感覺真是時間緊湊啊。老師們給了我很多的好建議,有待于我更好的改進。
1、課前引入時放的視頻《頭文字D》,為了激發學生學習興趣,想法很好,但賽車場面太少,無關內容較多。易分散學生注意力,似乎并沒有起到引入本課內容的作用。
2、科學是一門發散學生思維的學科,引入斜面后,如果讓學生先提出許多自己感興趣的有關斜面的問題就更好了,能很好的調動學生學習興趣。然后再說,本節課主要解決第幾個問題。
3、讓學生探究實驗前,先讓學生自己討論設計實驗,不要直接告訴學生怎么做,這樣能很好地發揮學生學習的自主性。學生設計完,教師再適時補充引導。實驗過程中,一定要再次注意提醒學生操作問題。
4、實驗前,可讓學生假設實驗結果,在進行實驗,看是否與自己的假設相符,這樣可增強學生學習興趣。
5、在學生實驗結果展示時,最好讓學生自己說。另外,教師準備的表格太小了,致使展示時不怎么清楚。
下次,一定要準備的很清楚,讓學生看的很明白。
6、教師注意自己的語言一定要嚴謹?!皬膶嶒灲Y果中有什么發現?”不是“從實驗結果中發現什么問題?”這樣的提問可能把學生的注意力引到問題上來。使學生產生誤解:好像實驗有什么不對的地方似得。
7、課件中有的小細節也要注意:某些詞會不會把學生引入誤區? 以后教學一定要仔細審核自己的課件和語言!
8、談斜面的應用時,教師舉例可少些,盡可能讓學生多舉例。舉完斜面生活應用后,最好再讓學生運用所學原理解釋原因。
9、最后,運用所學解決生活實際問題:“如何較容易騎自行車上陡坡?" 給學生更多的思考時間,讓更多的學生發表看法。
10、另外,課堂時間允許的話,最好再多問一些這樣解決生活實際問題的問題。讓學生更多的用知識解決生活。
11、如果將一些實物:斧頭、剪刀、螺絲釘等帶到課堂展示就更好了。
12、最后讓學生動手用紙卷鉛筆,在課的結尾也能調動起學生的積極性。
通過本節課的教學,眾老師的點評,真的是讓我受益非淺啊!感覺每次都能學到很多,無論是好的教學方法,還是管理學生方法,或者是平時的準備工作等一些小細節。小細節也能決定大問題呢!
《自行車上的簡單機械》
【教學反思】
本課通過對生活中常見的自行車進行觀察研究,分析其中的各種簡單機械原理,也算是第一單元的一個小結性活動。本課安排了四個活動:
1、了解人腳蹬的力通過鏈條和齒輪傳到了車輪上;
2、了解齒輪大小與車速快慢及用力大小的關系;
3、認識自行車上的簡單機械。
4、簡單機械的應用案例
上課準備工作前,我遇到的麻煩是:學校里找不到自行車,更沒有變速自行車。最后只能自己組裝齒鏈傳動等裝置并結合電腦課件進行演示。
第一個活動,學生身有體會容易理解。
第二個活動“齒輪大小與車速快慢及用力大小的關系”因為每班騎過變速車有過切身體會的學生不多,所以除了讓這些學生談談自己的體會之外,在通過自行車實物進行分析后,讓幾個學生通過探究實驗對自行車的前后2個齒輪進行觀察研究,改變一下齒輪比,小組內進行探究討論,發現2者之間的關系,并進行總結:大齒輪帶動小齒輪,轉動速度變快,小齒輪帶動大齒輪,轉動速度變慢,從而加深印象。
第三個活動“認識自行車上的簡單機械”,一定要讓學生觀察實物并動手感知才好。但實際課堂上這樣的條件不允許,只能通過個別學生的動手感知加上小組的討論,以及課件上的標示,將它們一一展現。自行車上的簡單機械主要是杠桿和輪軸的應用,在分析時,如果認 為是杠桿的應用,就要讓學生找找支點、阻力點、用力點;如果是輪軸的應用,就讓學生找找輪和軸,這樣可以加深理解。自行車上的簡單機械如下:
①自行車上的杠桿
A、控制前輪轉向的杠桿:自行車的車把,是省力杠桿,人們用很小的力就能轉動自行車前輪,來控制自行車的運動方向和自行車的平衡.B、控制剎車閘的杠桿:車把上的閘把是省力杠桿,人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上.C、自行車的踏腳用到了杠桿原理。以飛輪的輪軸為支點,用較長的鐵桿來轉動鏈條上的飛輪,可以省力。
②自行車上的輪軸.滑輪組
A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪:組成省力輪軸 B、自行車手把與前叉軸:組成省力輪軸。
C、后軸上的齒輪和后輪:組成費力輪軸(軸帶動輪轉動)。D、前軸上的大車輪與小車軸:組成省力輪軸 ③自行車上的斜面 螺絲與螺帽
本節課存在的缺點和不足:
1、學生可能對自行車的各個部件的名稱還不熟悉,上課前沒有介紹各個結構,結果導致學生匯報時很混亂,各種名稱都有。
2、實驗過程中,細節性問題處理不夠完善,如在研究自行車前后(大?。┹嗞P系的實驗中,設計上我分別安排了測量大(前齒輪)輪轉動一圈,?。ê簖X輪)輪轉幾圈?小齒輪轉動幾圈大齒輪轉一圈?結果我只讓他們測了第一個,后面得就沒有測,直接讓他們報出來了,這對學生構建科學概念及加深印象沒有幫助。這也是本節課的最大失誤。
3、沒能把齒輪的力量放大功能用實驗儀器展現出來。本來計劃是制作好齒輪盒后再在各個軸上裝上槽輪,槽輪內繞上線,線的一端掛上鉤碼,用各軸上鉤碼的多少來體現省力的多少。但出于制作工藝的限制,沒能及時制作出來。只能通過電腦課件演示,有點不太真實。
《抵抗彎曲》
【課后反思】
本節課上完后,聽了幾位教師的意見,覺得需要改進的地方還有很多。一是教師的基本功這塊內容,板書的字還需要多練習。上課語言表達能力上還需要注意和加強,課堂內評價性的語句太少,沒有給學生一個激勵,同時也需要肢體語言的結合應用。說話的內容太多,有些話其實不需要一再重復,說一遍學生也就能夠明白,不需要反復強調。提問時言語還不夠明白、準確,要讓學生知道你在問什么,這樣他們也才能準確地回答。一堂課上學生活動的內容以后要注意增加,給學生更多的時間活動,今天的課上活動前沒有交代完所有事情,導致最后實驗器材的整理上就出現了問題。在學生回答問題的時候回避了學生的一些問題,這樣也不好,要對學生提出的問題及時捕捉,就算沒有按你預先設想的回答那也要對他的回答進行肯定,鼓勵學生多思考。備課時的學生預設還要加強,多請教老教師,請教學生在這堂課中可能會遇到的問題和提出的問題,在備課當中就充分做好準備。以后還需要多聽課,多和老教師交流,學習更多內容。
《形狀與抗彎曲能力》
【教學反思】
1、學生對于研究形狀與抗彎曲能力關系時應改變的條件比較明確,但是,對于應該保持不點的條件認識上有不科學的地方。學生人為應該保持厚度不變,他們不覺得紙被折成“W”形后厚度有變化。這不利于學生理解 “L”形抗彎曲能力增強的原因。
2、有些形狀不利于用回形針做實驗,所以教師應根據實際情況再進行安排,靈活利用教材。
3、學生舉例時可以給予積極的引導,要求學生能科學清晰地表達自己的想法。
《拱形的力量》
【教學反思】:
《拱形的力量》的核心概念是:拱形承載重量時,能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分,產生外推力。如果抵住這個力,拱形就能承載很大的重量。我的教學和學生的探究活動就圍繞這個核心概念展開的。首先,我通過小松鼠過河這個故事來讓學生聯想到拱形的橋,這樣引入本節課的主題《拱形的力量》就水到渠成了,原本在這環節我預測學生會對橋的形狀有所懷疑,但是課堂上學生的表現,讓我明白拱形的橋已經是學生的前概念,教師沒有必要過多的去設計這一環節的問題,不然反而會適得其反。接著通過讓學生自己試驗平紙和拱紙在受力時所發生的變化,使學生親眼目睹了拱紙承重過程中的形變,初步感知拱形受力的特點,再由教師演示平橋和拱橋承受能力的對比試驗,使學生明白同樣大小和材料的拱紙比平紙承重能力強。在一環節中,學生對拱橋受力所發生的形變的解釋很模糊,不能從力的角度來分析,教師對于學生的一些表述也出現了錯誤的理解,導致在引導學生得出“拱形收到壓力時會將力向下向外分散開來”這一科學概念時費了比較大的勁。慶幸的是學生也都能理解這一概念。另外在這一環節上,我的實驗順序的安排上有些累贅,本來可以直接讓學生觀察受力時的形狀變化的同時,也讓學生直接對承受能力做出實驗,這樣效果可能更好也更直接。最后,在學生對拱橋在受力時,拱足會向兩邊展開認識的基礎上,讓學生思考如何讓拱形承受更大的力?學生會自然地想到要物體來抵住拱足。接著就引出用書本抵住拱足來增強拱紙承重能力的實驗,在這一環節上,我讓學生小組討論出實驗方案,討論結果大致可以分為兩類:
一、直接放一定的本書數量來測試,二、書本數量從少變多的順序來測試。第二種方案是我事先所料想到的,因此我想都沒有想就否決了第一種方案,讓學生全以第二種方案來進行試驗。事后我細想了一下,第一種方案也可以,可以讓學生自己采用小組的方案來測試,等到結束后,教師進行統計,將結果統一在一張表格中,然后通過對表格的分析得出書本越多越重,拱形的承受能力也在增強。在這個實驗中,對于拱形受力的標準,我定得過于模糊“拱頂變平了”,學生在試驗中出現了不同的意見。事后,我想可能在拱的下面放個一定高度的物體,以拱頂碰到這個物體為標準這樣操作性可能更強。
科學課上有很多的意外和突然,教師在備課的時候要不僅做到備課本還要做到備學生,盡可能的對學生可能的回答和想法進行預測,并且不能一味地按照之前的教學設計來安排過程,應該做到“形散而神不散”。同時,本來這堂課應該是在多媒體課件的輔助上,來進行教學的,可是臨時出現沒電的現象,讓我有些不知所措,使得事先想好的實驗提示要點都忘了提醒,這也對本節課的效果帶來了一定的影響,當然,這次經歷讓我明白了“計劃永遠趕不上變化”,在以后的教學設計中,都要有兩手準備,甚至更多的準備?!墩夜靶巍方虒W設計及反思
《找拱形》
【教學反思】:
關于《找拱形》這節課暴露出的學生的初始想法有兩點。一是關于圓頂形與拱形的聯系,學生有一種模糊的認識:圓頂形與拱形有聯系,但具體是什么聯系并不明確。所以我就擺出了一個拱形的模型,然后把拱形和圓頂形放在一起讓學生觀察。終于有學生說到了圓頂形和 拱形一樣上部都是拱起來的,還有學生說圓拱形從側面看就是一個拱形,我就見機讓同學發揮想像,我把拱形沿著拱頂和拱角中點連線為軸旋轉就形成了一個圓頂形。以此來告訴學生圓頂形就是拱形的組合。二是關于球形結構堅固性的質疑。學生的初始想法“球形結構并不比圓頂形堅固”是出乎教師意料的,是課堂中的一個生成點,卻也是來自學生最真實的想法。由于學生用于驗證自己想法的證據并不科學,而且這里牽涉到物理學中“壓力”與“壓強”的知識,在本節課中不適合展開教學。我就讓學生作了這樣一個實驗,把圓頂形和球形一起放在桌上,然后用力去壓,結果學生發現了圓頂形相對于球形而言容易壓扁。同時我還讓學生把圓頂形的半個乒乓球和球形的整個乒乓球放在手里捏,學生也發現半個乒乓球比較容易捏碎。這樣總算把學生剛開始認為圓頂形比球形堅固的想法給扭轉過來了。
對于“塑料飲料瓶形狀”的研究,涉及到的科學道理較多,很多同學都說出了很多的道理,剛開始還以為學生會講不出其中的科學道理,結果學生都想的很全面,有的學生還想到了瓶口為什么要做成螺旋形狀的,原因是因為運用了斜面的原理,可以省力,這一點我自已也沒想到的,雖然他說的不太準確,但這個學生居然還會運用斜面的知識來解釋瓶口要做成螺旋形的,把前幾面課上學的內容運用上來真的是很不容易的,所以我對他進行了表揚。還有就是關于瓶身為什么要做得很軟很薄這個問題,剛開始很多學生都答不上來,原因是因為他們的思維都局限到本節課所上的內容上了,他們忽視了日常生活的經驗,我就開始加以引導學生,告訴學生要從生產廠家來考慮這個問題,經我這么一說很多學生都明白過來了,做的薄是因為廠家想要節約成本。
《做框架》
【教學反思】
1. 從教材上看,本課是一節制作課,但又不是單純的制作課,編寫者更強調動腦筋,思考怎樣做框架,為什么這樣做;
2. 難點方面,還要細化,我感覺本課是要求學生通過分析不同形狀的框架的受力情況來認識三角形的穩定性和斜桿的作用,而框架受力的分析涉及到結構力學的問題,這對于學生來說是比較抽象的,不易理解,因此框架受力的分析是難點;
3. 我感覺在“三角形穩定性的研究”中教師的主導作用過多,學生被教師牽著在一步一步往下探究,其探究的內需力沒有很好的能到激發,建議要作調整,將學生的內需力激發出來,有意愿去研究三角形的穩定性,最好能夠設計一個情景,出現學生想做的框架有三角形的,也有四邊形等其他形狀的,學生們也各自據理力爭,有內在需要通過實驗去檢驗這些框架到底誰的穩定性最佳,我個人覺得這里是一節課亮點出現的最好時機,可以好好思考思考,預設一個非常棒的構思;
