苏教版（2017秋）小学科学五年级上册第四单元《水在自然界的循环》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 苏教版
年级 五年级上册
单元名称 第4单元《水在自然界的循环》
单元主题 水滴的奇幻旅程——探索水循环的奥秘
课时安排 4课时
一、单元主题
“水滴的奇幻旅程——探索水循环的奥秘”
围绕水的三态变化与循环系统，引导学生理解水在自然界中的动态平衡，培养节水意识与科学探究能力。
二、单元大情景
“全球水循环观测站”科考任务
学生化身“小小气象科学家”，完成四项任务：
1.任务一：云雾追踪组（《云和雾》）——模拟云雾形成，破解高空水汽之谜。
2.任务二：地表侦探队（《露和霜》）——探究露霜成因，分析温度与形态的关系。
3.任务三：降水实验室（《雨和雪》）——验证降水形态转化规律。
4.任务四：水滴环球旅（《水滴的“旅行”》）——构建水循环系统模型。
最终成果：制作《水循环科学报告》，举办“校园水科学博览会”。
三、课程标准分析
核心概念 9.宇宙中的地球（9.4地球系统）
学习内容 9.4.3 描述水在自然界的循环过程
学段目标 （5-6年级） ①通过模型解释水循环过程； ②设计实验验证蒸发、凝结等现象； ③树立节约水资源意识。
四、单元教材分析
本单元包括《云和雾》、《露和霜》、《雨和雪》和《水滴的“旅行”》这4课内容。
（一）第13课《云和雾》
1.核心内容：探究云和雾的形成原理，通过实验模拟水蒸气遇冷凝结成小水滴的过程。
2.关键活动：
（1）模拟实验（如烧杯加热产生水蒸气后遇冷冰袋形成“白雾”），观察并记录现象。
（2）对比高空（云）与近地面（雾）的凝结条件差异，理解温度与海拔对水汽状态的影响。
3.科学观念：云和雾的本质是水蒸气凝结形成的微小水滴或冰晶，区别在于分布高度。
（二）第14课《露和霜》
1.核心内容：分析露（液态）和霜（固态）的成因，聚焦地表物体表面的水汽相变现象。
2.关键活动：
（1）金属罐降温实验：观察罐外水珠（露）与冰晶（霜）的形成，对比不同温度条件（0℃以上/以下）。
（2）联系生活实例（如清晨草叶上的露珠、冬季车窗结霜），理解“遇冷凝结”的核心条件。
3.科学观念：露是水蒸气→液体的凝结，霜是水蒸气→固体的凝华，温度是决定形态的关键。
（三）第15课《雨和雪》
1.核心内容：探究降水形态（雨/雪）的转化机制，解释温度对降水类型的影响。
2.关键活动：
（1）模拟降水实验：观察云层中小水滴合并下落的过程，对比冷热环境下落形态（液态雨/固态雪）。
（2）分析自然案例（如高山降雪、平原降雨），归纳“低温成雪、高温成雨”的规律。
3.科学观念：降水源于云中水滴或冰晶增大后下落，地表温度决定其以雨或雪的形式到达地面。
（四）第16课《水滴的“旅行”》
1.核心内容：整合水循环全过程，构建蒸发→凝结→降水→径流的动态系统模型。
2.关键活动：
（1）绘制水循环示意图，标注关键环节（蒸发、输送、降水、回流）。
（2）制作封闭水循环模型（如水箱+植物+冰块），观察水在“陆地-大气-海洋”间的循环路径。
3.科学观念：太阳能驱动水循环，水资源在自然界中不断再生与迁移，形成动态平衡。
（五）课程逻辑关系
本单元以 “水的三态变化” 为主线，形成 “现象→本质→系统” 的递进式认知链条：
1.纵向递进：
（1）前两课（《云和雾》《露和霜》）聚焦 局部气态水变化（高空云雾、地表露霜），揭示水蒸气遇冷凝结的普遍规律。
（2）第三课（《雨和雪》）延伸至 空中降水形态转化，深化温度对水形态的决定作用。
（3）第四课（《水滴的“旅行”》）整合前三课知识，构建 全球水循环系统模型，体现“分项探究→系统整合”的科学认知路径。
2.横向关联：
（1）所有课程均围绕 “能量驱动相变”（太阳能蒸发→冷能凝结）的核心概念，呼应跨学科主题“物质与能量的转换”。
（2）实验方法层层进阶：从单一现象模拟（云雾实验）→ 对比变量控制（露/霜温差）→ 系统建模（水循环箱），培养梯度化探究能力。
五、教学目标
科学观念 描述水循环各环节特征； 解释温度对水形态的影响。
科学思维 通过对比实验归纳露/霜形成条件； 用流程图分析水循环路径。
探究实践 设计模拟云雾实验； 制作动态水循环模型并测试。
态度责任 通过黄河流域案例，树立节水与环保意识。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生具象思维为主，对实验兴趣浓厚，但抽象概念（如“水循环系统”）需借助模型理解。
2.认知基础：已知水的三态变化，但对“蒸发-凝结-降水”的动态过程缺乏系统认知。
3.学习难点：理解能量驱动（太阳能）在水循环中的作用；控制变量设计对比实验。
七、活动设置
课时 活动主题 活动目标 达成方式（含跨学科融合）
《云和雾》 云雾制造计划 验证水蒸气遇冷凝结 烧杯+冰袋实验（科学）；绘制云雾形成漫画（美术）。
