【大单元教学设计】苏教版（2017秋）小学科学五年级下册3.10《昼夜对植物的影响》课时教案（含练习）

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第三单元《地球的运动》大单元整体教学设计
教材版本 苏教版 单元（或主题）名称 地球的运动
单元主题 本单元聚焦 “地球的运动”，引导学生探究地球运动（自转和公转）所产生的昼夜交替、四季循环等自然现象，以及这些现象对动植物的影响，帮助学生建立起宏观的地球运动概念，理解地球运动与地球上各种自然现象和生命活动之间的紧密联系。
课标要求 核心概念：地球在宇宙中的运动及其与相关自然现象的关系。地球的运动导致昼夜交替、四季变化等自然现象，这些现象对地球上的生物和人类活动产生重要影响。 学习内容： 描述地球的自转和公转运动，知道地球自转产生昼夜交替现象，地球公转产生四季变化。 了解昼夜和四季变化对动植物行为、生理特征的影响。 学业要求： 能用模型、示意图等方式解释地球自转和公转产生昼夜交替、四季变化的原因。 能举例说明昼夜和四季变化对动植物的影响，并能基于所学知识分析相关现象。
教材分析 《昼夜交替》：作为单元开篇，从学生熟知的昼夜交替现象入手，引导学生提出关于昼夜交替成因的假设，然后通过模拟实验等方式进行探究，帮助学生理解地球自转导致昼夜交替这一科学概念。教材注重培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。 《昼夜对植物的影响》：在学生理解昼夜交替现象的基础上，进一步探讨昼夜变化对植物的影响，如植物的花开花合、叶片的闭合张开等生理现象与昼夜变化的关系。通过观察、查阅资料等活动，让学生认识到生物与环境之间的相互作用。 《昼夜对动物的影响》：继续深入，研究昼夜变化对动物行为和生理特征的影响，如夜行性动物和昼行性动物的活动规律差异等。引导学生通过观察、调查等方式收集证据，培养学生的观察能力和归纳总结能力。 《四季循环》：教材引导学生从观察四季的不同现象出发，探究四季形成的原因，理解地球公转与四季变化的关系。通过制作模型、数据分析等活动，让学生更直观地认识地球公转产生四季循环的原理。 本单元教材内容层层递进，从现象观察到原理探究，从地球运动本身到其对生物的影响，符合学生的认知发展规律，有助于学生逐步构建关于地球运动及其影响的科学知识体系。
学情分析 知识基础：五年级学生在之前的科学学习中已经对一些自然现象有了一定的认识，对昼夜交替和四季变化等现象较为熟悉，但对于这些现象产生的原因可能仅有一些模糊的概念，尚未形成科学、系统的认知。 认知水平：该年龄段学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些直观、具体的现象容易理解，但对于地球运动这种较为抽象的概念，理解起来可能存在一定困难。例如，学生可能难以想象地球在宇宙中的自转和公转运动状态，以及这种运动如何导致昼夜交替和四季变化。 学习特点：五年级学生具有较强的好奇心和求知欲，喜欢通过自主探究、小组合作等方式获取知识。他们对生活中的自然现象充满兴趣，但在学习过程中可能会出现对知识的理解不够深入、分析问题不够全面等问题。 可能的学习困难和误解： 学生可能难以理解地球自转和公转的方向、周期以及它们与昼夜交替、四季变化之间的内在联系，容易产生混淆。 在解释昼夜交替和四季变化的原因时，可能会受到日常生活经验的局限，如认为太阳绕着地球转等错误观念。 对于昼夜和四季变化对动植物影响的理解，可能只停留在表面现象的观察，难以深入分析其背后的生物学原理。
