苏教版五年级科学下册教学设32
计（2022新版）第一单元显微镜下的生命世界1.搭建生命体的“积木”【教材分析】本课是苏教版《科学》五年级下册第1单元《显微镜下的生命世界》中的第1课。本课依据《科学（３～６）年级课程标准》中生命世界中生物的基本结构和功能等方面的内容来构建的，属于“生命世界”中“生命的共同特征”的范畴。本课引导学生使用显微镜观察，使科学探究深入到细胞水平，通过使用显微镜观察细胞装片，使学生认识到细胞是构成生命体的基本单位。细胞有不同的形状和作用。让学生在初步接触细胞生物学的知识时了解人类对生命的探索过程。并使学生意识到科学技术对人类认识自然的巨大帮助，进而激发学生的探究热情。【教学目标】1.理解细胞是构成生命体的基本单位，细胞有不同的形状、大小和功能。2.通过显微镜观察细胞装片，发展动手操作能力。能够比较洋葱表皮细胞和人体表皮细胞的不同与相同。3.在探究活动中体验与人合作与交流的乐趣，愿意与同学合作交流。意识到科学技术给人类与社会发展带来的好处。【重点与难点】[重点]洋葱表皮细胞和人体表皮细胞的比较。[难点]理解细胞是构成生命体的基本单位，白细胞消灭病菌的过程。【教学准备】显微镜、抹布、洋葱切片【教学过程】（一）创设情境，激趣导入1.出示Flash:我是细胞，我是构成生命体的“积木”。2.同学们，搭建生命体的积木是什么呢？（细胞）好，那就让我们走进“细胞”世界，探究微观世界里“细胞”的奥秘。（二）初步感知细胞出示课件，展示几种细胞，初步感知细胞的形状和结构特点。1.仔细观察图片，把观察到的细胞的形状、结构、像什么填写在活动记录单中。2.活动开始。3.下面我们请小组同学，把你们观察到的给大家介绍一下。4.实物展台：展示观察后填写的表格。5.小组汇报。32
（三）对比观察细胞1.下面我们再来观察6组细胞，看看它们之间在形状上有什么不同。2.观察对比、汇报交流。3.通过这几组细胞的对比，你发现了什么？4.大多数细胞都是非常小的，要借助显微镜才能看清，但有个别细胞却很大。如鸡蛋中的蛋黄（未受精的）就是一个细胞。（四）显微镜观察细胞1.通过刚才的自主学习，我们知道细胞的形状和结构是多种多样的。大家想亲眼看到显微镜下细胞的样子吗？接下来我们借助显微镜来观察一下神奇的细胞世界。2.教师介绍显微镜使用注意事项3.观察洋葱表皮细胞4.分组汇报5.猜图游戏：判断下面这些图片是动物细胞、还是植物细胞?（五）总结1.通过这节课的学习，你有哪些收获？2.生物体基本上都是由细胞构成的，细胞是构成生物体的基本单位。生物体的生长发育过程就是细胞的生长发育过程；生物体的衰老、死亡也是由细胞的衰老、死亡造成的。而细胞世界远比我们这节课看到的要复杂得多，希望同学们努力学习，将来有能力去探索更深奥的微观世界。【教学后记】2.微小的生命体【教材分析】本课是苏教版《科学》五年级下册第1单元《显微镜下的生命世界》中的第2课。本课遵从认识微小个体的主要进程，采用递进式的逻辑结构，展开两个部分内容的，所不同的是认识的对象不一样，即：上一课从发现到认识多种形态的对象是细胞，而本课是微生物。第一个部分，发现微生物，包括两个活动。第一个活动，采用图文结合的形式，指导学生制作“小水塘”，让微生物在水中大量繁殖，然后，安排学生在教师调好的显微镜下，观察水中的微生物，发现微生物的存在，从而了解微生物的基本特征；第二个活动，介绍列文虎克与其发现微生物的的资料，了解科学家在微生物领域的研究和发现。第二部分，观各类微生物的图片，丰富学生对微生物群体的认知，引导学生发现微生物不仅有多种形状，而且大小也有巨大差别。【教学目标】1.通过阅读文字，说出微生物的共同特点和它们在大自然中的分布极广。2.能在比较图片中物体的形状中，知道微生物的种类、形状、大小具有多样性。3.通过提取资料中的重要信息，知道列文虎克是第一位发现微生物的科学家。【重点与难点】[重点]了解微生物的共同特点。[难点]描绘不同微生物的形状。【教学准备】载玻片，盖玻片，滴管、放大镜，传统显微镜，广口瓶，腐烂和新鲜的树叶、草【教学过程】（一）、激趣导入32
1.教师出示一杯富含微生物的水问：“烧杯里有什么？”学生：水2.那除了水还有什么呢？3.教师谈话：如果说里面还有其他活着的生物你们信吗？（二）制作“小水塘”进行观察1.在一个干净的广口瓶中加入三分之二的池塘水2.把一些腐烂的和新鲜的树叶、草撕碎后放入水中，再放进一些土。3.把瓶子放在有阳光德窗边。3周后，用放大镜观察水里的变化。（三）用显微镜观察1.观看显微镜使用的微视频2.在老师调好的显微镜下观察“小水塘”的一滴水中有什么发现3.在观察过程中提醒学生注意显微镜使用规范4.让学生将观察到的微生物形态画在记录单上。5.讲解：微生物室一类非常微小的生命体，它们没有头、足、眼睛，也没有根、茎、叶，通常要借助显微镜才能看清楚。6.阅读关于列文虎克与微生物发现的相关资料，谈感受。（四）观察与交流1.讲解：微生物在大自然中分布极广，空气中、水中、泥土中、动植物的体内和体表都生活着微生物。有的微生物还能生活在其他生物无法生存的地方，如火山、岩石里。2.观察下面的微生物，说说它们的形状有什么不同？（五）总结1.有些微生物并不微小，如蘑菇、木耳、把它归为微生物是因为它们的生存方式与某些微生物相似。2.谈谈收获。【教学后记】3.发霉与防霉【教材分析】本课是苏教版《科学》五年级下册第1单元《显微镜下的生命世界》中的第1课。本课围绕学生在生活中常见的微生物——霉，按照科学与技术相结合的认知结构，展开三个主要活动。第一个活动，安排学生先后用放大镜、显微镜观察不同物品上的霉斑的外显形态和内在结构，发现它们的相同与不同之处。第二个活动，也是本课的主活动，即探究物品发霉的条件。在学生以往经历的科学探究的基础上，教材在此部分呈现出一个探究物品发霉条件的参考方案，并借助卡通人之口给予提示，引导学生作出假设、设计方案、验证假设以及得出实验结论，进一步培养学生的科学探究能力，并为下一活动的开展做好准备。第三个活动，用图文并茂的方式介绍一些防霉方法，启发学生对探究结果加以应用，同时，鼓励学生思考常见防霉方法的依据，将科学与技术有机地结合在一起。【教学目标】1.能在比较观察到的现象中，说出不同物体上霉斑的不同之处和相同之处。2.通过科学探究，在比较现象中发现物体发霉的条件。32
3.能运用探究结果，针对具体情况说明防霉方法的依据。【重点与难点】[重点]探究物品发霉的条件。[难点]在指定探究方案时，组合出不同的条件进行验证。【教学准备】显微镜，霉菌切片，干净的小碟、发霉的物品，放大镜，馒头或面包，自封口塑料袋【教学过程】（一）观察与比较1.依次比较用放大镜和显微镜仔细观察物品上的霉。说说不同物品上的霉有什么相同之处和不同之处。2.讨论交流：你们有什么新发现。3.分组汇报（二）探究物品发霉的条件1.引导学生猜测物品发霉的原因2.请学生自主交流讨论设计实验3.完成实验记录单中的问题、假设、实验设计部分4.分组实验5.汇报各组的实验结论。（三）交流防霉方法1.根据我们刚才进行的实验分析在日常生活中我们有哪些防霉方法吗？2.比如：真空包装、放干燥剂、烈日暴晒、空调除湿等等3.这些防霉方法的防霉依据是什么呢？【教学后记】4.微生物的“功”与“过”本课是苏教版《科学》五年级下册第1单元《显微镜下的生命世界》中的第3课。本课围绕微生物的益处与害处这个中心，采用总—分—总的逻辑结构，展开三个部分的内容。第一部分为“总”，指导学生认识微生物的“功”“过”，即本课的第一个活动。此活动的设计为先指出微生物对人类既有“功”，也有“过”，然后安排学生讨论以图文相结合的方式例举的五个事例，让学生具体分析微生物在每个事例当中的“功”与“过”；并通过观察苹果腐烂变质的过程，进而思考如果没有微生物，世界会怎么样，从中领会微生物对人类正反两个方面的影响。第二个部分为“分”，组织学生认识人们是怎样对待微生物的。这个部分由两个并列的活动组成，其中，第一个活动，呈现弗莱明与青霉素的资料，让学生了解人类在医疗领域利用微生物“功”的一个具体事例；第二个活动，利用图文，组织学生交流人们消灭病菌的方法，让学生了解人们在生活中消减微生物“过”的一些具体事例。第三个部分又为“总”，组织学生自制酸奶并思考制作过程中的一些做法的原因。它由两个活动组成，第一个活动，组织学生自制酸奶。教材以图文并茂的方式，呈现了自制酸奶的四个步骤，给学生以丰富指导；第二个活动，以问题为引导，启发学生思考在自制酸奶的过程中，我们是怎样扬“功”抑“过”的，让学生在体验和思考中进一步了解微生物的“功”与“过”。【教学目标】1.借助读取信息和分析现象，知道微生物对人类既有利，也有害。32
2.通过集中信息，了解人们利用微生物对人类有益的一面、消除微生物有害的一面的一些方法。3.在自制酸奶的过程中，体验微生物的利与害。【重点与难点】[重点]了解人们利用微生物有益的一面、消除微生物有害的一面的一些方法。[难点]自制酸奶【教学准备】展现苹果腐烂过程的视频资料、鲜牛奶，白糖，酸奶，勺子，锅，保温容器【教学过程】（一）交流微生物的“功”与“过”1.微生物对人类既有“功”，也有“过”。它的“功”体现在哪里？“过”又体现在哪里？2.功：制作馒头、面包，生产调味品3.过：导致食物变质，导致感冒。4.设想一下，那如果没有微生物，世界会怎么样呢？5.阅读细菌和病毒的克星的资料并谈感想（二）交流消灭病毒的方法1.许多传染病由细菌或病毒引起，如新冠肺炎。传染病会造成哪些危害呢？2.你知道哪些消灭细菌和病毒的方法吗？3.比如：高温煮沸、紫外线照射、喷洒消毒液、涂碘酒等。4.那么现在正值传染病流行期间，我们应该做好哪些防护措施呢？（三）做酸奶1.在鲜牛奶里加入1~2勺白糖，加热至60摄氏度左右。待温度降到37摄氏度左右，往鲜牛奶中加入2勺酸奶，并搅拌均匀。2.倒进消毒过的保温容器里，盖上盖子。保温8~10小时后，酸奶就此完成了。3.为什么要用消毒过的容器装加热过的鲜牛奶呢？4.为什么要往鲜牛奶中加酸奶并保温呢？【教学后记】第二单元仿生1.生物的启示【教材分析】《生物的启示》是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第一课。本单元由四节课组成，第一课让学生了解仿生，然后是第二三课从具体案例探究中体会仿生的方法和价值，最后在第四课为学生创建仿生设计的平台，本课在生物和仿生制品之间建立关联，按照学生认知的逻辑顺序逐渐深入地安排了三部分内容。第一部分是找形态的相似之处，主要让学生对比几组图片，了解生活中见过的许多物品都是人们受到动植物形态的启示设计出来的，并启发学生关注身边更多的这样的关联。第二部分是对蜂巢形状特征的研究，其中包括三个活动。一是阅读资料，了解蜂巢结构的特点；二是通过几种巢房形状的对比，让学生意识到正六边形蜂巢结构的优势所在，并从平面拓展到不同立体结构承重力的认识；三是交流生活中更多具有这种结构的物体，以及它们的优点。32