4. 知道了三角形穩定性好的基礎上,教師要做的就是給出任務,讓學生自己來動手改造四邊形框架,從而認識斜桿,并了解斜杠的作用,注意,一定要盡可能多的讓學生來解釋加入斜桿的原因,課件在其后出示,包括上面的“三角形框架受力”課件也是如此;
5. 設計的“立方體框架加固比賽”(書上是正方體框架)是非常好的,但我建議是小組比賽,鍛煉合作能力,(其實這也是一種考驗,不是每個小組都能非常好的合作的)同時時間也會節約很多;
6. 在“做一個堅固的正方體框架”中,書本上的兩個問題很值得學生思考——“加固這個框架可以在什么位置加斜杠?如果正方體框架承載了向下的壓力,哪些地方可以不加斜杠?”,如果從節約的原則出發,其正方體的上、下兩個面上的斜桿可以不加,對框架的穩定性影響不大,但事實是否如此,可以自己動手試試,我感覺可能還是會有很大的影響的,因為我們搭的正方體,尤其是學生搭的,不可能是理想中的穩固的正方體,其邊總有長短差異,出現正方體框架傾斜,不能完全直立,如果在上面壓重物,就有可能出現重物向下的壓力向側面傾斜,這是要考慮到的,因為你的比賽規則是先看承重多少,后看材料的多少;
7. 最后就是材料了,有結構的材料對學生的探究當然很重要,因此,小棒要盡可能做到大小、粗細和長短一致,為學生提供最好的探究材料,以保證學生探究的有效性和科學性。
《建高塔》
【教學反思】
學生對塔鐵特點的認識很清晰,能比較容易找出鐵塔不倒的原因。在設計高塔時,學生的思維很活躍,有些學生知道可以用吸管擴大底部的面積,還有同學在塑料瓶的連接處也用上吸管,使塔連接處更加牢固。
《橋的形狀和結構》
(反思:從材料這個角度再來重新審視和思考橋的形狀與結構,豐富了教學內容,拓展了教學的空間。挑戰難度從簡單到復雜,最終呈現很難完成的任務:用筷子搭一座能跨越筷子本身長度的橋。做到動手之前先動腦,進行設計并思考面臨的困難,讓學生有困難的時候適時、適度的伸出援助之手,當他們覺得容易之時增加難度。選擇一次性筷子作為主材料,準備容易,隨處可得;同時又能給學生帶來意外的驚喜:這么熟悉的材料居然能做這么特殊的“橋”;相信每個孩子在經過這樣的課堂探索之后,能自發的把課外延伸活動延續,從課內到課外就不再是一句空話了。)
《用紙造一座橋》
【教后反思】:
這節課是六年級綜合實踐活動的小課題,是一節探究課。綜合實踐活動是對各學科的一個整合,因此結合六年級《科學》教材設計了這次小課題。
綜合實踐活動不以掌握知識的多少為目標,也不以能否對知識進行復述為目標。作為素質教育的切入點,活動的目標更著眼于逐步完善學生內在的素質結構,追求的是學生獨具特色的和諧全面發展。
學生興趣濃厚,探究欲望強就是活動最基礎的前提,完全圍繞學生的興趣進行,并且全班同學都參與到當中來,這正是綜合實踐活動的一個最大特點。一節課下來,我認為有一下地方還有些問題沒有處理太好。
一、學生在做完造橋的設計方案后,應該給同學們一個交流研討的機會,這樣既可以開拓學生的思維,又能夠找出自己小組的問題,對后面的造橋工程又很大的幫助,但是我由于時間關系,并沒有給學生這個時間,造成設計方案最終被閑置的結果。
二、這節課的主要目的不是讓學生真的造出一些特立獨行的橋來,而是讓學生掌握造橋的方法和造橋是應該考慮的的一些影響橋稱重量的因素。當然,造出橋來更好,因此,我重點應該對學生的造橋計劃進行指導,而不是一味的評價學生的橋造的怎樣,好不好,能不能承重。
三、雖然教案里設計了引導學生介紹自己小組的橋的內容,但是學生并沒有按我要求的去做,在這個環節預設和生成沒有把握好。
四、檢測橋只是一個提高的環節,這樣可以激發學生造橋的欲望和決心。在檢測橋的時候,如果把監測臺再搭高一點,讓后面的同學都能夠清楚的看到各個小組的檢測過程,效果更好。
《電 和 磁》
【教學反思】
電和磁是能量這一單元的第一課,是單元導入課,因此我在備課的時候也考慮到了這點,稍微地提了一下。有關電的只是是小學科學的重點,要求學生不僅掌握相關的知識還要會運用。所以在備課的時候我盡量尊崇深入簡出,實驗中學的方法使學生理解。
在設計這堂課的時候我是按照“復習導入電和磁,來引出課題——討論研究電和磁的關系——電和磁的應用”這樣三個環節來的。在上課的時候也是這樣上的,整體的思路在我個人認為還是比較清晰的。整堂課開始的時候就出了一些小意外,實物投影機接觸不良導致浪費了好幾分鐘,這也是后來拖堂的原因之一,以此為鑒,以后上課得找個助手以備不時只需。剛開始就遇到這樣一個問題,就有點小慌,最后以口述的方式介紹奧斯特,這樣就導致了剛開始學生注意力不是很集中。在接下來的授課過程中,學生在做完通電導線會導致指南針的指針發生偏轉的實驗之后,得出兩個結論:電產生磁和電本身包含磁。由于在備課的時候我沒有想到這個情況,所以上課的時候粗略地排除了后者,根據“拿一個電池放在指南針周圍,看看指南針會不會動”。上完課的那天晚上,我一直在思考這個問題,后來試了一下,事實上指南針是會動的,因為電池旁邊有鐵片等金屬。所以這種方法是不能排除“電本身包含磁”。所以后來我再想了一下,不用深究到底是電產生磁還是電包含磁,只要得出電和磁有關系就可以了,只要知道通電導線能使指南針發生偏轉是因為有磁性。這樣既降低了難度,又能讓學生容易接受。這是我上課遇到的兩個小意外,第三個意外就是拖堂了!在此之前,試上了2節課都能按時下課,可見在時間掌控上還得加強。這次最主要時間也太短了,再者我又不知天高地厚地選了一課這么難上的課,導致了以上三個意外。革命尚未成功,同志仍需努力!教育這條路我還是剛入門,還需要不斷地摸索前進,加油前進呢!
上完這堂課之后,我就覺得心里很不舒服,感覺砸了,但是又不知道具體砸在哪里。在王慧敏老師、陳曉霞老師等前輩的幫助下我深刻的認識到自己的不足,知道自己在哪里摔倒,這樣我才能從摔倒的地方站起來,拍拍身上的土,繼續往前跑!
《電磁鐵》
【教學反思】
我上的《電磁鐵》一課,使我對科學探究這種學習方式以及實驗教學方法有了進一步認識。在本課中最重要的環節與難點是讓學生通過實驗知道什么是電磁鐵、電磁鐵的性質、學會制作電磁鐵、認識影響電磁鐵磁力大小的因素、了解電磁鐵的相關應用等。課堂上我采用我來引導和學生探究討論與實驗結合的方法,學生在我的引導中發現問題后,大膽猜測,分組討論并設計實驗方案來證實自己的觀點,培養敢于提出不同見解的科學態度。
教學設計時,我以“發現問題——提出假設——制訂計劃——分組實驗——得出結論——交流評價”為主線,具體如下:
一、創設問題情景導入教學內容,激發學生求知欲望。因此我設計由魔術引人,使學生對電磁鐵產生好奇,想知道電磁鐵的秘密,激發學生的興趣。
二、引導學生探究、實驗、分析,發現規律。通過我演示制作電磁鐵,讓學生初步了解電磁鐵的構造,同時也激發起學生參與制作、實驗的愿望。在實驗過程中,我加以巡視和指導,減少實驗中出現不必要的失誤。實驗后讓學生匯報與交流評價實驗結果,使他們敢于提出不同見解,努力分析實驗結果,找出實驗過程中的問題與錯誤。從而使學生通過實驗、匯報、交流評價等環節學會了制作電磁鐵,同時也知道了影響電磁鐵的磁力大小的相關因素。
三、尋找電磁鐵的應用,通過電磁起重機與電磁吸盤的影音資料,讓學生在輕松的氛圍下知道電磁鐵在日常生活中的應用,深化其對電磁鐵原理的認識與理解,同時引導學生探索電磁鐵的其它用途,提高學生把所學知識運用到日常生活的意識與能力。
《電磁鐵》一課起初的教學設計中,分組實驗時每個小組只打算準備一套實驗器材,后來我覺得四個學生共用一套器材,很難達到人人動手的目的,必須把開始的實驗設計拆除再進行第二個對比的實驗,我決定每個小組準備兩套器材。本課課件的制作也很花費了一番精 力,為了強調并表明電流對磁性的影響,我毅然把原課件中的電阻改成電池,一個裝置使用一節電池,一個裝置使用兩節電池,使學生非常明確地感知到電流對電磁鐵磁性的影響。
在本節課的教學中成功的地方有:
一、注重創設問題情景,注重與傳統的教學模式相區別。
二、我努力扮演好教學的引導者、組織者、參與者角色,處理好“教、扶、放”三者之間的關系。
三、注重學生在教學過程中的主體性,讓學生在自由、輕松的學習氛圍中主動地去實驗、去探索、去分析、去交流、去總結,體驗科學探究的樂趣。
本課教學中,讓我高興的是,在分組實驗,學生不僅發現了電流和線圈匝數這兩個影響磁性強弱的因素,還提出了“通電時間的長短”和“鐵芯是否生銹”兩個不在本課計劃范圍內的因素。雖然這有些令我措手不及,但我還是很開心,決定下節課繼續探究相關問題。
雖然《電磁鐵》一課教學效果良好,較好地完成了教學的目標,但是在教學過程中也存在了一些困難與不足:
一、電磁鐵這一裝置是學生不太了解的,對于六年級學生來說認識電磁鐵、了解其性質是很抽象、難度比較大的內容,因此教學中必須以制作簡易電磁鐵作為本課的切入點,減小認知難度。
二、本課教學中,我的語言還存在指導不到位、不夠簡練、不能一語中的等問題。
《電磁鐵》一課的教學既鍛煉了自己的教學能力,提高了自己對科學課教學的認識。
《電磁鐵的磁力》
【教學反思】:
科學的本質就是從提出問題到解決問題,特別是日常生活中人們所關心的問題。強調親歷科學探究的全過程,并從中獲得科學知識,體會科學探究的樂趣,理解科學的真諦,這便是科學教育的過程。我認為這是科學課的重點,也是和其他學科的區別所在,它并不在于傳授知識點而是學會一種學習的方法,學會處事的方式,培養一種科學的意識。
《電磁鐵的磁力
(一)》是教科版《科學》六年級上冊第三單元《能量》單元的第3課。學生都希望做一個磁力很大的電磁鐵,電磁鐵的磁力大小與其結構有明顯的聯系,所以做實驗尋找影響磁力大小的因素,適合學生心理需要和認知水平。設計用兩課時間讓學生經歷一個完整的過程,比較深入地探究哪些因素影響電磁鐵磁力的大小,并制作一個強磁力電磁鐵。本課有兩個活動。
第一,作出我們的假設。在這一步驟中,我讓學生尋找所有影響電磁鐵磁力大小的可能因素。在全班列出一張假設因素表,推測什么因素可能是影響最大的因素。
第二,設計實驗,檢驗假設。本節課安排全班共同檢驗一個假設:磁力大小與線圈圈數有關。過程分為制訂計劃、交流計劃、實施計劃,重點思考如何在對比實驗中控制條件的問題。扎扎實實地經歷這個過程不但是檢驗這個假設的需要,也為下節課學生更獨立地檢驗其他假設打下基礎。
對比實驗強調的是對變量的控制,早在四、五年級時學生就已接觸過對比實驗,對對比實驗的設計方法也已基本掌握,因此,本課指導設計對比實驗的重點不是一步一步具體指導,而是在學生自己設計的基礎上,引導學生考慮得更周密、更科學、更細致,從而使取得的數據更科學,更有說服力。
為此,在學生完成研究計劃后,安排學生交流、展示研究計劃,并引導學生對所展示的研究計劃質疑,闡述自己的想法,在研討中逐步完善研究計劃,在此基礎上,進一步提示應注意的細節,如:先做哪個實驗?做幾次?為什么?一個實驗完成后需要把線圈拆下來嗎?圈數多繞不下時怎么辦?按怎樣的方向繞?等等,目的是使實驗時盡可能避免其它因素的干擾,只改變其中一個條件,其它條件都不變,確保所取得的數據的科學性。
《電磁鐵的磁力二》
【教學反思】
1、這是我第一次參加區級的教學展示,再加上意外的發生,緊張的情緒影響了我上課的激情,我沒能用自己的的激情感染學生學習的熱情,課堂氣氛一直到制作強力電磁鐵使方才活躍起來。教師是教學的組織者,教師的情緒最能影響學生學習的熱情,在以后的教學中,我會努力去控制自己的情緒,隨時以最飽滿的熱情投入到課堂教學中去。
2、教學時間掌控失誤,分析原因,主要有兩個方面:
一是實驗用電磁鐵我讓學生在課堂上現場制作,雖培養了學生的動手能力,但由于學生操作的不熟練,用時過長;
二是由于臨時的停電,許多內容無法在大屏上展示,只能是口述,既影響教學的效果,也多花了一些原計劃不該花的時間。
教學時間掌控失誤,讓我最大的感受是我的教學機智還有待訓練與提高,在《科學》學科的教學上,學科知識儲備以及教學實踐還遠遠不足。
當然,在這堂課上,我還有許多的不足,還望對會兒評課的老師以及評委老師們能給我指出,謝謝!