单元目标 科学观念： 学生能认识到地球自转产生昼夜交替现象，地球公转产生四季变化，建立起地球运动与自然现象之间的科学联系。 理解昼夜和四季变化对动植物的生长、行为等方面有着重要影响，认识到生物与环境相互依存、相互影响的关系。 科学思维： 通过对昼夜交替、四季变化成因的探究，培养逻辑推理和批判性思维能力，能基于证据对不同的观点进行分析和判断。 在探讨地球运动对动植物影响的过程中，发展归纳与演绎思维，能够从具体的现象中归纳出一般规律，并运用规律解释相关现象。 运用模拟实验、模型构建等方法，帮助学生将抽象的地球运动概念转化为直观、可理解的模型，培养形象思维与抽象思维相结合的能力。 探究实践： 经历提出问题、作出假设、设计实验、收集证据、得出结论等科学探究过程，提高学生的科学探究能力。例如，在探究昼夜交替成因的模拟实验中，学生能够自主设计实验方案，选择合适的实验材料，进行实验操作并记录分析数据。 学会通过观察、查阅资料、调查等多种方式获取关于地球运动及其对生物影响的信息，培养学生收集和处理信息的能力。 在小组合作探究中，提高学生的团队协作能力和沟通能力，能够分工合作完成各项探究任务。 责任态度： 激发学生对地球运动等天文现象的探究兴趣，培养学生对科学的好奇心和求知欲。 认识到科学知识的发展是一个不断探索和修正的过程，培养学生勇于质疑、追求真理的科学精神。 了解地球运动对地球上生命的重要意义，增强学生保护地球环境、珍惜自然资源的意识，培养社会责任感。
单元结构化活动 第一阶段：现象观察与问题提出（《昼夜交替》） 导入：通过展示不同地区昼夜交替的图片或视频，引导学生观察昼夜交替这一常见的自然现象，提问学生对昼夜交替现象的已有认识，引发学生思考，提出关于昼夜交替成因的问题。 讨论：组织学生小组讨论，分享自己对昼夜交替原因的猜测，教师收集学生的不同观点并进行分类整理。 第二阶段：模拟实验与原理探究（《昼夜交替》） 实验设计：引导学生根据自己的假设，设计模拟实验来验证昼夜交替的成因。例如，用手电筒代表太阳，用地球仪代表地球，通过转动地球仪来模拟地球的自转，观察 “昼夜” 的变化。 实验探究：学生分组进行模拟实验，记录实验现象和结果。教师巡视指导，确保实验安全和顺利进行。 分析讨论：各小组汇报实验结果，分析讨论实验现象与假设之间的关系，引导学生逐步得出地球自转产生昼夜交替的结论。 第三阶段：拓展探究与生物关联（《昼夜对植物的影响》《昼夜对动物的影响》） 观察计划：布置学生观察身边的植物和动物在昼夜不同时段的行为或生理变化，制定详细的观察计划，包括观察对象、观察时间、观察内容等。 资料查阅：引导学生查阅书籍、网络等资料，了解更多关于昼夜对动植物影响的知识，丰富观察内容。 小组汇报：学生分组汇报观察结果和查阅资料的收获，教师引导学生归纳总结昼夜变化对动植物的影响规律，分析这些影响背后的生物学原理。 第四阶段：综合探究与模型构建（《四季循环》） 现象回顾：回顾四季循环的不同现象，如不同季节的气温变化、动植物的季节性变化等，引导学生思考四季形成的原因。 模型制作：指导学生制作地球公转模型，通过模型演示，直观地理解地球公转过程中太阳直射点的变化与四季形成的关系。 数据分析：提供一些与四季变化相关的数据，如不同季节的日照时间、气温数据等，让学生分析数据，进一步验证四季形成的原因。 总结归纳：引导学生综合前面的探究活动，总结地球运动（自转和公转）所产生的各种自然现象及其对生物的影响，构建完整的知识体系。
