青岛版（五四制2017秋）科学五年级上册第二单元《我们周围的空气》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·五四制
年级 五年级上册
单元名称 第2单元《我们周围的空气》
单元主题 空气探秘局——解密看不见的生命之源
课时安排 3课时
一、单元主题
“空气探秘局——解密看不见的生命之源”
围绕空气的组成、性质与应用，引导学生从科学视角探究空气的奥秘，培养环保意识与安全实践能力。
二、单元大情景
“空气特工局”科学行动
学生化身“空气小特工”，接受三项任务：
1.任务一：成分鉴定科（《空气的成分》）——破解空气组成密码；
2.任务二：燃烧实验室（《燃烧与灭火》）——解密火与空气的关系；
任务三：蓝天保卫战（《让空气更清新》）——设计空气净化方案。
最终成果：发布《空气科学行动报告》，举办“空气守护者”科技展。
三、课程标准分析
核心概念 2. 物质的变化与化学反应
学习内容 2.2 空气的成分与性质
2.3 燃烧的条件与灭火原理
学段目标 （5-6年级） ①通过实验验证空气成分；
②设计对比实验探究燃烧条件；
③提出减少空气污染的可行措施。
四、单元教材分析
本单元包括《空气的成分》《燃烧与灭火》《让空气更清新》三课，围绕空气的组成、性质及其与人类生活的关联展开探究，引导学生从科学视角理解空气的奥秘及其在环境保护中的重要性。
（一）第4课《空气的成分》
1.核心内容：通过蜡烛燃烧实验（水位上升现象）验证空气由多种气体混合而成，定量分析空气组成（氮气78%、氧气21%、其他气体1%）。
2.关键活动：
（1）实验观察燃烧消耗氧气的过程；
（2）探究剩余气体（氮气）不支持燃烧的特性；
（3）拓展氮气应用（液氮医疗、食品保鲜）。
3.科学观念：建立“空气是混合物”的概念，理解氧气对生命活动的重要性。
（二）第5课《燃烧与灭火》
1.核心内容：探究燃烧三要素（可燃物、氧气、达到燃点）及灭火原理（隔离可燃物、隔绝氧气、降温）。
2.关键活动：
（1）对比实验验证燃烧条件（如纸片与木块燃点差异）；
（2）模拟灭火方法（油锅盖灭、电器断电）；
（3）火灾逃生演练（低姿行进、湿毛巾捂口鼻）。
3.科学思维：通过变量控制实验归纳燃烧规律，培养安全应急能力。
（三）第6课《让空气更清新》
1.核心内容：分析空气污染源（工业废气、汽车尾气）及治理措施（植树造林、新能源开发）。
2.关键活动：
（1）测量校园PM2.5浓度并绘制数据图；
（2）设计绿植净化空气实验；
（3）制定家庭低碳生活方案。
3.态度责任：树立环保意识，践行可持续发展理念。
三课按照“认知→原理→应用”的递进式链条排布：
1.基础层（《空气的成分》）：揭示空气组成，为理解燃烧需氧气奠定基础。
2.核心层（《燃烧与灭火》）：燃烧条件与灭火原理直接依赖空气成分知识（如氧气助燃），并延伸至火灾安全实践。
3.应用层（《让空气更清新》）：将燃烧产生的污染问题与空气治理结合，引导学生从科学认知升华为环保行动。
通过三课联动，学生不仅掌握空气科学知识，更在“认知-实践-反思”中培养科学思维与社会责任感，呼应新课标“科学服务于生活”的理念。
五、教学目标
科学观念 解释空气成分与燃烧条件，列举空气污染后果。
科学思维 设计对比实验（如不同材料燃点），用数据验证假设。
探究实践 制作简易PM2.5检测仪，演练火灾逃生技能。
态度责任 制定家庭低碳计划，树立“科技改善环境”的信念。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生抽象思维初具，喜动手实验，但对“气体占比”等抽象概念需具象支撑。
2.认知基础：已知“风是空气流动”，但对成分定量认知不足。
