2022新教科版五年级下册科学第一单元《生物与环境》教材分析.zip

20222022 年春新教科版科学五年级下册教材分析年春新教科版科学五年级下册教材分析第一单元第一单元 生物与环境生物与环境“生物与环境”单元的学习是建立在学生对生物个体基本特征已进行过观察、研究的基础上而进一步研究生物个体之间、生物与非生物之间的联系。本单元教学活动从学生较为熟悉的绿豆切入，再扩展到其他植物、动物以及非生物因素，经历从个体研究到发现联系再到形成系统意识的学习过程。第 1-3 课研究植物对环境的生存需求；第 4-5 课研究动物对环境的生存需求；第 6 课探索动植物之间的能量传递，认识动植物互为生长环境，相互依存、相互影响的关系；第 7 课综合运用本单元学习的科学概念与探究技能实践制作池塘模型，初步建构“生态系统”的概念。在探究的过程中，学生对生物之间、生物与非生物之间的联系的认识逐渐加深，最终形成较为系统的认识，初步建立“大自然”观。单元概述单元概述生物体生存需要能量，同时也需要空气、水和维持一定温度等条件。本单元主要研究自然界生物与其生活环境(生物环境与非生物环境)的关系。在学习过程中，学生会发现各种生物生存依赖于由生物与非生物所构建起的环境，同时自身也是相同区域内其他生物生存环境的一部分。因此，每一种生物的变化都会直接或间接地影响其他生物及非生物。本单元的学习目标来自课程标准中 5-6 年级的下列相关学习内容。3.2 知道空气是一种混合物质，氮气和氧气是空气的主要成分。8.1 知道植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。9.3 举例说出动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时的行为。12.1 举例说出常见的栖息地为生物提供光、空气、水、适宜的温度和食物等基本需要。12.2.1 说出不同动物以植物或其他动物为食，动物维持生命需要消耗这些食物而获得能量。12.2.2 说出常见植物和动物之间吃与被吃的链状关系。在本单元教学前，学生通过之前的学习，已经历过对生物个体基本特征的观察、认识、研究活动。他们对于生物与环境的联系已有一定的了解，但比较零散、模糊。如，对于生物生长需求，绝大多数学生认为植物需要水、阳光、空气、土壤，认为动物需要水、空气、食物；对于某一区域动植物关系的认识，许多学生认为动植物的生存都需要养分，动物养分来自食物，植物养分来自土壤。他们能认识到动植物之间“吃与被吃”的关系，但对于其背后存在的能量传递的认识是欠缺的；学生能说出在不同环境中生活着不同的动植物，但对于“环境”所包含的因素的认识还比较肤浅，许多学生仅停留在温度对生物生活的影响，如秋天到了，大雁南飞，却无法从生物生存需求的角度思考环境对生物生活的影响。在实践研究方面，五年级的学生已经掌握了一定的过程与方法技能，如观察、记录、公平实验的设计与实施等。在本单元中，他们将通过研究生物与环境的关系，进一步学习对比实验控制变量的探究技能，发展运用数据对实验现象进行分析、解释的能力。在研究生物与环境关系的过程中，他们还将学习使用图示的方法梳理较为复杂的生物关系。此外，在本单元中，他们还将经历几次较长时间的观察实践活动，这些都将促进学生科学探究能力的发展。本单元内容共 7 课。第 1-3 课分别是“种子发芽实验” “比较种子发芽实验” “绿豆苗的生长” ，引导学生对种子发芽和植株生长进行对比观察研究，认识植物与生存环境的关系，了解植物的生存需要一定的非生命环境条件。第 4 课“蚯蚓的选择” ，学生通过对蚯蚓与环境的研究，认识动物与无生命环境的关系，了解动物会根据自身生存的需要对环境条件进行选择。第 5 课“当环境改变了” ，学生通过对不同季节生物行为变化的分析，认识到当环境发生改变时，生物会改变自己来适应新环境。第 6 课“食物链和食物网” ，学生经历认识和研究食物链与食物网，认识到生物之间是互为生长环境，相互依存、相互影响的。第 7 课“设计和制作生态瓶” ，学生在对绿豆苗与非生物、其他生物之间联系进行分析的活动中建构“生态系统”概念，并以此为基础设计池塘模型；在长期的观察中，学生认识到在一定区域内生活的生物都需要一个和谐、平衡的环境，生态平衡的改变会对生物的生活产生很大的影响。单元教学目标单元教学目标科学概念目标科学概念目标空气是一种混合物，氮气和氧气是空气的主要成分。