达成评价 围绕课时学习目标 课堂表现评价：观察学生在课堂讨论、实验探究、小组汇报等活动中的参与度和表现，评价学生的科学探究能力、团队协作能力和沟通表达能力。具体评价指标包括是否积极参与讨论、能否提出有价值的观点、实验操作是否规范、小组合作是否协调等。 作业评价：布置多样化的课后作业，如书面作业（解释昼夜交替或四季变化的原因、举例说明昼夜或四季变化对动植物的影响等）、观察记录作业（记录一种植物或动物在一周内昼夜变化中的表现）、资料收集作业（收集关于地球运动的科普资料并整理成手抄报）等，通过作业评价学生对知识的掌握程度和应用能力。 实践作品评价：针对学生制作的地球公转模型等实践作品，从模型的科学性、准确性、创新性、制作工艺等方面进行评价，考察学生对地球运动概念的理解和实践操作能力。 单元测试评价：设计单元测试题，题型包括选择题、填空题、简答题、实验分析题等，全面考查学生对地球运动及其对生物影响的相关知识的掌握情况，以及运用所学知识分析和解决问题的能力。测试内容涵盖地球自转和公转的特点、昼夜交替和四季变化的成因、昼夜和四季变化对动植物的影响等知识点。
第10课《昼夜对植物的影响》教学设计
一、教学目标
科学探究能力
能够通过观察、查阅资料等方式，收集昼夜变化影响植物的相关信息，学会整理和分析这些信息，并提出有价值的探究问题。
设计并实施简单的对比实验，探究昼夜变化中不同因素（如光照时长、温度变化等）对植物生长、生理活动的影响，掌握控制变量法在实验中的应用，准确观察和记录实验现象与数据。
能用多种方式（如撰写报告、绘制图表、展示实物等）表达探究成果，并与他人进行交流和讨论，根据反馈调整和完善探究过程。
科学思维能力
通过对昼夜影响植物现象的观察与实验探究，分析昼夜变化与植物生长、生理活动之间的因果关系，培养逻辑思维能力。
运用归纳、演绎等思维方法，从具体的实验现象和数据中总结出一般性规律，并能将其应用到对其他植物类似现象的解释中，发展科学推理能力。
在探究过程中，对不同的观点和实验方案进行批判性思考，评估其合理性与可行性，提升科学批判思维能力。
科学素养
了解昼夜变化的基本特征，包括光照、温度等因素在昼夜交替中的变化规律。
理解昼夜变化对植物的生长、开花、结果、休眠等生理活动和行为的影响，认识植物适应昼夜变化的机制。
知道一些植物在昼夜变化下的特殊表现，如某些植物的感夜性运动等。
责任态度
对昼夜与植物之间的关系产生浓厚兴趣，激发探索自然奥秘的热情，培养对植物学的热爱。
在探究过程中，培养严谨认真、实事求是的科学态度，尊重实验数据和事实，勇于面对实验中的失败与挫折。
意识到生物与环境相互依存的关系，增强保护环境、维护生态平衡的责任感。
二、教学重难点
教学重点
探究昼夜变化中光照、温度等因素对植物生长和生理活动的影响。
理解植物适应昼夜变化的方式和意义。
教学难点
设计并实施控制变量的实验，准确分析实验结果，得出关于昼夜对植物影响的科学结论。
从细胞和分子层面理解植物适应昼夜变化的生理机制。
三、教学过程
学习活动 设计意图
（一）情境导入 教师展示一组图片，内容为同一株植物在白天和夜晚的不同状态，如白天花朵绽放、叶片舒展，夜晚花朵闭合、叶片下垂等。引导学生观察图片，提问：“同学们，仔细看看这些图片，你们发现这株植物在白天和夜晚有什么不一样的地方吗？” 组织学生进行小组讨论，鼓励学生分享自己观察到的现象，并猜测产生这些差异的原因。 每组选派一名代表发言，汇报小组讨论的结果。教师对学生的发言进行简要点评，顺势引出本节课的主题 —— 昼夜对植物的影响。 通过直观的图片展示，引发学生的好奇心和探究欲望，让学生快速聚焦到昼夜对植物影响这一主题上。 小组讨论为学生提供交流和思考的平台，培养学生的合作学习能力和独立思考能力，同时教师能借此了解学生对该主题的已有认知。 教师的点评和引出主题，自然过渡到正式教学内容，为后续探究活动做好铺垫。
