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7.设计和制作生态瓶
一、教学目标
科学观念：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。
科学思维：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，认识到生态瓶里生物的种类和数量平衡，生物才能和谐共存。
探究实践：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。
态度责任：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。
二、教学重难点
重点：能设计生态瓶建造方案。
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。
评价任务（根据需要设计评价量规）
评价量表
评价任务 评价标准 表现程度 自评 互评 师评
☆☆☆ ☆☆ ☆
分析绿豆苗周围的生物与非生物之间的联系。 能正确分析绿豆苗周围生物与非生物之间的联系 能 基本能 不能
分析池塘生态系统中的生物和非生物 能正确分析池塘生态系统中的生物与非生物之间的关系。 能 基本能 不能
设计生态瓶 能积极参与讨论，依据池塘生态系统设计生态瓶，设计方案相对完善。 能 基本能 不能
制作生态瓶 能根据设计方案按正确操作顺序制作生态瓶 能 基本能 不能
实验研讨 能对生态瓶中生物和非生物一段时间后出现的情况进行正确的分析 能 基本能 不能
学习收获
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）谈话导入 1.师：绿豆苗周围有蚯蚓、蚜虫、瓢虫、青蛙和小鸟等生物，它们之间有食物关系，可是它们除了食物关系外，还有什么关系呢？ 2.学生观看《为什么蚯蚓是植物的好朋友？》视频，从视频中寻找答案。 3.生自由回答：蚯蚓可以松土；还有死掉的小动物，可以给植物提供养分。 师生小结：蚯蚓还能松土，植物光合作用产生的氧气能提供给动物呼吸所用，动物死掉，微生物能分解动物尸体为植物提供养分。看来绿豆苗与它周围的生物有紧密的联系，它们形成一个系统，我们把绿豆苗和这些生物统称为群落。 通过提问，了解学生对生物之间关系的前知。 观察学生回答问题情况，对回答做出点评。
探究与研讨 活动一：认识生态系统 （1）师：绿豆苗的健康生长，离不开它周围的环境，环境中有哪些非生物因素为动植物的生长提供了条件呢 动植物的存在又对非生物因素有什么影响呢 （2）生自由回答：绿豆苗需要适宜的水分、温度和充足的空气，土壤也为绿豆苗的生长提供养料。 生2自由回答：绿豆苗光合作用会使空气中的氧气更充足，动植物死后，微生物分解尸体会使土壤更肥沃。 （3）师：绿豆苗与它周围的生物和微生物紧密相连。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，我们把这一整体叫作生态系统 师：你还知道哪些像绿豆苗那样的生态系统呢？ （4）学生自由回答。 （5）师生小结：有森林、海洋、草原、池塘等生态系统。地球的生物圈就是最大的生态系统。 活动二：模拟池塘生态系统设计一个生态瓶。 （1）师：我们能模拟并设计一个小型生态系统吗？请同学们观察池塘生态系统，想一想池塘中有哪些生物与非生物，它们有什么作用？ （2）小组讨论分享。 （3）小组汇报，师生小结。 水草、浮萍为动物生长提供了食物、氧气和栖息地，鱼为植物提供了养料，阳光、水、沙子等非生物为生物生长提供了生长环境。 师：看来不同的生态系统内，生物与非生物之间都是相互作用、相互联系、相互依赖、相互影响的，什么样的生态瓶才是合格的呢？我们要让生态瓶里的各种生物之间、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。明确这个要求后，让我们一起来设计一个生态瓶吧。 课件出示材料：水、透明容器、水葫芦、小鱼、金鱼藻... 出示设计生态瓶小组需要考虑的问题，小组研讨，并设计生态瓶。 ①生态瓶中养什么动物 放多少 他们的生存需要哪些条件 我们如何才能满足他们的需要 提示：生态瓶中的生物种类不能太单一，否则某种生物出现问题，整个生态系统就会很快失衡，而且植物的数量要稍多于动物的数量，因为植物给动物提供食物和氧气。 ②非生物环境应该怎样选择 用自来水还是池塘水 这样选择的依据是什么 提示：生态瓶中的非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤(泥沙）等，沙子、河泥不仅能提供矿物质，具有细菌、真菌等微生物作为该生态系统的分解者，还能给小动物提供栖息地。 选择池塘水，因为这样能更好地模拟生物的生活环境，而且池塘水中还有维护生态系统稳定的微生物。瓶中水不能注满，留有一部分空气，便于绿色植物进行光合作用。 ③我们选择什么材料来建造生态瓶 为什么 提示：选择透明度高的玻璃瓶作为生态瓶的容器，因为透明度高有利于我们观察生物的生存情况，同时也能让阳光照射进来，让植物更好地进行光合作用。 小组展示设计方案。 小组互评。 师生小结，小组修改完善方案。 种类、数量草图生物 水草2棵，浮萍3棵 小鱼3条，小虾3只螺2只非生物 水桶，1个水，多半桶沙，一瓶底