植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。动植物都有基本生存需要，如光、空气、水、适宜的温度和食物等；栖息地能满足动植物的基本生存需要。动植物的身体结构有助于适应其生存的环境。动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时会通过一些特定行为来适应环境的变化。不同动物以植物或其他动物为食；动物的生存依赖于植物或动物，如植物为动物提供维持生命所需要的能量；因此常见的植物和动物之间就形成了吃与被吃的链状关系。由于自然或人为影响引起栖息地改变，会对生活在该地的动植物产生影响。栖息地内的生物和非生物相互联系、相互影响构成了生态系统。科学探究目标科学探究目标能基于已有种植经验，从种子的萌发条件、生长环境需求等角度提出可探究的问题。能基于已有的知识，对种子萌发条件、生长环境需求等角度提出假设，并能说明假设的依据。能基于所学的知识，制订比较完整的对比实验探究计划。有控制变量的意识，能用对比实验的方法研究蚯蚓的生长环境。能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、案例分析等方式获取信息。能基于所学的知识，用概念图、统计图表等方式记录、整理信息，表述探究结果。能基于所学的知识，用不同的方式表述自己的探究过程与结论，能基于证据质疑并评价别人的研究报告。能对探究活动进行过程性反思，对探究活动进行总结性评价。科学态度目标科学态度目标发展对研究动物和植物与其生存环境所需条件以及相互关系进行科学探究的兴趣。能基于观察与调查等实践活动所得信息为依据做出严谨的判断，但不急于下结论。在科学研讨活动中，能基于集体论证反思、调整自己的探究从而完善自己的认识。能认真倾听他人的意见并调整自己的观点，最终形成集体的认识。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标认识到人类、动植物、自然环境的相互影响和相互依存关系。在科学实践研究中，发现自然界中任何一种生物与同区域内其他生物、非生物都有密切联系，形成保护自然环境的意识。认识到人类活动对环境会产生正面或负面影响，从而对其他生物的生存产生影响，因此通过保护环境就可以保护其他生物。单元词汇单元词汇对比实验：指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系。在对比实验中，一次只能改变一个因素，同时确保其他因素保持一致。光合作用：绿色植物吸收太阳的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。粮食、煤炭中所含的能量，都是通过光合作用贮藏起来的。大气中的氧气主要也来源于绿色植物的光合作用。食物链：食物链亦称“营养链” 。生物群落中各种生物之间由于摄食的关系(包括捕食和寄生)所形成的一种联系。一条食物链一般包括 3-5 个环节：一种植物、一种植食性动物和一种或更多种肉食性动物。生产者：指绿色植物、藻类和一些光能自养及异养微生物，它们能通过光合作用将太阳能转化为化学能，将无机物转化为有机物，不仅提供自身生长发育的需要，也是其他生物类群的食物和能源的提供者。消费者：是指直接或者间接以生产者为食物的生物。消费者通常是动物，植食性动物通常通过直接吃生产者以维持生命，然后再由肉食动物将植食性动物消化间接以生产者为食物。食物网：各种食物链相互联系、相互交叉联结成的纵横交错的营养关系。食物网是能量流动和物质循环的主要渠道，共同构成生物之间生命联系的纽带和桥梁。群落(生物群落)：是指在一定时间、一定区域内所分布的所有生物物种种群的集合，包括动物、植物、微生物等。不同区域、不同时间，由于环境不同，生物群落的构成也会发生变化。生态系统：生物群落及其物理环境相互作用的自然系统。例如，森林、草原、苔原、湖泊、河流、海洋、农田。生态系统包含四个基本组成成分，即无机环境、生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)、分解者(腐生微生物)。