《神奇的小電動機》
【教學反思】
學生親自拆開小電動機,對里面的裝置了解地更明白,有更多興趣想去探究。當問到電動機是怎么工作時,學生對幾部分零件就更加好奇,但是直接讓學生說出電動機的工作原理比較困難。先復習第二節課中用指南針偏轉判斷電磁鐵的南北極,以及磁鐵“同極相斥,異極相吸”的性質,再引到磁鐵,電磁鐵,電源三部分組成使得小電動機會轉。在實驗中既是驗證也是讓學生加深印象,更理解電動機的工作原理。實驗中先把轉子接在電源兩側,觀察是否會轉動,再在轉子兩邊靠近小磁鐵,觀察現在轉子的轉動情況,學生就恍然大悟,體會到其中磁鐵和電磁鐵的相互作用。
《電能和能量》
【教學反思】:
《電能與能量》講述的是能量之間的轉換,教材由學生最為熟悉的電能入手,首先讓學生思考,電在我們的生活中能做什么從而引出電能的概念,并由此讓學生思考除了電能以外,還有什么能量?這些能量能夠做什么事情?
至此教材進入第二環節,這些能量“躲”在哪?而作為引入,同樣是學生身邊所熟悉的,我們自身運動時的能量是從哪兒來的?食物,食物中儲藏的能量叫什么能呢?化學能,化學能躲在食物中,其他的能量分別躲藏在什么地方呢?
第三環節,能量可以互相轉化嗎?由第二環節進入第三環節,在教學上感覺比較突兀,過度不自然,第一次授課時感覺及不自然。
因此,在后面的授課中,將教材上的授課流程加以改進。
同樣,由電能夠做什么進入本課,引出電能概念,然后讓學生說說我們身邊除了電能還有什么其他形式的能量?
學生例舉了風能、水能、光能、太陽能等等。
教師有意將動能放在了學生舉例的最后面(如學生提前說出則最后加以總結),并請一位同學起來做跳躍運動并提問:“他在運動嗎?他具有動能嗎?他的動能來自與哪?”在這一步已然開始向學生滲透能量可以轉換的概念。
學生回答:“他的動能來自自己的身體?!?/p>
“是的,他的動能來自自己身體,而在科學上,我們把類似與人體自身這樣所具有的能量叫做生物能,每一種生物都有生物能,可是我們的生物能又是從哪兒來的?”
“食物”
“食物給予了我們能量,我們把食物中的能量叫做化學能,化學能躲藏在食物、燃料以及化學物質中,那么其它能量躲藏在什么地方呢?”
至此教學跳過教材中的一個小環節,并未讓學生討論并說明其它能量可以做什么,直接進入了教材第二環節,能量儲存在哪兒。在這一環節之后,教師則將課堂的中心再次回到電可以用來做些什么?并進一步提問:“電能可以做這些事情,其它的能量可以用來做些什么事情呢?做完這些事情以后,它們還是原來的能量嗎?”至此教學進入第三環節,能量可以相互轉化嗎?
修改后,感覺教學更為平滑,沒有了一開始的突兀感,自認為學生更容易接受。
《電能從哪里來》
【教學反思】
今天,上電能從哪里來這一課,偷偷地跑到科學探究式,把里面的手搖直流發電機全都拿了出來,上課效果出奇的好,孩子們都積極地做著實驗,課堂相當的熱鬧。但是下課的時候,我把手搖發電機收起來的時候,心情卻不怎么好了,弄破3個小電珠,郁悶中,這下自己要掏錢買了??
細觀這堂課,那是相當的簡單的,為了使課堂不至于無聊,無奈,只好千方百計想了一些有趣的活動,首先是我讓學生研究普通電池,用榔頭和鉗子把以前用過的舊電池拆開,研究內部的結構,幫助學生建立化學能的初步感知,然后就是介紹學生認識和使用手搖直流發電機,對于這個學生最感興趣,一堂課到處是擦擦擦的發電機齒輪的摩擦聲,不過雖然有點鬧,但幫助孩子們認識各種發電廠的基本原理。
臨近期末,著實讓孩子們樂了一把,就當減輕學期末的負擔吧??
《能量與太陽》
【教學反思】
《能量與太陽》是《能量》單元中最后一課的教學,在總結前段時間的學習的基礎上,應該培養學生節約能源的情感態度,教師直接講授的道理學生都懂,但未必能深入的體會道理,只有讓學生自己從能源的來源、能源在生活中的重要性、能源的緊缺、新能源的開發等環節的安排上體會出節約能源的重要性才是最深刻的思考。對于本節課的教學,我有以下幾點體會。
1.太注重知識的講授,自己說的太多。學生表達能力的培養同樣很重要,還有在課堂上要讓學生把話說完,即使說不完整也要注重讓他自己組織語句。
2.提問不夠謹慎,學生回答完問題要給予一定的肯定,要多表揚。3.討論不夠充分,突法發事件處理不夠妥當。4.重點環節安排可以再詳細一點。
《校園生物大搜索》
【教學反思】:
為上這一課,我特意跑遍了整個校園的角角落落,因為我知道上這課的難度——肯定會被學生這樣那樣的問題問倒。于是我查了不少的資料,請教了不少的老師,希望自己能一看到一種生物就能馬上指導孩子哪里去查找資料,怎樣去熟悉這種生物。
帶領孩子們去熟悉校園生物的時候,我在安排教學設計的時候,根據實際對觀察范圍做了適當的調整,因為我們的校園比較大,把整個校園觀察遍,估計安排半天時間都來不及,這課的教學要在一堂課上完成校園生物的記錄那是很不現實的,時間上不太允許,于是我縮小了調查的范圍。
在調查中,意料中,孩子們對很多生物都是陌生的,只知道蚱蜢、西瓜蟲、狗尾草,而對于很多常見的生物他們其實也是叫不出名字的,在教學中,對于有些生物我是給他們直接介紹的,因為我感覺種種畫下來,去調查,這是不太現實的,于是只安排了5種左右容易查找到的生物,讓孩子們自己去查閱相關資料,了解名稱和特性。安排的時候盡量是“跳一跳能摘到桃子”。不然這樣課的教學是很會失去調查的興趣與欲望的。
整個課下來,前面幾個班級因為自己教材的理解上、時間的把握上有這樣那樣的問題,所以感覺不怎么流暢,但是但第四班上的時候,自己很有感覺了,而且自我感覺效果也還可以。
《校園生物分布圖》
【教學反思】:
這一教學內容,得花上兩教時了。光讓12個小組匯報、交流、補充在這兩天里對校園分區域搜索的結果,就花了整整一堂課。雖然時間花費較多,但還是值得的。一則說明學生認真參與了,因為仔細搜索過才會有那么多可說的;二則交流的過程越充分越詳細,對“制作校園生物分布圖”這項后續活動是有利的。因為我是將全班分四大組分別搜索四分之一校園區域,此堂課作為一個匯總階段,所以還無法讓學生回答:校園里共有多少種動物和植物?在匯總交流時,還應讓學生明白,雖然我們仔細搜索了,但并沒有發現校園內所有的動植物,因為季節原因,因為觀察疏忽的原因,由此體會到生物種類的繁多。
《多種多樣的植物》
【教學反思】:
在教學這一課時,我認為利用校園中學生觀察過了解過的植物更有利于教學活動的開展。教師可以事先給校園的植物拍好照片,通過媒體展示給學生。因為學生對這些植物已有一定的觀察認知基礎,所以感觸更深,對分類活動的開展更有利。在分類時,先確定標準。分類的標準,學生除了依據書中介紹的草本和木本,水生和陸生之外,還能提出開花和不開花,有種子和沒種子等分類標準,有些可以教師補充,如按常綠和落葉分。確定標準后,依據不同的標準給植物分類這項活動,最好是提供各類植物的照片(名稱),然后依據學生的匯報,用磁鐵在黑板上排列分組,再換一個標準進行分類、排列,這樣,就能很直觀地發現:分類標準不同結果也不同,而且有利于交流討論。我沒有按設想的印出那么多植物照片,就改為發卡片讓學生寫出校園植物名稱進行排列,效果也差不多。依據校園植物,使學生了解了分類標準,了解了如何按植物的特征對植物進行分類之后,可以將范圍擴展到校外植物,讓學生說說所認識的校園外的植物中,哪些是草本、木本、水生、陸生、常綠、落葉??
