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1.7设计和制作生态瓶 教学设计
课题 设计和制作生态瓶 单元 生物与环境 学科 科学 年级 五下
学习目标 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，构成了一个整体，我们把这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。目标解读：【对应课程标准的科学概念12.1：动物和植物都有基本生存需要，如空气和水；动物还需要食物，栖息地能满足生物的基本需要。5~6年级要求“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”。】本课设计与制作生态瓶，进一步研究生物与环境之间的关系，从而认识到生物与生物之间是相互依存、相互作用，特别是认识到一种动物或植物可能就是另一种动物、植物生存所依赖的条件。科学探究目标1.在教师的引领下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.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，能做到相互听取合理意见、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之间相互影响和相互依存的关系。
重点 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，构成了一个整体，我们把这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。
难点 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。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 新知导入：生态瓶的由来板书课题 阅读资料 激趣导入
讲授新课 聚焦：绿豆苗和它周围的各种生物之间除了食物关系外，还有其他关系吗？绿豆苗和它周围和各种生物形成了一个群落。除了食物关系外，它们之间还有什么关系？ 群落也叫作生物群落。生物群落是指在一定时间、空间内分布的各物种的种群集合，包括动物、植物、微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。在生物群落中生物与生物之间是相互依存、相互作用的，甚至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。探索一：分析绿豆苗周围的生物与非生物观察绿豆苗周围的生物与非生物，分析生物与生物之间、生物与非生物之间的联系。1.绿豆苗周围的生物：绿豆苗、小草、蚜虫、瓢虫、鸟、青蛙、蚯蚓、蜘蛛等。2.绿豆苗周围的非生物：阳光、空气、水、土壤等。3.生物与生物之间的联系：像绿豆苗、小草这样的植物为动物提供了氧气、食物；像蚯蚓这样的动物为植物的生长提供了养料和方便（动物的粪便），同时防止植物过度生长。4.生物与非生物之间的联系：阳光、空气、水、土壤等是植物生存所必需的条件。例如：没有阳光，绿色植物就不能进行光合作用，也就不能生存；一切生物的生活都离不开水；土壤是一些动物的栖身之所等。探索二：设计和制作生态瓶1.模拟池塘生态系统设计一个生态瓶。我们要让生态瓶里各种生物之间、生物与非生物之间相互联系、相互影响，并达到平衡，让生物很好地生存下去。因此，我们要根据生物对环境的需求选择恰当的动物、植物以及非生物作为生态瓶的制作“材料”，数量不可过多。 2.制作生态瓶。（1）制作生态瓶的步骤。 ①找一个透明的大塑料瓶，清洗干净后剪掉上面一部分。 ②在瓶底装入一层淘洗干净的沙（如要加小石子，可以放几块），再装入大半瓶自然水域中的水。 ③在瓶里种上自己准备的三株金钱藻，在水里放一些浮萍。 ④植物存活后，放入两条小鱼、一只田螺。 ⑤将生态瓶密封，保证生态瓶里是一个封闭、独立的生态系统。 （2）制作生态瓶时的注意事项。 ①生态瓶应该是封闭的，因为我们需要模拟的是独立的生态系统，与外界只有能量交换，没有物质交换。 ②生态瓶尽可能是无色透明的（也可以颜色较浅的透明容器），一是便于观察，二是有利于透光。 ③生态瓶水面以上要留有一定的空间，这是为了模拟生态系统的大气层，便于气体交换。 ④生态瓶要放在光照合适的地方。光照过弱，不利于植物的光合作用；光照过强，生态瓶内温度容易升高，从而导致植物或动物死亡。 （3）妥善放置并观察生态瓶。 生态瓶可以放在窗台等地方，每天注意观察生态瓶里发生的变化，并把自己的发现记录在记录表中。 对教师所提问题展开回答。分组实验并记录 温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。科学探索求真知，名师点拨解疑难。
研讨探究 研讨一：我们需要用到哪些材料来制作生态瓶？这些材料能够为在生态瓶里生活的生物提供哪些条件？小结：我们需要用到瓶子、水、沙、石子等材料来制作生态瓶。因为我们的生态瓶是模拟池塘生态系统的，所以它需要有水、沙作为环境的要素，为生活在池塘里的生物提供非生物的基本生活保障。思考生态瓶需要哪些材料，也是将生态系统的理论认识转化为具体空间中的物质的过程。研讨二：我们为什么这样设计生态瓶？小结：通过我们设计的生态瓶，让生态瓶中的每种生物都有自己需要的生存环境，满足环境和生物之间的联系和影响，最终使生存在其中的生物能够很好的生存下来，也强化了对生态系统的认识。生态系统不只是指生活在一个区域里的所有生物，它还包括这个区域的环境资源。研讨三：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？小结：我们的生态瓶模拟的是池塘的生态系统，应该是封闭的，生态瓶与外界只有能量交换，没有物质交换。生态瓶水面以上要留有一定的空间，便于气体交换。生态瓶应放在光照合适的地方，光照过弱，不利于植物的光合作用；光照过强，生态瓶内温度容易升高，从而导致植物或动物死亡。 讨论交流 相互交流共分享，集体讨论达共识。
拓展延伸 改变生态瓶里生物数量和非生物条件课件出示相关资料 拓宽领域探新知，知识运用巧迁移
课堂练习 幻灯呈现
课堂小结 通过本课的学习你有哪些收获？
板书
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1.7设计和制作生态瓶
一、填空题
1、生物包括（ ）、（ ）、微生物等，非生物包括（ ）、温度、水、空气、土壤等。
2、如图所示，像池塘里的这些生物和非生物这样，（ ）、
（ ），构成了一个密不可分的（ ）。
3、一片树林、（ ）【选填“一块石头”或“一个湖泊”】
等都可以看成一个生态系统。
二、判断题
1、生态瓶里的水增多或减少对生态瓶里的动植物不会产生影响。（ ）
2、做一个生态瓶，要先装水，然后把田螺、小鱼、小虾、泥鳅等放进去就行了。（ ）
3、做生态瓶前，我们一定要先了解一些生物生存所需要的条件。（ ）
4、我们要在生态瓶中放入大量的植物，因为这样可以给动物提供更多的氧气和食物。（ ）
5、我们应该及时清理掉生态瓶中的动物粪便。（ ）
三、选择题
1、我们用透明的瓶子来制作生态瓶，这主要是因为（ ）。
A．植物的生长需要阳光
B．生态瓶中的小鱼需要阳光
C．水的蒸发需要阳光
2、在生态瓶中放置动物和植物时，应（ ）。
A．先放动物 B．先放植物 C．一起放动物和植物
3、我们制作的小生态瓶要想长期维持稳定，应该注意的是（ ）。
A．生态瓶要美观
B．生物种类和数量配比要合理
C．生态瓶要放置在强光下
4、如果生态瓶里的动物增加一倍，生态瓶里的水质（ ）。
A．变好的时间更短 B．变差的时间更短 C．没有变化
5、我们在做生态瓶时，以下做法正确的是（ ）。
A．自然界中的水很脏，建议用自来水
B．将生态瓶放在阴暗处，避免阳光直接照射
C．生态瓶中的动植物种类和数量配比要合理
四、填图题
在括号里填上合适的内容。
五、实验分析