第三部分是关注仿生产品与仿生对象的关系，即船舶的设计从鱼身上获得的启示。通过观察和交流，找出鱼和船各部分存在的一一对应关系，分析它们在构造和功能上的相似，加深对仿生学概念的理解。拓展学习内容是鼓励学生调查了解：人们在设计飞机时从鸟身上获得了哪些发明创造的启示。【学情分析】五年级的学生对于生活中的仿生现象并不陌生，但他们大多对仿生的概念不怎么了解，让他们直接说出仿生物的原理还有点困难。因此从他们熟悉的实际事例出发，帮助学生了解生物和仿生物品之间的联系，体会仿生学的思维和方法。五年级的学生有了自己的科学思维方式,对科学探究过程有所了解，并能运用这一方法解决问题，因此可让学生自己设计验证实验，从而激发学生的学习兴趣，发展学生的创造性思维，同时帮助学生理解仿生概念，提升知识应用能力。【教学目标】认识不同的仿生现象，意识到人类的很多发明可以在自然界里找到原型；能多角度地探究蜂巢的结构特点，知道蜂巢结构在生活中的应用；对仿生设计产生探究的兴趣。【重点与难点】[重点]认识不同的仿生现象。[难点]多角度探究蜂巢结构的特点。【教学准备】各种蜂巢结构、鱼身体的图片和视频，A4纸，记录用的纸和笔。【教学过程】（一）导入新课（2min）播放视频交流：生物在长期进化过程中，形成了许许有利于生存的形态结构和生理特征，人们从中获得很多启示。接下来让我们看看生物给我们带来了什么启示？板贴课题《生物的启示》（二）活动一：仿生（2min）1.我们从蒲公英身上模仿出了什么？章鱼呢？那我们鞋子上魔术贴的设计灵感又是来自于谁？有点难？给个提示。这幅图呢?2.在日常生活中，我们还经常看见这样一种图形，它是？那除了我们人类在用，还有谁也在用呢？[设计意图]从学生的原有经验来看，他们并不清楚什么是仿生，通过出示一组组的图片，让学生将动植物与仿生品的形状关联起来，意识到人类创新设计出的一些物品是受到了动植物的启发。（三）活动二：蜂巢猜想（25min）1.在公元4世纪的时候也有一个数学家进行了这方面的研究并提出了一个猜想，请以小组为单位进行讨论，你们组认同它的猜想吗？不认同的话是哪个部分有问题呢?上台用不同图形铺蜂巢你发现了什么问题？（圆形、五边形....会留缝隙、浪费材料.....）2.那为什么蜜蜂只选择了六边形呢？四边形、三角形也可以密铺呀。接下来，老师将相同数量的蜂蜡发给你们，请你们小组自行选择上面的图形进行密铺，看看你能发现什么。板书：三角形0.43正方形1六边形2.6学生实验汇报3.看来这个猜想是正确的，那蜜蜂选择正六边形来建造只有密铺和省材料的原因吗？还可能是？嗯，老师将相同的A4纸分别折成高度相同的三棱柱、四棱柱、六棱柱，请你们用实验桌下的书本来当重物，检测一下，谁的抗压能力是最强的。学生实验汇报还有你看，吸管困扎，这是什么形状？所以大自然不会无缘无故选择六边形，看它有这么多的优点。蜂巢六边形结构的优势是，用最少量的蜂蜡造出空间最大、结构稳定、抗压能力强的结构。[设计意图]32
以蜂巢为例，感受生物进化的完美，为人类的创造发明提供了很好的借鉴。蜂巢结构有独特的优势，它可以运用到生活中许多物品的设计中。通过交流，不仅可以考察学生对蜂巢结构的理解程度，同时也扩展了他们的知识面。（四）活动三：鱼的仿生（4min）刚刚我们了解了六边形这一种结构的启示，那我们在设计船时能不能从鱼身上获得多种启示呢？仔细看！出示鱼的动图。学生上台来连线。找的真准，这个奥运冠军身上也有样物品来自鱼的启示，猜一猜。（鱼皮）[设计意图]引入第二个仿生事例。利用学生熟悉的且有较强认同感的鱼和船进行分析，进一步深化学生对仿生的理解，为仿生概念的提出做好铺垫。（五）拓展（7min）那我们又从鸟身上获得了什么？请欣赏鸟类飞行视频，在看完后别忘记将你的发现和组员分享，并记录在学习单上。（先播放一次，等学生讨论记录的时候再播放一次）交流你的发现。除了我们今天认识到的生物启示，自然界还有什么生物带给我们启示吗？播放视频神奇的大自然真的还有很多值得我们去学习的地方，期待大家未来有更多的发现。[设计意图]这是一个拓展活动。学生在对蜂巢结构和鱼的分析之后，已经有能力独立研究动植物和仿生物品之间的关联性了。这是对学生探究能力的一次锻炼和提升，也是研究话题的再一次延伸。【教学后记】2.蛋壳与薄壳结构【教材分析】《蛋壳与薄壳结构》是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第二课。本课从关注蛋壳的结构特征到认识与之相似的拱形结构，并通过探究拱形结构的精妙之处，了解拱形结构在仿生学在建筑物上的应用。本课内容由四部分组成。第一部分，研究鸡蛋壳的形状特点。这里包括两个活动，一是指导学生观察并描述蛋壳的特点，激发他们的学习兴趣；二是探究蛋壳的独特之处，通过试着握碎鸡蛋、戳破蛋壳、用蛋壳承载重物，发现蛋壳承受力的形状优势。第二部分，观察比较蛋壳和拱形的外形，并通过测试拱形结构的承重能力，发现拱形和蛋壳都具有承受力大的特点。第三部分，认识拱形建筑和建筑物上的拱形结构，引导学生关注生活中这类仿生物体的应用，进一步夯实对拱形优势的理解。【学情分析】五年级学生有一定的生活经验，对鸡蛋非常熟悉了解，但是并没有过多的关注过鸡蛋蛋壳的形状及其特点。因此让学生先观察鸡蛋，然后从生活实际的现象中引发思考，帮助学生一步一步揭开蛋壳外形特点的奥秘。在探究蛋壳承重能力的活动中，让学生尝试脚踩鸡蛋，这样探究方式能在孩子们的心中留下深刻印象，符合学生的年龄特点。引导学生从蛋壳的形状特点得到启发，制作设计拱形，从而认识薄壳结构，并且从生活中的建筑、物品当中发现拱形与薄壳结构的应用，由此带领学生像科学家一样经历仿生这一过程，体会仿生学的思维方式，提升了学生的探究能力，发展了学生的创新思维。【教学目标】1.观察蛋壳，发现蛋壳的特点。32
2.尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。3.对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关系，从而认识薄壳结构。4.通过拱形承重实验，知道拱桥的称重能力大于平桥。【重点与难点】[重点]探究蛋壳和拱形的承重能力。[难点]探究拱形的承重能力。【教学准备】完好的鸡蛋，蛋壳，平板，纸张，铅笔、吸管瓶盖、相关拱形建筑的视频或图片等。【教学过程】一、观察鸡蛋壳，描述其特点1.交流：鸡蛋大家都熟悉都了解，仔细观察鸡蛋的蛋壳形状有什么特点？2.为什么不是球形的呢？（播放视频）现在你们知道了吗？3.除了鸡蛋以外，还有很多动物的蛋，它们的形状都类似，这不是偶然的巧合，里面蕴含着科学道理，它有什么特点呢？[设计意图]鸡蛋对学生来说再熟悉不过了，但蛋壳的形状是什么样的，它有什么样的特点，学生也许从来没有思考过。所以引导学生仔细观察，并学会描述是进入本话题研究的基础。二、探究蛋壳结构的精妙1.鸡蛋vs大力士我请班里的大力士上来和鸡蛋比试一下，请你用手包裹住鸡蛋，均匀用力，不能用手掐哦。（生展示握鸡蛋）鸡蛋真的那么厉害吗？我们再去自然界中去看看更多动物的蛋。（播放视频）2.鸡蛋从外面握不碎，但是从里面轻轻一啄就破了，这是怎么回事？活动一：研究蛋壳的抗击打能力1.假如要研究这个问题的话，你觉得可以怎么做？（模拟实验）用什么模拟小鸡的嘴呢？（铅笔尖）2.实验步骤：①吸管平的一头紧贴蛋壳②铅笔尖在三处高度进行自由下落③记录在哪个高度被戳破注意事项：不能借助外力3.学生实验，将实验结果记录汇总到黑板上4.观察全班记录表，你有什么发现？（开口向下的蛋壳不容易戳破），那么你觉得蛋壳的外部有怎样的特点？（抗击打）活动二：研究蛋壳的承重能力1.老师这还有4枚鸡蛋，现在往上面放这本书，可以吗？继续放这么多书会怎样（破，不破）放上去，没问题。2.可以继续放吗？（可以）放一个人可以吗？（不行，有点难）老师准备了一盒鸡蛋，可以了吗？谁愿意来试试（学生拖鞋带鞋套踩在鸡蛋上）哇，成功了，看来蛋壳还有什么特点？（能承重）[设计意图]学生的已有经验是蛋壳很容易敲碎，可是它在什么情况下很不容易碎呢？，大多数学生是猜不出结果的，这个活动里的几个环节，将逐步把学生引向对拱形结构的蛋壳不宜碎的研究。三、思考蛋壳与拱形的相似之处，了解薄壳结构1.蛋壳这么薄，却能承重又能抗击打，这里有什么科学道理呢？我们继续来研究，老师这有一张白纸，将它平放在两个木块上，一块橡皮都不能承受，（边说边演示）你能根据蛋壳的形状特点得到一些启发，想办法改造一下这张白纸，让它的承重能力提高吗？（将纸拱起来）请你上来试一试。2.这种形状我们科学上称为拱形结构，请三位同学和老师一起利用白纸制作拱形，我和你组合下，你们一起来组合，下面的同学，仔细观察，有什么发现？（组合成了半个蛋壳）32
3.那你知道蛋壳和拱形之间有什么关系了吗？（多个拱形组成了蛋壳）是啊，蛋壳是由多个拱形组合成的薄壳结构。[设计意图]从蛋壳到拱形，再从拱形认识薄壳结构，就是从蛋壳的构造过渡到对薄壳结构的认识，这是本课探究过程的转折点，也是引导学生对又一对仿生事例的研究。四、研讨：拱与薄壳结构在生活中的运用1.同种材料制作成拱形后，承重能力变强了，而且由于它的形状特点——薄，所以还很节省材料。因此很久以前，古人就从蛋壳的形状特点得到启发，将这种结构运用于建筑中。2.中外古代拱形、薄壳结构建筑欣赏出示古代西方建筑：古罗马万神殿，西班牙引水渠，古罗马斗兽场，巴黎凯旋门出示中国古代建筑：陕西窑洞、长城、北京永定门城楼3.智慧的中国古人利用拱形还设计制作了一种特别的建筑——无梁殿，等会我们通过视频一起涨知识，观看前我想请一位同学用ipad拍下视频中出现的拱形结构。投屏：你们找到了吗？4.中国的桥：赵州桥拱形建筑不仅用于房屋建筑，还应用于桥梁建筑当中，我们中国有一座闻名世界的拱桥，它历经千年屹立不倒，谁知道是哪座桥？（赵州桥）仔细观察，你会发现它由大大小小的拱形组成，这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。5.张家港的桥：青龙桥，富明桥这是北方的桥，我们张家港作为江南水乡有没有这样的拱桥呢？（有）6.欣赏了那么多，可以发现拱和薄壳结构一直是世界各地建筑上面的关键元素，不仅在古代，其实在现代应用更为广发，还玩出了新花样，老师给大家准备了资料卡，请大家阅读资料，划出关键词，找一找图片中的薄壳结构，还可以用笔画一画。（生活动）7.薄壳结构是不是只用在建筑中呢？其实我们生活中随处可见，教室里找。（举起灯泡）你看这上面有吗？8.出示各种头盔：这是什么？（头盔）无论是古代还是现代，国外还是我们中国，虽然头盔的材料造型各不相同，但它们的共同点都是采用了薄壳结构的设计。9.出示一辆现代汽车：我们再来看这里汽车，这上面有拱形吗？10.可乐瓶中有吗？每小组观察可乐瓶中的薄壳结构。[设计意图]更多地了解拱形与薄壳结构，需要去发现生活中的拱形、薄壳结构建筑和物品，这是对所学知识的一次应用和复习，同时可以扩充学生的认知面。五、总结拓展1.回家用你的眼睛继续找拱形，用拍照或者画图的方式记录。2.刚才我们从蛋壳身上，得到些启发，模仿蛋壳外形或特点，制作了拱形，这个过程就是上节课我们所学习的“仿生学”。神奇的仿生学还有哪些？下节课我们继续研究。【教学后记】3.海豚和声呐【教材分析】本课是苏教版小学科学五年级第2单元《仿生》的第三课，关注的是仿生学中的一个典型案例：海豚和声呐，即人们从海豚探路和捕食的行为得到启发，发明了声呐装置。如果说蛋壳与拱形研究的是两者在结构上的相似，那么海豚和声呐则是在原理上的相似，因此建立起原理模型是本节课的重点。而海豚和声呐都不是可以真实出现在课堂的研究对象，因此，本节课主要通过模拟海豚探路和捕食来研究海豚回声定位的原理，通过阅读资料，了解回声定位原理的应用。32