按著分類活動的延續,將植物分為開花和不開花植物。對于開花植物,學生了解較多,可以結合四年級種植的鳳仙花對植物加以了解進行說明。而對不開花植物,學生了解認識不多,需要向學生介紹:苔蘚、蕨類、藻類。其實苔蘚和蕨類植物,一般校園中都能有所發現,藻類植物生活在水中,教師課前最好搞些實物來供學生觀察了解。
《種類繁多的動物》
【教學反思】:
在分類教學時,著重應讓學生掌握脊椎動物和無脊椎動物的區別,了解鳥類、魚類、昆蟲、哺乳動物的身體特征。借助實驗室里的部分動物骨骼標本、人體骨骼模型,結合平時生活中吃魚、吃雞時的感受,學生對脊椎動物的特征能有一個較清楚的認識。但在給昆蟲、鳥、魚、哺乳動物添加成員時,卻又出現了各種問題:雞、鴨、鵝不當鳥類;蜘蛛、蜈蚣當昆蟲等,真是難以理解六年級的學生怎么還會有這種低級錯誤。在出現這些問題時,我讓學生再次閱讀書本中關于四種動物的概念定義,再結合這些動物的身體特征進行區分刪選,及時把問題解決。學生在課堂上,還會提出:蜘蛛、蜈蚣還有校園中常見的蝸牛、潮蟲(西瓜蟲)不是昆蟲類動物那屬于哪類動物?可以找些資料讓學生了解一下。學生還會提到校園中看到的毛毛蟲,要向學生說明,毛毛蟲是蝶蛾動物的幼蟲,不是單獨的一種動物類別,而蝶蛾屬于昆蟲類動物。
《相貌各異的我們》
【教學反思】:
教學時,先舉例各種相貌特征,說說有哪些不同,按照學生的說法,教師板畫,以此來確定分類的方法,并指導學生了解一種相貌特征的不同類型,指導學生該如何描繪不同的相貌特征,利于后續教學的開展。在此基礎上再開展組內的觀察活動,描繪同組內同學的相貌特征。
全班的相貌調查、統計活動,課內讓學生自行面向全班開展調查活動,有一定難度,紀律不好控制也浪費大量時間,課后調查,又無法保證學生是否會去完全。所以,我安排了學生進行自我觀察,帶來小鏡子,觀察自己各方面的相貌特征,然后教師進行統計,學生記錄數據。
《原來是相互關聯的》
【教學反思】:
不同環境中的植物,從水生植物和陸生植物,不同地區的植物兩方面,對植物的根、葉兩部分進行研究。教師應準備些植物樣品,便于學生更直觀的進行觀察、分析。教學前,讓學生聯系四年級時學的植物知識,說一說根、葉對于植物的作用,再結合浮萍、草的根的結構特征加以區別,說說為何會這樣?這樣學生對于水生植物、陸生植物的根的特點,為何會長成這樣,就比較容易理解了。講解植物葉的特征,過程方法同上,先說說葉的作用,然后說說仙人掌、松樹、香蕉樹三種植物葉的特征,再結合各自的生長環境分析植物的葉與環境的聯系。最后,再讓學生舉例類似的植物結構特征與環境相適應的例子,以此來拓展鞏固學到的知識。
不同環境中的動物。鴿子和金魚這兩種動物的特征較明顯,生活的環境也完全不同。對于體形,紡錘形,學生不理解,只會說是流線體,教師要解釋一下什么是紡錘。其他的特征及功能,學生還是能說的很好的。教師重在引導他們分析。
實驗證明部分功能的作用,教師進行演示實驗,用保鮮膜包住鯽魚的身體,使鰭無法運動就能了解鰭的作用了。不能把魚鰭剪了,這樣傷害小動物,有違情感教育的目標要求。體形的研究,用泡沫塊割成不同形狀,進行適當配重,使其略沒入水中,然后用大小相同的力推動,可以看出魚的紡錘體體形在水中有利于減少水流的阻力。
最后一部分,討論生物的器官特點,分析它們的作用及生活的環境,對于學生而言,并不難,均能結合實例很好地說明。
《誰選擇了它們》
【教學反思】:
青蛙的去與留??磮D,說說黃色青蛙和綠色青蛙的身體特征,根據特征,推測它們的生活環境,這項活動,學生較好理解。為什么會有這種區別,結合圖示予以講解,講解時要說明背景色彩的變化喻示著自然環境的變化,由草地變成了荒漠,隨著環境變化,能適應環境變化的青蛙能更好地偽裝自己保護自己就能避免被天敵消滅而生存了下來的道理。
大自然選擇了它們。出示幾種學生說的極地動物圖片,如北極熊,企鵝,北極狐,海獅,海豹等,通過觀察,來發現它們體形上的共同之處:體形都較大,有厚厚的毛皮及脂 肪。然后將同類不同種的動物進行比較,如將紅狐與北極狐比較,將棕熊和北極熊比較,通過圖片觀察,學生會發現,極地動物的體形真的要比同類其他地區生存的動物要大,要圓,而且附屬器官會較小,為什么會這樣?學生很自然會提出這個問題。通過資料閱讀,了解伯格曼法則及艾倫推理。然后通過演示實驗幫助學生理解。這個實驗中,三個瓶子分別代表了體形大而圓的極地動物,體形小而圓的動物,體形不圓但大的動物。按理論而言,應該是大而圓的燒瓶降溫最慢,而實際操作中,往往會出現實驗誤差,教師應事先反復嘗試幾次,選擇較為合適的,有一定差異的實驗器材才會使實驗效果明顯些。這個實驗中只需要了解哪個降溫最慢就可以,其他兩個的快慢比較不需要深入。教學時,可以讓學生閱讀資料庫中的“從北極熊想到的”這篇文章,能加深理解。
選擇改變著生物。動物的變化,學生較易理解,尤其對于金魚是由鯽魚培育演化而來的較為新奇。植物的改變,需要強調,并不是偃麥培育成了小麥,而是偃麥和小麥雜交,培育出了新品種雜交小麥,同理,稗子與水稻雜交,培育出了新品種雜交水稻。
《生物多樣性的意義》
【教學反思】:
“生物多樣性與其他生物”教學環節,并不是從生物的食物聯系角度來分析,而是從相互依存的角度來分析。這個內容,要充分展示學生集體的思維結晶,一兩個學生是舉不出太多例子的,而在全班共同的思考、討論下,學生能講出很多實例,如:蒼耳有鉤,借助有毛皮的動物來傳播種子;鱷魚靠牙簽鳥剔除牙縫里的殘渣;犀??肯B來預警等等。
“保護生物多樣性”。學生在前面學習的基礎上,自然明白了生物多樣性的重要意義,也自然懂得應該保護生物的多樣性。該如何保護?這是本課的最終要求?讓學生通過網絡等渠道了解家長生物多樣性的情況,聯系生活,想想生活中有哪些破壞、傷害動植物的情況,從而有針對性地提出一些倡議,尤其要強調“人類是生物家族中平等的一員,不可任意主宰其他生物的生存與否”這一思想。本課結束后,我布置了一份作業:以“校園生物多樣性與我們的生活”為主題,寫一篇作文,要求結合“校園生物大搜索”活動中對校園動植物的了解,結合本課生物多樣性的意義,說說自己的感想。我想,這樣更貼近學生的生活,學生應該更有話說吧!
第五篇:教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
3、生活中的靜電現象
生活中的靜電現象隨處可見,你知道的有哪些?
二、認識電荷
1、不一樣的電荷
1)靜電既然存在于所有的物質之中,為什么我們通常感覺不到物體帶電呢?認識正電荷和負電荷
2)進一步研究靜電現象----小組研討
解釋前面的靜電現象:如:塑料梳子梳理干燥的頭發,梳子帶負電荷,頭發帶正電荷,互相靠近時產生互相吸引的現象,所以頭發就飄起來了。
3)用一塊羊毛皮反復摩擦充氣乞求的一個側面,將氣球的一個側面靠近頭發,發現了什么?(2人一個小組,一人操作,一人觀察,后互換)
小結:兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時互相排斥,跟我們前面所學的磁鐵的現象類似,同一種電荷(都是正電荷或都是負電荷)互相排斥,不同種電荷(一正電荷和一負電荷)互相吸引。
2、讓電荷流動起來
摩擦能使電荷從一個物體轉移到另一個物體,從而使物體帶上正靜電。帶靜電的物體中的電荷卻不能持續流動。要形成電流就必須使電荷流動起來,需要具備動力,需要形成電路。
板書設計: 生活中的靜電現象 靜電現象:正電荷、負電荷 電荷能流動起來 教學后記:
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
1·2 點亮小燈泡
【教學目標】
科學概念:
1、只有電流流過燈絲時小燈泡才會發光。
2、利用電來點亮一只小燈泡需要一個完整的電路。
3、一個完整的電路可以使用相同的材料,而用不止一種方法建立起來。
4、電池兩端直接用導線連接在一起,就會發生短路。過程與方法:
1、連接簡單電路。
2、觀察、描述和記錄點亮小燈泡的實驗現象。
3、根據實驗現象對電流的流向做出大膽的想象與推測。情感態度價值觀:
1、體會對周圍事物進行有日的、細致地觀察的樂趣。
2、敢于根據現象做出大膽的想象與推測。
3、激發進一步探究電的興趣?!窘虒W重點】
正確連接電路 【教學難點】
認識小燈泡的結構,正確連接小燈泡 【教學準備】
小燈泡、1.5 v的干電池、導線、實驗記錄單、小燈泡的剖面圖或剖開的大燈泡的實物、電池和小燈泡的圖片等 【教學過程】
一、引入
當我們閉合家里的開關,電燈就會亮起來。電燈為什么會亮呢?考慮過這樣的問題嗎?讓我們先來研究一下小燈泡吧!
二、認識小燈泡等的結構
1、小燈泡的構造
1)小燈泡大家都看到過吧?你能畫一畫印象中的小燈泡嗎?要求劃出小燈
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
泡的內部構造觀察小燈泡。
2)每組一個燈泡,觀察小燈泡的各部分結構。3)交流觀察結果,并對自己畫的小燈泡作出修正。4)猜猜電流是怎么從小燈泡內部通過的?用手指畫一畫。
2、觀察導線、電池,說說導線和電池的結構
三、讓小燈泡發光
1、點亮小燈泡
1)小組活動----連接這些實驗器材,想辦法使小燈泡亮起來,用手比劃說說電流是怎么流動的?并做好記錄,用箭頭畫出流動的方向。
2)組織學生匯報:連接好的小組上臺展示,并說說電是怎么流動的?它的方向是怎樣的?沒有連接好的也上臺展示,與全班同學一起分析,可能出現的問題----滲透短路、斷路等知識。
2、嘗試用多種方法點亮小燈泡
1)還能用哪些方法點亮小燈泡,用實物圖畫下來哦。
2)畫出每一種連接方法的電路中電流的流動路徑,說說自己是怎么想的。3)把連接圖貼在黑板上,在全班交流 4)分析接亮的共同點
3、出示實物圖,分析哪個燈泡會亮,哪個燈泡不會亮。
四、安全教育
我們在課堂上使用的都是電池,電壓較小,不傷及到生命,而發電廠發出的,通過導線送到各家各戶的電是220V交流電,這是足以引發觸電事故的、致人死亡的點,所以我們不能直接用家里、學校里插座中的電做實驗。在使用的過程中也尤其要注意。
板書設計: 點亮小燈泡 小燈泡 導線 電池 不同實物圖展示: 教學后記:
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
1·3 簡單電路
【教學目標】
科學概念:
1、一個簡單電路需要一個能持續提供電能的裝置一電池。
2、電從電池的一端經過導線和用電器返回到電池的另一端,就組成了一個完整的電路。
3、使用相同的材料,電路可以有不同的連接方法。過程與方法:
1、用更多的方法和材料點亮更多的小燈泡。
2、觀察、描述和記錄有關的實驗現象。
3、用簡易符號表示一個電路的不同部分。情感態度價值觀: 激發對電探究的興趣?!窘虒W重點】
1、使用相同的材料,電路可以有不同的連接方法。
2、用簡易符號表示一個電路的不同部分?!窘虒W難點】
用更多的方法和材料點亮更多的小燈泡。【教學準備】
每小組小燈座2個、電池盒1個、1號電池1節、導線4根、小燈泡2個、記錄紙若干,記號筆1支。【教學過程】
一、活動導入:
1、連接比賽:每組一節干電池、一根導線和一個小燈泡,把小燈泡點亮。
2、討論:我們這樣用手按著來點亮小燈泡,一松手小燈泡就不亮了。是不是有點不太方便???
3、引導學生想辦法解決這個問題。(提醒學生觀察或回憶學校和家里的電燈是怎樣安裝的)
二、觀察電池盒和小燈座,學會使用電池盒和小燈座連接電路。
1、教師逐個出示小燈座、電池盒,讓學生觀察電池盒和小燈座。
2、討論:這兩個工具是干什么用的?怎么使用?
3、請一生演示電池盒和小燈座的安裝,教師可以做如下提示:(1)安裝電池的時候有什么要提醒大家注意的?(2)小燈泡是怎么裝到小燈座上的?(3)導線怎么連?(指出彈簧接線頭的最佳連接方法)
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(說明:電池盒和小燈座的使用方法也可以在學生觀察的基礎上由教師直接按照教科書上提供的步驟告訴學生,不必對使用方法進行討論。教師邊講解,學生邊操作,保證每個學生都會使用。)
4、學生使用電池盒和小燈座連接電路,讓小燈泡亮起來。
5、請一組學生展示他們的連接實物圖,教師介紹用簡單的符號畫電路圖的方法。
三、讓更多的小燈泡亮起來:
1、再提供1個小燈泡、1個小燈座、3根導線,讓學生嘗試怎樣使兩個小燈泡同時亮起來。
2、學生使用教師提供的材料來進行各種嘗試,當嘗試成功后,再去嘗試其他的連接方法。
3、教師提醒學生將各種方法的電路圖畫出來,以便交流。
4、根據各小組電路的連接情況,再發給每個小組一節電池和一個電池盒,探究兩節電池在電路中的連接方法,并畫出電路圖。
5、實驗結束,小組匯報,互動交流。
(交流要點:小燈泡亮了嗎?用了幾種連接方法?哪種方法更好?為什么?為什么不同的方法都能使小燈泡同時發光?指出電在電路中是怎樣流動的。)
四、活動延伸:
1、挑戰:我們能連接更多的小燈泡和電池,讓它們同時亮起來嗎?
2、討論他們的想法,使學生對電路的認識得到進一步發展。板書設計:
3、簡單電路
電池 導線 用電器(電池盒和小燈座)連接方法 點亮小燈泡 教學后記:
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1·4 電路出故障了
【教學目標】
科學概念:
1、利用電來點亮小燈泡需要一個完整的電路(通道)。
2、電路出故障了,電流就會中斷。過程與方法:
1、制作一個電路檢測器。
2、應用電路檢測器檢測并排除電路中的故障。情感態度價值觀:
培養尊重他人意見,敢于提出不同見解,樂于合作與交流的精神。【教學重點】
用一種新的方法來檢測電路——做一個“電路檢測器”,體驗科學的檢測手段將使我們更為迅速地解決問題?!窘虒W難點】
應用電路檢測器檢測并排除電路中的故障?!窘虒W準備】
每組2-3個小燈泡、導線若干、電池、電池盒、小燈座、壞的小燈泡、沒有剝皮的導線、廢電池、形成斷路的電池盒、一套做電路檢測器的材料、一張電路檢測器的掛圖。【教學過程】
一、觀察導入:
1、出示一個能使小燈泡發光的串聯電路,讓學生畫出簡單的電路圖,并說一說電流是怎樣流動的。
2、說明:小燈泡發光是因為在這個電路中形成了一個完整的回路。(板書:回路)
3、提供一個出了故障的電路,并提出問題:小燈泡為什么不亮了?引出下面的探究活動。(建議:教師可準備多個好的和壞了的小燈泡,有電的和沒電的電池等材料。)
二、什么地方出故障了?
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1、首先可以引導學生檢查連接的方法,結合前面的學習,排除連接方法上的問題。
2、引出新的問題:為什么連接方法正確而小燈泡卻不亮呢?引導學生來整理造成小燈泡不亮的各種原因。
造成小燈泡不亮的原因 1.小燈泡壞了; 2.燈座松了,沒有連上; 3.?? 4.??