材料清单材料清单土壤(干土、湿土)、滴管、一些水、实验记录单、多粒绿豆种子、培养皿、纸巾、标签纸、实验信息统计表、花盆；长方形扁纸盒两个(可以让学生准备)、黑布、塑料薄膜、玻璃片、蚯蚓、丹顶鹤相关阅读资料；生物套筒(分别打印有落叶、瓢虫、蜘蛛、蜗牛、蟋蟀、蚯蚓、蚜虫、绿豆苗、小草、小鸟等)、不同颜色的棉绳 5 条(长 4-6 米)、塑料套圈 6 个、生物头环(绿豆苗、蚜虫、蜗牛、瓢虫、青蛙、鸟等)、大塑料瓶(可以是大的饮料瓶或色拉油桶)、若干种水生植物、金鱼、沙子、水槽和水、镊子、设计单、水桶、大玻璃水箱(有条件的学校可以准备)。分课时教材分析与教学建议分课时教材分析与教学建议1.1.1.1.种子发芽实验种子发芽实验背景和教学目标背景和教学目标植物的种子是有生命的，像蚕豆、绿豆这种双子叶植物种子包括种皮、胚根、胚芽、胚轴、子叶；像水稻、玉米这种单子叶植物种子包括种皮、胚根、胚芽、胚轴、胚乳、子叶(退化)。在温度适宜、有足够的空气和水分的情况下，种子将会萌发，植物的生命便进入了新阶段。在“植物的生长变化”单元学习活动中，学生已经观察过种子的结构，开展过凤仙花的种植活动，他们对于种子的萌发已有一定的认识，但未曾进行过系统性思考与研究。本课将以此为背景，引导学生基于自己的认识建立假设、开展方案设计、动手实践研究，最终找到“答案”并形成相关认识。该研究过程属于控制变量实验，因此本课将承载着引导学生进一步学习控制变量实验(对比实验)设计的任务。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标种子发芽需要一定的条件。科学探究目标科学探究目标能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，研究种子发芽所需条件的过程。能够结合自己的实验计划开展实践研究，观察并记录种子发芽状况的活动。科学态度目标科学态度目标表现出对种子发芽条件进行科学探究的兴趣。感受对比实验对变量控制的严格要求，发展严谨的科学思维。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标意识到植物生长与环境的关系。( (二二) )教学准备教学准备为学生准备：土壤、两支滴管、一些水、实验记录单、多粒绿豆种子、培养皿、纸巾、标签纸。(可按组准备)教师准备：教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.1 种子发芽实验设计实验验证种子发芽所必需的条件，并写出实验计划。绿豆种子发芽和的关系实验计划绿豆种子发芽和的关系实验计划研究的问题：预测：相同的条件：不同的条件：实验的方法：本课记录的是绿豆种子发芽所必需条件的实验方案。学生先独立地从“研究的问题” “预测” “相同的条件” “不同的条件” “实验的方法”等角度进行思考并记录，为之后的研讨活动做准备。在研讨交流中，学生将从以上几方面逐一研讨、修改与完善，为课后有效开展实践活动做铺垫。在交流实验设计活动中，教师需引导学生认真听取他人的发言，针对不同的想法开展独立思考来完善自己对实验方案设计的认识。在此基础上，要求学生在实践活动中坚持每天观察并记录绿豆种子萌发状况，从而让学生经历一个完整的研究过程。1.2.1.2.比较种子发芽实验比较种子发芽实验背景和教学目标背景和教学目标在本课之前，学生经历过对比观察种子在不同条件下发芽状况的科学实践活动，因此在本课的学习中，他们将基于自己的观察结果进行分享、研讨并最终形成共识。“研讨”是社会性学习的重要载体，是科学探究不可或缺的环节。从认识层面来看，交流与研讨属于不同的层次， “交流”属于浅层次而“研讨”则是围绕一个核心主题展开的深层次学习活动。在研讨活动中，要求学生能在课前收集信息数据的基础上实事求是地分析数据，并将数据转化为证据，形成一定的解释。由于每个学生在课前只研究过一种条件对种子发芽的影响，所以本课学生必须通过认真倾听并充分交流，获取他人的信息，才能有效地思考分析，最终建构起对种子发芽必需条件的新认识。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标绿豆种子发芽需要水、空气和适宜的温度，土壤和阳光不是种子萌发的必要条件。科学探究目标科学探究目标能够收集、整理、分析数据，并在与同学的交流研讨中得出科学的结论。科学态度目标科学态度目标在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见形成集体的观点。当实验结果出现不一致时，不急于下结论，而是分析原因，以事实为依据做出判断。