本课主要由三部分组成：通过了解科学家所做的海豚探路和捕食的实验，猜测分析海豚探路和捕食时依靠什么感觉，结果指向海豚探路不需要眼睛，而是可能依赖听觉，进而延伸到探究“声音能帮助海豚定位”的主要问题上来。第二部分，做模拟海豚探路和捕食的游戏，充分感受海豚捕食的情况，第一次为仅依靠听声音来辨别方位，第二次进一步提高难度，不发声的物体，如何实现听音辨位，同时引入回声概念，第三次将大海中的真实情况模拟出来，在既有障碍物，又有猎物的复杂环境中，回声定位原理是否还能奏效。通过切身体会感受，了解海豚的探路和捕食过程，建立起回声定位的原理模型。第三部分，通过阅读资料，了解海豚探路以及潜水艇、B超、雷达的工作原理，画一画他们的原理图。借此说明海豚、潜水艇的声呐、B超的探测利用的是回声定位，而雷达利用的是无线电波的反射来发现目标、跟踪目标，它们的原理相同。【学情分析】五年级的学生对于海豚和声呐是比较陌生的，海豚可能在动物园见过，电视上看过，可能会知道海豚的可爱，但是对于海豚的习性，海豚的探路和捕食几乎没有了解。而声呐更是远离日常生活，学生一点也不了解。故本课需要给予学生一些关于海豚的生活习性的图片和视频资源，进行提前熟悉和了解。进而引导学生通过模拟海豚探路和捕食的实验，感受听音辨位和回声定位，建立起回声定位的原理模型，通过阅读分析声呐、B超和雷达等图片、文字等资料，进一步了解回声定位原理的应用，了解他们的原理相似性，从而知道仿生的步骤和意义。【教学目标】[科学知识]知道海豚是依靠回声定位原理来探路和捕食的。了解回声定位需要发出声音，并接收回声，通过回声的特点来进行方位判断。[科学探究]通过层层递进的模拟海豚听音辨位，从单个声源到发出声音并接收回声，探索并感受回声定位原理的作用。[科学态度]专注细节，探索思考，在不断的思考与实践中探索和完善回声定位的原理。学会分工合作，提升团队合作的意识。主动融入表演角色，认识模拟游戏的真实性。[科学、社会、技术与环境]了解回声定位原理应用于现代医学和国防技术的实例。认识仿生学对科学发明的重要价值。认识仿生学对社会与环境的促进作用。【教学重难点】[重点]了解海豚探路和捕食的原理，建立起回声定位的原理模型。[难点]通过学生的团队合作，顺利完成多项游戏，并切身感受听音辨位和回声定位的原理。【教学准备】[教师]课件（海豚生活视频，大山的回声介绍）。道具：木鱼1付，眼罩1个，响铃鼓1个，障碍物2个，定位卡片10张，头饰10个（1个海豚，1个小鱼，6个障碍物）。[小组]实验原理记录纸。【教学过程】课前：播放海豚生活短片2-3分钟，了解海豚及其水生生活。与学生交流：关于海豚你还知道哪些？一、聚焦（预设3分钟）讨论分析海豚探路实验1和实验2。实验1：人们在水池里插上金属棒，海豚游动时绝不会碰到。这说明了什么？预设：海豚的视力很好，很聪明能避开障碍物。实验2：即使蒙上眼睛，照样畅游无阻，还能准确捕捉猎物。这说明了什么？预设：捕食和避障与眼睛（视力）无关，可能与听觉等有关。[设计意图]通过讨论分析实验1和实验2，初步明白海豚探路和捕食捕食依靠眼睛，而是依靠其他感觉器官，很有可能是依靠听觉，听音辨位。由此开启海豚是否能听声音来辨位的探究活动。二、探索和研讨：海豚回声定位原理（预设25分钟）探究活动1：声音可以帮助海豚定位吗？我们用游戏的方式来模拟。游戏1：蒙眼海豚听音辨位32
蒙上眼睛的海豚能够依靠声音辨别方位吗？首先邀请两位主角：海豚和小鱼。扮演蒙眼海豚的同学此时只能怎么做？扮演小鱼的同学应该怎么做？其他同学应该怎么做？预设：蒙眼海豚只能认真听周围的声音。小鱼需要时不时发出声音。其他同学保持安静，观察探究活动的结果。是的，蒙眼海豚：侧耳倾听，小鱼游动：发出声音，其他同学：安静观察。为了让所有同学都参与进来，老师根据大家的想法设计了游戏规则，请大家仔细阅读。“击鼓传花”规则：1.海豚：扮演的同学蒙上双眼，立于教室前方。2.小鱼：音乐响：全班“击鼓传花”，音乐停：传到者化身小鱼，并迅速摇晃响铃鼓，发出声音。3.海豚：听音辨位，说出小鱼在第几组。规则明确，游戏开展。（可以重复一次，并请扮演者说说游戏中可以改进的地方。或者采访海豚，能否听出小鱼的游动轨迹。）[设计意图]通过开展蒙眼海豚听音辨位的游戏，让学生体验听音辨位，充分感受通过声音辨别方位的可行性。分析与讨论1：听觉/声音可以帮助海豚辨别物体方位吗？预设：确实可以。现在老师扮演小鱼，你们扮演蒙眼海豚，你们能辨别老师的方位吗？每位同学化身蒙眼海豚，闭眼转身，老师变换位置，拍手发音，同学听音辨位，用手指出发音物体。[设计意图]让每个学生都感受到听音辨位。现在你能画一画听音辨位的原理示意图吗？声音是怎样传到海豚耳朵的？海豚（耳朵）物体[设计意图]通过开展对听音辨位的分析与讨论，让学生充分感受到声音与方位之间的关联性，认识声音确实可以帮助海豚辨别物体方位。探究活动2：如何听到到金属棒等不发声的物体的声音并辨位？引入思考：但是金属棒不会发出声响，小鱼正常游动，也几乎不发出声音。海豚是怎么才能听到它们传来的声音呢？预设：敲击金属棒，使金属棒发声，水流使金属棒发声。生活中你听过不发声物体传来的声音吗?大山会发出声音吗？预设：不会。请你观看以下视频中的现象，想想大山为什么也发出声音了？预设：人发出的声音遇到大山返回了。因此，海豚也可以怎样做，使得金属棒发出回声？预设：海豚主动发出声音，通过金属棒的回声来辨别。游戏2：蒙眼海豚的传声定位。蒙眼海豚主动呼叫障碍物，障碍物要发出回声，扮演障碍物的同学应该怎么做？预设：听到海豚的呼叫，立即发声回应海豚，模拟产生回声。“击鼓传花”规则：1.海豚：蒙眼，循环呼叫：在哪？2.音乐响：全班（安静）随机传输2个球，听到海豚呼叫，拿球者立刻发声回应：在这！3.音乐停：举球起立，听到海豚呼叫，发声回应：在这！4.海豚：听音辨位，说出小鱼在第几组。规则明确，游戏开展。（可以重复一次，并请扮演者说说游戏中可以改进的地方。）[设计意图]通过引入不发出声音的障碍物，让学生进一步陷入思考：不发声的物体如何传来声音？顺势介绍日常生活中的回声现象，让学生意识到通过主动发声，可以让障碍物传来回声，并将其应用到游戏32
2中，通过游戏2的模拟，进一步感受海豚通过主动发声，接收回声，再辨别方位的过程。分析与讨论2：海豚是怎样主动出击，判断位置的？（建立模型，请学生在黑板画一画原理图）物体不发出声音，海豚能不能探测到方位？能现在，无论是小鱼还是障碍物，无论物体有没有发出声音，海豚都能通过主动发出声音，同时接收物体的回声来判断方位了。[设计意图]通过讨论与分析，让学生能建立起海豚通过主动发声，接收回声来定位的原理模型，清晰的展现回声定位的原理图。探究活动3：发出声音，接收回声能帮助海豚应对复杂的海洋环境吗？大海中还有很多障碍和杂音干扰。海豚能依靠这个原理模型，穿越障碍，夺取响铃鱼吗？游戏3：穿越障碍，夺取响铃！根据之前的原理，海豚应该怎么做？障碍物怎么做？响铃鱼应该怎么做？预设：海豚应该不断重复发出声音：在哪里？障碍物和响铃鱼都需要立即回复：在这里！规则：1.海豚：频繁主动发出声音：在哪里？2.障碍物：立即回应海豚：在这里！（按老师放置在地上的定位卡片定点站立，静止不动）3.响铃鱼：立即响铃回应海豚。（可小范围缓慢游动，但最终需要被捉到）规则明确，游戏开展。（可以重复一次，并请扮演者说说游戏中的感受或可以改进的地方。）分析与讨论3：海豚通过发出声音，接收回声，辨别众多的障碍物，从而能在障碍物之间自由穿梭，而不被撞到。这告诉我们通过主动发出声音，接收回声，能不能帮助海豚定位？这个原理模型就是回声定位。[设计意图]通过开展模拟真实海洋中，既有障碍物，又有猎物的游戏，让学生充分感受和运用回声定位原理，进一步加强对建立起的回声定位模型的感受和认识。三、原理应用及分析：回声定位原理的应用及仿生（预设10分钟）揭示原理：详细介绍海豚探路的原理及其应用。海豚探路的启示：海豚在水里能够发出一种人耳听不见的声波，声波遇到物体后会反射回来，被海豚的耳朵接收，海豚就能确定物体的形状、大小和位置。根据海豚回声定位的原理，科学家发明了声呐，现在，声呐已被广泛应用于各种舰艇、水下作业和渔业勘测等。潜艇的声呐系统也应用了回声定位原理。那么你能分析潜艇是如何探测并驶出海沟的吗？漆黑的深海，潜艇驶入了一道狭窄的海沟，两侧都是高耸的海底山脉。潜艇能依靠声呐驶出海沟吗？潜艇怎么做？海沟两侧怎么回应？预设：潜艇不断重复发出声波，海沟两侧立即发出回声。[设计意图]通过分析潜艇声呐系统的探路，感受声呐定位和海豚定位的原理是相同的，为下一步回声定位原理的应用以及仿生的内涵做铺垫。回声定位原理的应用及仿生学：除了声呐，科学家还发明了B超和雷达，阅读资料，你能画出声呐，B超和雷达的原理图吗？画图并揭示都是同样的回声定位原理。你们觉的声呐、B超和雷达等人造仪器都是仿照谁制成的？预设：海豚。像这样通过仿照生物原理，应用于工程设计的学科就是什么？预设：仿生学。[设计意图]通过资料介绍和画图，学生了解海豚与声呐、B超和雷达的原理是一样的，进一步认识到这些探测仪器都是基于对海豚的研究，仿照生物原理制成的，顺势引入仿生的概念。三、课堂小结（预2分钟）32