梓萱自己做了一个生态瓶：往一个500毫升的透明玻璃瓶里放入400毫升的水、少量的土壤和石块，放入新鲜的水草和2~3条小鱼以及几个螺蛳。用软木塞塞住瓶口，观察生态瓶中生物的生活情况。
1、生态瓶中的生物有 ；非生物有 。放入水草的作用是 ；放入土壤和石块的作用是 。
2、梓萱的生态瓶应该放在
3、生态瓶上部留有一定空间的目的是
六、实验研究
下面是一位同学设计的生态瓶。请仔细观察图片并回答下列问题。
1、和B瓶相比较，A瓶中缺少了（ ）。
A．植物 B．动物 C．非生物
2、图中的生态瓶模拟了（ ）生态系统。
A．池塘 B．海洋 C．草原
3、在制作生态瓶时，下列做法正确的是（ ）。
A．放入瓶子里的动物越多越好
B．放入瓶子里的植物越多越好
C．放入瓶子里的动植物数量要保持平衡
1.7设计和制作生态瓶
答案及解析
一、填空题
1、植物 动物 阳光 解析：生物是指有生命的事物，非生物是指没有生命的事物。
2、相互联系 相互影响 整体 解析：生态系统是指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与非生物之间相互联系、相互影响，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
3、一个湖泊 解析：生态系统的范围可大可小，相互交错。
二、判断题
1、× 解析：水量减少，会使动植物的生存空间减小，氧气量减少。
2、× 解析：制作生态瓶，应先清洗瓶子，再放洗干净的沙子，然后放水，最后放小动物。
3、√ 解析：了解生物生存所需要的条件对制作生态瓶非常关键。
4、× 解析：应放入适量的植物，如果植物过多会挤占动物的生存空间。
5、× 解析：动物的粪便可以作为植物的养料。
三、选择题
1、A 解析：骆驼适合生活在沙漠这样干燥的环境中，蚯蚓喜欢黑暗、潮湿环境。
2、B 解析：任何动物都生活在一定温度的外界环境中，并受温度变化的影响。
3、B 解析：狗不是冬眠动物；天鹅是一种候鸟，通过迁徒的方式适应冬季。
4、B 解析：蚯蚓喜欢黑暗、潮湿环境，但是不能在水中呼吸。
5、C
四、填图题
在括号里填上合适的内容
植物 氧气 养料 生存环境 生存环境
解析：生态系统是指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互联系、相互影响，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
五、实验分析
1、小草、小鱼、螺蛳 土壤、石块、水、空气、阳光 为动物提供食物和氧气
为生态瓶中的生物提供一定的生长环境
2、有阳光的地方
3、存储一定量的空气
六、实验探究
1、B 解析：从图中可以看出，A 瓶与B 瓶相比较，缺少了小鱼、小虾等动物。
2、A 解析：图中的生态瓶结构比较简单，只有小型的鱼、虾和水草等生物，没有凶猛的肉食动物，因此模拟的是池塘生态系统。
3、C 解析：生态瓶是一个封闭的系统，动植物的数量要保持平衡，植物数量过多会导致泥土中矿物质等营养供给不足，植物数量过少会导致水中氧气不足；动物数量过多会导致水中含氧量下降，动物数量过少会降低生物链的稳定性。
提供（ ）
非生物
提供（ ）
提供（ ）、食物
动物
（ ）
提供（ ）
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新知导入
生态瓶的由来
生态瓶最早是由美国太空总署火箭推进实验的科学家制作出来的，他们发现细小的盐水虾、水草可以在一个封闭的系统内生存很长的一段时间。水草可以为小虾提供维持生命的氧气与食物；小虾的排泄物为水草提供养分。它们在这个封闭的系统内形成了一个共生自足的“微型世界”。
设计和制作生态瓶
教科版 五年级下
新知讲解
聚焦
绿豆苗和它周围的各种生物之间除了食物关系外，还有其他关系吗？
绿豆苗和它周围和各种生物形成了一个群落。除了食物关系外，它们之间还有什么关系？