活动三：制作生态瓶 观看制作生态瓶演示视频。 学生分小组制作生态瓶 ①找一个大油桶，清洗干净后剪掉上面一部分。 ②在桶底装入一层淘洗干净的沙，再装入大半桶自然水域中的水。 ③在桶里种上几棵水草，在水面放一些浮萍。 ④植物存活后，再放入少量的小鱼、小虾、田螺等小动物。 出示生态瓶观察记录表。 ①师：生态瓶制作完成后，我们应该进行持续观察，对照观察记录表，我们可以每天将动物的情况、植物的情况、水的情况等记录在表格中。 教师提示观察点： 植物观察:记录植物的生长情况，包括叶片的颜色、形态、生长速度等。 动物观察:记录动物的行为特征，包括游动、觅食、繁殖等。 水质观察:记录水质的变化，包括悬浮物、溶解氧、pH值等。 其他观察:记录生态瓶中的其他变化，如粪便的情况、寄生虫、浮游生物等。 （4）出示一张之前学生的生态瓶记录表，分析生物及环境情况。 日期植物的情况动物的情况水的情况粪便的情况1月8日生机勃勃鱼很活泼 螺粘在玻璃上清澈无1月9日生机勃勃鱼很活泼 螺粘在玻璃上清澈(有气泡)无1月10日正常鱼游来游去 螺在吃金鱼藻清澈(气泡较多)无1月11日正常鱼活得很好 螺很平静清澈(一点气泡)有一点1月12日正常鱼活得很好 螺很平静清澈(有气泡)有一点1月13日正常鱼有点平静清澈(有气泡)粪便多了1月14日叶片变黄一条鱼死了水好像少了点粪便又多了点
学生先小组讨论分析，小组汇报，然后师生小结。 通过对生态瓶的观察记录，我们可以得到以下结论: ①生态瓶的外观在最初阶段清澈透明，随着时间的推移，水质开始变浑浊。 ②植物在最初阶段生长良好，但随着水质的变差，植物不再有生机，叶片变黄。 ③动物在最初阶段活跃，但随着水质恶化，觅食减少，游动停止，最终死亡。 根据以上结果分析，我们可以得出以下结论: ①生态瓶模拟了一个封闭的生态系统，通过观察记录可以了解生态系统中各个组成部分之间的相互作用关系。 ②水质是生态系统中的重要因素，对植物和动物的生长和存活有重要影响。 ③水质的变化可能导致植物和动物的死亡，从而破坏生态平衡。 ④生态瓶中的生物群落变化可以反映出环境因素对生物群落的影响，进而对生态系统的稳定性提出警示。 通过分析绿豆苗周围的生物与非生物之间的关系，使学生理解生态系统是一个整体，互相影响。 通过设计生态瓶的过程中学生要考虑的各种问题，如生物与非生物的种类、数量等，锻炼学生的科学思维能力。 通过学生制作生态瓶的过程中，生物与非生物的置入先后，认识到生物的种类和数量平衡，生物才能和谐共存，生态瓶是一个生态系统。 教师根据活动过程中的观察，评估学生对于绿豆苗周围生物与非生物之间的联系及生态系统是否有正确的认知，引导学生完成小组评价量表。 教师评估学生能否正确分析池塘生态系统中的生物与非生物之间的关系、能否积极参与讨论，依据池塘生态系统设计生态瓶，设计方案相对完善。。 根据制作过程中学生的表现，及时给予学生一定的鼓励，并完成学生小组评价量表
（三）研讨 为了让这个生态瓶中的各种生物和谐地生存下去，我们应该怎样做？ 看到小鱼相继死掉，我尝试着改变生态瓶里的生物数量和非生物条件，开展对比研究，继续观察生态瓶中生态群落的变化，争取让生态瓶里的生物生存得更好。 通过研讨问题，为下一节知识做铺垫。 教师观察学生是否积极参与课堂讨论，给予及时反馈。
（四）拓展 改变生态瓶里的生物数量和非生物条件会怎样？ 提示并引导学生：可以开展对比实验，观察生态瓶的变化。 倒去一半水会怎样 如果拿掉部分水状态良好的草或加入两条小鱼，生态瓶又会出现什么现象。 预设：生态瓶中的水量如果减少，动植物的生存空间就会减少，氧气量也会随之减少，小鱼浮出水面的次数比较多；增加水草数量，产生的氧气量就增加，鱼浮出水面的次数会减少；小鱼增加，耗氧量增大，小鱼浮到水面的次数也会增多。但是，水草数量也不是越多越好，水草过多的话，小鱼的活动空间会减少，小鱼会有被水草缠死的危险，植物和动物的数量要平衡。 鼓励学生课后做一做这个实验。 通过拓展知识，为接下来的课程做好铺垫。 教师观察学生是否参与本环节，并鼓励参与学生。
（五）知识总结 师生共同总结本课知识点。 教师通过学生回答，了解学生对本课知识的掌握情况。 观察学生是否参与知识总结，是否积极发言，及时鼓励参与学生。
四、成果集成
能够分析池塘生态系统中的生物和非生物，并能设计和制作一个模拟池塘生态系统的生态瓶。
