資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
7.設計和制作生態瓶
一、教學目標
科學觀念：群落里的各種生物與環境中的非生物相互聯系、相互影響，構成一個整體，叫作生態系統。生態瓶里生物的種類和數量要平衡，生物才能和諧生存。
科學思維：觀察池塘的生物環境圖片資料，分析其中的生物與非生物等因素，認識到生態瓶里生物的種類和數量平衡，生物才能和諧共存。
探究實踐：能夠觀察池塘的生物環境圖片資料，分析其中的生物與非生物等因素。能夠根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。
態度責任：表現出探究生態瓶奧秘的興趣，能聽取合理意見、共同協作制作生態瓶。能在課后堅持觀察，關注生態瓶的變化并進行管理觀察。
二、教學重難點
重點：能設計生態瓶建造方案。
難點：根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。
評價任務（根據需要設計評價量規）
評價量表
評價任務 評價標準 表現程度 自評 互評 師評
☆☆☆ ☆☆ ☆
分析綠豆苗周圍的生物與非生物之間的聯系。 能正確分析綠豆苗周圍生物與非生物之間的聯系 能 基本能 不能
分析池塘生態系統中的生物和非生物 能正確分析池塘生態系統中的生物與非生物之間的關系。 能 基本能 不能
設計生態瓶 能積極參與討論，依據池塘生態系統設計生態瓶，設計方案相對完善。 能 基本能 不能
制作生態瓶 能根據設計方案按正確操作順序制作生態瓶 能 基本能 不能
實驗研討 能對生態瓶中生物和非生物一段時間后出現的情況進行正確的分析 能 基本能 不能
學習收獲
四、教學過程
學習活動 設計意圖 效果評價
（一）談話導入 1.師：綠豆苗周圍有蚯蚓、蚜蟲、瓢蟲、青蛙和小鳥等生物，它們之間有食物關系，可是它們除了食物關系外，還有什么關系呢？ 2.學生觀看《為什么蚯蚓是植物的好朋友？》視頻，從視頻中尋找答案。 3.生自由回答：蚯蚓可以松土；還有死掉的小動物，可以給植物提供養分。 師生小結：蚯蚓還能松土，植物光合作用產生的氧氣能提供給動物呼吸所用，動物死掉，微生物能分解動物尸體為植物提供養分。看來綠豆苗與它周圍的生物有緊密的聯系，它們形成一個系統，我們把綠豆苗和這些生物統稱為群落。 通過提問，了解學生對生物之間關系的前知。 觀察學生回答問題情況，對回答做出點評。
探究與研討 活動一：認識生態系統 （1）師：綠豆苗的健康生長，離不開它周圍的環境，環境中有哪些非生物因素為動植物的生長提供了條件呢 動植物的存在又對非生物因素有什么影響呢 （2）生自由回答：綠豆苗需要適宜的水分、溫度和充足的空氣，土壤也為綠豆苗的生長提供養料。 生2自由回答：綠豆苗光合作用會使空氣中的氧氣更充足，動植物死后，微生物分解尸體會使土壤更肥沃。 （3）師：綠豆苗與它周圍的生物和微生物緊密相連。群落里的各種生物與環境中的非生物相互聯系、相互影響，構成了一個整體，我們把這一整體叫作生態系統 師：你還知道哪些像綠豆苗那樣的生態系統呢？ （4）學生自由回答。 （5）師生小結：有森林、海洋、草原、池塘等生態系統。地球的生物圈就是最大的生態系統。 活動二：模擬池塘生態系統設計一個生態瓶。 （1）師：我們能模擬并設計一個小型生態系統嗎？請同學們觀察池塘生態系統，想一想池塘中有哪些生物與非生物，它們有什么作用？ （2）小組討論分享。 （3）小組匯報，師生小結。 水草、浮萍為動物生長提供了食物、氧氣和棲息地，魚為植物提供了養料，陽光、水、沙子等非生物為生物生長提供了生長環境。 師：看來不同的生態系統內，生物與非生物之間都是相互作用、相互聯系、相互依賴、相互影響的，什么樣的生態瓶才是合格的呢？我們要讓生態瓶里的各種生物之間、生物與非生物之間相互聯系、相互影響，并達到平衡，讓生物很好地生存下去。明確這個要求后，讓我們一起來設計一個生態瓶吧。 課件出示材料：水、透明容器、水葫蘆、小魚、金魚藻... 出示設計生態瓶小組需要考慮的問題，小組研討，并設計生態瓶。 ①生態瓶中養什么動物 放多少 他們的生存需要哪些條件 我們如何才能滿足他們的需要 提示：生態瓶中的生物種類不能太單一，否則某種生物出現問題，整個生態系統就會很快失衡，而且植物的數量要稍多于動物的數量，因為植物給動物提供食物和氧氣。 ②非生物環境應該怎樣選擇 用自來水還是池塘水 這樣選擇的依據是什么 提示：生態瓶中的非生物部分有陽光、空氣、水、溫度、土壤(泥沙）等，沙子、河泥不僅能提供礦物質，具有細菌、真菌等微生物作為該生態系統的分解者，還能給小動物提供棲息地。 選擇池塘水，因為這樣能更好地模擬生物的生活環境，而且池塘水中還有維護生態系統穩定的微生物。瓶中水不能注滿，留有一部分空氣，便于綠色植物進行光合作用。 ③我們選擇什么材料來建造生態瓶 為什么 提示：選擇透明度高的玻璃瓶作為生態瓶的容器，因為透明度高有利于我們觀察生物的生存情況，同時也能讓陽光照射進來，讓植物更好地進行光合作用。 小組展示設計方案。 小組互評。 師生小結，小組修改完善方案。 種類、數量草圖生物 水草2棵，浮萍3棵 小魚3條，小蝦3只螺2只非生物 水桶，1個水，多半桶沙，一瓶底
活動三：制作生態瓶 觀看制作生態瓶演示視頻。 學生分小組制作生態瓶 ①找一個大油桶，清洗干凈后剪掉上面一部分。 ②在桶底裝入一層淘洗干凈的沙，再裝入大半桶自然水域中的水。 ③在桶里種上幾棵水草，在水面放一些浮萍。 ④植物存活后，再放入少量的小魚、小蝦、田螺等小動物。 出示生態瓶觀察記錄表。 ①師：生態瓶制作完成后，我們應該進行持續觀察，對照觀察記錄表，我們可以每天將動物的情況、植物的情況、水的情況等記錄在表格中。 教師提示觀察點： 植物觀察:記錄植物的生長情況，包括葉片的顏色、形態、生長速度等。 動物觀察:記錄動物的行為特征，包括游動、覓食、繁殖等。 水質觀察:記錄水質的變化，包括懸浮物、溶解氧、pH值等。 其他觀察:記錄生態瓶中的其他變化，如糞便的情況、寄生蟲、浮游生物等。 （4）出示一張之前學生的生態瓶記錄表，分析生物及環境情況。 日期植物的情況動物的情況水的情況糞便的情況1月8日生機勃勃魚很活潑 螺粘在玻璃上清澈無1月9日生機勃勃魚很活潑 螺粘在玻璃上清澈(有氣泡)無1月10日正常魚游來游去 螺在吃金魚藻清澈(氣泡較多)無1月11日正常魚活得很好 螺很平靜清澈(一點氣泡)有一點1月12日正常魚活得很好 螺很平靜清澈(有氣泡)有一點1月13日正常魚有點平靜清澈(有氣泡)糞便多了1月14日葉片變黃一條魚死了水好像少了點糞便又多了點
學生先小組討論分析，小組匯報，然后師生小結。 通過對生態瓶的觀察記錄，我們可以得到以下結論: ①生態瓶的外觀在最初階段清澈透明，隨著時間的推移，水質開始變渾濁。 ②植物在最初階段生長良好，但隨著水質的變差，植物不再有生機，葉片變黃。 ③動物在最初階段活躍，但隨著水質惡化，覓食減少，游動停止，最終死亡。 根據以上結果分析，我們可以得出以下結論: ①生態瓶模擬了一個封閉的生態系統，通過觀察記錄可以了解生態系統中各個組成部分之間的相互作用關系。 ②水質是生態系統中的重要因素，對植物和動物的生長和存活有重要影響。 ③水質的變化可能導致植物和動物的死亡，從而破壞生態平衡。 ④生態瓶中的生物群落變化可以反映出環境因素對生物群落的影響，進而對生態系統的穩定性提出警示。 通過分析綠豆苗周圍的生物與非生物之間的關系，使學生理解生態系統是一個整體，互相影響。 通過設計生態瓶的過程中學生要考慮的各種問題，如生物與非生物的種類、數量等，鍛煉學生的科學思維能力。 通過學生制作生態瓶的過程中，生物與非生物的置入先后，認識到生物的種類和數量平衡，生物才能和諧共存，生態瓶是一個生態系統。 教師根據活動過程中的觀察，評估學生對于綠豆苗周圍生物與非生物之間的聯系及生態系統是否有正確的認知，引導學生完成小組評價量表。 教師評估學生能否正確分析池塘生態系統中的生物與非生物之間的關系、能否積極參與討論，依據池塘生態系統設計生態瓶，設計方案相對完善。。 根據制作過程中學生的表現，及時給予學生一定的鼓勵，并完成學生小組評價量表
（三）研討 為了讓這個生態瓶中的各種生物和諧地生存下去，我們應該怎樣做？ 看到小魚相繼死掉，我嘗試著改變生態瓶里的生物數量和非生物條件，開展對比研究，繼續觀察生態瓶中生態群落的變化，爭取讓生態瓶里的生物生存得更好。 通過研討問題，為下一節知識做鋪墊。 教師觀察學生是否積極參與課堂討論，給予及時反饋。