回顾我们这节课，我和同学们一起经历了海豚探路的观察研究，经历了回声的原理探究，建立起了海豚探路回声定位的原理模型，还一起了解了回声定位原理的实践应用，而这样的四个过程，正是科学家开展仿生学研究的过程。无数高科技产品就是通过仿生，设计发明出来的。希望同学们也能仔细观察身边的动植物，未来通过仿生制造出对人类有益的产品。[设计意图]通过回顾总结一节课的探究历程，引入仿生学研究的四个过程，给学生呈现出一个清晰的脉络，有助于学生对仿生的内涵认知，感受仿生给人类生活带来的科技进步是巨大的，是有重大价值和意义的。【教学后记】4.我们来仿生【教材分析】《我们来仿生》是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第四课。本单元由四节课组成，第一课向学生介绍仿生的概念，第二三课从具体案例探究中体会仿生的方法和价值，本课为学生创建仿生设计的平台，让学生将本单元的知识进行吸收融合内化成自身的知识应用能力。本课教学内容主要有七个部分组成：1、通过啄木鸟脑部结构的防震特点引出仿生设计产品安全头盔。2、对课前做的“保护色”游戏的结果分析。让学生发现自然界的有些小动物，用其自身与周围环境融为一体的颜色来保护自己，从而理解各种迷彩服的设计是为了与环境融为一体，避免被发现。3、通过用眼观察、动脑思考、动手制作等多种形式，研究手臂的结构和功能。4、提出锥形瓶与烧瓶清洗问题，介绍了一种有创意的仿生设计。5、了解六足机器人的仿生案例。6、介绍生活中的其他仿生产品，亲自动手设计仿生物品。在前面的铺垫和模拟练习的基础上，鼓励学生尝试设计仿生用品。【学情分析】五年级学生具有丰富地生活经验，他们对仿生产品在生活中的应用了解较多，并能说出一些仿生产品的作用和模仿的对象。学生的对于设计产品方面接触的较少，很少有相关的设计产品经历，让他们通过某种生物的结构特点去设计制造一个仿生物品对于学生来说是有困难的。通过引导学生观察发现生物的特点、动手制作模型、思考设计产品的递进教学，让学生知道该如何着手设计制作。【教学目标】1、能按要求制作手臂的结构模型。2、通过视频介绍和分析，了解一些生活中的仿生产品。3、发挥团队合作意识，共同完成游戏任务。4、尝试进行仿生设计。【重点与难点】[重点]通过对仿生产品的了解和分析，尝试进行仿生产品的设计；[难点]设计仿生产品的。【教学准备】制作手臂的宽窄卡纸、工字钉、线、胶带、泡沫、小动物卡片【教学过程】一、活动导入，感受生物的特点（5min）32
1、挑战：同学们我们先来做一个挑战。试一试，用一秒钟点10次头？我说1开始，我说2结束。准备1、2，有同学点满了10次吗？（不能）2、但是有一只小动物一秒钟可以点20次左右，你知道是谁吗？（啄木鸟）3、讲述：啄木鸟每次撞击树干时，它的头部要承受1200克的冲击力。而人类脑部受到80克的冲击力就极有可能发生脑震荡，啄木鸟的脑部怎么没有损伤呢？4、科学家通过研究发现了啄木鸟这样的特点。播放录音。5、啄木鸟的这个特点真厉害，如果我们也有这个特点会有什么好处呢？（防止头部的脑震荡）6、讲述：所以人们设计出了安全头盔。头盔的这三种结构模仿了啄木鸟的特点起到减震防震的作用。7、谈话：这种头盔的设计就是一种仿生。（板书：仿生）那什么是仿生学呢？我们一起来看一下。（播放视频）8、提问：你能说说仿生模仿的对象是什么？（生物）模仿生物的哪一方面呢？（特殊本领）仿生设计的产品有什么好处？（用于学习生活）9、过渡：你觉得要设计制作一个仿生产品首先要怎样做？（发现生物的本领）我们来找找生物的特殊本领。[设计意图]通过点头的活动，给学生创设情景，通过啄木鸟脑部的特殊结构认识到自然界的生物之所以能生存下来都有自己适应生活环境的本领。二、分析讨论“保护色”游戏（5min）1、提问：课前我们寻找了大家涂的小动物卡片，红色的找到了几只？蓝色的呢？绿色？褐色？为什么绿色褐色的小动物你们找到的比较少呢？预设：它们身体的颜色和周围的环境颜色类似，不容易被发现。2、自然界中很多动物都不容易被发现。它们有保护色保护自己。在生活中人们有没有根据小动物们的这个本领，设计制造出什么仿生物品呢？预设：迷彩服（出示图片）3、军人们穿着迷彩服就能很好地隐藏起来。这三种迷彩服在什么环境下不易被发现？预设：丛林迷彩适合在树林中、荒漠迷彩适合在荒漠地带、海洋迷彩适合在海军。4、是的，这位同学回答的很棒，丛林迷彩用于陆军夏作训服；荒漠迷彩用于陆军冬作训服；海洋迷彩用于海军陆战队。5、火眼金睛大PK规则：我们来试试迷彩服的效果好不好？请同学们用10秒钟的时间来找一找隐藏起来的军人？请一个同学上来用笔圈一圈？师：这里一共有10个人，所以说迷彩服的效果好不好？（好）谈话：刚才我们一起寻找了生物的本领，今天我们还要模仿一名仿生学家来学习设计仿生产品。（板书：我们来）[设计意图]本活动用趣味性强、学生乐于接受和参与的形式，引导学生在体验中感受利用保护色的仿生设计。三、探索：做一做“模仿手臂的结构和功能”（16min）1、请同学们动一动自己的手臂，观察一下，哪些结构在协同运动？（骨骼、肌肉、关节）2、当手臂弯曲时，上边的肌肉有什么变化？（上面的变硬）这叫肌肉收缩。下面的呢？（拉伸）这叫肌肉舒张。3、手臂伸直时上面和下面的肌肉又是怎样的？（伸直时上边是舒张的，下边是收缩的）4、手臂弯曲和伸直时骨骼、肌肉、关节怎样配合工作的？谁带动了骨的运动？（肌肉的收缩）关节有什么作用呢？（让骨的运动更加灵活）5、讲述：手臂可以灵活运动做各种各样的动作。生活中有些人因为缺少手臂无法正常的活动，人们就模仿了人的手臂制造出了假肢手臂。6、提问：假肢手臂为了能做各种动作，也设计了关节、肌肉和骨骼，谁来找一找？出示：绳子起到固定和牵引的动作，模仿的是手臂肌肉。7、过渡：今天我们要来仿照自己的手臂制作一个手臂模型，模拟手臂的运动。32
8、材料：老师给大家准备了这些材料，谁能说说些材料分别模拟了什么结构？预设：两块硬纸板模拟骨骼、绳子模拟肌肉、钉子模拟关节。9、讲述：大家一起来看看制作过程。播放视频提示：我们要用到钉子、剪刀，使用时要注意安全。请同学们根据提示完成手臂模型的制作。10、请一个小组上台来展示一下你们的手臂模型，拉动绳子让手臂运动起来。11、分析比较假肢与手臂模型根据手臂的模型的运动，能不能说说假肢是如何运动的？预设：假肢也是靠骨骼、肌肉、关节相互配合而完成运动的。[设计意图]本活动从学生最熟悉的人体手臂入手，了解手臂的结构和功能，学习制作手臂模型，调动学生的学习积极性。四、清洗锥形瓶、烧瓶（3min）1、通过上面的学习我要考考大家。能否利用仿生的知识帮老师解决一个小麻烦。实验室里有一些锥形瓶和烧瓶，使用之后要清洗它们，可是我找了各种各样的刷子都不是特别的满意。2、提问：什么样的刷子能刷干净呢？预设：设计出可以变大缩小的刷子。3、同学们在大自然中就有一种生物具有这样的本领。出示河豚遇险视频。这个刷子就是模仿河豚的特点来设计的。[设计意图]本活动提出生活中的实际问题，让学生知道问题来源于生活，以便学生了解仿生的现实真正意义：仿生设计为生活服务，并引发学生思考和创新。五、“介绍六足机器人”（3min）1、善于观察和发现生物体的结构和功能是设计出仿生物品的关键。科学家发现了昆虫六足行走的特点设计出了六足机器人。我们来看看。（播放视频）2、六足机器人模仿了竹节虫足的什么特点？（三角步态）有什么优点？[设计意图]本活动介绍一个仿生的案例，并借此说明仿生物品具有广泛的用途，为后续的学生仿生活动打下基础。六：设计一种产品（7min）1、生活中还有很多的仿生物品比如根据翠鸟仿生出了高速列车，模仿了翠鸟的什么结构？（锥形的喙）这个形状有什么作用?（减少阻力）ppt同步出示。2、根据野猪仿生了防毒面具。模仿了野猪的什么特点？（在鼻子中塞泥土）这样做有什么作用？（过滤有毒气体）ppt同步出示。3、这里是一名仿生学家设计制作的产品——脚蹼，他模仿的是什么？（鸭蹼的形态和功能）像鸭子这样有脚蹼的动物，有什么作用呢？（游泳提供动力）4、让我们像这位设计师一样，来做一名小仿生学家。请同学们回忆一下身边的生物有什么特殊独特的本领，根据它们的结构和功能来设计一种新的产品。可以小组内讨论一下，快速写下来。5、交流：请一个同学上台来介绍一下他的设计，其他同学可以提出你的疑问，请我们的小仿生学家来解答。[设计意图]引导学生将所学的仿生学初步知识运用于实际生活，鼓励其关注生活，提高解决问题和创新实践的能力。七、拓展（1min）师：针对同学们的疑问，可以完善你们的设计，并且尝试利用身边的材料把你设计的物品制作出来。期待大家课后能将我们的作品制作出来。【教学后记】32
第三单元地球的运动1.昼夜交替【教材分析】本课是《地球运动》单元的第一课。主要涉及地球自转及自转给地球带来昼夜交替、东升西落现象的内容，对五年级的学生来说，地球自转产生昼夜交替现象不是新知识，但要他们解释清楚为什么就可能很困难了。本课由浅入深安排了三部分内容：第一部分，从同一地区白天和黑夜的现象入手，来引发学生思考“昼夜是怎样形成的”。接着让学生阅读科学史资料，了解人类认识昼夜成因的历史。第二部分，用手电筒和地球仪模拟地球运动，用模型解释昼夜和昼夜交替现象的成因，找到地球运动与生活中昼夜周期性变化之间的关系。第三部分，模拟地球自转，观察周围物体“东升西落”现象，认识地球自转方向和自转周期等。第四部分是一个讨论活动，是在认识地球自转运动的基础上，来解释生活中星体“视运动”现象。【教学目标】1.认识地球是自转的，知道地球的自转轴、自转周期和自转方向，了解地球的自转形成了天体东升西落和昼夜交替等自然现象。2.能通过模拟分析，理解地球有规律的自转运动，及其与相关的周期性自然现象之间的关系。3.建立空间观念，激发对地球和宇宙的探究兴趣和好奇心。【重点与难点】[重点]通过模拟实验研究昼夜交替现象产生的原因[难点]理解天体东升西落与地球自转方向的关系。【教学准备】手电筒、地球仪（北京、纽约、柏林、悉尼等城市标注好）转椅、限制左右侧视野的眼镜【教学过程】一、认识昼夜交替现象1.出示城市昼、夜图片。提问：为什么地球上会有白天和黑夜？（在地球上，被阳光照射到的地区是白天，没有被阳光照射到的地区是夜晚。）讲述：地球自身部发光，也不透明，太阳在同一时间只能照亮地球的一半，被照亮的部分就是白天，没有被照亮的部分就是黑夜，产生昼夜。）2.播放昼夜交替现象视频。提问：清晨，太阳缓缓升起；傍晚，太阳慢慢落下。昼夜交替，周而复始。这背后究竟有什么奥秘？（地球自转，当地球亮的一面慢慢转过去，另一面就慢慢面对太阳，就出现了昼与夜的交替）追问：人们从一开始就是这样想的吗？3.学生阅读科学史资料，了解人类认识昼夜交替现象的历史，说说想法。（1）古代中国人认为，太阳是住在东海上的一只三足金乌，于是就把金乌出来时看作白天，把金乌休息时看作夜晚。（2）一些古希腊学者认为，地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕地球转动，这样就形成了白天和夜晚。（3）16世纪，波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”——不是太阳在绕地球转，而是地球绕着太阳转，昼夜的变化是地球自转的结果。[设计意图]这个环节让学生从光影的明暗理解白天与黑夜，从运动的角度猜测昼夜交替变化，为后面模拟昼夜交替现象作铺垫。接着了解人类认识昼夜交替现象的历史，讨论这几种解释的可信度和合理性，深入思考昼夜交替现象可能的成因。32