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标认识到植物要依赖环境生存。教学准备教学准备为学生准备：实验信息统计表、花盆、土壤。教师准备：教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.21.2 比较种子发芽实验比较种子发芽实验绿豆种子发芽是否需要的实验记录表绿豆种子发芽是否需要的实验记录表种子总数已发芽数未发芽数我们的解释1 号组（）2 号组（）本课要求学生在交流研讨活动中将与自己相同研究主题的小组数据进行汇总，从种子总数、已发芽数、未发芽数三方面进行记录，并通过组内研讨而形成自己的解释。表中 1 号组与 2 号组直接写实验中改变的条件，如在种子发芽是否需要土壤实验中，如果 1 号组是没有土壤，那么 2 号组就是有土壤。1.3.1.3.绿豆苗的生长绿豆苗的生长背景和教学目标背景和教学目标植物在生长过程中需要多个条件，如阳光、氧气、二氧化碳、水分、无机盐等。阳光是植物叶绿体形成的必要条件，也是植物叶绿体内进行光合作用能量的来源：在阳光照射下，植物吸收空气中的二氧化碳与根吸收的水分在叶绿体内转化为有机物和氧气；其中有机物通过茎中的筛管运输到植物体的各处成为植物生长的养分。无机盐主要来自土壤，其种类与含量直接影响植物的健康状态，不同的植物对阳光、水等条件的需求不同。在本课中，学生将对绿豆苗生长情况进行观察。在此过程中，细心的学生会发现并不是所有种在土壤中的绿豆苗生长得都一样好。对于该现象背后的原因，大多数学生没有进行过系统的思考，这也将成为本课教学意义所在。本课将对“绿豆苗的生长需要阳光吗？”这一问题进行研究，先引导学生经历完整的探究过程，让学生亲身体会到绿豆苗生长对环境的需求；接着通过关于其他植物对阳光、水需求的探讨，进一步让学生认识到植物形态结构、生活习性与环境之间的联系。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标空气是一种混合物质，氮气和氧气是空气的主要成分。植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。科学探究目标科学探究目标设计绿豆芽生长需要阳光的实验方案，在控制变量的情况下对比观察并记录绿豆苗的生长状况。科学态度目标科学态度目标表现出对植物的结构与生活环境相互关系进行科学探究的兴趣。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标认识到生物的形态结构、生活习性是同它们的生活环境相适应的。教学准备教学准备为学生准备：实验计划和实验记录表。教师准备：提前三四天准备的绿豆苗、教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.31.3 绿豆苗的生长绿豆苗的生长绿豆苗生长是否需要阳光的实验记录表绿豆苗生长是否需要阳光的实验记录表高度茎、叶的颜色茎的粗细我们的解释阳光下的绿豆苗黑暗处的绿豆苗本课要求学生记录绿豆苗分别在两种不同环境下(阳光下和黑暗处)生长一周后的高度，茎、叶的颜色，茎的粗细。由于同时播种的绿豆有多粒，所以在进行高度计算时，教师需提醒学生计算绿豆苗的平均高度。接着通过组内分享、交流形成对绿豆苗生长是否需要阳光的共同认识。1.4.1.4.蚯蚓的选择蚯蚓的选择背景和教学目标背景和教学目标对于动物而言，与植物一样，其生存、生长发育的相关需求都来自周围的环境。该环境包括生物环境和非生物环境，生物环境有动物、植物、微生物等，非生物环境有阳光、温度、水、空气、土壤等。其中，不同的动物对环境的需求也各不相同。对此，学生通过日常生活、学习已经具有一定的认识，但较为零散且缺乏足够的依据。在本课中，学生将通过对比实验，了解蚯蚓生活所需的条件。即在“蚯蚓对光的需求情况”及“蚯蚓对水分的需求情况”两个实验中，学生根据蚯蚓爬行状况判断蚯蚓对环境的选择来了解蚯蚓对环境的需求。在此过程中，需要学生根据搜集到的信息进行合理的分享、分析研讨而形成共识。在此基础上，学生通过对其他动物的比较分析，进一步发现生活在不同地区的动物的身体结构不同，对环境的需求也不同。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标认识到动物生存需要一定的环境条件。科学探究目标科学探究目标通过控制变量开展对比实验研究，探寻蚯蚓对光、水分等条件的需求。