群落也叫作生物群落。生物群落是指在一定时间、空间内分布的各物种的种群集合，包括动物、植物、微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。在生物群落中生物与生物之间是相互依存、相互作用的，甚至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。
点拨：生物群落中的生物，除了食物关系外，它们可能会为彼此提供生活需要的场所，提供传递花粉、繁殖下一代的途径等帮助。它们之间是相互依存、相互影响的。
新知讲解
分析绿豆苗周围的生物与非生物
观察绿豆苗周围的生物与非生物，分析生物与生物之间、生物与非生物之间的联系。
1.绿豆苗周围的生物：绿豆苗、小草、蚜虫、瓢虫、鸟、青蛙、蚯蚓、蜘蛛等。
2.绿豆苗周围的非生物：阳光、空气、水、土壤等。
3.生物与生物之间的联系：像绿豆苗、小草这样的植物为动物提供了氧气、食物；像蚯蚓这样的动物为植物的生长提供了养料和方便（动物的粪便），同时防止植物过度生长。
4.生物与非生物之间的联系：阳光、空气、水、土壤等是植物生存所必需的条件。例如：没有阳光，绿色植物就不能进行光合作用，也就不能生存；一切生物的生活都离不开水；土壤是一些动物的栖身之所等。
一
探索
新知讲解
分析绿豆苗周围的生物与非生物
我们知道的生态系统
（班级记录表）
日期：
一
探索
绿豆苗
土壤
水
阳光
瓢虫
蚜虫
蚜虫
提供氧气、食物
动物
提供生长环境
提供生长环境
提供养料
蚜虫
结论：
绿豆苗周围的各种生物与环境中的非生物相互联系、相互影响，构成了一个生态系统。
科学零距离
生态系统中只有生产者或消费者会出现什么情况
如果生态系统中只有生产者或消费者，那么随着生态系统中的生物不断地从周围环境中吸取水、矿物质和其他原料，这些物质在环境中就会越来越少。生态系统中的所有生物都会产生废物，并最终死亡。如果这些废物和尸体没有以适当的方式从生态系统中消除，那么它们就会堆积起来，直到覆盖所有活着的生物。
新知讲解
设计和制作生态瓶
1.模拟池塘生态系统设计一个生态瓶。
二
探索
生态瓶设计方案
小石子十块
沙子适量
水大半瓶
非生物
田螺一只
小鱼两条
金鱼藻三株
生物
草图
种类、数量
我们要让生态瓶里各种生物之间、生物与非生物之间相互联系、相互影响，并达到平衡，让生物很好地生存下去。因此，我们要根据生物对环境的需求选择恰当的动物、植物以及非生物作为生态瓶的制作“材料”，数量不可过多。
新知讲解
设计和制作生态瓶
2.制作生态瓶。
二
探索
（1）制作生态瓶的步骤。
①找一个透明的大塑料瓶，清洗干净后剪掉上面一部分。
②在瓶底装入一层淘洗干净的沙（如要加小石子，可以放几块），再装入大半瓶自然水域中的水。
③在瓶里种上自己准备的三株金钱藻，在水里放一些浮萍。
④植物存活后，放入两条小鱼、一只田螺。
⑤将生态瓶密封，保证生态瓶里是一个封闭、独立的生态系统。
做瓶子
先放沙和水，沉淀至水清
放入植物
放入动物
制作生态瓶
新知讲解
设计和制作生态瓶
二
探索
（2）制作生态瓶时的注意事项。
①生态瓶应该是封闭的，因为我们需要模拟的是独立的生态系统，与外界只有能量交换，没有物质交换。
②生态瓶尽可能是无色透明的（也可以颜色较浅的透明容器），一是便于观察，二是有利于透光。
③生态瓶水面以上要留有一定的空间，这是为了模拟生态系统的大气层，便于气体交换。
④生态瓶要放在光照合适的地方。光照过弱，不利于植物的光合作用；光照过强，生态瓶内温度容易升高，从而导致植物或动物死亡。
新知讲解
设计和制作生态瓶
二
探索
（3）妥善放置并观察生态瓶。
生态瓶可以放在窗台等地方，每天注意观察生态瓶里发生的变化，并把自己的发现记录在记录表中。
生态瓶观察记录
日期
日期 植物的情况 动物的情况 水的情况 其他情况
合作探究
一
研讨
我们需要用到哪些材料来制作生态瓶？这些材料能够为在生态瓶里生活的生物提供哪些条件？
我们需要用到瓶子、水、沙、石子等材料来制作生态瓶。因为我们的生态瓶是模拟池塘生态系统的，所以它需要有水、沙作为环境的要素，为生活在池塘里的生物提供非生物的基本生活保障。思考生态瓶需要哪些材料，也是将生态系统的理论认识转化为具体空间中的物质的过程。
二
研讨
我们为什么这样设计生态瓶？
