青岛版（六三制2017秋）小学科学五年级下册第一单元《心和脑》大单元整体教学设计

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 五年级下册
单元名称 第1单元《心和脑》
单元主题 生命指挥官——探秘心脑协作的智慧
课时安排 6课时
一、单元主题
“生命指挥官——探秘心脑协作的智慧”
围绕心和脑的结构、功能及协同工作机制，引导学生理解人体生命活动的调节过程，培养健康生活意识与科学探究能力。
二、单元情境
“健康特工队”行动任务
班级成立“健康特工队”，接受任务——为学校设计一份《健康生活指南》。通过探究脑的指挥功能、神经传导机制、心脑协作关系等，完成四项核心任务：
任务1：破解“司令部”密码（探究脑的结构与功能）
任务2：信息传递大作战（模拟神经信号传导）
任务3：生命堡垒守护计划（探究保护心脑的方法）
任务4：健康档案分析师（建立个人健康档案，分析生活习惯）。
三、课标分析
核心概念 5. 生命系统的构成层次；7. 生物体的稳态与调节（《义务教育科学课程标准（2022）》）
学习内容 5.5 人体由多个系统组成；7.1 生物能适应其生存环境
学段目标
（5~6年级） ① 描述脑的结构与功能，解释神经系统传递信息的过程；
② 测量脉搏，分析心跳与运动的关系；
③ 设计健康计划，树立保护心脑的意识。
四、教材分析
本单元由《我们的脑》《神经系统》《保护脑》《心脏和血管》《我们的健康档案》五课组成。
《我们的脑》主要内容是脑的结构与功能定位（大脑、小脑、脑干的分工），脑作为人体“司令部”的指挥作用（控制运动、语言、记忆、情绪等）。
《神经系统》主要内容神经系统组成（脑、脊髓、周围神经）；神经传导路径（如发令枪→听觉神经→脑→运动神经→肌肉）；反应速度测试实验（尺子掉落测试）。
《保护脑》主要探究颅骨与脑膜的保护机制；科学护脑方法（睡眠、锻炼、头盔防护）；模拟实验（西瓜实验验证头盔缓冲原理）。制定科学用脑计划书，联系生活场景（如骑车戴头盔）。
《心脏和血管》 主要学习了心脏结构（四腔室）与泵血功能；血管分类（动脉、静脉、毛细血管）；心率与脉搏关联性；保护心血管方法（锻炼、情绪管理）。
关键活动：制作简易听诊器，记录家庭成员心率规律。
《我们的健康档案》 主要认识健康档案的意义（监测体重指数等）；身心健康标准；数据真实性要求。
本单元以“生命系统的结构与功能”为主线，形成三层递进关系：
器官认知层（《我们的脑》《心脏和血管》）→
系统协调层（《神经系统》揭示脑-神经-肢体协作）→
健康实践层（《保护脑》《我们的健康档案》强调行为干预与健康管理）。
各课围绕“结构与功能相适应”的科学观念，引导学生从认知器官功能转向应用保护策略，最终落脚健康生活方式。
五、教学目标
科学观念 ① 描述脑的分区功能及神经传导路径；
② 解释心跳与运动强度的关系。
探究实践 ① 设计对比实验验证头盔保护作用；
② 制作神经传导模型，测量不同状态下的脉搏。
科学思维 ① 通过类比（如“司令部”“信息高速公路”）理解抽象概念；
② 分析健康数据，推理生活习惯的影响。
态度责任 ① 树立保护心脑的健康意识；
② 培养长期记录数据的科学态度。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生抽象思维初步发展，对生命现象好奇，但对神经传导等微观机制需借助具象化活动理解。
2.认知基础：已学习过消化、呼吸系统（三年级），但对神经系统和循环系统缺乏系统认知。
3.学习难点：理解神经信号的电化学传导、心脑协同调节的机制。
七、学习活动设计
1. 我们的脑 破解“司令部”密码 探究脑分区功能 ① 观察脑模型，绘制功能分区图（美术）；
② AR软件模拟脑损伤对行为的影响（信息技术）。
2. 神经系统 信息传递大作战 理解神经传导路径 ① 接力游戏模拟反射弧（体育）；
② 测量反应速度，分析数据（数学）。
3. 保护脑 头盔实验室 验证头盔减震原理 ① 对比实验（西瓜戴头盔 vs 无防护）；
② 设计“护脑宣传海报”（语文）。
4. 心脏和血管 心跳侦探社 探究运动与心跳的关系 ① 测量静坐/运动后脉搏，绘制折线图；
② 制作血液循环模型（黏土手工）。
5. 健康档案 健康数据分析师 建立健康档案并制定计划 ① 记录饮食、睡眠、运动数据；
② 用图表分析生活习惯问题，撰写改进方案（语文/数学）。
八、教学方法
1.任务驱动法：以“健康特工队”任务贯穿单元，每课分解为子任务（如“头盔实验室”对应护脑方案）。
2.实验探究法：设计对比实验（如头盔保护实验），强调控制变量（高度、西瓜重量）。
3.跨学科项目：健康档案分析整合数学（数据统计）、语文（报告撰写）、艺术（海报设计）。
九、学习方法
1.角色扮演：学生扮演“神经信号”“红细胞”，通过动作模拟理解传导与运输过程。