五、作业设计
【知识技能类作业】
一、填空题
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，我们把这个整体叫做 。
2.保持生态瓶中的生物数量不变,将生态瓶中的水 小鱼在1分钟内浮到水面上来的次数会减少。(选填“增加一半”“保持不变”或“减少一半”)
二、判断题
1.自然界中生物多种多样，某一种生物灭绝了，不会影响其他生物的生存。( )
2.一个完整的生态系统包括非生物部分和生物部分。( )
3.在生态系统里，保护一种生物，就是保护了许多种生物;保护栖息地的环境，也就是保护了栖息地里的所有生物。( )
三、选择题
1.下列水体中，适合制作生态瓶的是( )
A.矿泉水 B.池塘水 C.自来水
2.建造好的生态瓶，最适合把它放在( )。
A.阳台通风处 B.墙角安全处 C.桌下阴暗处
3.制作生态瓶的正确顺序( )。
①放入小动物
②在桶底装入一层淘洗干净的沙，再装入大半桶水
③在桶里种上水草和浮萍，并等它们存活
④找一个大油桶，清洗干净后剪掉上面一部分
A.①②③④ B.③①②④ C.④②③①
【综合实践类作业】
对生态瓶中的生物和非生物进行长期观察，并及时记录。
答案：
一、填空题
1.种子 水分 温度 空气
2.实验 对照
二、判断题
1.× 2.√ 3.√
三、选择题
1.B 2.A 3.C
六、板书设计
7.设计和制作生态瓶
七、教学反思
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，学生先回顾本单元的学习，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。
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第一单元《生物与环境》大单元整体教学设计
教材版本 教科版 单元（或主题）名称 《生物与环境》
单元主题 小明去逛商场时看到金鱼非常漂亮，于是买了几条放家里的一个塑料桶里养着，结果没过几天，金鱼就相继死掉了，小明很伤心，他想不明白为什么别人在家养的金鱼都好好的，他养的金鱼就死掉了呢？是什么原因呢？是不是金鱼的生存需要满足一定的条件，那怎样模拟金鱼的生存环境呢？学习了这个单元，让我们帮助小明建立一个能让金鱼生活得很好的生态系统吧。
课标要求 核心概念：生命系统的构成层次、生物体的稳态与调节、生物与环境的相互关系、工程设计与物化 学习内容： 5.6 生态系统由生物与非生物环境共同组成 ⑤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条件。 ⑥说出常见动物和植物之间吃与被吃的链状关系。 6.1 植物能制造和获取养分来维持自身的生存 ①知道植物可以利用阳光、空气和水分在绿色叶片中制造其生存所需的养分。 6.2人和动物通过获取其他生物的养分来维持生存 ②知道动物以其他生物为食，动物维持生命需要消耗这些食物而获得能量。 7.1生物能适应其生存环境 ①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。 13.2工程的关键是设计 ②利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。 ③基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。 13.3工程是设计方案物化的结果 ④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 学业要求： （1）通过对生命系统构成层次的初步学习，乐于探究和实践，关注人体健康与环境保护。 （2）认识到植物利用阳光、空气和水分在绿色叶片中制造其生存所需养分的过程就是植物的光合作用，动物和人依靠摄取食物维持生命活动。 （3）认识动物能适应环境变化。 （4）能分析不同动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时的行为。
教材分析 在本单元中，学生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”，学生在对生物与非生物、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。
学情分析 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。