二、模拟实验研究1.模拟昼夜现象（1）提问：昼夜现象到底是什么原因造成的？我们不可能跳出地球去宇宙中观察，有什么办法可以解决这个问题，需要什么材料？补充：我们可以像科学家那样，建立科学模型，用模型来解释发生在浩瀚宇宙中天体的运动。手电代表太阳，地球仪代表地球，建立一个地球和太阳模型。（2）要求：在黑暗的环境中，用手电筒照射地球仪上的中国。观察地球仪的向光面和背光面。在地球仪上找一找，哪些国家和中国一样正处于白天，哪些国家正处于夜晚。（3）讲述：在地球上，被阳光照射到的地区是白天，没有被阳光照射到的地区是夜晚。2.模拟昼夜交替现象（1）提问：地球仪怎样运动，才能模拟出和地球上相似的昼夜交替现象？（2）要求：逆时针转动地球仪，让中国慢慢地从白天进入夜晚。继续转动地球仪，让中国慢慢地从夜晚进入白天。在这个过程中，观察当中国处于清晨时，哪些国家正处于傍晚。（3）讲述：由夜晚逐渐过渡到白天的那段时间是清晨，由白天逐渐过渡到夜晚的那段时间是傍晚。[设计意图]这里通过模拟实验来了解昼夜的成因。关键是学生要跳出地球局限，在立体的宇宙空间视角，考虑怎样模拟出和地球上相似的昼夜现象和周期性交替现象。三、模拟地球自转1.提问：为什么要逆时针转动地球仪？2.体验活动：（1）坐在转椅上，限制左右侧视野。（2）让同伴逆时针转动椅子。（3）仔细观察：你周围物体有什么变化？（从哪边出现，又从哪边消失？）（4）顺时针转动椅子，物体的变化有什么不同？3.播放地球自转视频：揭示：穿过地球南北极的轴叫地轴。地轴是一根假想的轴，一端始终指向北极星附近。地球像陀螺一样绕着地轴逆时针自转，约24小时转一圈。[设计意图]这个环节模拟地球自转，观察周围物体运动变化的方向是由东向西，由此逆向推定地球自转方向为自西向东。四、解释星体“视运动”现象（出示摄影爱好者拍到的北极星及周围星星的运动轨迹图片）1.提问：这证明了什么？（地球在慢慢自转。）2.追问：为什么地球上的人感觉不到地球在转动，反而觉得是太阳、月亮和星星在移动呢？你能试着解释一下你的感受吗？（身处转动的地球和坐在开动的汽车上是一样的道理。）假如：地球自东向西自转，你会看到什么？[设计意图]地球自转方向和相对运动之间的联系，这是一个有难度的问题。尝试用类比的方法来解释太阳的视运动，这样学生就能够把不好理解的地球和太阳的运动想象为他们熟悉和易懂的汽车和景物的运动，用比较具体的东西来阐发比较抽象的内容。【教学后记】32
2.昼夜对植物的影响【教材分析】本课是《地球的运动》单元的第2课内容，本课学生通过对观察身边的植物，了解昼夜现象对植物的影响，发现许多植物的生活习性与昼夜之间的紧密联系。本课的教学着力点应放在让学生搜集身边的证据来证明昼夜对动植物有影响。教材分三部分内容：第一部分，展现合欢树、郁金香、牵牛花受昼夜影响，花和叶形态早晚的差异，激活学生的生活经验。接着通过早晚不同时间拍照的方式，调查周围其他植物受昼夜变化影响的实例，进一步关注昼夜变化对植物的影响。第二部分，先介绍林奈的花钟，再让学生利用给出的资料尝试编一个花钟。这里不要求编制的花钟精确到小时，只要能表现出时段差异即可。第三部分，观察并记录一种植物夜间开花过程。【教学目标】1.通过调查身边的植物与昼夜的关系，知道昼夜会对植物产生影响。2.知道植物有自己的生物钟。3.愿意参与观察和分享活动，尝试从不同角度认识自然现象的变化。【重点与难点】[重点]知道昼夜的交替变化会对动植物产生影响。[难点]观察记录植物在一天中的变化。【教学准备】有关昼夜对植物产生影响的图片或影像资料【教学过程】一、导入新课1.谈话：生活中有些现象很奇特。比如，我们到了晚上想睡觉，早上没人叫却也会按时醒来；夜晚，昙花静悄悄地绽开，幽香沁人心脾。这一切都与什么有关呢？到底是什么在影响我们？（学生自由发表意见）2.揭题：今天我们就来一起研究昼夜对植物的影响。二、观察昼夜对植物的影响1.出示图片：观察合欢树、郁金香、牵牛花等植物在一天中不同时段的变化。思考：这些植物在一天中有什么变化？是什么在影响着它们发生变化？2.交流：通过课前调查，你还发现哪些植物也会随着昼夜交替而变化？[设计意图]教学中要根据地区实际情况，考虑学生的睡眠生理特点，要尽可能选择身边合适的植物作为观察对象，让学生课前根据自己调查到的实际资料进行阐述，植物与昼夜之间有紧密联系。3.讨论：从这些植物的变化中你发现了什么规律？讲述：植物也要睡觉！开花植物不仅有一定的花期，有的植物的花或者叶还会在一天固定的时间开放或闭合。这种变化在近似24小时的周期中反复发生，即使在完全黑暗中也仍然照样进行。植物学家称这种现象为就眠运动。植物体内的生物钟最早就是从这种现象发现的。这是生物对昼夜环境变化的一种适应。[设计意图]这个环节从资料展示入手，再到指导观察实践。课前指导学生调查身边植物与昼夜的关系，课上充分唤醒学生的生活经验，引导他们关注昼夜变化对植物的影响，从关联性的角度去认识植物的花和叶在一天中的变化，聚焦变化的现象背后的关键因素——昼夜节律。三、认识林奈花钟1.出示图片：200多年前，瑞典生物学家根据这一现象编排出一个富有情趣的“花钟”。花钟是怎样告诉我们时间的呢？（播放视频：花钟）2.实践：请你根据调查资料中植物的开花时间编制一个花种。开花时间植物名称开花时间植物名称凌晨32
（3:00--6:00）蛇麻花牵牛花蔷薇花猫儿菊下午（13:00--18:00）万寿菊晚香玉月见草香水百合上午（7:00--12:00）芍药花睡莲山柳菊 大豆花午时花 半支莲酢浆草 郁金香晚上（19:00--24:00）丝瓜花夜来香昙花紫茉莉[设计意图]这里让学生整理资料，像生物学家林奈一样，把在不同时间开放的花，顺次排列在钟面形的花坛上，什么花刚开放，就大致为几点钟，编排出一个富有情趣的“花钟”，用科学独有的方式表示时间，感受科学无穷的魅力和趣味。3.思考：为什么有的花在白天开放,而有的花在夜晚开放？（播放视频：昙花为什么在夜间开放）[设计意图]生物钟是生物对环境昼夜变化的一种适应，这种适应性的价值意义是什么，这是值得学生去思考的。植物知道生命的答案，它有自己的智慧！这种节律性的开合变化，是为了自身的更好生存和发展。适应性是对植物这种节律现象更高层面的理解。四、课后研究：1.选一种夜晚开放的花，观察并记录它的开花过程2.思考并调查：它为什么在夜晚开放？【教学后记】3.昼夜对动物的影响【教材分析】本课是《地球的运动》单元的第3课，与上一课《昼夜对植物的影响》是并列关系。在本课学习前,学生已了解了昼夜交替对植物的影响，掌握了一定的调查研究与分析资料的方法。本课旨在帮助学生进一步认识到昼夜交替也会对动物产生影响，建立事物之间存在普遍的联系的初步认识。本课主要有四部分：第一部分：讨论并准确区分夜间活动动物和白天活动动物，主要结合教材例举的八种典型动物来认识。第二部分：通过实地调查的方式观察身边的小动物在夜间的活动（考虑到学生的睡眠生理特点，以架摄像机观察和撒石灰观察为主要手段），制作相应的卡片进一步了解夜间活动动物的特殊本领。第三部分：科学阅读，帮助学生理解生物钟的奥秘，形成规律作息有益健康的意识。第四部分：通过资料的搜集与整理，分析和理解昼夜长短变化对动植物带来的影响。【教学目标】1.区分昼行性动物和夜行性动物，了解夜行性动物的特殊本领；2.能设计一些调查活动探究昼夜对身边的动物影响，并能根据调查作出相应分析和判断；1.知道动植物人体都有自己的生物钟，形成规律作息有益健康的意识；2.搜集资料设法找到人为改变昼夜长短是否会对生物生理习性带来变化的答案。【重点与难点】[重点]区分昼行性动物和夜行性动物，了解夜行性动物的特殊本领。32
[难点]根据调查到的实际资料进行阐述，理解动物与昼夜之间有紧密联系。【教学准备】有关昼夜对动植物产生影响的图片或影像资料。【教学过程】一、比较昼行性动物和夜行性动物1.出示蝙蝠和蜜蜂的图片，提问：蜜蜂和蝙蝠会相遇吗？为什么？2.小结并揭示课题：蜜蜂在白天活动，蝙蝠在夜间活动，它们是不会相遇的。就像我们上节课学习的植物一样，它们有的在白天开花，有的在晚上开花，昼夜对植物有影响。今天我们就来学习昼夜对动物的影响。（揭示课题）3.提问：看书上31页的图，你认识它们吗？这些动物哪些在白昼活动？哪些在夜间活动？4.板书适时呈现，明确昼行性动物和夜行性动物的概念。昼夜对动物的影响昼行性动物例如蜜蜂、狗、蝴蝶、公鸡夜行性动物例如：蝙蝠、蛾子、刺猬、猫头鹰5.在我们的周围，还生活着各种各样的小动物，还有哪些是在白天活动？哪些是在夜间活动？6.小组内交流，并推选小组中心发言人。[设计意图]五年级学生对于蜜蜂和蝙蝠两种动物是熟悉的，蜜蜂在生活中比较常见，蝙蝠在科普读物或视频中也经常出现。教学导入时将两者的图片同时展示在投影屏幕上，引领学生思考两者是否会相遇的问题，学生很快就能聚焦到双方活动时间不同的关键点上来，自然而然引出了本节课的主题。在这里安排两次不同范围内的交流，就是营造民主的科学交流的氛围，尽量让每个学生尝试、体验科学交流活动的精神享受与乐趣。二、探究夜行性动物的活动1.提问：科学家会通过什么途径了解小动物在夜间都干些什么？（调查）2.提问：该怎样调查，要注意些什么呢？师生共同讨论确定方法。（可以举例启发学生思考，如选择合适的地点架上摄像机，记录有哪些小动物来过；撒点石灰，观察留下了哪些小动物的脚印等。）[设计意图]尊重证据是科学课上培养情感、态度、价值观的重要内容，将其有机寓于教学之中，长期以往学生会自觉地参与到证据的搜集、整合、运用中去，科学课正是通过这样点滴积累达成科学素养的培养宗旨。通过充分的交流，学生们相互提醒、相互启发，最终想出操作性强的办法和步骤。教师不再是高高在上的教学权威，而是学生的亲密伙伴，不断地鼓励学生发表自己的意见，不断地启发学生对他人的发言进行思考，让他们像科学家一样勇于探索，积极交流，这正是本课教学中最可贵的闪光之处。同时教师要预想学生可能用到哪些方法，及时做好准备，并对需要外出调查的小组进行安全教育及礼貌教育，尤其注意提醒学生不要伤害小动物。由于实地调查需要的时间较长，可以在课外拓展研究，并将学生的调查结果机动地、灵活地穿插展示。3.选择一种夜行性动物，查资料了解它有哪些适应夜间活动的特殊本领，并为它们制作卡片。结合学生活动手册11页，例如：猫头鹰：它的视觉敏锐，能够察觉极微弱的光亮；它的听觉灵敏，能够准确分辨生源的方位；它飞行时几乎没有声音，不容易被发觉。4.小小信息发布会，班级展示交流。5.教师适时展示相关视频进行补充拓展。（PPT超链接）[设计意图]抓住学生生活中常见的如猫头鹰、蝙蝠、萤火虫等，了解这些动物的特殊本领，揭开动物适应夜晚生活与它们的眼睛、耳朵等器官发达有密切关系。学知识只是科学学习的载体，获得知识的过程才是最重要的。让学生通过书本、网络搜集处理相关信息，然后相互交流，旨在锻炼学生的信息处理能力、语言表达能力，这也是一个“小科学家”应有的素质。三、科学阅读：生物钟的奥秘1.阅读书33页，了解动植物及人体生物钟的奥秘。32