科学态度目标科学态度目标表现出对动物的结构与生活环境相互关系进行科学探究的兴趣。能基于事实证据进行合理分析。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标体会自然事物是相互联系的。教学准备教学准备为学生准备：长方形扁纸盒两个(可以让学生准备)、黑布、塑料薄膜、玻璃片、蚯蚓 15 条、干土、湿土。教师准备：教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.41.4 蚯蚓的选择蚯蚓的选择蚯蚓对光照的选择实验记录表蚯蚓对光照的选择实验记录表实验次数待在明亮一端的蚯蚓数待在盒子中间的蚯蚓数待在黑暗一端的蚯蚓数我们的解释123蚯蚓对干燥或潮湿坏境的选择实验记录表蚯蚓对干燥或潮湿坏境的选择实验记录表实验次数待在干燥土壤里的蚯蚓数待在盒子中间的蚯蚓数待在潮湿土壤里的蚯蚓数我们的解释123本课要求学生以小组为单位分别就蚯蚓对光照和环境湿度的选择两个实验进行如实记录。为获得精确的实验数据，学生要挑选多条蚯蚓，分 3 次实验进行记录，最后通过组内研讨形成解释。在两个实验中，都有 5 分钟的等待时间。教师可利用这段时间组织学生开展有依据的预测，鼓励学生将预测、观察到的现象与自己的观点联系起来。1.5.1.5.当环境改变了当环境改变了背景和教学目标背景和教学目标每一种动物的生存都需要特殊的条件，如适宜的温度、阳光、空气、水、食物等。这些条件有的来自非生命环境，有的来自生命环境，并且非生命环境与生命环境之间又会互相影响。由于季节更替，自然界中的非生命环境、生命环境都会随之发生变化。在此环境中的动物们为了生存，都会做出适应环境变化的行为，如大雁南飞、青蛙冬眠、松鼠提前储存食物以及一些动物换毛等。其本质就是在环境发生变化后，动物们通过这些行为依然能够获得足够其生存所需的条件，从而适应新环境。在本课学习中，学生将经历通过对图片的观察分析，了解青蛙生活环境变化和青蛙行为变化之间的关系。在此基础上，进一步通过资料阅读分析丹顶鹤的环境变化与丹顶鹤行为变化之间的联系，从而帮助学生认识到环境改变后，动物会做出反应，以适应新环境。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标当环境改变的时候，动物会努力适应新环境；为适应环境的变化，动物会有一些特殊的行为。科学探究目标科学探究目标能够通过分析动物在环境改变后的行为研究动物是怎样适应新环境的。科学态度目标科学态度目标在探究活动中，能依据事实独立思考，并乐于和他人交流分享。表现出进一步探究动物与其生活环境联系的兴趣。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标意识到动物要依赖于环境而生存，保护环境就保护了许多动物。教学准备教学准备为学生准备：丹顶鹤相关阅读资料、学生活动手册。教师准备：教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.5.1.5.当环境改变了当环境改变了四季的田野记录表四季的田野记录表季节气候草木蝴蝶青蛙春夏秋冬本课要求学生针对春夏秋冬四季的气候、草木、蝴蝶、青蛙四个方面进行交流并记录其中的关键词。其中气候主要记录温度，草木主要记录它们的生长状况，蝴蝶作为青蛙的食物之一记录它的生长阶段，青蛙则记录其行为。1.6.1.6.食物链和食物网食物链和食物网背景与教学目标背景与教学目标在自然界中，每一种植物、动物都需要一定的生存条件，其中有机物(营养、能量)的获得就是其中之一。但植物、动物对于有机物的获得方式不同：植物通过光合作用“制造”有机物获得能量，动物则通过进食获得。因此，在自然界中，动物或植物之间都会由于有机物或能量传递的关系，与同一区域内的其他动植物之间形成直接或间接的联系，构成食物链、食物网。通过本单元前几课的学习，学生已经认识到植物、动物的生存都需要一定的环境。在学生的认知中这些环境主要为非生命环境，很少有学生能系统地认识到生物生存也需要生物环境。本课就是在此背景下，引导学生通过分析某一区域内生物之间的食物关系，促使学生认识到一种动物或者植物可能就是其他动物或者植物生存所需要的条件，进而在学生的心中建立起初步的生物群落概念，形成“生物与生物之间是相互关联的整体”的认识。