(說明:這是發掘學生已有知識和經驗的過程。要給他們一定的時間,盡可能多地分析電路出故障的可能,并做好記錄。)
三、做個電路檢測器:
1、討論,用什么辦法來檢測有故障的電路? 一般有下面幾種方法:
①檢查法:檢查電路中的連接是否完好。(電池盒兩端彈簧夾上的導線有沒有夾緊;電池是否放好了;小燈泡擰緊了嗎??)
②替換法:用另外的燈泡、電池、導線等來替換電路中的材料,看看小燈泡是否能亮。
2、在此基礎上指導學生按教科書中的提示做一個電路檢測器。(電路檢測器做法:把上節課連接過的簡單電路中的小燈座上的一根導線頭拆下來,另外再連上一根導線,這就是我們的電路檢測器。)
3、做好電路檢測器后,試試靈不靈。
4、根據教材10面的插圖講解檢測電路和檢測電路中各個部分(小燈泡、導線)的方法。(把故障電路的某一部分電路或某一個元件連到電路檢測器的兩個導線頭之間,如果小燈泡亮了,就說明這部分電路或這個元件是暢通的、沒有故障的,否則就證明這部分電路或這個元件不暢通、有故障。)
5、檢測器檢測電路故障注意以下幾個問題:
(1)在檢測電路時,應先把故障電路中的電池從電池盒中取出;(2)檢測故障電路中的電池是否有電,應采用取出電路檢測器的電池盒中
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案 的電池,將故障電路中的電池放在電路檢測器的電池盒里,看看小燈泡會不會亮。
6、制定檢測計劃。提醒學生用電路檢測器查找故障產生的原因,要邊檢查邊做記錄;最后數一數電路中一共有幾個地方出故障了。
7、利用排除法進行測試,找出故障的原因,要讓學生再試一次,使小燈泡重新亮起來。分組匯報。
8、強調安全事項。
電路檢測器只能在實驗室里檢測簡單電路,不能用來檢測220V的電路。
9、拓展:還有其他方法查找電路中的故障嗎? 板書設計:
4、電路出故障了 回路
故障 電流中斷 造成小燈泡不亮的原因 1.小燈泡壞了; 2.燈座松了,沒有連上; 3.?? 4.?? 電路檢測器 教學后記:
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1·5 導體與絕緣體
【教學目標】
科學概念:
1、有的物質易導電,這樣的物質叫做導體;有的物質不易導電,這樣的物質叫做絕緣體
2、導電性是材料的基本屬性之一。過程與方法:
1、根據任務要求制定一個小組的研究計劃,并完成設想的計劃。
2、實施有關檢測的必要步驟,并整理實驗記錄。情感態度價值觀:
1、學會與人合作。
2、培養尊重事實的實證精神。
3、認識到井然有序的實驗操作習慣和形成安全用電的意識是很重要的?!窘虒W準備】
為每組學生準備:木片、塑料片、陶瓷、紙板、橡皮、布、絲綢、皮毛、鋼管、玻璃、鉛筆、銅絲、鉛絲、鋁絲(易拉罐)、鐵絲、卷筆刀、硬幣、導線、插座、20種待檢測的物體,一個電路檢測器。一份科學檢測記錄表?!窘虒W過程】
一、觀察導入:
1、觀察簡單的電路連接,說說電流在電路中是怎么流的。
2、討論將電路中的導線剪斷,會出現什么情況,為什么?
3、想辦法重新接亮小燈泡,在此過程中引導學生發現電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。
4、討論:為什么電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。
5、講授:像銅絲那樣容易讓電流通過的物質叫做導體;像塑料那樣不容易讓電流通過的物質,叫做絕緣體。(板書:導體、絕緣體)
二、檢測橡皮是導體還是絕緣體
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1、提問:怎樣檢測一塊橡皮是導體還是絕緣體呢?
2、預測橡皮能否通過電流使小燈泡發光,并做好記錄。
3、使“電路檢測器”的兩個檢測頭相互接觸,檢驗小燈泡是否發光。
4、用兩個檢測頭接觸橡皮的兩端,觀察小燈泡是否發光。
5、重復檢測一次,并將檢測時小燈泡“亮”或“不亮”的情況記錄下來。
6、得出結論:橡皮是絕緣體。
三、檢測20種物體的導電性:
1、在材料盤中為學生提供20種供檢測的材料,一張“我們的檢測記錄”表。
2、在檢測前,要求學生對每一種物體是否可以使小燈泡發亮做出預測,然后進行嘗試實驗,并做好檢測記錄。(活動中,要關注每組學生活動的參與性、興趣的持久性,鼓勵他們學會合作。)
3、待所有的檢測都完成后,各組整理分析檢測的結果。
4、表達與交流:哪些物體能使小燈泡發亮,哪些物體不能使小燈泡發亮。
5、在觀察的基礎上對20種物體進行分類,并從分類中發現一定的規律,由學生對導體和絕緣體做出自己的描述。(說明:對插頭、卷筆刀等復雜物體可以引導學生進行識別,知道許多物體構成復雜,有的部分能使小燈泡發光,有的部分不能使小燈泡發光。我們常利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。)
四、討論教室電器設備的絕緣措施和進行安全用電教育。
1、引導學生觀察教室里哪些設施是絕緣體做的,哪些是導體做的。
2、描述絕緣材料的用處,理解各種材料的作用。提醒學生要好好保護電器設備上的絕緣體部分,注意安全用電。
3、概括:我們利用導體把電送到人們需要的地方。我們利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。
板書設計:
5、導體與絕緣體 導體 導電性 絕緣體 安全用電 教學后記:
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1·6 做個小開關
【教學目標】
科學概念:
1、開關可以用來連接或斷開電路,控制電路中電器元件的工作狀態。
2、開關有的地方需要用導體來做,而有的地方必須用絕緣體來做。過程與方法:
利用身邊的材料設計并制作一個簡單的開關,并用它來控制電路。情感態度價值觀:
培養動手實踐能力和創新意識。【教學重點】
觀察手電筒的開關 【教學難點】
設計并制作一個簡單的開關,并用它來控制電路。【教學準備】
為每個小組準備:一只手電筒和相應的干電池,軟木塊(橡皮)一塊、圖釘兩個、曲別針一個,小燈泡一個,小燈座一個、電池盒一個、電池一節,導線若干,紅燈、綠燈和黃燈各1個?!窘虒W過程】
一、觀察手電筒:
1、觀察組成手電筒的各種材料。
討論:在這些材料中,有哪些是導體,哪些是絕緣體?為什么有些地方要用導體,有些地方要用絕緣體?
2、觀察手電筒的構造。
思考:電池和小燈泡是怎樣安裝的?電路中電流的路徑是怎樣的?試著標出電流的路徑。
3、觀察手電筒的開關。
觀察并操作手電筒的開關,體驗開關是怎樣控制小燈泡的亮和滅的。(教科書提供了一張手電筒內部構造的電路圖,圖中表示的是電路斷開的時候??梢砸龑W生想一想,如果手電筒的電路是通的,圖上的開關該怎樣表示?畫一畫電流
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是如何從電池的一端通過開關和小燈泡回到電池另一端的。)
二、做個小開關:
1、給每一組一個斷開的電路,討論怎樣設計一個開關。重點討論:用什么材料來做,怎樣控制小燈泡的亮和滅。
2、利用身邊的材料,討論并設計制作一個小開關,然后在全班展示交流。
3、利用每組準備好的材料,小組合作制作一個能交叉控制紅綠燈的電路。推測一下,什么時候紅燈亮,什么時候綠燈亮。(活動目的:用一個開關來控制紅綠燈的亮與滅。)
4、如果要在紅燈變綠燈、綠燈變紅燈的中間亮起一盞黃燈的話,應該怎么辦?(方法:在一個開關控制兩個電路的基礎上,再增加一個電路,用一個開關控制三個電路。)
5、交流匯報:
(1)在小組活動中發現了哪些問題?(2)解決了哪些問題?(3)還有哪些問題沒有解決?
(4)一共運用了幾種小開關的制作方法?
(5)自己設計的紅綠燈是怎樣控制的,和生活中的紅綠燈有什么區別?
三、延伸與拓展:
1、介紹幾種不同的開關,如遙控開關、拉線開關、閘式開關、活動開關等。
2、布置學生課后調查家里用電器的開關是什么樣的,這些開關是怎樣控制電路的。
板書設計: 6、做個小開關 開關 連接或斷開電路 導體 絕緣體 做個小開關 控制紅綠燈
遙控開關、拉線開關、閘式開關、活動開關等 教學后記:
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1·7 不一樣的電路連接
【教學目標】
科學概念:
1、如果電能從一點流到另一點,兩點之間一定有導體連接,這兩點之間就構成一個電的通路,否則就是斷路。
2、串聯電路和并聯電路是兩種用不同連接方法組成的電路。過程與方法:
1、用電路檢測器檢驗接線盒內電路的連接情況。
2、嘗試用不同的方法連接電路,并在反復觀察和實驗中發現不同連接方式的特點。
情感態度價值觀:
1、培養勇于挑戰、繽密推斷的態度。
2、樂于交流自己的觀點?!窘虒W重點】
用電路檢測器檢驗接線盒內電路的連接情況 【教學難點】
能運用串聯和并聯兩種用不同連接方法組成電路 【教學準備】
為小組準備:一個電路檢測器、兩個四個接線頭的盒子(其中一個只有一組通路,另一個有三組通路)、實驗記錄單;一節電池(配電池盒)、一個小燈泡(帶燈座)、導線幾根。【教學過程】
一、里面是怎樣連接的:
活動一:關于
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活動二:檢測、推測
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板書設計:
7、不一樣的電路連接 通路 斷路
里面是怎樣連接的(電路檢測器)
比較兩種不同的電路連接 串聯電路 并聯電路 教學后記:
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1、觀察一棵油菜。
(1)請同學們說說油菜長得怎么樣?區分油菜的根、莖、葉、花、果實和種子。
(2)油菜和鳳仙花都有根、莖、葉、花、果實、種子。這樣的植物叫綠色開花植物﹙板書﹚,它們都由根、莖、葉、花、果實、種子六部分構成。
(3)請同學再說出幾種綠色開花植物。
2、觀察一朵油菜花。(1)觀察:
從油菜上摘一朵油菜花。用放大鏡觀察一朵油菜花。在小組里描述所觀察到的這朵油菜花。注意萼、瓣、蕊的讀音。(2)解剖:
學習使用鑷子解剖一朵油菜花。示范:鑷子的使用和解剖的順序; 解剖的油菜花。
將萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊用膠帶貼在觀察記錄表上。觀察解剖后的油菜花的各個部分。填寫“油菜花的觀察記錄表”。(3)交流。
(4)小結:油菜花是由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四個部分組成的。油菜花有四片花瓣。
3、觀察一棵油菜的花。
(1)一棵油菜上的花是同時開放的嗎?(2)數數一棵油菜上有幾朵花?幾個花蕾?
(3)除了花和花蕾外,油菜花謝了以后留下的部分是什么?(4)觀察一個花蕾;推測這個花蕾未來的變化。畫油菜花變成油菜莢的變化順序圖。
三、小結
花是植物的繁殖器官,植物的花在形成果實的過程中要發生一系列的變化。
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2·2 各種各樣的花
【教學目標】
科學概念:
1、在花的各部分構造中,雄蕊和雌蕊與形成果實和種子有關。
2、根據花的構造可以把花分成完全花和不完全花,有些花同時具有雄蕊和雌蕊,有些花只有雌蕊或只有雄蕊。
過程與方法:
1、根據提示完成花的專題研究,能區分花的相同和不同,能將研究結果以表格形式呈現出來。
2、以報告會的形式表述自己的研究成果,并與同學進行交流。情感、態度、價值觀:
能形成自覺珍愛生命、保護花草樹木的意識,有繼續探究花的濃厚興趣。【教學重點】
花的專題研究。【教學難點】
分辨完全花和不完全花。【教學準備】
演示:
分組:完全花和不完全花、雌花和雄花、單性花和兩性花、放大鏡?!窘虒W過程】
一、引入
回顧:花是植物的繁殖器官,油菜花是由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四個部分組成的。
問題:其他的花和油菜花一樣嗎?這節課我們一起來研究各種各樣的花。板書課題:各種各樣的花
二、探究過程
1、花的專題觀察。
(1)小組討論,確定研究專題,制定研究方案。
(2)交流:準備研究的內容;怎樣研究;研究成果的呈現方式。
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(3)供參考的研究專題:
校園里花的種類;各種花的花瓣數量;各種花的萼片研究;花的大??;雄蕊和雌蕊;統計花的顏色;花的香臭等。
(4)研究的方法:數一數、統計、測量等。(5)成果展現:表格、圖示、文字小結等。
(6)討論觀察研究的注意事項:不采摘,不損傷花朵。
2、“花的觀察”報告會。(1)分組匯報。
(2)將研究成果進行分類,由學生自己制定標準。(3)討論研究中發現的問題。
3、認識完全花與不完全花
(1)觀察比較完全花和不完全花,說說他們在構造上由哪些不同? 不完全花有的少萼片,有的少花瓣(如馬蹄蓮),有的少雄蕊或雌蕊。(2)閱讀課文,了解不完全花與完全花、雌花與雄花、單性花與兩性花。(3)判斷:觀察南瓜的兩種花有什么不同,分別屬于哪一類?觀察其他的花,判斷屬于哪一類?