2.讨论交流人的生物钟，合理安排学习、工作、饮食、锻炼、休息的科学时间段。3.小结：有规律的作息有益于人的健康。[设计意图]交流和倾听在科学学习中非常重要，它既可以让学生表达自己的研究发现，又可以吸收别人的研究成果。学生在科学阅读的过程中，逐步养成了分析、思考、提取信息的习惯；在合作交流中，学会了如何合作、如何交流，这正是我们科学教育所追求的目标。四、探究昼夜长短变化对动植物的影响1.提问：（1）延长光照时间可以增加母鸡的产蛋量吗？（2）减少光照时间可以使菊花提前开放吗？2.学生发表意见，预测。3.查资料，分析、整理、交流。4.小结：（1）鸡对光照变化非常敏感。在自然条件下，每当春季来临时，日照时间逐渐延长，母鸡开始产卵繁衍后代。每当秋天逼近时，随着日照时间逐渐缩短，繁殖能力也逐渐降低，继而陆续换羽，停止产卵。在适宜的强度下，将光照时间延长，能增加产蛋量。一般蛋鸡光照时间维持在16～17小时为宜，过短蛋鸡生产性能不会达标；过长则易使蛋鸡产生产蛋疲劳症，造成鸡只瘫痪，丧失产蛋性能。（2）菊花为短日照植物，一般日照时间，每日不宜超过10小时才能开花。要想使菊花提前开花，就必须控制日照时间。当菊花植株生长到一定阶段后，气温在25-30度时，每日日照时间控制在8-10小时以内，植株可在2个月至2个半月孕蕾开花。每天给菊花的遮光时间以早晚为宜。原来，当我们改变光照条件时，就能改变动植物原来的生活节律和生长状况，昼夜长短的变化与生物的生理习性有密切的联系！[设计意图]根据本课内容，在教学过程的设计方面，遵循学生的认知活动规律，主要让学生通过明确任务--搜集资料--科学讨论—形成共识来完成，这样的活动看似简单，实际上提供了更多的时间和空间给学生，使学生的探究活动在交流合作中得到提升。而教师要做的一是营造宽松、和谐、民主的课堂气氛，使学生敢于发表意见。二是建立一个开放而有序的活动环境，为他们联系图书馆、动物专家、学校网络教室以及相关的录像带、光盘等电教资料，让他们能广泛地应用各种资源获取信息。【教学后记】4.四季循环【教材分析】四季变化是每个人都能亲身感受到的现象,但这到底是怎样形成的，学生并不理解。本课是《地球的运动》单元的第四课,《昼夜现象》为本课作了铺垫，学生在之前的学习中对地球的自转、公转有了些了解。《四季循环》是本单元的重点，也是难点。知识本身就是抽象的，特别是地轴与地球公转轨道面的交角问题，它是说明四季成因的核心，可又是最抽象的。教师要充分发挥学生的推理能力和空间想象能力，采用一些具体形象的教学方法和必要的教学手段，使学生逐步认识四季变化的原因。在理解的基础上再让学生去探究极昼、极夜的现象，便会有更好的效果。本课的教学内容可从四个方面来理解：第一，认识四季循环中蕴含的变化规律。教材通过一组数据表格来表现四季中气温、激昂水、昼夜长短、太阳高度角的变化。教学时，除利用课文中的插图，还要结合学生熟悉的事情，启发学生的思考这些因素彼此之间的联系。32
第二，研究四季的成因。通过模拟实验分别研究地球倾斜与直射、斜射的关系，以及研究直射、斜射对温度的影响。让学生亲自动手做一做，化抽象为形象，从而理解四季的成因。第三，理解地球的自转和公转。这部分内容先是通过一组对比图联系生活场景，区分地球的两种不同运动方式，再通过学生模拟实验来亲身体验自转与公转之间不同的运动规律。第四，讨论极昼、极夜现象。一天24小时都是白天或黑夜，这种现象出现在北极和南极，而且时间真好相反。让学生通过科学阅读进行一定的了解。【教学目标】1.理解阳光直射、斜射时影子长短和温度都有差异，并能用实验证明；2.能根据地球公转和自转的特征模拟地球在太阳系的运动，知道四季循环是由地球公转形成的；3.了解极昼、极夜的现象，体会到宇宙间的天体都在有规律地运动着。【重点与难点】[重点]理解阳光直射、斜射时影子长短和温度都有差异，并能用实验证明。[难点]知道地球自转的同时围绕太阳公转，四季循环是由地球公转形成的。【教学准备】各种地球公转、自转以及极昼、极夜的图片和视频，地球仪或皮球、温度计、手电筒或强光灯泡等实验材料。【教学过程】（一）研究四季的变化1.观看录像《四季景色》。2.谈话：在我们家乡能看到这种美丽的景象吗？3.讨论：地球上大部分地方都有四季的变化，你是根据什么来判断季节变化的呢？板书：四季4.学生回答——气温变化5.大屏幕出示云南省昆明市月平均气温和降水图，分析讨论其中蕴含的规律。6.除了温度和降水，你还知道哪些现象具有季节性变化？7.大屏幕随机出示北京市日出、日落和周长时间表,以及台湾省嘉义县正午太阳高度角变化图，分析、讨论、交流其中蕴含的规律。8.小结：每个地方，一年四季中的气温、降水、昼夜长短、太阳高度角的变化，都有一定的规律。板书：循环[设计意图]通过四季对比鲜明的视频，直观形象地展现出春、夏、秋、冬的四季变化，唤起学生的实际生活体验，从而发现问题，来研究问题。继而结合一系列表格材料，让学生在材料面前去思索，拓宽思路，从而对四季的特征有了明确的把握,为下一步探究四季的成因打下了坚实的基础。（二）探究四季的成因1.提问：是什么因素导致这些现象周而复始地出现？这些因素之间是否存在一定关联性？2.研究地球倾斜与直射、斜射的关系：（1）用一个皮球代表地球，在两端各粘一根牙签，代表地轴，再在“地球”的“赤道”和“北半球”上各粘一根牙签。（2）在桌子上点亮一个灯泡代表太阳，先让“地球”直立着绕“太阳”转动一圈，再让“地球”倾斜着绕“太阳”转动一圈，观察“赤道”和“北半球”上牙签影长的情况。（3）汇报、交流实验结果。3.研究直射、斜射对温度的影响：（1）将温度计分别插入两个信封里；一个信封竖放，另一个信封平放，用强光照射两个信封。（2）观察相同时间内两支温度计的读数有什么不同？（3）汇报、交流实验结果。4.小结：由于地轴倾斜，地球在围绕太阳公转时，各地每天的正午太阳高度角各不相同。太阳高度角大时，单位面积收到的太阳辐射就多；反之就少，因而形成了四季。[设计意图]32
模拟实验可以化抽象为具体，帮助学生更好地思考问题，从而提高空间想象能力。四季的成因，是教学的难点。为突破难点，在实验前引导学生合作探究、设计实验、预测结果很有必要，它为实验有序进行、提高实验效率奠定了坚实的基础。（三）模拟地球的自转和公转1.PPT出示花样滑冰的场景图片，提问：下面两种运动形式，哪种类似于地球的公转哪种类似于地球的自转?板书：自转公转2.讨论：（1）地球公转的周期是多少？你怎么知道？（2）地球公转的方向是怎样的？你有什么证据？（3）学生汇报的公转特征，教师适时板书。小结：地球绕着太阳逆时针转动，就是地球的公转，地球公转一周的时间为一年。3.讨论：（1）地球自转的周期是多少，方向又是怎样的？（2）学生汇报的自转特征，教师适时板书。小结：地球在公转的同时还绕地轴自转，地球自转一周的时间为一天。4.学生活动：在教室或校园里，模拟地球的自转和公转。[设计意图]本环节设计总结了本单元的概念目标——地球的运动特征。另外，本环节没有利用“三球仪”进行模拟实验，而是利用学生自己的身体动作巧妙地体验地球运动的规律；不仅更有趣，还能激发小组竞争完成实验。此外，也让学生在寓教于乐中理解到宇宙之妙和地球的独特。（四）拓展活动――认识极昼、极夜现象1.提问：有谁听过极昼、极夜的现象？2.学生回答。3.谈话：你能演示说明极昼、极夜吗？小组根据教材P36的科学阅读材料思考一下。4.小组探究、汇报。5.补充视频：《极昼》[设计意图]在学生理解了四季循环后，在理解的基础上加以拓展，认识极昼、极夜现象，使学生有一个完整的认识，效果也会更好。【教学后记】第四单元简单机械1.撬重物的窍门【教材分析】杠杆是简单机械中最基本的一种，杠杆知识是学习其他简单机械知识的基础。本课围绕“撬重物”这一核心主题，遵循“发现问题——分析问题——解决问题”的逻辑规律，逐步揭开杠杆的秘密，并递进式地安排了五个部分的学习内容。第一部分，认识杠杆的结构特点。首先创设抬讲台的问题情境，从比较讨论搬动重物的不同方法中，发现借助支撑物垫着的木棍更容易撬动重物，引导学生认识杠杆的结构特征，知道什么是杠杆。然后，教材采用描述性的语言“像这种……装置叫作杠杆”“它包括……”，以及直观的图画来介绍杠杆特点，让学生获得直观的认识。第二部分，用平衡尺研究杠杆的秘密。用平衡尺来代表生活中常用的杠杆，通过研究平衡尺在什么情况下能够保持平衡，发现支点的位置对所需用力大小的影响，从而找到杠杆省力或费力的秘密。32
第三部分，了解杠杆在生活中的应用。此部分包括两个主要活动：一是解释现象，二是解决问题。解释现象的内容为辨析哪些是省力杠杆，哪些是费力杠杆。解决问题的内容为分析玩跷跷板时的具体情况，找出可行的平衡方法。第四部分，动手做一杆小秤。教材出示了小杆秤的组成部分和怎样用小杆秤称重的图片，指导学生模仿样品进行制作，并能够利用所学的杠杆知识解释其中的原理。第五部分，阅读介绍“阿基米德与杠杆”的资料，了解阿基米德在利用和说明杠杆原理方面所作的贡献。【教学目标】1.通过比较辨别和阅读，认识杠杆的结构，发现用杠杆撬起重物可以省力。2.能够利用平衡尺研究杠杆，借助对比实验，发现杠杆省力或费力的秘密。3.通过辨析生活中的杠杆，了解不同作用的杠杆。能够结合生活实际，利用杠杆知识解决实际问题。4.会制作小杆秤并知道小杆秤称重物的原理。5.体会技术进步给生活带来的改善意义。【重点与难点】[重点]用平衡尺研究杠杆省力或费力的秘密。[难点]用杠杆知识解释生活现象，解决生活问题。【教学准备】[教师]杠杆有关的PPT，一根坚实的木棍，一块垫木。[学生]每组一套平衡尺、一盒钩码、小杆秤制作材料、实验记录单【教学过程】（一）创设情境，认识杠杆1.创设问题情境：班级准备搞活动需要将大讲台移走，你们想到了什么办法呢？（1）请3个学生上台尝试抬讲台，有什么感觉？（讲台太重，抬不动，费力气）（2）有一个学生想到了一人就能移动讲台的绝妙办法，想知道吗？出示课本中的两幅图画，比较一下，他的方法和你们抬重物的方法有何不同？(他采用的是“撬”的方法，要用到木棍、垫木。)（3）提供木棍、垫木，请一个学生上台尝试这种方法移走讲台。说说有什么感觉？2.认识杠杆结构特点。（1）揭示概念和杠杆结构图：像这种用来撬动重物的装置叫作杠杆，它包括一个支点和一根能绕支点转动的硬棒。（2）根据杠杆结构图，分析：杠杆撬动重物时，除了支点外，还有两个力的作用点你能找到吗？重物与杠杆的接触点，我们称之为阻力点，还一个是手的施力点。（3）提出疑问：杠杆为什么能轻松地撬动重物呢？[设计意图]从学生的认知特点出发，以学生的生活经验为基础，创设问题情境，借助让学生通过难度适中的挑战活动，让学生体验杠杆的价值，认识杠杆的结构特征，符合学生的认知特点。这也是建立在他们生活经验基础上习得的科学概念。（二）用平衡尺研究杠杆的秘密1.认识平衡尺。想要揭开杠杆的秘密，我们需要借助这个实验仪器——平衡尺。请同学们仔细观察平衡尺，它与普通尺子有什么不同？（平衡尺的0刻度在最中间，往两端分别标有5、10、15、20的刻度。每一小格子长度为1厘米；平衡尺的两端各有一个调节螺母，使用前可以通过它让平衡尺保持水平；平衡尺下方距离支点每隔5厘米有一个挂钩，可用来挂钩码。）2.研究杠杆的秘密。（1）提出问题：老师在平衡尺的左侧10厘米处挂上两个钩码，平衡尺一下子失去了平衡，向左侧倾斜，那么你有什么办法让平衡尺重新保持平衡？我在平衡尺的左侧15厘米处挂上两个钩码，你又该怎样让平衡尺平衡？（2）实验设计：猜测在右侧什么位置，挂多少个钩码能让平衡尺平衡，说出你的想法。钩码支点左侧支点右侧32