（二）探究活动 探究活动一：昼夜变化特征梳理 教师引导学生回顾日常生活中昼夜的变化，提问：“大家在日常生活中，能感受到白天和夜晚有哪些不同呢？” 鼓励学生从光照、温度、湿度等方面进行思考。 学生自由发言，分享自己对昼夜变化的感知。教师将学生提到的昼夜变化因素进行分类整理，写在黑板上。 教师进一步补充一些学生可能忽略的昼夜变化特征，如昼夜的时长变化随季节不同而改变等，并结合图片或视频资料进行简单讲解。 探究活动二：昼夜对植物影响的资料收集与分享 教师布置任务，让学生分组，通过查阅书籍、浏览科普网站等方式，收集昼夜对植物影响的相关资料，重点关注不同植物在昼夜交替过程中的生长、生理活动变化等方面的信息。 各小组在课堂上花费一定时间进行资料收集，教师巡视并给予指导，帮助学生筛选有效信息。 资料收集完成后，每组选派一名代表，向全班分享小组收集到的资料内容，介绍不同植物受昼夜影响的有趣现象。 探究活动三：提出关于昼夜对植物影响的探究问题 教师引导学生基于前面收集的资料和对昼夜变化的认识，思考关于昼夜对植物影响还存在哪些疑问，鼓励学生提出具体的、可探究的问题。 学生分组讨论，将小组提出的问题记录下来。例如，“光照时长的改变对植物开花时间有什么影响？”“昼夜温差对植物的果实甜度有影响吗？” 等。 每组选派一名代表汇报小组提出的问题，教师将问题汇总写在黑板上，并引导全班学生对问题进行分析，判断问题的科学性和可行性。 探究活动四：设计实验探究昼夜某一因素对植物的影响 教师从黑板上汇总的问题中，选择一个具有代表性的问题，如 “光照时长对植物种子发芽率的影响”，引导学生思考如何设计实验来探究这个问题。 学生分组讨论实验方案，思考实验的变量、控制组和实验组的设置、实验材料的选择、实验步骤以及观察记录的内容等。教师提示学生运用控制变量法，确保实验的科学性。 每组选派一名代表向全班介绍小组设计的实验方案，其他小组同学提出问题和建议，共同完善实验方案。教师对各小组的方案进行点评，强调实验设计中的关键要点，如变量的控制、样本数量的合理性等。 探究活动五：实施实验并记录数据 各小组根据完善后的实验方案，准备实验材料，在教室或实验室中开展实验。例如，对于 “光照时长对植物种子发芽率的影响” 实验，准备多个花盆、同种植物种子、黑布、光照设备等。 在实验过程中，小组成员分工合作，严格按照实验步骤进行操作，仔细观察实验现象，如实记录实验数据。如记录不同光照时长下种子每天的发芽数量等。 教师巡视各小组的实验进展情况，及时给予指导和帮助，确保实验安全、顺利地进行。提醒学生注意实验数据的准确性和完整性。 探究活动六：分析实验结果与得出结论 学习活动 实验结束后，各小组整理实验数据，通过绘制图表（如柱状图、折线图等）等方式对数据进行分析，尝试从数据中找出规律。 每组选派一名代表，向全班汇报小组的实验结果和分析，阐述从实验数据中得出的结论，如光照时长与种子发芽率之间的关系等。 其他小组同学认真倾听，提出问题或发表自己的看法，共同讨论实验结果的可靠性和普遍性。教师引导学生对不同小组的实验结果进行对比分析，总结出关于昼夜某一因素对植物影响的一般性结论。 从学生熟悉的生活经验出发，唤起学生对昼夜变化的感知，为后续探究昼夜对植物的影响奠定基础。 学生自由发言培养其观察能力和表达能力，教师的整理和补充使学生对昼夜变化特征有更全面、系统的认识。 培养学生自主收集信息的能力，让学生学会从多种渠道获取科学知识。 小组代表分享资料，锻炼学生的表达能力，同时使全班学生能共享丰富的信息资源，拓宽知识面。 培养学生发现问题、提出问题的能力，这是科学探究的重要起点。 通过小组讨论和全班分析，使学生学会提出有价值的科学问题，提高学生的科学思维能力。 以具体问题为例，引导学生学习设计科学实验，培养学生的实验设计能力和科学思维。 小组讨论和全班交流，促进学生之间的思想碰撞，提高实验方案的科学性和可行性，同时培养学生的合作与批判性思维能力。 让学生亲身体验科学探究的实验过程，培养学生的动手操作能力和实践能力。 通过分工合作，培养学生的团队协作精神。教师的巡视指导保证实验的科学性和安全性，同时引导学生养成严谨的科学态度。 培养学生整理和分析实验数据的能力，使学生学会从数据中获取有价值的信息，得出科学结论。 代表汇报和全班讨论，锻炼学生的表达能力和批判性思维能力，通过交流使学生对昼夜对植物的影响有更深入、准确的认识。
