7.设计和制作生态瓶【教材简析】本课是教科版五年级下册《生物与环境》单元的第7课，完成课程标准的学段目标为：12.动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系。通过前几课的学习，学生已经了解了生物的生存需要非生物环境和生物环境，环境的变化会直接影响生物的生存。因此，本节课的内容落在引导学生回顾本单元的学习，建构生态系统概念，分析动物或者植物的生存条件，进行有依据的设计实践制作活动，最终达成概念整合的效果。本课教材由四个部分组成：第一部分——聚焦，在绿豆圃里，绿豆苗和它周围的各种生物形成了一个群落，除了食物关系外，还存在怎样的关系。第二部分——探索，通过观察和分析绿豆苗和周围生物以及非生物之间的关系，建构生态系统的概念，并且模拟池塘生态系统，设计制作一个生态瓶。第三部分——研讨，思考制作生态瓶需要的材料、设计理由、注意事项及制作步骤等。第四部分——拓展，改变生态瓶里的生物数量和非生物条件展开对比实验研究，观察生态瓶的变化。【学情分析】五年级学生对生态系统中生物与生物、生物与非生物之间的关系有一定的感性认识，但对这种关系的认识不清晰、不深刻，具体体现：1.大部分学生不清楚泥鳅、田螺、小鱼吃什么；2.部分学生能考虑到植物和动物数量需要达到平衡，但对具体数量有争议；3.部分学生考虑到生物的数量还与生物的生长周期、繁殖周期、食物数量等有关系，但对这方面认识不够全面。在学能方面，五年级学生已经初步具备了制订计划、交流论证、完善计划、动手实验的能力。【教学目标】[科学概念目标]1.群落里的各种生物与环境中的非生物相互联系、相互影响，构成一个整体，叫作生态系统。2.生态瓶里生物的种类和数量要平衡，生物才能和谐生存。[科学探究目标]1.能观察池塘里的生物环境图片资料，分析其中的生物与非生物等因素。2.能根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。[科学态度目标]1.表现出探究生态瓶奥秘的兴趣，能做到听取合理意见、共同协作制作生态瓶。2.能在课后坚持观察，关注生态瓶的变化并进行管理观察。[科学、技术、社会与环境目标]认识到动植物与环境相互影响和相互依存的关系。【教学重难点】[重点]理解生态系统中生物与环境之间的关系，建构生态系统的概念，并以此设计制作一个生态瓶。[难点]论述生态瓶的设计理由，通过论证完善设计图，制作生态瓶并坚持观察记录反思。【教学准备】每组一份不干胶和设计图。班级材料选购：水葫芦、金鱼藻、黑藻、小鲢鱼、泥鳅、田螺、小龙虾、大鲫鱼、沙子、石头、池塘水、自来水、捞鱼网、大塑料瓶。【教学过程】一、聚焦——探讨生物间依存关系1.出示绿豆圃图片，提问：同学们，通过上一节课的学习，我们已经了解了绿豆苗周围有哪些生物以及绿豆苗与它们之间存在着的食物关系。除了食物关系外，它们之间还有什么关系？2.小结：动物死后给植物提供肥料，蚯蚓给绿豆苗松土，绿豆苗给动物提供栖息地和氧气。我们把绿豆苗和这些生物统称为生物群落。生物群落是由植物、动物、微生物组成的。[设计意图]4
出示学生一直在跟踪观察的绿豆圃图片，唤起学生的学习记忆，让学生感受到学习的延续性。通过回顾绿豆苗和其他生物之间的食物关系，引导学生探讨生物间依存关系，帮助学生建构“生物群落”概念，起到聚焦的作用。二、探索——建构生态系统概念（一）探讨生态系统稳定性条件1.绿豆苗周围有哪些非生物？这些非生物与植物、动物有什么联系？预设：非生物为动植物提供氧气、水、阳光等生存条件。2.播放视频：动植物改变岩石模样，改变空气中的气体组成成分。3.学生讨论，教师引导，形成生物和生物、生物和非生物之间的关系图。4.小结：生物群落里的各种生物与非生物相互联系、相互影响，构成一个整体，我们叫作生态系统。5.提问：你觉得怎样的生态系统是稳定的，能够使里面的生物和谐共生呢？追问：改变这个生态系统的生物数量会产生怎样的结果？预设：应考虑环境、空间、资源因素，生物的种类和数量要平衡。6.延伸：你还知道哪些像绿豆圃这样的生态系统？预设：海洋生态系统、池塘生态系统、森林生态系统、草地生态系统等，地球的生物圈就是最大的生态系统。[设计意图]通过关系图帮助学生理清生物与生物、生物与非生物之间的关系，在讨论中，学生自然形成它们之间是相互作用、相互依存的关系，帮助学生建构生态系统的概念。同时，对生态系统的稳定性进行了探讨，为下面设计制作成功的生态瓶做了铺垫。（二）设计生态瓶1.我们模拟池塘生态系统制作一个生态瓶。我们的目标是：生态瓶里的生物能一直和谐共生。提供的材料有小鲢鱼、泥鳅、小龙虾、大鲫鱼、田螺、黑藻、金鱼藻、水葫芦、沙子、石头、池塘水、自来水。2.小组讨论：（1）生态瓶中放什么？放多少？（2）在设计时要思考我们小组为什么这么放。（3）为了让生态瓶里的各种生物和谐地生存下去，我们应该注意什么？3.观看设计指导视频，小组讨论设计。（时间：8分钟）4