3.学习难点：控制变量法设计燃烧实验；理解PM2.5的微观危害。
七、活动设置
第1课 空气成分鉴定科 验证氧气占21% 实验：蜡烛水位上升+数学计算（扇形图占比）
第2课 燃烧密码破译 探究燃烧三要素 对比实验：纸片vs木块燃点+消防演习（安全教育）
第3课 蓝天保卫战 设计减污方案 工程：制作绿植净化瓶+社会调查（社区污染源）
八、教学方法
1.PBL任务驱动：以“特工局任务卡”推进探究，如“48小时破解燃烧密码”。
2.可视化实验：用氧气传感器实时检测燃烧耗氧量（数字化工具）。
3.灾难模拟法：火灾逃生VR体验（信息技术融合）。
九、学习方法
1.实验迭代法：燃烧实验优化（如调整蜡烛高度控制耗氧量）。
2.社区科学家：记录家庭每日碳排放，绘制“减碳日历”（数学统计）。
3.辩论式学习：辩论“燃油车禁行是否改善空气”（批判性思维）。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
过程性评价（60%） 实验记录单、任务卡完成度、安全操作规范
终结性评价（40%） 《空气科学行动报告》+科技展答辩
（二）分活动评价表
活动1：空气成分鉴定科（《空气的成分》）
实验操作 完成水位上升实验 准确记录数据并计算氧气占比 用数据解释氮气用途（如液氮冷冻）
科学推理 说出空气含氧气 解释水位上升与氧气消耗的关系 分析蜡烛熄灭后剩余气体的性质
合作创新 参与小组分工 主动提出改进实验的建议 设计新实验验证空气中其他成分（如CO ）
活动2：燃烧密码破译（《燃烧与灭火》）
实验设计 复现燃烧三要素实验 设计对比实验（如不同材料燃点） 控制多变量探究灭火效果（如油锅盖灭）
安全实践 说出2种灭火方法 演示火灾逃生动作（低姿前进） 组织班级消防演练并讲解要点
问题解决 列举1种火灾隐患 分析校园消防设施不足 提出家庭防火改造方案（如安装烟雾报警器）
活动3：蓝天保卫战（《让空气更清新》）
数据分析 记录校园PM2.5数据 绘制一周PM2.5变化折线图 关联天气/交通数据分析污染成因
工程制作 制作简易绿植净化瓶 测试净化效果（对比实验） 优化净化瓶结构（如增加活性炭层）
社会责任 列出3条环保建议 设计“低碳出行”海报 发起社区植树活动并跟踪树木成活率
十一、分层作业设计
活动1：空气成分鉴定科
基础作业 填写空气成分比例表（氮气、氧气等） ★：填对氧气占比21%
★★：补充氮气78%
★★★：标注稀有气体占比并举例用途
提升作业 设计实验验证“人体呼出气体含CO ” ★：画出实验装置草图
★★：用石灰水变浑浊现象验证
★★★：对比空气与呼出气体的成分差异
拓展作业 制作“空气成分”科普微视频 ★：1分钟视频介绍氧气作用
★★：加入实验片段
★★★：添加数据动画展示全球氧气分布
活动2：燃烧密码破译
基础作业 绘制燃烧三要素思维导图 ★：列出三要素名称
★★：每要素配1个实例
★★★：用箭头标注三者逻辑关系
提升作业 分析“森林防火隔离带”原理 ★：说明隔离可燃物
★★：结合燃烧条件解释
★★★：设计校园防火隔离带（附平面图）
拓展作业 撰写《家庭火灾应急预案》 ★：列出3条逃生步骤
★★：标注避险工具（灭火器位置）
★★★：组织家庭演练并录像改进
活动3：蓝天保卫战
基础作业 记录家庭一周用车次数 ★：记录3天数据
★★：计算碳排放量★★★：提出减碳替代方案（如公交出行）
提升作业 设计“校园空气净化”方案 ★：提出种绿植
★★：规划种植位置（附草图）
★★★：预算成本并论证可行性
拓展作业 策划“无车日”社区倡议活动 ★：设计1条宣传标语
★★：制作倡议书（图文）
★★★：实施活动并收集签名反馈
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