位置(厘米)105101520数量（个）2钩码支点左侧支点右侧位置(厘米)155101520数量（个）2（3）动手实验，做好实验记录，小组讨论实验结论。（4）分析实验记录，说出你的发现。发现一：离支点越远，所需的钩码越少，越省力。反之，离支点越近，所需的钩码越多，越费力。（对于个别位置无论怎么挂钩码都无法保持平衡的原因也可以展开讨论，但最终也能说明这个杠杆原理。）发现二：当平衡尺平衡时，哪些情况下右侧的钩码少于左侧？哪些情况左右钩码数相等、哪些情况下右侧的钩码多于左侧？当右侧钩码与支点距离大于左侧钩码与支点距离时，右侧钩码少一些，则省力；当右侧钩码与支点距离等于左侧钩码与支点距离时，左右钩码数相等，则不省力不费力；当右侧钩码与支点距离小于左侧钩码与支点距离时，右侧钩码多一些，则费力。（5）小结：平衡尺其实就是一根平衡状态下的杠杆，左侧的钩码就是重物，与平衡尺的接触点就是阻力点，0刻度处是支点，右侧钩码处就是施力点，当施力点到支点距离大于阻力点到支点距离则省力，反之则费力。[设计意图]平衡尺其实是平衡状态下的杠杆，是研究杠杆原理的模型。借助平衡尺来做平衡实验，并通过对比探究，帮助学生有效地建立起对杠杆原理的认识，从中发现杠杆省力的奥秘。（三）了解杠杆在生活中的应用1.生活中这样的杠杆类工具其实很多，（出示图片）你能判断出哪些是省力的？哪些是费力的？为什么？扫帚（费力杠杆）；开罐螺丝刀（省力杠杆）；镊子（费力杠杆）比较花剪（省力杠杆）和理发剪刀（费力杠杆）外形有何不同？分别起着怎样的作用？2.费力杠杆在生活中也发挥着它的作用，你还知道哪些省力的杠杆或者费力的杠杆？3.（出示跷跷板图片）你一定和爸爸妈妈一起玩过跷跷板，小时候也常常因为撬不动爸爸妈妈而生气烦恼，学习了本课的知识，你现在能帮助小朋友撬起他的爸爸吗？说说你的理由。[意图解析:科学发现源于生活，最终也应用于生活。利用所学的杠杆知识来分析判断生活的中杠杆现象，并解决杠杆问题，可以促进学生运用知识的能力。不过生活中的杠杆很多是变形的杠杆，需要引导学生分析杠杆的三个点从而做出正确思维判断。（四）动手做一杆小秤1.（出示杆秤图片）同学们见过这样的杆秤吗？它是用来称重的工具，在电子秤普及之前，它可是风靡一时，家喻户晓的称重工具。它有哪些部分组成的呢？（秤杆、秤盘、提纽、秤砣，秤杆上刻有秤星）2.（教师演示杆秤的使用）你能说说杆秤和杠杆有什么样的联系吗？提纽与秤杆的接触点就是支点，秤盘线与秤杆的接触点是阻力点，秤砣线与秤杆的接触点时施力点，当施力点与支点距离大于阻力点与支点距离时，杆秤就是省力杠杆。3.你想制作一杆这样的小秤吗？播放视频。4.发放杆秤制作材料（预先完成秤盘和提纽的固定），按照图片模型和视频介绍完成秤星的标记，并尝试用自制的杆秤称重，体验杠杆原理。[设计意图]让学生将习得的杠杆原理运用到实际生活中，通过亲自动手制作杆秤，体验中国传统用具的妙处，增进对杠杆的认识，体会创造产品、服务生活的快乐。本环节制作的是简易小秤，旨在体会杠杆原理的生活应用，如果要作为STEM项目来学习，建议用完整的一课时进行研究。（五）阅读介绍“阿基米德与杠杆”的资料1.阅读材料，说说你知道了什么？2.阿基米德发明的投石器（出示投石器图片），是个什么杠杆呢？你能分析一下吗？3.讨论：阿基米德说给他一个支点，他能撬动地球，你觉得有道理吗？32
[设计意图]渗透科学史教育，让学生了解阿基米德在利用杠杆原理方面所作的贡献。并通过介绍阿基米德的名言：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”凸显杠杆的价值，激发学生探索科学与技术的积极性。【教学后记】2.拧螺丝的学问【教材分析】轮轴从杠杆转化而来，变成了用钥匙拧开的门锁、可转动的用把手打开房门，还有提水的辘轳、拧螺丝的扳手，具有了别样的形态和使用方法。本课将轮轴最为一种简单机械，指导学生从四个部分来认识它、了解它。技术发明都是对科学原理创造的结果，从而让学生在理解轮轴概念的基础上发现身边更多的技术运用。本课的学习内容是对工程技术领域技术的核心是发明这一内容的具体物化。本课的学习内容分为三部分。第一部分，介绍轮轴的结构。教材先选择生活中最常见的螺丝刀和方向盘，引导认识轮轴的结构，说明从整体上认识轮轴的存在。在此基础上，通过具体事例辨析轮轴的两个部分，让学生寻找削笔器、门把手、水龙头哪部分是轮，哪部分是轴，将学生的视角认知上来说，从物体整体感知导向部位局部聚焦的过程，符合从具象到抽象的原则。第二部分，研究探究轮轴在什么情况下更省力。引导学生分两个步骤进行实验，即：在轴上钩码不变的情况下，在轮上挂几个钩码可以使轮轴能够保持平衡；或者换更大的轮后，所挂钩码的个数是否有变化，使学生懂得在轮上用力省力，还是在轴上用力省力。在换上更大轮的情况下，使轮轴保持平衡的情况，以此建立对轮轴省力的认知。同时要求实验中积极思考，发展探究及思维能力。第三部分，认识各种各样的轮轴。观察多种轮轴及其使用的相关图片，分析其使用原理，懂得如何使用这些轮轴。辨识生活中广泛使用的轮轴工具的情况，用力在轮上还是轴上，让学生体会在轴上施加力的好处，发现轮轴的用途。第四部分，了解科学史。阅读介绍《天工开物》中关于轮轴的记载资料，，了解使用轮轴工具的历史由来已久，且有些目前还在运用，说明这些古代中国人的这一发明创造推动了技术和社会的发展。【教学目标】1.在比较重认识轮轴装置的结构特点。认识轮轴的结构特征，探索轮轴省力的原理。2.通过实践体验，发现施加在轮上和轴上力的不同作用效果。3.了理解轮轴原理在生活中的技术运用并能分析出其原理。4.知道轮轴的运用对生产发展的价值。感受科学技术对生活的改善意义。【重点与难点】[重点]研究轮轴在什么情况下更省力轮轴探究实验。[难点]分析在轴上用力的轮轴的好处。【教学准备】PPT、螺丝、螺丝刀，内六角螺丝、内六角扳手、轮轴实验器材【教学过程】课前活动：32
1.出示螺丝和木板：谁能把这枚螺丝钉拧进木块?(一生上台尝试，发现徒手拧不动)2.提问：可以使用什么工具帮助我们拧螺丝？（螺丝刀）3.拧螺丝钉活动：老师这有两把大小不同的螺丝刀，谁来试试？4.采访使用感受：你觉得哪把螺丝刀好用？（一）认识轮轴的结构1.导入课题：在刚刚的课前活动中，我们发现使用螺丝刀确实能帮助我们比较轻松地拧进螺丝,大螺丝刀似乎比小螺丝刀使用起来更省力,看来拧螺丝中也有许多学问，值得我们去探究。这节课我们就一起揭秘“拧螺丝的学问”。（板书课题）2.在拧螺丝时，你观察到使用螺丝刀将螺丝钉拧进木块时，螺丝刀是怎样工作的了吗？3.学生描述并小结：拧螺丝钉的时候是用螺丝刀的“刀把带动刀杆一起转动”。像刀把这样比较粗的我们可以叫它“轮”，像刀杆这样比较细的叫做“轴”，通常用轮带动轴一起转动来工作。(板书:轮轴)4.提问：生活中你们见过这样的轮带动轴工作的装置吗？5.出示方向盘图片：哪里是轮，哪里是轴，它是怎样工作的？6.小结“轮轴”概念：像螺丝刀、汽车方向盘这样，轮和轴固定在一起，轮转动时轴也跟着转动的装置叫做轮轴。7.出示削笔刀、门把手、水龙头图片：这些轮轴中，哪一部分是轮，哪一部分是轴？（削笔刀：摇柄是轮，铅笔对面的螺母是轴；门把手：球型把手是轮，锁芯是轴；水龙头：兰花龙头是轮，阀门芯是轴。）8.小结：轮轴的轮不一定的圆形的，有些轮轴装置的轮是一个手柄，有些轮只是一个把手。[设计意图]从学生的认知特点出发，选取学生比较熟悉的螺丝刀和方向盘入手，引出对轮轴结构特征的认识，再从器物整体聚焦到对部位局部的认辨识，符合学生的认知特点。（二）探究轮轴在什么情况下更省力1.使用螺丝刀能省力，那轮轴是否省力？我们可以用一个实验模型来模拟螺丝刀。2.出示轮轴模型，指导学生组装：棉线怎么穿在轮轴上，如何悬挂钩码，什么状态是为保持平衡等。3.引导观察弄清轮轴各部分与螺丝刀“刀把”和“刀杆”之间的对应关系:轮—刀把；轴—刀杆4.引导学生根据轮轴实验装置，以小组为单位讨论设计实验方案。5.交流方案，分组实验，完成试验记录。教师巡视指导。6.交流实验情况，小结:轮轴能省力。(板书)7.进一步思考:如果换上一个更大的轮，会怎样?8.学生讨论，教师适时指导学生自主设计实验。9.提供大轮，学生实验探究，完成实验记录。10.交流小结:轴相同轮越大越省力，轮越小越费力。（板书：轴相同，轮越大越省力）11.讨论研究:为什么使用轮轴能够省力?（轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心点是支点，作用在轮上的力是动力，动力作用的点在轮的边缘上，叫动力点；作用在轴上的力是阻力，阻力作用的点在轴的圆盘边缘上，叫阻力点。因为轮的半径总是大于轴的半径，所以作用在轮上的力总是小于轴所负荷的力，所以使用轮轴能够省力。轮与轴的半径大小比例越大，就越省力。l12.现在你能说说，为什么大螺丝刀用起来比小螺丝刀省力了吗?13.出示内六角扳手：这也是一种轮轴工具，在拧内六角螺丝时，怎样做更省力？为什么？（把长柄作为轮，把短柄作为轴，转动长柄拧螺丝，更省力。因为手柄好比是轮轴上的轮，扳手与螺丝的接触面好比是轴，由于轴不变，轮越大就越省力。）[设计意图]提供给学生实践得机会，让其通过在轮和轴上挂不同数量的钩码，或者将轮变得更大以后，如何使轮轴平衡的探究活动，发现轮轴省力的奥秘。活动设计层次清晰，实验操作与思维训练同步，有利于突破本课的教学重点。（三）认识各种各样的轮轴的广泛应用1.出示情景：飞竹蜻蜓、用擀面杖擀面、石磨磨粉、使用套筒扳手，使用这些工具时32