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标一定区域内的生物之间因为食物关系，构成很多“链条”状的联系，像这样的食物关系，叫作食物链；动植物所需的能量(养分)在食物链上的生物之间依次传递着。科学探究目标科学探究目标能够通过“模型”的观察、分析与讨论，发现事物之间的相互联系和相互影响。科学态度目标科学态度目标能够正确认识动物间的食物关系，保护身边的动植物。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标体会自然事物是相互联系的，保护一种动植物就是保护很多种动植物。在进行多人合作时，愿意沟通交流，能综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。教学准备教学准备为学生准备：生物套筒(分别打印有落叶、瓢虫、蜘蛛、蜗牛、蟋蟀、蚯蚓、蚜虫、绿豆苗、小草、小鸟)、不同颜色的棉绳 5 条(长 4-6 米)、塑料套圈 6 个、生物头环(绿豆苗、蚜虫、蜗牛、瓢虫、青蛙、鸟)。教师准备：教学课件。学生活动手册说明学生活动手册说明1.6.1.6.食物链和食物网食物链和食物网1.寻找并记录绿豆苗周围的生物。2.用箭头表示它们之间的食物关系。本课要求学生分两步进行记录。第一步要求学生在课前的实践观察活动中将绿豆苗周围的生物记录在圆圈内。第二步要求学生在课堂上在教师的引导下基于生物之间的食物关系用画箭头的方法表示谁被谁吃的食物关系。1.7.1.7.设计和制作生态瓶设计和制作生态瓶背景和教学目标背景和教学目标通过本单元前几课的系统学习，学生已经认识到生物的生存需要非生命环境和生命环境，环境的变化会直接影响生物的生存。生态瓶是将少量植物、以这些植物为食物的动物以及其他非生物物质放入一个无色透明的瓶中，形成一个人工模拟的微型生态系统。在设计与制作生态瓶的过程中，学生将进一步认识到生物与生物之间、生物与非生物之间相互依存、相互作用的关系，特别是认识到一种动物或植物可能就是另一种动物或植物生存所依赖的条件。在本课的学习过程中，学生将经历设计生态瓶、制作生态瓶的实践活动。在此过程中，希望学生能回顾本单元的学习，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目的。教学目标教学目标科学概念目标科学概念目标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。生态瓶里生物的种类和数量要平衡，生物才能和谐生存。科学探究目标科学探究目标能够观察池塘的生物环境图片资料，分析其中的生物与非生物等因素。能够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。科学态度目标科学态度目标表现出探究生态瓶奥秘的兴趣，能听取合理意见、共同协作制作生态瓶。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。教学准备教学准备为学生准备：大塑料瓶(可以是大的饮料瓶或色拉油桶)、若干种水生植物、金鱼2 条、沙子、水槽和水、镊子、设计单、水桶、大玻璃水箱(有条件的学校可以准备)。教师准备：教学课件、微视频、班级记录表。学生活动手册说明学生活动手册说明1.7.1.7.设计和制作生态瓶设计和制作生态瓶生态瓶设计方案生态瓶设计方案种类、数量种类、数量草图草图生物生物非生物非生物本课要求学生以小组为单位，先确定生态瓶中饲养什么动物，接着从该动物生长需求的角度出发，分析制作生态瓶所需要的生物材料和非生物材料，并记录下来。接着用画草图的方式，将如何利用这些生物、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，教师要提醒学生及时听取他人的好想法、好点子来修改自己的草图，改进自己的生态瓶设计方案。参考资料参考资料生物的环境生物的环境对于每一个生物来说，周围的一切都是它的环境。环境因素很多，就其性质来说，可以分为非生物因素和生物因素。非生物因素包括阳光、温度、水、空气、土壤等，生物因素包括影响生物生长、形态、发育和分布的任何其他动物、植物或微生物的活动。动物与阳光的关系动物与阳光的关系光是决定动物的分布和行为的一个重要因素。例如，白天的长短对鸟类的迁徙时间、鱼类的产卵时间有显著的影响。不同的动物对光的依赖程度也不相同，其中低等动物和昆虫最为明显，有日出性夜出性的区别。