《露和霜》 草叶上的珍珠 探究露/霜形成温差条件 金属罐降温实验（科学）；记录温度数据并绘图（数学）。
《雨和雪》 降水形态实验室 验证温度对降水形态的影响 模拟降水实验（冰/热水环境）；撰写实验报告（语文）。
《水滴的“旅行”》 水滴环球模型 构建水循环动态系统 制作封闭水循环箱（工程）；设计节水海报（德育）。
八、教学方法
1.矛盾事件驱动：
展示“沙漠暴雨”视频，引发认知冲突：“干旱区为何突发洪水？”→引导探究水循环突发性。
2.工程迭代法：
学生设计初版水循环箱→测试漏洞（如无径流）→添加斜坡与集水槽→优化模型。
3.游戏化学习：
“水滴冒险棋”游戏：学生扮演水滴，掷骰子经历“蒸发→云中凝结→降水→回流海洋”路径。
九、学习方法
1.五感观察法：触摸冷凝水珠的冰凉感，嗅闻雨后空气的湿润气息。
2.变量控制实践：对比实验中明确“相同条件”（水量）和“不同条件”（温度/风速）。
3.迁移应用：将“凝结需遇冷”原理迁移至解释冰箱结霜、浴室镜起雾等现象。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
类型 内容（占比）
过程性评价（60%） 实验记录单（30%）、模型制作（20%）、科考笔记（10%）
终结性评价（40%） 《水循环科学报告》完整性与创新性
（二）分活动评价表
活动1：《云和雾》分活动评价表
实验操作 完成烧杯冰袋实验 规范操作并记录现象（如白雾出现时间） 创新设计变量（如对比不同水温的凝结速度）
现象解释 说出“云和雾是水蒸气变的” 解释“高空成云、地面成雾”的成因 用分子模型图解水汽凝结过程
跨学科应用 列举1种云雾现象（如山顶云海） 绘制“云雾形成”科学漫画 设计“人工造雾”环保装置草图
活动2：《露和霜》分活动评价表
实验操作 完成金属罐降温实验 记录露/霜形成温度差异 设计对比实验验证湿度影响
数据分析 描述现象（“罐外有水珠”） 记录温度数据并简单对比 绘制温度-凝结量折线图
结论提炼 说出“露是水变成的” 解释“低温成霜”的原理 提出“霜冻防护”创新方案
活动3：《雨和雪》分活动评价表
实验探究 模拟降水实验（基础操作） 对比雨/雪形成温度条件 探究冰晶生长规律（慢镜头分析）
科学推理 说出“雨是液态，雪是固态” 解释“0℃以下成雪”的原理 分析全球变暖对降雪量的影响
创新应用 列举1种人工降水技术 设计“模拟人工降雪”装置 提出“低碳造雪”冬奥方案
活动4：《水滴的“旅行”》分活动评价表
模型构建 组装基础水循环箱 标注蒸发/凝结/径流等环节 添加人类活动模块（如水库截流）
系统分析 描述水循环4大环节 用流程图解释“海洋→云→雨→河流”路径 分析城市硬化地表对水循环的破坏
环保创新 列举1种节水行为 设计“家庭灰水循环利用”装置 撰写《校园雨水收集可行性报告》
十一、作业设计
活动1：《云和雾》分层作业设计
基础作业 画一幅“云雾形成”流程图 ★：画出基本步骤
★★：标注关键条件（遇冷）
★★★：添加能量驱动标注（太阳能）
提升作业 设计“人工造雾”实验方案 ★：列出1种方法
★★：设计对比实验（冷/热环境）
★★★：预测不同湿度下的效果
拓展作业 调研黄山云海成因并制作PPT ★：收集3条信息
★★：分析地形与云雾关系
★★★：提出“仿生云雾种植”方案
活动2：《露和霜》分层作业设计
基础作业 填写露和霜对比表（状态/温度） ★：填对1项特征
★★：填全3项特征
★★★：补充生活案例（如车窗结霜）
提升作业 录制“露珠形成”延时摄影视频 ★：画面清晰
★★：标注温度变化数据
★★★：添加科学解说配音
拓展作业 撰写《霜冻对农业的影响及防护》报告 ★：列举1种影响
★★：分析2种防护措施
★★★：设计智能防霜系统草图
活动3：《雨和雪》分层作业设计
基础作业 制作降水类型卡片（雨/雪/冰雹） ★：2种类型+图片
★★：4种类型+形态图
★★★：6种类型+形成条件说明
提升作业 测量不同海拔地区水的沸点差异 ★：记录1组数据
★★：绘制沸点-海拔曲线图
★★★：用气压原理解释规律
拓展作业 设计“智能降水预报器”模型 ★：功能草图
★★：标注传感器类型（温度/湿度）
★★★：编写简易预警程序（Scratch）
活动4：《水滴的“旅行”》分层作业设计
基础作业 绘制水循环示意图（标注4环节） ★：标对2个环节
★★：标全4环节+箭头
★★★：添加人类活动影响（如农业灌溉）
提升作业 制作动态水循环模型（鱼缸+植物） ★：完成基础循环
★★：测量蒸发/冷凝量
★★★：添加径流系统（水泵模拟河流）
拓展作业 策划“校园雨水花园”项目方案 ★：选址建议
★★：计算集水面积与节水效益
★★★：附生态效益分析
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