[设计意图]教师先提出生态瓶的设计要求和相应的材料，引导学生基于生物生存的需要选择恰当的材料来设计生态瓶。在讨论设计环节，给学生提供动物吃什么、动物的生长周期以及繁殖等资料，为学生的设计提供了有效依据。生态瓶设计图中所用材料采用的是不干胶贴纸（大小比例与实际类似），大大提高了学生设计生态瓶的效率。三、探讨——基于论证，完善设计图1.选择一个小组，集体汇报设计图。汇报的顺序：（1）准备放什么生物？数量是多少？非生物环境是怎样的？（2）设计的理由是什么？（3）制作时需要注意什么？2.引导其他学生提问和论证，可以给学生提供以下句式：●我赞同……我想补充……●我的观点是……因为……●我反对……因为……●我不明白你的观点……你能详细地说一下吗？●对于这个观点你有什么看法？3.预设学生的论证过程和问题。（1）提问：非生物环境是怎样的？选择自来水，还是池塘水？回答：选择池塘水，因为池塘水中有微生物，可以供给泥鳅、田螺食物。（2）提问：生态瓶中放什么生物种类？为什么？回答：在有限的空间，考虑个体小、行动慢的动物。水葫芦繁殖很快，会遮挡阳光，金鱼藻在弱光下不适合生存。大鲫鱼耗氧量、食量都太大，不适合养大鲫鱼。小龙虾会把所有的生物吃完，而鱼、泥鳅还来不及繁殖。（3）提问：生态瓶中水量是多少？各生物数量是多少？回答：课后通过设计对比实验来验证。4.学生基于以上论证，修正完善自己小组的设计图。先修改设计表格，对设计图中不要的生物可以用×贴纸。[设计意图]“生态瓶中放什么，放多少？”，旨在引领学生从对生态系统的理论认识延伸到空间中的生物与非生物。“为什么这么放？”，旨在引领学生对设计细节进行反思，使设计符合生物对环境的需求，从而帮助学生强化对生态系统的认识。通过全班研讨论证，学生对照自己的设计标准查找自己的生态瓶设计的不足并修改，完成科学概念螺旋式建构的过程。四、实践——制作生态瓶1.师生交流：生态瓶设计完成，你们打算按照什么顺序完成生态系统的建设？并说说理由。预设：先做好非生物环境建设，为生物提供栖息地和生存需要，再放提供食物和氧气的植物，最后放动物。2.确定制作步骤，ppt出示制作步骤。3.学生根据自己的设计方案，制作生态瓶，并填写标签贴在生态瓶上。4.提问：生态瓶已经做完，接下来我们应该怎么办呢？5.师生讨论：生态瓶的放置与管理，观察与记录。（1）观察记录哪些方面？（2）生态瓶要放在哪里？6.出示观察记录单表：日期植物的情况动物的情况水的情况其他情况[设计意图]4
引导学生思考生态系统的建设顺序，帮助学生深入思考生物以及非生物起到的作用。准备充分的实验材料供学生选择，让学生能根据设计图在课堂上完成制作。在作品上粘贴标签并展示，提升学生的成就感，也方便后期记录。最后通过讨论明确放置的位置、观察内容、观察人员以及观察的注意事项。【作业】1.很多同学对于生物和非生物的数量还有一些争议，建议同学改变生态瓶里的生物数量和非生物条件，展开对比实验研究，观察生态瓶的变化。（教师也做对比实验，放在教室里，供学生观察）2.有兴趣的学生可以把观察记录的内容写成观察日记。[设计意图]在论证设计方案环节，学生对于生物的数量有争议。教师可以引导学生通过设计对比实验，动手实验来解决疑惑。通过书写观察日记，帮助提升学生观察和记录能力。【活动手册使用说明】本课要求学生以小组为单位先确定生态瓶中放什么动物，接着从该动物的生长需求出发，分析制作生态瓶所需要的生物材料和非生物材料。用画草图的方式将如何利用这些生物材料和非生物材料制作生态瓶的想法展示在右边框内。在组内研讨活动中，教师要提醒学生学会听取他人的好想法，及时修改和完善自己的草图，改进生态瓶的设计方案。【教学后记】4