动物与温度的关系动物与温度的关系大多数动物生活在-2C-50C 的温度范围内，最适宜温度为 20C-25C。不同动物对高温的忍受限度是不同的。淡水动物能忍受 40C 左右的水温，海水动物只能忍受 30C 的水温。爬行动物和鸟类能在 45C 以下的温度中生活，哺乳动物热到42C 以上就可能死亡。食物链的形成食物链的形成食物链是指生物之间互相依存的食物关系。俗话说的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米啃河泥” ，就生动而形象地比喻了这种相依为命的食物链关系。自然界中的这种食物供求的关系链，实质是物质和能量以食物链的方式进行的流动和转变。食物对任何生物来说都是极为重要的，它能提供生活所需的能量，修补受损机体及生长之用。而吃和被吃的行为在生物之间是互相紧密联系的，这就促成了食物链的形成。食物链和食物网食物链和食物网在野生动物界中，弱肉强食的事件不断发生，营造了一个永不停息的能量与物质传递过程，好像链条般环环紧扣，形成了一条食物链。一般来说，食物链的起点都是由能够将太阳能转变成化学能的植物(生产者)开始，再经摄食它们的动物(初级消费者)，辗转到更高层的消费者(肉食动物)。不论是消费者还是生产者，当它们死后，个体便会被微生物分解，供其他的生产者使用，再次循环，而食物链也可以首尾相接呈环状。当然，自然界中生物之间的食物供求关系并非是这么简单的一条链状或环状食物链，而是互相交织着形成了复杂的食物网。此外，以供求的数量来说，通常是生产者居多，而食物链中消费者层次越高，数目便越少，形成金字塔状，故称之为生态金字塔。生态群落生态群落自然界的生态群落有大有小。小的如一片草地、一个池塘等，大的如湖泊、海洋、森林、草原等。池塘是一个典型的生态群落，池塘里有各种水生植物、水生动物和细菌、真菌等，以及这些生物生存所必需的水、底泥、阳光、温度等非生物环境。水生植物利用太阳能进行光合作用，把水和底泥中的营养物质以及大气中的二氧化碳转化为有机物，贮存在植物体内，小型浮游动物以浮游植物为食，浮游动物和有根植物又被鱼类当作食物，水生植物和水生动物的残体最终被水和底泥中的细菌、真菌及腐食性动物分解成无机物，释放到环境中，供植物重新利用。生态系统生态系统大自然中的生物之间互相结合成生物群落，靠地球表层的空气、水、土壤中的营养物质生存和发展。这些生物群落在一定范围和区域内相互依存，在同一个生存环境中组成动态平衡系统，叫作生态系统。生态系统包括动物、植物、微生物及其周围的非生物环境(又称无机环境、物理环境)四大部分。生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径就越复杂，调节能力就越强。但是，生态系统本身的调节能力是有限的，如果受到人类大规模的干扰，生态系统的自动调节就变得无济于事，生态平衡就会遭到破坏。自然选择自然选择自然界对生物的选择作用，即适者生存、不适者被淘汰的现象，是达尔文进化论的主要内容。主要表现在三个方面；第一，生物与环境条件间的斗争，所有生物都不能离开环境条件而生存，所以生物经常与不利的环境条件进行斗争，在这个斗争中，凡是能够适应环境变化的生物，就生存下来，继续繁衍后代；凡是不能适应环境条件的生物就不能生存。第二，生物种间的斗争，占优势的个体或物种保留了下来，处在劣势地位的往往被淘汰。第三，同一物种内不同个体的斗争，同种动物间争夺食物，同种植物间争夺阳光、空间、水分和矿质营养等，往往是强者胜、弱者败，胜者生存，败者被淘汰。自然选择是一个漫长的过程，是物种形成的主要因素。生存竞争生存竞争生存竞争又称“生存斗争” ，是达尔文进化论中的一个论点，指生物处在复杂的环境条件下，为了自身的生存和保留后代所进行的斗争。生存竞争主要包括三个方面；一是生物与无机环境的斗争，例如生长在沙漠的植物必须与干旱作斗争；二是不同种生物的斗争，即种间斗争，例如狼要吃兔子，兔子必须迅速逃跑才能免遭捕食；三是同种生物的斗争，即种内斗争，例如一块稻田中的禾苗为了各自的生长发育而争夺养分、水分和阳光等。生存竞争往往是你死我活的，表现形式可以是直接竞争，例如两只狗为争食同一块食物而打架；也可以是间接竞争，例如野兔和蝗虫都吃草，虽然它们彼此不打架，相互间也不知道都在争食同一种食物，但是一大片草地如果被大批蝗虫吃个精光，那么，野兔便可能会挨饿甚至死去。