（三）生活应用 教师展示一些生活中的场景图片，如温室大棚种植蔬菜、花卉的花期调控、植物景观的灯光布置等，引导学生思考昼夜对植物的影响在这些场景中的应用。 学生分组讨论，分析这些场景中人们是如何利用昼夜对植物影响的知识来实现特定目标的，如在温室大棚中通过调节光照时长和温度来促进蔬菜生长、控制花卉花期以满足市场需求等。 每组选派一名代表发言，向全班分享小组讨论的结果。教师进行总结，强调科学知识在生活中的实际应用价值，鼓励学生在日常生活中关注更多与昼夜对植物影响相关的应用实例。 通过展示生活场景图片，让学生认识到科学知识与日常生活紧密相连，培养学生用科学知识解释生活现象的能力。 小组讨论培养学生的合作学习能力和知识应用能力，加深学生对昼夜对植物影响知识的理解。 代表发言和教师总结，强化学生对科学知识实用性的认识，激发学生学习科学的兴趣。
（四）知识总结 教师引导学生回顾本节课的学习内容，包括昼夜变化的特征、收集到的昼夜对植物影响的资料、提出的探究问题、设计和实施的实验以及得出的结论，还有昼夜对植物影响在生活中的应用等方面。 让学生以小组为单位，制作一份思维导图或知识框架图，梳理本节课的知识体系，突出各知识点之间的逻辑关系。 每个小组推选一名代表，向全班展示并讲解小组制作的思维导图或知识框架图，其他小组可以提出补充或修改意见。 教师对各小组的展示进行评价，总结本节课的重点知识，强调科学探究的方法和意义，帮助学生完善知识体系，鼓励学生在今后的学习和生活中继续探索生物与环境的奥秘。 回顾所学内容，帮助学生巩固知识，强化记忆，梳理知识脉络，加深对本节课知识的整体理解。 制作思维导图或知识框架图，培养学生的归纳总结能力和知识整合能力，有助于学生构建系统的知识体系，提升学习效果。 代表展示与交流环节，锻炼学生的表达能力和团队协作能力，通过小组间的互动，进一步完善知识体系，教师的评价与总结加深学生对知识的整体把握和对科学探究的认识，激发学生对科学的兴趣和探索精神。
四、作业设计
（一）、填空题
1. 昼夜变化中，（光照）和（温度）是影响植物生长的重要因素。
2. 许多植物的花朵会在白天开放，夜晚闭合，这种现象称为（感夜性运动）。
3. 植物通过（光合作用）在白天制造养分，夜晚则进行（呼吸作用）消耗养分。
4. 为了探究光照时长对植物生长的影响，实验中的变量是（光照时长）。
（二）、判断题
1. 昼夜变化只会影响植物的外在形态，对其生理活动没有影响。（×）解析：昼夜变化不仅影响植物外在形态，如花朵开合，也影响其生理活动，如光合作用、呼吸作用等。
2. 所有植物对昼夜变化的适应方式都是相同的。（×）解析：不同植物对昼夜变化的适应方式多种多样，各不相同。
3. 在探究昼夜某一因素对植物影响的实验中，可以同时改变多个变量。（×）解析：在科学实验中，为保证实验结果的准确性，通常只能改变一个变量，采用控制变量法。
（三）、选择题
1. 下列哪种现象是植物适应昼夜变化的表现？（ ）
A. 植物的叶子变绿 B. 向日葵白天朝向太阳 C. 植物吸收水分 答案：B
2. 昼夜温差较大时，植物果实的甜度通常会（ ）
A. 更高 B. 更低 C. 不变 答案：A
3. 为探究温度对植物生长的影响，以下做法正确的是（ ）