，哪些是在轮上用力，哪些是在轴上用力？2.生回答：竹蜻蜓，在轴上用力，可利用其在手心连续滚动多圈，使桨叶快速转动；擀面杖，在轴上用力，使轮转动的距离远；石磨，在轮上用力；套筒扳手，在轮上用力。3.既然在轮上用力可以省力，为什么有些轮轴是在轴上用力？在轴上用力有什么好处？组织学生讨论：4.小组讨论，小结：在轴上用力虽然费力，但也有一定的好处，可以省距离。[设计意图]应用并巩固实践研究的成果，分辨轮与轴上的具体部位，进一步了解在生活中多种轮轴的妙处所在使用轮轴类工具时，人们用力的位置不同，所起的作用就不同，从而加深增进对轮轴应用的理解。（四）补充科学史资料1.轮轴的用途非常广泛，生活中到处有它们的身影，轮轴农具的使用也是由来已久，自行阅读书本43页资料。2.思考回答：这些工具发明哪里用到了轮轴原理？这些工具给百姓生产生活带来了什么好处？[设计意图]说明古时人们就开始利用轮轴，展现借助古代轮轴工具的发明，让学生感受古代劳动人民的智慧。（五）课后作业1.完成学生活动手册上14页上的作业。2.玩游戏：一生双手握住玻璃啤酒瓶细的一端，一生双手握住底部粗的一端，两人同时向相反的方向用力，看看谁能赢，并且说说获胜的原因。[设计意图]课后作业巩固深化所学知识，在游戏中体会轮轴在轮上用力可以省力。【教学后记】3.升旗的方法【教材分析】本课按照学生认知规律，由浅入深地安排了四部分内容。第一部分，观察滑轮并认识滑轮，通过生活中常见的场景“升旗”入手，观察图片中的装置以及实物，直观的认识滑轮的外形特点：形状像轮子，所以可以在轴中心转动；边缘有槽，可以放绳子来拉重物；有的轮子外面有挂钩，可以挂重物。第二部分，了解滑轮的分类。通过模拟升旗，学生自己组装滑轮过程中认识到向下拉绳子时，滑轮在原处转动，从而归纳总结出定滑轮的特点；出示生活中滑轮的应用，判断并对定滑轮的特点加深印象，同时引出与定滑轮不同的动滑轮；学生继续在模拟搬重物动手中动手组装，发现动滑轮的特点。第三部分是运用科学探究的方法，学生通过提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验、搜集证据、数据分析、交流讨论，研究定滑轮和动滑轮提升重物时的工作原理。第四部分是对定滑轮、动滑轮使用的拓展提升，通过视频，图片让学生了解生活中滑轮组的运用，动手比一比，让学生将所学定滑轮、动滑轮的知识学以致用。【教学目标】1.认识滑轮的结构和作用；2.能区分定滑轮和动滑轮；3.能够组装滑轮进行实验，认识两种滑轮不同作用；4.能找出生活中运用到的更多滑轮的原理。【重点与难点】[重点]分辨不同滑轮的用力方向与作用研究滑轮的省力探究。[难点]组装滑轮装置不同滑轮的用力方向与作用效果。32
【教学准备】各种运用滑轮的生活场景的图片和视频，组装滑轮一组（滑轮、铁架台、棉线、钩码、弹簧测力计）【教学过程】（一）观察滑轮，认识滑轮1.出示升旗图片，升旗手交流升旗的方法。提问：谁当过升旗手？你有没有留心观察国旗是怎样升上去的？2.出示简易升旗装置，学生模拟并观察描述升旗过程。3.观察并描述滑轮：滑轮的形状像轮子，边缘上有槽，轮子可以在轴中心在转动。轮子外有框，框上有小钩子。4.揭示：这种安装在旗杆上提升物体的简单装置叫滑轮。国旗就是利用滑轮升上去的。[设计意图]从生活场景入手，每周一的升国旗，让升旗手回忆国旗是怎样升上去的,旗杆顶端有这样一个带凹槽，可以围绕中心转动的轮子，明确课题，引出要研究的问题，即滑轮。利用实物带领学生组内观察，描述滑轮的结构，形象直观，利于学生记忆。（二）了解滑轮的分类1.认识并学会组装定滑轮（1）每组准备一个滑轮、一个铁架台、一根细线、一个钩码。模拟升旗，将钩码升起来。（2）提问：此时滑轮是怎么工作的？轮子是怎样运动的？学生汇报：向下拉绳子时，滑轮在原处转动，旗子会向上动。（3）揭示：如果滑轮只是转动，位置固定不变，这样的滑轮叫作定滑轮。2.讨论：用滑轮提起重物，你还有其他办法吗？3.出示图片，提示；认识并学会组装动滑轮（1）谈话，搬运重物时，常会使用这样的装置（出示定、动滑轮的搬运重物的图片），观察并简单描述图中滑轮是怎么工作的。（2）再次按图组装滑轮搬运重物，讨论此次组装与旗杆上的定滑轮的区别。（3）揭示：随着被拉的物体一起移动位置的滑轮叫动滑轮。[设计意图]根据实物图片，让学生自己组装滑轮模拟图片中的场景。学生乐于动手，并在组装中很容易就发现了升旗所用的滑轮是固定在支架上，不随重物上下移动，是定滑轮；搬重物时滑轮会随着重物一起动起来，是动滑轮。因为是亲手组装，加深了对两组滑轮概念的理解，同时熟悉了定滑轮和动滑轮的组装，对两种不同滑轮装置下拉动钩码有初步感受，为下面实验探究做好准备。（三）滑轮的工作原理1.出示图片，区分定滑轮和动滑轮。2.提问：为什么我们提升重物有时使用定滑轮，有时使用动滑轮？它们分别是怎样工作的？它们的工作原理有什么区别？3.学生描述（定滑轮固定在支架上，不随重物移动，动滑轮随重物上下移动），并对工作原理进行猜想（定滑轮、动滑轮提升重物时是否省力）。4.对猜想进行实验探究（1）讨论并制定实验探究方案。（2）实验探究：研究定滑轮和动滑轮提升重物（每组：滑轮、铁架台、细线、钩码、弹簧测力计）（3）小组分析数据，寻找规律，汇报。（4）拓展：看图片，讨论：为什么在升旗的时候，我们向下拉绳子，而旗子却在向上升起？在刚刚的实验中，动滑轮的作用和定滑轮一样吗？（5）在图中（手册）用红色箭头表示人用力的方向，用蓝色箭头表示重物运动的方向。（6）得出结论：定滑轮可以改变用力的方向，但不省力也不费力；动滑轮能省力，但不改变用力的方向。[设计意图]32
学生在上一环节对定滑轮、动滑轮已经有了初步感知，能大概猜测出定滑轮和动滑轮工作原理的不同，利用科学探究的一般方法，让学生自己设计实验方案，搜集证据，并分析、总结出结论。在结合生活实际，分别标出人用力和重物运动方向，对比分析，很快学生会发现用定滑轮，用力的方向和重物运动的方向相反，方便提升重物，但不省力；用动滑轮则用力方向和重物提升的方向相反，能省一半的力。（四）拓展提升：假如想要提升重物，既可以改变方向方便提升重物，又能省力，我们该怎么办？1.出示滑轮组图片作提示，学生讨论。2.比一比，画一画，制作滑轮组。（1）学生互相探讨设计方案。（2）小组制作，相互展示。3.播放生活中的滑轮。[设计意图]让学生先观察，再动手实验操作，让学生简单掌握滑轮组的工作原理，巩固动滑轮和定滑轮的作用和原理并学以致用。通过视频，了解生活中滑轮的运用，拓展学生的视野，增加生活常识。【教学后记】4.斜坡的启示【教材分析】斜坡在生活中无处不在，本课采用从生活经验入手的方法，分四个部分展开教学内容。第一部分，说明斜面的存在价值，出示几幅生活情景，引导学生思考解决方法，然后通过古人搬运建造金字塔巨石的工作场景图，引导学生发现斜面的存在价值。在此基础上用图文结合的方法，介绍什么是斜面以及它作用。第二部分，探究拉动小车的力与斜面坡度的大小关系。通过用弹簧测力计测量竖直提起小车的拉力，再测量沿着斜面拉小车的拉力，发现斜坡省力的奥秘，加深对斜面作用的认识。第三部分，认识斜坡原理的应用。用直角三角形纸片缠绕铅笔帮助学生认识斜面的两种变形：螺旋和盘山公路。第四部分，找自行车上的简单机械，围绕一个具有多种简单机械的物体——自行车，让学生分析出包含的简单机械，并说明其各自的作用，这一部分不仅与斜面有关，还是本单元的概括和总结。【教学目标】1.知道斜面是简单机械，斜面可以省力。2.借助对比实验发现斜面的省力程度与斜面角度大小之间的关系。3.能够发现生活中的斜面，借助斜面解决生活的问题。4.知道哪些属于简单机械，知道简单机械的作用在于减小劳动强度。【重点与难点】[重点]发现斜面的省力程度与斜面角度大小之间的关系。[难点]理解斜面的变形。【教学准备】各种斜面的图片和视频，实验用弹簧测力计、斜面木板、书本若干、螺丝钉、直角三角形纸片、记号笔、铅笔、自行车。【教学过程】（一）了解斜面存在的价值。1.出示生活场景图片，交流搬动重物时的心得体会。（1）把自行车扛上台阶。提问：遇到这样的事情，你是怎么做的？32
（2）把钢琴搬上货车。提问：你见过类似的搬重物吗，大人们是怎么做的？（3）有什么简单方法可以解决这个问题吗？我们试着借用前人和他人的经验来解决我们遇到的问题吧。2.出示建造金字塔的图片，交流心得体会。（1）建造金字塔的人采用什么方法解决搬运大石块问题的？（建斜面）（2）根据启示，我们可以怎样简单方便地把自行车搬上台阶、把钢琴搬上汽车呢？3.揭示斜面的概念与价值。（1）斜面是什么样子的？只有一块板行不行？它的作用是什么？（2）概念：像搭在车厢与地面之间的长硬板这样，与地面有一定的夹角（坡度）的面，叫做斜面。它能帮助人们抬升重物，减轻劳动强度。（3）生活中还有哪些地方经常会用到斜面？（无障碍通道、机场廊桥等）[设计意图]通过展现生活中费力把物体向上移动的吃力场景，让学生思考有什么简单的方法可以解决这些问题，激发学生的研究热情，为介绍和研究斜面做好铺垫。对于斜面的概念，教师要引导学生观察其组成，不止是一块硬板，硬板与地面之间还需要有夹角，这样组成的装置才是斜面。（二）研究拉动小车的力与斜面坡度大小之间的关系。1.提问：斜面真的省力吗，有什么方法可以检验？（模拟对比实验）2.演示：用木板与书本制作一个斜面。3.实验设计：用什么工具测量力的大小，怎样比较力的变化？实验中需要改变的条件是什么，不变的条件是什么？4.出示实验记录单。交流：说说这个实验该怎么做？5.实验时还要注意些什么？（匀速拉动小车，在拉动过程中读取数据。）6.学生实验，记录实验单。7.交流汇报：通过这个实验，有什么发现？（坡长一定时，坡度越小越省力，坡度越大越费力）[设计意图]给学生提供动手研究的机会，用实验数据来说明用斜面的确可以省力。实验中教师需引导学生厘清需要改变的条件与不变的条件，用数据来寻找证据。（三）认识斜面原理的应用。l1.观察螺丝钉，认识斜面的变形。（1）出示铁钉和螺丝钉图片，交流：观察螺丝钉有什么特征？为什么要在钉子上做出螺纹？（2）教师发放直角三角形纸片和铅笔，学生进行缠绕纸片的活动。（3）观察：纸片斜边沿铅笔上的呈现情况。（4）说一说螺纹的作用？（螺旋展开就是三角形的斜边，螺旋状使得钉钉子更容易）2.观察盘山公路，认识斜面的另一种变形。（1）交流：你外出旅游的时候，汽车驶在高山峻岭中的公路是怎样的？（2）交流：如果有这两种上山的路，你会选择哪一条？为什么？（3）出示各种盘山公路的图片，说说这些盘山公路的特点与作用。[设计意图]教师通过提供多种生活中斜面的变式案例，教会学生用多种方法辨别与运用斜面，拓展学生的视野，进而意识到科学与技术结合起来的魅力。（四）找自行车上的简单机械。1.出示杠杆、轮轴、滑轮、斜面等图片，揭示简单机械的概念。（1）交流：这一段时间，我们一起学习了杠杆、轮轴、滑轮、斜面，说说这些装置的工作原理与用力特点？（2）讲解：杠杆、轮轴、滑轮、斜面等装置构造简单，既能减轻人们的劳动强度。又能提高工作效率，被称为简单机械。2.出示自行车，找自行车上的简单机械。（1）说说自行车各部位的名称与作用。32
（2）讨论：这些部位分别属于哪种简单机械，填写在记录单上。简单机械杠杆轮轴滑轮斜面自行车的部位（3）播放自行车的相关介绍视频。3.作业：生活处处有科学，睁大好奇的眼睛，寻找隐藏其中的各种简单机械。[设计意图]在分门别类的认识一些简单机械后进行归纳，揭示本单元的研究主题——简单机械，并在引导分析自行车上简单机械的过程中，复习巩固对四种简单机械的认识。【教学后记】32