(4)推測:南瓜的雄花和雌花會怎樣變化呢?
4、交流與小結
(1)通過學習,知道了花的哪些秘密?
(2)在生活中尋找完全花和不完全花,觀察花的變化過程。
三、質疑拓展
還有哪些關于花的問題?
四、布置課外活動作業: 觀察更多的花
五、板書設計 各種各樣的花
不完全花與完全花 單性花與兩性花 教學后記:
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2·3 花、果實和種子
【教學目標】
科學概念:
1、果實和種子是植物開花傳粉受精以后形成的。
2、雄蕊和雌蕊在形成果實和種子的過程中有十分重要的作用。雄蕊和雌蕊有特殊的構造,使胚珠可以受精長成果實和種子。
過程與方法:
1、進一步發展比較事物相同點和不同點的能力。
2、按一定順序對雄蕊和雌蕊這樣更細小的結構進行專題觀察。情感、態度、價值觀:
1、保持探究花的奧秘的欲望。樂于嘗試應用學到的科學知識。
2、培養親近大自然、熱愛大自然的意識,發展對周圍事物的好奇心?!窘虒W重點】
觀察花的雄蕊和雌蕊?!窘虒W難點】
花與果實和種子的關系?!窘虒W準備】
演示:植物傳粉、受精的課件或掛圖。
分組:放大鏡、鑷子、白紙、油菜果實、油菜花和其他植物的花。【教學過程】
一、導入
我們已經觀察了油菜花,還認識了各種各樣的花,知道許多植物會開花、結果。開花與結果之間有什么關系呢?
學生提出自己的猜測。
(出示:油菜花的雄蕊和雌蕊)我們還是仔細地觀察一下油菜花的雄蕊和雌蕊吧!
二、探究過程
1、觀察花的雄蕊和雌蕊。
(1)我們用什么方法才能更好地觀察雄蕊和雌蕊呢?放大鏡。
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(2)教師在展示臺上演示觀察過程,學生歸納研究方法。a用放大鏡觀察雄蕊的各部分——花絲和花藥。b把花藥上的花粉抖落在白紙上進行觀察。
c再用放大鏡觀察雌蕊的各部分——子房、花柱和柱頭。
d用手輕觸柱頭,觀察柱頭是否有粘性。再將白紙上的花粉抖落在柱頭上,看看柱頭是否很容易將花粉粘住。
思考:雄蕊和雌蕊的這些構造特點與它繁殖后代的功能有什么聯系?(3)學生分組觀察、輕聲討論。(4)全班交流匯報。
(5)教師根據學生發言,適時展示蜜蜂傳播花粉圖和花的受精示意圖或有關課件。
(6)指導閱讀課文P28:雄蕊產生的花粉傳播到雌蕊柱頭上,會使雌蕊子房里的胚珠受精。胚珠受精以后,果實和種子開始成長,花朵開始凋謝。
提問:你還看到過其他昆蟲傳播花粉的現象嗎?植物還依靠哪些力量傳播花粉?
2、觀察油菜的果實和種子
(1)發放油菜的果實。觀察油菜的果實并按生長變化的順序排列。(2)小心剝開一個快要成熟的油菜的果實,觀察油菜種子是怎樣排列的?數數果莢里有多少粒種子?
(3)全班交流匯報。比較各組的數據與發現。
三、總結拓展 雄蕊和雌蕊的結構。
雄蕊產生的花粉傳播到雌蕊柱頭上,會使雌蕊子房里的胚珠受精。胚珠受精以后,果實和種子開始成長,花朵開始凋謝。
袁隆平與雜交水稻。
四、布置課外活動作業:
查找資料,了解植物還有哪些傳播花粉的方法。
五、板書設計 教學后記:
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2·4 把種子散播到遠處
【教學目標】
科學概念:
1、植物傳播種子有不同的方式,都是為了能將種子散布得更廣,有利于繁殖后代。
2、種子和果實的外部形態、結構與種子傳播方式之間是有聯系的。過程與方法:
1、在觀察的基礎上進行合理的假設。
2、利用測量、實驗等方式尋找證據驗證推測的過程。情感、態度、價值觀:
1、有探究植物種子傳播方式的欲望。
2、培養親近大自然、熱愛大自然的意識,發展對周圍事物的好奇心?!窘虒W重點】
觀察種子傳播的方式。【教學難點】
種子和果實的外部形態、結構與種子傳播方式之間的聯系。【教學準備】
演示:椰果,水槽
分組:油菜、鬼針草、蒲公英、番茄的果實和種子 【教學過程】
一、引入
回憶:在種植鳳仙花的過程中,你發現鳳仙花果實成熟后,種子怎樣傳播出去的?
板書課題:把種子散播到遠處
二、探究過程
1、觀察油菜散播種子的方式(分組觀察)(1)觀察成熟的油菜果莢。外殼有什么特點?
(2)輕捏油菜果莢,你發現了什么?與鳳仙花比較,推測一下:你覺得油菜的種子是怎樣散播到遠處的?
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(3)油菜種子的結構特點:質量輕。(4)油菜果莢的結構特點:干裂。
2、其他植物散播種子的方式
(1)鬼針草種子的傳播?;貞洠荷仙綍r褲腳經常會粘上什么?結構上有什么特點?
(2)番茄種子的傳播。a發放番茄觀察。b推測傳播方法。c討論交流。d類似的植物。
(3)觀察隨風飛行的蒲公英種子
a用放大鏡仔細觀察蒲公英的種子:你有什么發現? b推測一下蒲公英是怎么散播種子的? c設計實驗驗證你的推測。
d分組設計記錄表,測量蒲公英的飛行距離。e匯報測量結果,得出結論。
f還有哪些植物果實和種子的散播方式和蒲公英相似?(4)教師演示:在水中漂浮的椰果。
3、你還知道哪些植物散播種子的方式?
4、閱讀教材。
三、總結。水流傳播 彈射傳播 風力傳播 動物傳播
四、質疑討論。
種子成熟后,不散播到遠處,都掉落在植物近旁,會產生怎樣的情況?
五、布置課外活動作業
收集有關植物散播種子的資料。
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2·5 種子的萌發
【教學目標】
科學概念:
1、植物的種子能夠孕育生命,條件適宜時種子就會萌發,新的生命就會開始生長。
2、植物種子最重要的部分是胚,胚是有生命的。
3、種子的各個部分在種子的萌發過程中起著不同的作用。過程與方法:
1、進行對比實驗并做記錄。
2、運用感官和工具研究種子的內部結構。情感、態度、價值觀:
培養探究種子奧妙的興趣,養成認真細致、堅持觀察的科學態度。【教學重點】
觀察蠶豆種子的構造與各部分的作用。【教學難點】
認識子葉在蠶豆發芽過程中的作用?!窘虒W準備】
演示:課件
分組:培養皿、鑷子、小刀、放大鏡、浸泡2天的蠶豆油菜黃豆的種子、不同發芽階段的蠶豆種子 【教學過程】
一、引入
復習:植物媽媽利用哪幾種方法將種子散播到了遠處? 討論:種子在怎樣的環境下可以萌發呢? 板書課題:種子的萌發
二、探究過程
1、觀察種子的內部構造
(1)種子萌發的過程中究竟發生了什么變化?我們首先要了解種子的內部構造。
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(2)介紹實驗材料。浸泡2天的蠶豆、油菜、黃豆的種子。
(3)演示解剖方法。示范用鑷子剝蠶豆皮的方法,強調要領:a.不要著急;b.把剝了皮的蠶豆從開口的那邊小心掰開,放在培養皿中。
(4)分組研究。研究重點:種子可以分成幾部分?注意比較三種種子的異同。
(5)匯報交流。
(6)認識種子的各部分(畫圖)。雙子葉與單子葉的例舉。推測:種皮、胚根、胚芽和子葉在蠶豆種子生長過程中分別起了什么作用?
2、觀察發芽天數不同的蠶豆種子
(1)種子萌發的過程中種子的各部分發生了什么變化呢?(2)發放不同發芽階段的蠶豆種子。(3)觀察不同發芽階段的蠶豆種子外形。(4)解剖不同發芽階段的蠶豆種子。(5)匯報交流研究發現。
(6)子葉在蠶豆發芽過程中的作用?
三、小結
種子最重要的部分是胚,胚是有生命的。蠶豆的胚包括胚根、胚芽和子葉。種子的各個部分在種子的萌發過程中起著不同的作用。
四、質疑
雙子葉植物與單子葉植物在種子結構上不同,花和受精過程也不同嗎
五、布置課外活動作業
持續觀察蠶豆種子發芽的變化過程并做好記錄。
五、板書設計 種子的萌發
種皮 胚(胚根、胚芽和子葉)↓ ↓ ↓ 根 莖和葉 養分 教學后記:
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2·6 動物的卵
【教學目標】
科學概念:
1、很多動物都要產卵,卵有相似的構造,卵可以發育成動物。
2、卵孵化成動物需要一定的時間和條件。
3、像青蛙、雞這樣繁殖后代的方式叫卵生;靠卵繁殖后代的動物叫卵生動物。
過程與方法:
1、用圖片與實物相結合的方法觀察研究動物卵的結構特點。
2、觀察青蛙卵孵化的過程;用查閱資料的辦法了解小雞孵化的過程。情感、態度、價值觀:
培養樂于探究動物繁殖奧秘的興趣,感受自然界生命的多樣性和延續性。【教學重點】
觀察動物卵的構造。【教學難點】
經歷一個飼養動物、觀察孵化的過程。【教學準備】
演示:各種動物的卵,不同孵化階段的雞蛋。放在透明水槽內的青蛙卵和水草。
分組:一個新鮮雞蛋和縱切開的半個熟雞蛋,鯽魚卵,蠶卵,放大鏡?!窘虒W過程】
一、引入
春天是一個繁殖的季節,許多動物是靠卵繁殖的。出示各種動物的卵。板書課題:動物的卵
二、探究過程
1、觀察動物的卵
(1)出示各種各樣的卵:它們有哪些不同的地方?
(2)小組觀察雞蛋、鯽魚卵、蠶卵:有什么發現?它們有相同的地方嗎?(3)觀察雞蛋外形:
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畫一個雞蛋;
用放大鏡觀察雞蛋外殼:你有什么發現? 表面很粗糙;外殼有很多小孔;殼很脆容易破。這些小孔有什么用?透氣。(4)觀察雞蛋的內部 觀察:
打在盤中的雞蛋:蛋清﹙蛋白﹚、蛋黃、胚﹙蛋黃上的小白點﹚、殼??v切開的半個熟雞蛋。
匯報:雞蛋里面有一頭是空的;蛋殼上有膜。指出蛋白、蛋黃、氣室。推測:它們在胚胎發育過程中起什么作用呢?
蛋白供給養料和水分;蛋黃提供營養;胚能發育成小雞;氣室提供氧氣;蛋殼有保護作用。
2、青蛙卵的孵化觀察指導
(1)你知道青蛙卵是怎么孵化成小青蛙的嗎?(2)討論觀察方法,設計觀察記錄表。
(3)學習飼養方法及注意事項。透明水槽。水草。
3、小雞的孵化
(1)觀察不同發育階段的雞蛋,認識雞蛋各部分的作用。(2)小雞孵化的條件:種蛋、溫度、濕度、通風等。(3)小雞孵化的時間:大約3個星期。
三、小結
像青蛙、雞、蠶這樣繁殖后代的方式叫做卵生??柯逊敝澈蟠膭游锝新焉鷦游铩?/p>
四、布置課外活動作業: 發放青蛙卵
五、板書設計 動物的卵
蛋白、蛋黃、氣室、胚、殼、膜 靠卵繁殖后代的動物叫卵生動物。
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2·7 動物的繁殖活動
【教學目標】
科學概念:
1、有的動物通過產卵來繁殖后代,有的直接產下小動物;卵生和胎生是動物產生新生命的主要方法。
2、很多動物的繁殖與綠色開花植物的繁殖有共同點,都要受精。過程與方法:通過觀察圖片,情景再現,了解更多動物的繁殖活動并進行分析。
情感、態度、價值觀:懂得新生命的可貴,了解生命世界生生不息的自然規律。
【教學重點】
胎生動物的繁殖方式?!窘虒W難點】
卵生和胎生的比較總結?!窘虒W準備】
演示:動物的繁殖活動視頻資料,課件 分組:記錄紙,純牛奶 【教學過程】
一、引入
復習回顧:卵的構造。卵生動物。板書課題:動物的繁殖活動
二、探究過程
1、卵生動物的繁殖活動
(1)自讀教材P37,思考:植物繁殖與動物繁殖有什么共同點?(2)交流。
植物的花蕊分為雄蕊和雌蕊,雄蕊的花粉傳到雌蕊的柱頭,并與子房里的胚珠結合,使胚珠受精,便形成了果實和種子。
動物和植物一樣,動物也分為雄性和雌性,當雄性動物的精子與雌性動物的卵相結合,使卵受精,新的生命便開始孕育了。
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(3)動物的哪些活動是在為繁殖做準備呢? 筑巢,發情,洄游,交尾,產卵,孵化等。(4)你還知道哪些動物是靠產卵繁殖的?