单元目标 科学观念： 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。 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其适应其生存的环境。 动物在气候、食物、空气和水源等环境变化时会努力以自己的身体构造及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，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弓|起栖息地改变， 会对生活在该地的动物植物产生影响。 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。 科学思维： 认识到人类、动植物、环境的互相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。 3探究实践： 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。 能基于已有所学的知识， 对种子萌发条件、生长环境需求等角度提出有针对性的假设，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，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。 4.态度责任： 发展对研究动物和植物对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。 在合作中，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。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。 3.关注学生小组实验的严谨性和科学性。 围绕单元和主题目标。 1.分层设置单元测试 2.绘制单元思维导图。 3.制作生态瓶等实物。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务（或问题）（一般1-2个）达成评价1实验课种子发芽实验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。如何设计种子发芽实验能够使用对比实验的方法设计种子发芽实验，并结合自己的实验计划开展实践研究，探究种子发芽所需条件的过程。1实验课比较种子发芽实验通过实地观察绿豆种子的发芽，知道种子发芽的条件，认识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。在收集信息数据的基础上实事求是地分析数据，增进对植物生长发育的关注。用比较的方法，能根据事实区别哪些是种子发芽的必要条件。 在实地观察中，能在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。会提出感兴趣的问题。1实验研讨课绿豆苗的生长知道空气是一种混合物质，氮气和氧气是其主要成分，初步了解植物可以吸收阳光、空气和水分，并在绿色叶片中制造其生存所需的养分。利用控制变量的方法设计绿豆芽生长是否需要阳光的实验。能用画图、拍照，视频等方法记录观察所得，运用实验，查阅资料等方式获取信息。1实验课蚯蚓的选择通过对蚯蚓的研究，知道蚯蚓适宜的生存环境，认识到动物生存需要一定的环境条件。 用控制变量法开展对比实验研究，探寻蚯蚓对光、水分等条件的需求。能用控制变量法开展对比实验研究，探寻蚯蚓对光、水分等条件的需求。1研讨课当环境改变了通过将青蛙行为图片与环境图片相对应，知道当环境改变的时候，动物会努力适应新环境，认识到为适应环境的变化，动物会有一些特殊的行为。用比较分析的方法，研究当环境改变后动物是怎样适应新环境的。在探究活动中，能依据事实独立思考，研究动物适应新环境的方法。 1研讨课食物链和食物网通过实地观察一定区域内的动植物相互影响的现象，分析动植物之间的食物关系，找出很多“链条”状的联系,形成食物链，知道动植物所需的能量(养分)在食物链上的生物之间依次传递着。正确使用观察方法和工具，并记录下动植物及相互影响的现象，分析动植物间的食物关系，能形成链条状的联系。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。 1工程设计课设计和制作生态瓶通过设计和制作生态瓶，知道生态系统是由生物与非生物共同组成，认识到动植物与环境相互影响和相互依存的关系。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。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。
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