2.合作学习：4人小组分工（记录员、操作员、汇报员、材料员）。
3.数字化工具：使用AR软件观察脑结构，利用心率手环实时监测脉搏。
十、评价策略
（一）单元总体评价
1.过程性评价（60%）：实验报告、模型制作、健康档案完整性。
2.终结性评价（40%）：《健康生活指南》成果展示（含数据分析、护脑方案）。
（二）活动评价表
活动1：破解“司令部”密码（《我们的脑》）
模型观察 识别脑的3个分区 准确描述各分区功能 用AR软件模拟脑损伤对行为的影响
功能图绘制 绘制脑分区简图 标注至少2个功能区（如运动、语言） 用动态图展示不同脑区协作机制
活动2：信息传递大作战（《神经系统》）
反射弧模拟 完成接力游戏模拟反射路径 解释神经信号传递顺序 设计新游戏模拟复杂反射（如膝跳反射）
数据分析 记录3次反应速度数据 计算平均值并对比运动前后差异 用折线图预测不同年龄人群反应速度趋势
活动3：头盔实验室（《保护脑》）
实验操作 完成西瓜坠落对比实验 分析头盔内衬的减震原理 提出改进头盔设计的创新方案
海报设计 列举2种护脑方法 用图文结合说明颅骨保护机制 设计校园“安全护脑”宣传方案并实地推广
活动4：心跳侦探社（《心脏和血管》）
脉搏测量 记录静坐/运动后脉搏数据 绘制心跳变化折线图并总结规律 分析心跳与运动强度的数学模型（如y=kx+b）
模型制作 用黏土制作心脏结构模型 标注4个腔室及血液流向 模拟血液循环路径并解释氧运输过程
活动5：健康档案分析师（《我们的健康档案》）
数据记录 完成一周饮食/睡眠记录表 用饼图对比健康与不健康生活习惯占比 基于数据撰写《家庭健康隐患分析报告》
改进方案 提出1条健康改进建议 制定可执行的周计划（如每日运动30分钟） 设计校园“健康打卡”APP原型图
十一、分层作业设计
第1课《我们的脑》
基础作业 绘制脑分区简图（标注大脑/小脑/脑干） ★：标注3个分区；★★：分区位置准确；★★★：用颜色区分功能并附说明。
提升作业 写短文《如果我是小脑》 ★：描述1项功能；★★：用拟人化语言解释平衡协调；★★★：结合运动案例说明重要性。
拓展作业 设计“脑功能互动游戏”脚本 ★：包含1个互动问答；★★：覆盖2种脑功能；★★★：设计闯关机制（如记忆测试+平衡挑战）。
第2课《神经系统》
基础作业 记录3组反应速度数据（静坐/跳绳/拍球） ★：数据完整； ★★：计算平均值； ★★★：用柱状图对比不同活动反应速度差异。
提升作业 制作反射弧流程图（感受器→效应器） ★：标注5个环节； ★★：用箭头标注信号方向； ★★★：添加实例（如烫手缩回）。
拓展作业 设计“神经信号桌游”规则 ★：包含1条传递路径； ★★：模拟2种反射类型； ★★★：加入“神经递质卡牌”影响机制。
第3课《保护脑》作业
基础作业 列举3种护脑方法（如戴头盔/充足睡眠） ★：方法合理； ★★：说明原理（如头盔减震）； ★★★：对比不同方法效果差异。
提升作业 分析自行车头盔结构（外壳/内衬/卡扣） ★：标注3部分； ★★：解释各部分功能； ★★★：提出改进建议（如增加透气孔）。
拓展作业 设计“防摔伤”校园安全方案 ★：提出1条措施； ★★：包含操场/楼梯场景； ★★★：附调研数据（如学生摔倒地点统计）。
第4课《心脏和血管》
基础作业 测量静坐/跑步后脉搏（各3次） ★：记录数据； ★★：计算运动后增幅百分比； ★★★：拟合心跳恢复曲线（1分钟/3分钟）。
提升作业 制作血液循环黏土模型（红/蓝血管） ★：区分动/静脉； ★★：标注肺循环/体循环； ★★★：演示氧交换过程（红→蓝→红）。
拓展作业 预测跳绳200次后心跳值（误差＜5%） ★：给出预测值； ★★：说明依据（如静息心率+运动强度）； ★★★：实测验证并分析误差。
第5课《我们的健康档案》
基础作业 记录一周睡眠时间（折线图） ★：数据完整； ★★：标注不足8小时天数； ★★★：分析熬夜对次日学习的影响。
提升作业 对比饮食记录（蔬菜/油炸食品占比） ★：记录3天数据； ★★：计算健康饮食比例； ★★★：提出个性化改进建议（如增加蛋白质）。
拓展作业 制定《家庭健康守则》（含运动/饮食） ★：包含2条规则； ★★：附科学依据（如心率范围）； ★★★：设计家庭打卡积分制度。
作业设计说明：
1.评价标准层级化：一星（基础达标）、二星（理解应用）、三星（创新迁移），精准匹配学生能力梯度。
2.作业与活动呼应：如《保护脑》的“头盔结构分析”对应活动中的实验结论，《健康档案》的“守则制定”延伸至社会责任培养。
3.跨学科整合：数学（数据统计/建模）、艺术（模型制作）、信息技术（APP原型）融入科学探究，落实核心素养。
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