鳥類、魚類、兩棲類、爬行類、節肢類、軟體類各舉一種。
2、胎生動物的繁殖活動(1)胎生與胎生動物。
自讀教材P38,思考:什么叫胎生動物?你還知道哪些動物是胎生動物? 像貓、狗、兔等這樣繁殖后代的方式叫做胎生。用胎生繁殖的動物叫胎生動物。(2)哺乳。
胎生動物一般都用哺乳的方法喂養小動物?;貞泟游锊溉榈那榫?。觀看動物哺乳的視頻。觀察純牛奶。說說哺乳對新生命成長的優勢。(3)交流。
(4)小結:人也是胎生的。
3、總結動物產生新生命的幾種方式。(1)列表(小組活動)。動物名稱,繁殖方式。(2)匯報交流。
(3)介紹其它繁殖方式:動物的卵胎生。(4)了解克隆技術。閱讀P39—40資料庫。
三、小結
動物的繁殖方式主要有卵生和胎生兩種。
卵生動物通過產卵來繁殖后代,胎生動物直接產下小動物。
四、質疑與討論
(1)教師質疑:卵生動物和胎生動物哪一種后代的成活率高?為什么?(2)學生質疑。(3)討論。
五、板書設計
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1、記錄一天中吃的食物。以昨天為例:我們都吃些什么? 學生匯報。
(1)討論活動:這么多食物我們該怎么來記錄呢?
討論記錄的一些方法:如按餐別進行記錄;按葷素記錄等??
討論記錄過程中要注意的問題:如“炒三絲”算幾種食物?零食是否要記錄?喝過的水要不要記錄等;
(2)小組記錄:要求學生對一天的食物按餐別進行記錄。
注意: 把每種食物的名稱寫在卡片上,每張卡片只記錄一種食物。重復吃的食物要分多次記錄。要求:每樣食物寫在一張卡片上(每人20張,每一個人有自己的編號,便于區分)。
小組匯報,師記錄(或統計表)。
(3)思考:從這些匯報中,我們可以看出些什么? 一天中,我們要吃多少種食物? 吃的最多的是什么食物? 每餐都吃的食物有哪些?
學生將昨天吃的食物在組內交流,然后全班同學匯總。
談話:看了我們的統計,你們有什么想法?(我們每天要吃很多種食物)
2、給食物分類
把小組內的記錄卡片混合,看看可以分成幾類食物,分別是什么。要求:
(1)把認為是同一類食物的卡片擺成一豎行貼在展板上。
(2)在這豎行的排頭位置,用另一種顏色的紙寫上這一豎行食物的類別。以小組為單位進行匯報。(配合學生在黑板上貼紙條)對于這樣的分類,你們認同嗎?(配合學生調整黑板上的卡片)(3)你們還有怎么劃分類別的方法?(展示不同分類方法的貼板)按喜歡吃的分類; 按味道分類; 按生活習慣分類;
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按食物結構分類; 按食物來源分類; ??
講解食物可以分成動物類食物和植物類食物,以及分類標準。整理卡片把動物類和植物類食物分別貼在貼板的兩側。
對照貼板數一數自己吃的食物是動物類食物多還是植物類食物多。(4)舉例說說葷食、素食還可以分為哪幾種?
三、小結
在對一天中食物的統計中會發現,我們一天中吃的食物是很豐富的,這里面有著不同類別的食物,攝取種類豐富的食物是我們人類進食的特點。當我們吃下這樣豐富的食物后,食物會給我們提供些什么營養呢?同學們可以查閱一些資料,解答這個問題。
【板書設計】 1 一天的食物 早餐: 午餐: 晚餐: 其他: 植物類: 動物類:
主食: 副食: 【教學反思】
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3·2 食物中的營養
【教學目標】
科學概念
人體所需要的營養是從食物中得到的。
人體保持健康需要的營養成分包括蛋白質、糖類、脂肪、維生素、礦物質和水。
蛋白質是構成我們身體的主要成分之一。糖類和脂肪能提供身體需要的能量。維生素和礦物質有調節身體機能的作用。
沒有一種食物會含有所有的營養成分,所以我們要吃各種不同的食物。過程與方法
通過閱讀資料獲取信息,豐富對食物中的營養成分、營養的類別等方面的認識,并擴充到記錄中,完善對一天中的食物的統計活動。
通過實驗的方法辨別食物中的脂肪和淀粉。情感態度價值觀
在對食物營養成分的認識中,感受各種營養與支撐人體生命活動的關系,激發學生繼續探究的興趣。
在完善一天中食物統計的記錄活動中,幫助學生建立嚴謹細致的研究態度。【教學重點】
知道食物含有哪些營養成分?!窘虒W難點】
能辨別食物中的營養成分?!窘虒W準備】
學生準備:上節課使用的“一天的食物”記錄卡。教師準備:食物中的營養成分、營養的分類等相關資料。脂肪的辨別實驗器材:食用油、肥肉、棉簽、白紙。
淀粉的辨別實驗器材:淀粉、水、碘酒、滴管、小碗、含有淀粉的食物(饅頭、米飯等)。
食物包裝盒上的標簽?? 【教學過程】
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一、引入:
身體成長、發育都需要哪些營養?我們能從種類豐富的食物中獲得什么呢?
二、探究過程:
1、食物含有哪些營養成分
(1)講述:人體的生命活動,需要多種營養的支持。食物所含的營養成分非常豐富,通常分為:蛋白質、糖類、脂肪、維生素和礦物質以及水。下面我們分組探討一下,每一小組選定一種來進行具體研究。
(2)分小組探討交流(可根據生活經驗知識談談,也可閱讀課本介紹了解,還可通過查閱資料解釋;交流時做好記錄,選定一人代表小組在全班匯報交流。)
(3)匯報交流 A.蛋白質組:
蛋白質是人體肌肉、皮膚、內臟、頭發、指甲和血液的主要成分;它是構成身體細胞的基本材料,用于機體生長發育、衰老組織更新、損傷組織修補,以及各種生理功能的需要。生命的產生、存在與消亡,無一不與蛋白質有關。所以說,蛋白質是生命物質。
含有豐富蛋白質的食物舉例:糧食、肉、乳、蛋、豆制品、蔬菜、花生?? B.糖類組:
糖類的主要功能是供給生命活動所需要的能量。一般來說,人體所需要的能量70%以上是由糖類氧化分解提供的。在我們每天吃的食物中,糖類常常占80%以上,其中主要是淀粉。糖類也是細胞的組成部分,例如細胞核中染色體的重要組成部分是核糖和脫氧核糖。
淀粉也是糖類。
我們吃的糧食,如米、麥、玉米、高粱、甘薯等,其主要成分都是淀粉。C.脂肪組:
脂肪俗稱油脂。按來源可分動物油脂和植物油脂兩大類。脂肪是人體的重要組成部分,又是含熱量最高的營養物質。脂肪是由碳、氫、氧元素所組成的一種很重要的化合物。有的脂肪中還含有磷和氮元素,是機體細胞建成、轉化和生長必不可少的物質。
脂肪的主要功能是供給熱量,其提供的熱量較相同質量的蛋白質和碳水化合
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物(糖類)多一倍。此外,脂肪還提供人體所需的“必需脂肪酸”。脂肪酸的種類很多,可分為飽和、單不飽和與多不飽和脂肪酸三大類。脂肪在人體營養中具有重要地位,人體所需總能量的1000^40%是由脂肪所提供的。
富含脂肪的食物有植物油、動物油、肥肉?? D.維生素組:
維生素也稱維他命,是人體不可缺少的一種營養素,是人體維持正常代謝和機能所必須的一類低分子化合物。它是人體六大營養要素(糖、脂肪、蛋白質、鹽類、維生素和水)之一,大多數必須從食物中獲得,僅少數可在人體內合成或由腸道細菌產生。
人體每日對維生素的需要量甚微,但如果缺乏,則可引起一類特殊的疾病,稱為“維生素缺乏癥”。因為維生素跟酶類一起參與肌體的新陳代謝,能使肌體的機能得到有效的調節。
各種蔬菜、水果中含有豐富的維生素。E.礦物質組:
礦物質有調節身體機能的作用。
人體其實是由各種元素(大量元素和微量元素)組成的。其中很多礦物質元素為酶的必需組分,可調節多種生理功能(如維持滲透壓、氧氣轉運、肌肉收縮、神經系統完整性),也是身體組織和骨骼生長及維持所必需的。有些礦物質(如鈣、磷、鈉、鎂、硫、氯化物)含量較大,有些則僅含微量。人類必需的微量元素有鉆、銅、氟、碘、鐵、鋅、鉻、硒、錳、鑰。大多數礦物質(鋅除外)都廣泛分布于各種食品中,可以在平衡和多樣化的膳食中得到充分補充。
食鹽、各種蔬菜、水果中含有豐富的礦物質。F.水組
水是人體不可缺少的重要物質,成年人體內的水約占體重的6000^7000,少年兒童體內的水約占體重的8000。水是細胞的主要組成部分。人體的各種生理活動都不能離開水。例如:營養成分經過消化后分解成的各種物質,都需要溶解在水里才能夠被吸收;絕大部分廢物都要溶解在水里,才能夠被排出體外。水一方面不斷地隨著食物和飲料進人人體,一方面又不斷地隨著廢物排出體外,身體里的水常常要保持一定的平衡,如果失去平衡,各種生理活動就會發生障礙,甚
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至危及生命。
2、在一天的食物中,我們能獲得哪些營養
(1)引導:通過探討交流我們已經對食物的營養成分有了一定的了解,現在請大家拿出我們上節課調查食物時填寫的卡片,將每種食物含有的主要營養成分補充記錄在卡片上(卡片的背面或者食物名稱的旁邊);然后按照不同的營養成分,將食物再次分類,并作好記錄。
(2)小組活動:先做補充記錄,再重新分類并做好統計 含有豐富蛋白質的食物 含有豐富糖類的食物 含有豐富脂肪的食物 含有豐富維生素的食物 含有豐富礦物質的食物
(3)展示交流(投影儀展示小組統計表)。
(4)小結:我們吃的食物中,有的一種食物可能會含有多種營養成分,但沒有一種食物會具有所有的營養,因此我們應該均衡膳食。
3、找出食物中的營養成分
(1)過渡:我們還可以通過實驗和查閱資料的方法,親自來找一找這些食物所含有的營養成分,那就更有趣了。教科書中設計了兩個簡單的實驗,教我們檢驗脂肪和糖類;還告訴了我們尋找食物中蛋白質、維生素和礦物質的方法。請同學們認真閱讀教材,親自動手做一做吧!
(2)分組活動
注意:檢驗糖類,滴碘酒時,要離開食物一段距離,然后滴一滴或幾滴;檢驗脂肪實驗時,不要弄在檢驗紙以外,以免污染衣服、書包、桌子等;看食物包裝袋上的標簽時,應仔細找找不同食物的蛋白質、維生素、礦物質含量。
(3)匯報交流
三、小結
1、說說食物中的營養成分。
2、課外繼續檢驗食物的營養成分,制成一份常見食物營養成分表。【板書設計】
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2、食物中的營養 蛋白質 人體的主要成分 脂 肪
人體能量的主要來源 糖 類 維生素 調節身體機能 礦物質 【教學反思】
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3·3 營養要均衡
【教學目標】
科學概念
沒有一種食物含有人體所需的所有營養成分,所以我們需要搭配膳食,保證營養的充足。
搭配膳食營養要做到品種多樣,并保持合理數量。過程與方法
通過閱讀資料的方式,獲取有用的信息,并通過自己的分析以及集體的研討,形成認識。
情感態度價值觀
在理解均衡膳食的基礎上,建立健康生活的意識。通過對均衡膳食的分析與研究,感受到理性思考的重要性。【教學重點】
理解并研究如何才能均衡膳食?!窘虒W難點】
學會合理配搭膳食營養,建立健康生活意識?!窘虒W準備】
為每位學生準備:均衡膳食食物搭配記錄表(參照教科書
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生長發育的是哪類食物?能使我們保持健康的是哪類食物?“寶塔”中不同種類食物食用量的多少,又告訴了我們什么?(3)全班交流
各小組代表交流發言,相互補充
師小結:均衡膳食寶塔共分五層,包含我們每天應吃的主要食物種類。寶塔各層位置和面積不同,這在一定程度上反映出各類食物在膳食中的地位和應占的比重。
谷類:含淀粉質,少量維生素B及植物性蛋白質;全麥食物含纖維素。供應熱能,補充消耗,保持體溫。作為主食,自然總攝取量遠高于其它類食物。
蔬菜、水果類:含豐富維生素A和C,各種礦物質及纖維素。增強抵抗能力,保持細胞健康,防止便秘。宜多吃。
畜禽肉類、魚蝦類、蛋類:含豐富蛋白質,多種維生素及脂肪;肉類中的鐵質含量特別豐富。可助長發育,維持新陳代謝。宜適量攝取量。
奶類及奶制品類、豆類及豆制品類:富含蛋白質,多種維生素等,奶類鈣質含量特別豐富。有助于牙齒及骨骼健康。應適量攝取。
油脂類:提供人體生理運行及活動所需熱能,在一定限度內對身體有利,但攝取過多有害。故應盡量避免多食。
2、搭配膳食營養(1)小組活動
將我們“一天中的食物”記錄(卡片)按照寶塔各層食物的分類進行擺放,與均衡膳食“寶塔”圖對照,看看我們的食物搭配與食物均衡膳食“寶塔”有什么不同?我們需要做出哪些改進?