A. 只设置高温组 B. 只设置低温组 C. 设置高温组、低温组和常温组 答案：C
4. 植物在夜晚进行的主要生理活动是（ ）
A. 光合作用 B. 呼吸作用 C. 蒸腾作用 答案：B
（四）、简答题
1. 简述昼夜变化对植物开花的影响。
答案：昼夜变化中的光照时长和温度等因素对植物开花有显著影响。一些植物需要在特定的光照时长条件下才能开花，比如短日照植物，只有当白昼时间短于一定小时数时才能开花；长日照植物则相反。温度也会影响开花，适宜的昼夜温差有助于花芽的分化和发育。例如，在昼夜温差较大的地区，某些花卉的花朵可能更大、颜色更鲜艳。此外，昼夜的交替节奏还影响植物体内激素的分泌，从而间接调控开花过程。
2. 举例说明植物是如何适应昼夜温度变化的？
答案：植物有多种方式适应昼夜温度变化。例如，有些植物在白天温度较高时，会通过气孔的开闭来调节蒸腾作用，降低体温，减少水分散失。夜晚温度降低，植物生长速度减缓，代谢活动减弱，以减少能量消耗。像沙漠中的仙人掌，白天关闭气孔减少水分蒸发，夜晚温度降低时才打开气孔吸收二氧化碳进行光合作用的暗反应，以此适应昼夜巨大的温差。一些植物还会在秋季随着昼夜温差增大和日照缩短，积累更多的糖分等物质，增强抗寒能力，为冬季做准备。
3. 请解释为什么在温室大棚中调节光照时长可以控制植物的生长？
答案：植物的生长受光照时长的影响，这与植物的光合作用和体内激素调节有关。光照是光合作用的必要条件，通过调节光照时长，可以控制植物光合作用的时间和强度，从而影响植物制造有机物的量，进而影响植物的生长速度。此外，光照时长还能影响植物体内激素的合成与分布，例如影响生长素、细胞分裂素等激素的水平，这些激素对植物的发芽、生根、开花、结果等生长过程起着关键的调控作用。所以在温室大棚中调节光照时长可以控制植物的生长。
（五）、科学探究题
题目：设计一个实验，探究昼夜温差对多肉植物叶片饱满度的影响。
答案：
实验目的：探究昼夜温差对多肉植物叶片饱满度的影响，了解昼夜温差与多肉植物叶片饱满度之间的关系。
实验材料：若干株生长状况相似的多肉植物（如胧月）、三个大小相同的花盆、肥沃且排水良好的土壤、温控设备（可调节温度）、直尺（用于测量叶片厚度）。
实验步骤：
将多肉植物平均分成三组，分别种植在三个花盆中，标记为 A、B、C 组。确保每组多肉植物的数量、植株大小、健康状况等基本一致。
将 A 组花盆放置在昼夜温差较小的环境中，设置白天温度为 25℃，夜晚温度为 22℃。B 组花盆放置在昼夜温差适中的环境中，设置白天温度为 28℃，夜晚温度为 18℃。C 组花盆放置在昼夜温差较大的环境中，设置白天温度为 30℃，夜晚温度为 15℃。使用温控设备保持温度稳定。
在相同的光照条件（如每天 8 小时自然光照或人工光照）和浇水频率（如每周浇一次等量的水）下培养多肉植物。
每隔一周，用直尺测量每组多肉植物叶片的厚度，作为叶片饱满度的衡量指标，并记录数据。持续观察和测量 8 周。
变量控制：
保证每组多肉植物的品种、初始生长状况相同。
使用相同的花盆和土壤，且土壤的肥力、排水性等条件一致。
给予每组相同的光照时长和浇水频率，排除其他因素对多肉植物生长的干扰。
预期结果：在一定范围内，昼夜温差较大的 C 组多肉植物叶片厚度增加可能更为明显，即叶片饱满度更高；昼夜温差适中的 B 组次之；昼夜温差较小的 A 组叶片饱满度变化相对较小。通过实验结果可以分析出昼夜温差与多肉植物叶片饱满度之间的关系，为多肉植物的种植提供科学依据，了解如何通过调节昼夜温差来提高多肉植物的观赏价值。
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