一些弱小的生物为了生存和繁衍后代，往往有高度的生殖能力，这种现象称作“繁殖过剩” ，如许多植物一个个体产生的种子常常成千上万。一些昆虫和鱼类产卵的数量也是多得惊人。这也是生存竞争的一种手段。生物和自然环境的斗争，只有适应环境的才能存活下来并繁衍后代。生物之间为生存的斗争，只有胜利的才能存活和繁衍后代，失败的往往要被淘汰。地球上许多现存的生物，都是经过这样漫长的自然选择， “汰劣留良”地进化而来，这种生存斗争永无休止地进行着。大熊猫如何变成大熊猫如何变成“素食者素食者”大熊猫虽然以竹子为食，在分类上却属于食肉目动物。那么，几百万年间大熊猫究竟经历了怎样的食性转化过程？这与大熊猫物种能够存活至今是否有关？中国科学院动物研究所的研究团队对生活在我国秦岭地区野生大熊猫的觅食和营养利用策略进行了跟踪研究，揭示了大熊猫食性转化机制。前期的研究表明，大熊猫已经产生了一系列与食竹相关的特征。而另一方面，大熊猫仍然保留了许多食肉动物的特征。这表明，大熊猫在营养消化水平上对竹子这类食物似乎并未产生很好的适应性。为探讨这一问题，该团队对生活在我国秦岭地区野生大熊猫的觅食和营养利用策略进行了长期跟踪研究，发现大熊猫主要根据区域内两种主食竹的物候特征，进行季节性迁移觅食。几何营养模型分析显示，与其他哺乳动物相比，大熊猫全年取食食物的营养组成比(能量比)与食肉动物的更为接近，蛋白质为其提供了一半左右的能量来源，这显著有别于其他植食性动物。此外，相对消化率的分析表明，这种相似性也体现在营养物质的利用策略上。上述结果表明，竹子对大熊猫而言可能并非一类低质量的食物。大熊猫在长期演化过程中发生的食性高度转变，也并不那么剧烈，其在这一过程中需要改变的可能只在于食物处理方面，比如通过牙齿和颧弓的变化、伪拇指的形成等来适应竹子这种新的食物类型。研究人员表示，也许正是因为大熊猫在历史环境变化下只需做出这些改变，才使其在那些与之同期同域分布的物种大都灭绝的情况下能够幸存下来。鹤的繁衍鹤的繁衍与其他生物一样，鹤类也是通过自己独有的鸣叫和肢体语言进行交流。鹤类的繁衍一般分为四部曲通过舞蹈进行求爱；相爱的两只鹤通过对鸣宣告亲密关系的建立；两只鹤共建爱巢、孵化爱的结晶；最后等到宝宝出世，在夫妻双方的精心呵护下茁壮成长。大部分的鹤类都有迁徙的行为，在非迁徙的季节里，鹤类大多会以小家庭为单位，自己过自己独立的生活。但是到了每年迁徙的季节，所有的鹤会聚集在一起，过上集体生活。单身的雄鹤当然不会放弃这样的好机会，一旦某只雄鹤看中了心仪的雌鹤，它就会经常绕着“心爱的姑娘”优雅地跳舞。当雌鹤接受了雄鹤的爱意之后，它也会和雄鹤一起翩翩起舞。不同的鹤类通常会采用不同的舞姿，通常一种鹤的舞蹈只会吸引同种的异性，这也保证了不同种鹤类之间不会产生“错误的爱情” 。当两只互相爱慕的鹤围绕着对方不断地舞蹈一段时间后，两只鹤会停下来彼此深情对视，并引颈高歌，彼此对鸣，也就此开启了它们爱情故事的第二阶段。对于鹤类来说，对鸣是确定关系的标志，甚至可以说，对鸣就是鹤类的“结婚证书” 。对鸣也是鹤类保护领地的重要方式，当两对鹤在争夺栖息地的时候，我们就会听到两对鹤分别以自己特有的对鸣方式优雅地进行着竞争。当两只鹤确定关系并进入繁殖季后，夫妻双方就开始一起着手建立爱巢了。不同的鸟类建筑的巢穴形状也不尽相同，例如东方大苇莺的巢像杯子一样，开口在上；家燕的巢是碗状的，是贴着墙筑成的。鹤的巢穴和其他鸟类都不大一样，许多鹤类的巢是建在水中的，由于鹤巢是固定在水底的，因此体积较大，我们通常看到的露出水面的部分只是真正鹤巢的一小部分。筑好巢并产卵后，鹤爸爸和鹤妈妈会轮流孵化鹤卵并不断地修补巢穴，尤其是当水位上升的时候，要不断地加高巢穴，以保证鹤卵不会泡在水中导致失温，这个过程真的非常辛苦。在鹤类孵卵的过程中，也会遇到各种各样的危险。例如建立在水中的鹤巢除了可能面临水位上涨被淹没的危险外，湿地发生的大火也会严重地威胁鹤卵的安全。当鹤卵孵化之后，让小鹤顺利长大就成了鹤夫妇最大的任务了。小鹤尽管没有强大的运动能力，但是它们却有着很好的隐蔽能力。当小鹤在草丛中时，无论是研究者还是鹤类的天敌都很难发现它们的存在。随着小鹤一天天长大，它们逐渐褪去了淡黄色的雏羽，长出了和父母一样美丽的羽毛。尽管个头还不如父母，但是它们已经开始迈着优雅的脚步，挺着长脖子，好奇地打量着这个美丽而危险的世界。也许在下一个繁殖季，这些小家伙们也会找到属于自己的爱情，重复着自己父母曾经经历的相爱历程。生命，就是这样生生不息地延续着。