通过我们设计的生态瓶，让生态瓶中的每种生物都有自己需要的生存环境，满足环境和生物之间的联系和影响，最终使生存在其中的生物能够很好的生存下来，也强化了对生态系统的认识。生态系统不只是指生活在一个区域里的所有生物，它还包括这个区域的环境资源。
合作探究
三
研讨
我们的生态瓶模拟的是池塘的生态系统，应该是封闭的，生态瓶与外界只有能量交换，没有物质交换。生态瓶水面以上要留有一定的空间，便于气体交换。生态瓶应放在光照合适的地方，光照过弱，不利于植物的光合作用；光照过强，生态瓶内温度容易升高，从而导致植物或动物死亡。
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？
拓展延伸
改变生态瓶里生物数量和非生物条件
改变生态瓶里的生物数量和非生物条件，研究某一因素对生态瓶里的生物是否有影响，也需要选用对比实验的方式来进行研究。对比实验的关键点在于每次只能改变一个因素，其他因素要尽量保持一致。切记不可同时改变多个因素，因为即使出现了影响，我们也无法确定是哪个或哪几个因素的作用。
实验目的：研究水量的多少对小鱼生存的影响。
实验猜想：把生态瓶里的水量减少，动植物的生存空间减少，氧气量减少，生态瓶里小鱼浮到水面的次数应该 一些。【填“多”或“少”】
实验材料：两个剪掉上面一部分的大饮料瓶、水草、细沙、水、小鱼等。
实验步骤：
（1）往两个大饮料瓶里放入等量的细沙，在一个大饮料瓶里倒入10厘米高的水，另一个大饮料瓶里倒入5厘米高的水。
（2）向两个大饮料瓶里分别放入数量相等的水草、两条相同的健康小鱼，将两个大饮料瓶放在外部条件相同的地方。
拓展延伸
改变生态瓶里生物数量和非生物条件
实验步骤：
（3）观察、记录两个生态瓶里的小鱼在一分钟内浮到水面的次数。
（4）重复几次实验。
一分钟内小鱼浮到水面的次数记录表
生态瓶的情况 第1次观察 第2次观察 第3次观察 我们的解释
1次 0次 0次 由于水量减少，小鱼的数量不变，水中的氧气量减少，因此小鱼浮到水面的次数增多。
3次 3次 4次
水多时
水少时
拓展延伸
改变生态瓶里生物数量和非生物条件
实验分析：
在实验中我们发现，两个生态瓶里的水草没有明显的变化，水少的生态瓶里的小鱼浮到水面的次数比水多的生态瓶里的小鱼浮到水面的次数多。
实验结论：
由于水量减少，动植物的生存空间减少，氧气量减少，水少的生态瓶里的小鱼浮到水面的次数比较多。
经过多次实验，我们发现：生态瓶里的生物和非生物的数量、种类都不能随意改变。生物与生物、生物与非生物之间是相互依存、相互作用、相互制约的，一种动物或植物可能就是另一种动物或植物生存所依赖的条件。减少水或添加动植物都会引起生态系统的变化。
已处于平衡的生态瓶是一个稳定的生态系统，各部分比例合理，生产者所产生的有机物足够消费者使用，而消费者又能给生产者提供足够的养料。在这样的环境下，只需给这个生态系统源源不断地流入能量，就能保证这个生态系统健康运行了。
课堂练习
1、食物网其实就是一个生态系统。（ ）
一、判断对错
2、非生物是没有生命的，在生态系统中不起任何作用。（ ）
3、一种生物的灭绝不会影响其他生物的生存。（ ）
课堂练习
二、选择题
1、对生态瓶里动物的生长基本不会产生影响的是（ ）。
A. 水的多少
B. 浮游生物
C. 鹅卵石
C
课堂练习
二、选择题
2、我们在制作生态瓶时，为动物提供氧气的是（ ）。
A.微生物
B.水生植物
C.土壤
B
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书设计
设计和制作生态瓶
生态系统
群落
生态瓶
本课思维导图
某生物
周围其他生物
改变生态瓶里的情况
少量植物
少量以这些植物为食物的动物系统
群落中的生物
环境中的非生物
相互联系
相互影响
是一个整体
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
生物数量
非生物条件
对生物生存的影响
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