將改進后的食物搭配記錄下來,完成下表。一天的食物(2)展示交流
投影儀展示各組改進后“一天的食物”記錄表,全班交流再改進。(3)探討膳食搭配
過渡:為了讓我們的身體保持長期營養均衡。在未來的一段時間里我們應該制定什么樣的膳食搭配原則?這就需要我們思考更多的條件,比如,這幾天手指
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脫皮了,是否要增加相關的維生素;這幾天運動量比較大,是否要考慮增加富含糖類的食物??在考慮到諸多因素的基礎上,制定出“我的膳食營養原則”。
參考示例
我的膳食營養原則 1.葷素搭配。2.粗細糧搭配。
3.每日吃適當的新鮮水果和蔬菜。
4.最近運動量比較大,需要多吃糖類食物,補充足夠的能量。5.最近手指間有一些脫皮,需要多吃含有維生素的食物。6.喝一些水; ??
三、課外延伸
請按自己的食譜進行實踐,我們將評出“美食大師”。【板書設計】 3 營養要均衡
【教學反思】
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3·4 生的食物和熟的食物
【教學目標】
科學概念
為了保證對營養的吸收,有的食物適宜生吃,有的食物適宜熟吃。食物由生到熟會發生多方面的變化,其中有的變化是有利于人體對食物的消化和吸收的。
過程與方法
在加熱的過程中,觀察食物由生到熟的變化。
通過細致的觀察,比較生的食物和熟的食物,并用文字或語言進行描述。情感態度價值觀
細致認真地完成食物生與熟的比較活動。【教學重點】
觀察比較生、熟馬鈴薯,了解生與熟的不同。【教學難點】
通過觀察能描述生、熟食物的變化。【教學準備】
給每組學生準備:切開的生馬鈴薯和熟馬鈴薯,兩小塊生雞肉(或豬肉),酒精燈、支架、石棉網、水、燒杯、鑷子。
演示實物:大米、黃豆、蘋果、葡萄、黃瓜、豆角、土豆、草莓、雞肉、豬肉、鱔魚?? 【教學過程】
一、引入
合理的食物搭配可以保證我們獲得均衡的營養,而食物的不同食用方法會影響我們對營養的吸收。生的食物和熟的食物有什么不同呢?不同的食物該怎樣合理食用呢?就讓我們今天一起來探討探討吧!
二、探究過程
1、生的食物和熟的食物
(1)出示一些食物的實物:說說哪些可以生吃?哪些要熟吃?(2)揭示題目。
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(3)舉例說說生食和熟食。
(4)小結:有些食物經過烹飪后對我們的健康有利,而有的食物生吃更富有營養。
2、觀察比較生、熟馬鈴薯
(1)教師提供切開的生、熟馬鈴薯,組織學生分組觀察它們的變化。從生到熟,食物發生了變化。食物燒熟了,與生的時候有什么不同呢? A.看看馬鈴薯的顏色變化 B.摸摸馬鈴薯的軟硬異同 C.嘗嘗馬鈴薯的味道
(2)匯報:馬鈴薯的營養會變化嗎?
(3)討論:把馬鈴薯燒熟了吃有哪些益處?(熟的馬鈴薯和生的馬鈴薯一樣富有營養,但熟的馬鈴薯含有的營養成分更容易被人體吸收。)
3、觀察比較生、熟雞(豬)肉(1)觀察生雞(豬)肉
顏色、氣味、用鑷子夾住撕扯??
(2)預測:雞(豬)肉從生到熟會有哪些變化?(3)分組實驗:用清水加熱雞(豬)肉 A.操作指導:
B.實驗要求:注意安全;注意觀察和記錄。C.分組實驗,教師巡回隨機指導
(4)匯報:將觀察到的現象盡量用語言描述出來。
(5)討論:燒熟的雞肉與生的雞肉有什么不同?生的雞肉為什么不適合直接食用?
三、小結:
食物中的蛋白質和脂肪在加熱后會發生變化,變得容易被人體消化和吸收,而且熟的食物比較松軟,也容易被消化。但是食物在這樣的加工過程中,營養會有一些損失。生的食物會保留自身的營養成分,特別是維生素不會被破壞。所以采用生食的方法能夠減少營養的損失,但是生吃食物一定要注意飲食衛生。
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3·5 面包發霉了
【教學目標】
科學概念
面包的變質發霉是霉菌大量繁殖引起的,霉菌的生長需要適宜的環境和條件。
通過對霉菌的培養可以進行霉菌生活條件的研究活動。過程與方法
根據自己提出的問題進行假設,并設計實驗研究霉菌的生長與環境的關系。堅持記錄霉菌的生長情況,分析、整理自己記錄的數據。情感態度價值觀
通過對霉菌的觀察,拓寬觀察周圍世界的視野,保護并發展對事物的好奇心。在對霉菌生長的實驗活動中,鍛煉長周期實驗觀察的意志品質?!窘虒W重點】
觀察發霉的面包,了解霉菌;探究面包發霉的條件?!窘虒W難點】
觀察霉菌的生長情況?!窘虒W準備】
為每組學生準備: 放大鏡,載玻片,有條件的學校準備顯微鏡;
發霉的面包(裝在密封好的口袋中),干面包四小塊、滴管、水、塑料袋、實驗記錄單(參見教科書
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面包發霉了?。ń沂菊n題)
(2)怎樣才能看清楚面包上霉菌的樣子?用放大鏡把面包發生的變化記錄下來。
學生討論,小組嘗試。師引導學生用牙簽取一些面包上的霉菌放在載玻片,用放大鏡進行觀察。
有條件的話引導學生利用顯微鏡觀察,正確使用顯微鏡的方法指導——一提(提鏡筒)二轉(轉換器)三調光 四載(標本置載物臺)五降(降鏡筒)六反向(升鏡筒)
(3)匯報交流:投影儀展示各組記錄單,學生代表用語言來描述你看到的霉菌的樣子。
2、面包發霉的條件
(1)討論:面包上怎么會長出霉菌?面包發霉與哪些因素有關?觀察活動中得到的哪些信息能夠幫助我們進行分析?還需要得到哪些方面的信息?
(2)小組探討,作出推測
(3)全班交流:霉菌長在面包上,而離面包最近的塑料袋上并沒有霉菌生長,這可能說明霉菌的生長需要面包提供養分;面包如果是放在了溫暖的地方發的霉,這說明霉菌的生長與溫度的高低有關;發霉的面包還是軟軟的,有一些水分,這說明霉菌的生長需要水分??
3、哪一塊面包上的霉菌生長得快
(1)過渡:剛才的討論只是我們的一種猜想,霉菌的生長還可能與哪些因素有關?請各組根據老師為你們提供的材料,你能設計一個實驗證明霉菌的生長與溫度的關系?你能設計實驗證明霉菌的生長與水的多少有關?霉菌的生長還可能與哪些因素有關?你還能用實驗來證明嗎?
(2)選擇實驗條件
拿出材料袋的四塊烘干的面包,用牙簽在每塊面包上放一些霉菌。(這是一組對比實驗,用牙簽在每塊面包上放一點兒霉菌,目的是為了創設在四塊面包上都有霉菌這樣一個相同的條件。)
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教學過程
一、引入
本周我們進行了幾天的實驗觀察,記錄了不同條件下面包上的霉菌生長的情況。今天我們來進行一下匯報交流。
二、交流活動
1、小組活動
整理記錄,分析實驗,歸納總結。各組選定代表在全班匯報交流。
2、展示交流
(1)投影儀展示小組記錄表、總結,學生代表匯報(2)相互補充,探討交流。師適時歸納板書。
3、小結:
面包發霉是因為在它的上面生長了一種生物——霉菌,與其他生物一樣,它的生長需要獲取營養和適宜的生長環境。
因為霉變過程中產生的霉菌含有對人體有害的物質,所以發霉變質的食物是絕對不能食用的。
三、總結評價
1、小組自評
談談本次觀察實驗活動中的收獲,自身表現,合作情況?? 評出優秀觀察記錄員。
2、班級總評(1)小組匯報(2)評出優秀實驗組 【板書設計】 5 面包發霉了
營養 溫度
霉菌——生長條件 水分 空氣 光照 ??
【教學反思】
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3·6 減慢食物變質的速度
【教學目標】
科學概念
食物腐敗變質是微生物大量繁殖引起的。
微生物生長和繁殖需要空氣、水分和適宜溫度等條件。破壞微生物生長繁殖的條件可以減慢食物變質的速度。
用冷凍、曬干、滅菌密封等方法儲存食物是為了破壞微生物生長的條件。過程與方法
通過比較、觀察不同食物減慢變質速度的方法,對觀察的結果做出合理的解釋。
運用已有的知識和經驗,對獲取的信息進行初步的歸納和綜合。情感態度價值觀
養成注意觀察周圍事物的習慣,關注身邊的科學?!窘虒W重點】
了解儲存食物的各種方法。【教學難點】
培養學生的觀察能力,用學到的知識解決問題?!窘虒W準備】
為每組學生準備:新鮮的小魚和腐敗的小魚(也可以是其他食品),記錄單,鑷子、一次性橡膠或塑料手套。
教師準備:有關食物儲存的圖片資料?!窘虒W過程】
一、引入
家里的食品柜里和抽屜里常常放著一些食物,怎樣能夠使食物長時間保存而又不變質呢?面包發霉的實驗能給我們一些什么啟發呢?
二、探究過程
1、觀察變質的食物
(1)小組各一份新鮮的小魚干和干面條。討論:你可以用哪些方法來觀察?
小組觀察活動,說說你發現了哪些有關小魚干和干面條的信息?(2)小組各一份腐敗的小魚和發餿的潮面。
A.討論:這條小魚已經腐敗了,可能帶有很多細菌,我們怎么來觀察這些腐敗的物品?
指導學生觀察方法
1.不要用手直接接觸腐敗的物品。
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2.觀察完畢要用肥皂洗手。
3.使用扇聞的方式聞氣味,并盡量少聞。
B.小組觀察活動,你發現了哪些信息?請記錄下來。
觀察比較新鮮的小魚干和腐敗的小魚、干面條和發餿的面條,有哪些不同的地方?
(3)匯報交流
討論:腐敗的小魚、發餿的面條與發霉的面包有哪些相似的地方?(它們的變質過程非常相近,都需要溫度、水分、養料等條件。)
2、儲存食物的各種方法
(1)我們已經知道引起食物變質需要有一定的空氣、水分和溫度等條件,如果要儲存一條新鮮的小魚,可以用什么方法?
小組討論交流,并說說運用這種方法儲存食物的理由。(2)閱讀55頁小資料。
出示圖片和食品罐頭等實物,說說為什么可以用這種方法能儲存食物?(3)你還知道哪些儲存食物的方法?為什么這些方法能減慢食物變質的速度?
(4)討論:你還能用什么方法來儲存食物?(5)小結:
各種儲存方法都是在避免或者減緩形成微生物生長的適宜環境,以此來延長食物的保鮮時間。
三、后續活動
課后收集一些食品包裝袋或包裝盒,思考為什么用這種方法來儲存食物? 【板書設計】6 減慢食物變質的速度 冷凍法 曝曬法 腌制法
儲存食物的方法 密封包裝法 真空包裝法 高溫或低溫滅菌法 ??
【教學反思】
教科版小學科學四年級【下冊】全冊教案
3·7 食物包裝上的信息
【教學目標】
科學概念
觀察食品的包裝,可以獲取這種食品的有關信息,便于我們了解食物的營養成分、配料、保存方法等。
過程與方法
根據食品的保質期、配料表等信息,正確選擇適合的食品。在觀察食品包裝信息的活動中,促進分析處理信息能力的提高。情感態度價值觀
在了解食品包裝信息的活動中,加強學生關注自身健康生活的意識?!窘虒W重點】
觀察食品包裝袋或包裝盒上的信息?!窘虒W難點】
會比較幾種食品的保質期、配料,正確選擇合適的食品。【教學準備】
每位學生準備:食品包裝袋若干。
為每位學生準備:食品生產日期、保質期記錄單。
教師準備:不同類型的食品包裝袋,可以考慮透明與不透明的、不同材質的、透氣與不透氣的、奶粉袋等?!窘虒W過程】
一、引入
無論是營養的搭配,還是食物的保存,都需要了解食物的相關信息,從哪里能夠得到這些信息呢?(揭示課題)
二、探究過程
1、觀察食品包裝袋或包裝盒
(1)觀察活動:仔細觀察包裝袋上的介紹,你能從中獲得哪些信息? 小組觀察、交流、匯報。(2)討論:
A.食品為什么會有這么多種不同的包裝呢?