（四）拓展 改變生態瓶里的生物數量和非生物條件會怎樣？ 提示并引導學生：可以開展對比實驗，觀察生態瓶的變化。 倒去一半水會怎樣 如果拿掉部分水狀態良好的草或加入兩條小魚，生態瓶又會出現什么現象。 預設：生態瓶中的水量如果減少，動植物的生存空間就會減少，氧氣量也會隨之減少，小魚浮出水面的次數比較多；增加水草數量，產生的氧氣量就增加，魚浮出水面的次數會減少；小魚增加，耗氧量增大，小魚浮到水面的次數也會增多。但是，水草數量也不是越多越好，水草過多的話，小魚的活動空間會減少，小魚會有被水草纏死的危險，植物和動物的數量要平衡。 鼓勵學生課后做一做這個實驗。 通過拓展知識，為接下來的課程做好鋪墊。 教師觀察學生是否參與本環節，并鼓勵參與學生。
（五）知識總結 師生共同總結本課知識點。 教師通過學生回答，了解學生對本課知識的掌握情況。 觀察學生是否參與知識總結，是否積極發言，及時鼓勵參與學生。
四、成果集成
能夠分析池塘生態系統中的生物和非生物，并能設計和制作一個模擬池塘生態系統的生態瓶。
五、作業設計
【知識技能類作業】
一、填空題
1.群落里的各種生物與環境中的非生物相互聯系、相互影響，構成了一個整體，我們把這個整體叫做 。
2.保持生態瓶中的生物數量不變,將生態瓶中的水 小魚在1分鐘內浮到水面上來的次數會減少。(選填“增加一半”“保持不變”或“減少一半”)
二、判斷題
1.自然界中生物多種多樣，某一種生物滅絕了，不會影響其他生物的生存。( )
2.一個完整的生態系統包括非生物部分和生物部分。( )
3.在生態系統里，保護一種生物，就是保護了許多種生物;保護棲息地的環境，也就是保護了棲息地里的所有生物。( )
三、選擇題
1.下列水體中，適合制作生態瓶的是( )
A.礦泉水 B.池塘水 C.自來水
2.建造好的生態瓶，最適合把它放在( )。
A.陽臺通風處 B.墻角安全處 C.桌下陰暗處
3.制作生態瓶的正確順序( )。
①放入小動物
②在桶底裝入一層淘洗干凈的沙，再裝入大半桶水
③在桶里種上水草和浮萍，并等它們存活
④找一個大油桶，清洗干凈后剪掉上面一部分
A.①②③④ B.③①②④ C.④②③①
【綜合實踐類作業】
對生態瓶中的生物和非生物進行長期觀察，并及時記錄。
答案：
一、填空題
1.種子 水分 溫度 空氣
2.實驗 對照
二、判斷題
1.× 2.√ 3.√
三、選擇題
1.B 2.A 3.C
六、板書設計
7.設計和制作生態瓶
七、教學反思
在本課的學習過程中，學生將經歷設計生態瓶、制作生態瓶的實踐活動。在此過程中，學生先回顧本單元的學習，分析動物或者植物的生存條件，進行有依據的設計，實踐制作活動，最終達成概念整合的目的。
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第一單元《生物與環境》大單元整體教學設計
教材版本 教科版 單元（或主題）名稱 《生物與環境》
單元主題 小明去逛商場時看到金魚非常漂亮，于是買了幾條放家里的一個塑料桶里養著，結果沒過幾天，金魚就相繼死掉了，小明很傷心，他想不明白為什么別人在家養的金魚都好好的，他養的金魚就死掉了呢？是什么原因呢？是不是金魚的生存需要滿足一定的條件，那怎樣模擬金魚的生存環境呢？學習了這個單元，讓我們幫助小明建立一個能讓金魚生活得很好的生態系統吧。
課標要求 核心概念：生命系統的構成層次、生物體的穩態與調節、生物與環境的相互關系、工程設計與物化 學習內容： 5.6 生態系統由生物與非生物環境共同組成 ⑤舉例說出常見的棲息地為生物提供光、空氣、水、適宜的溫度和食物等基本條件。 ⑥說出常見動物和植物之間吃與被吃的鏈狀關系。 6.1 植物能制造和獲取養分來維持自身的生存 ①知道植物可以利用陽光、空氣和水分在綠色葉片中制造其生存所需的養分。 6.2人和動物通過獲取其他生物的養分來維持生存 ②知道動物以其他生物為食，動物維持生命需要消耗這些食物而獲得能量。 7.1生物能適應其生存環境 ①舉例說出動物在氣候、食物、空氣和水源等環境變化時的行為。 13.2工程的關鍵是設計 ②利用示意圖、影像、文字或實物等多種方式，闡明自己的創意，初步認識設計方案中各影響因素間的關系。 ③基于有說服力的論證，認同或質疑某些設計方案，并初步判斷其可行性和合理性。 13.3工程是設計方案物化的結果 ④利用工具制作簡單的實物模型，根據實際反饋結果進行改進并展示。 學業要求： （1）通過對生命系統構成層次的初步學習，樂于探究和實踐，關注人體健康與環境保護。 （2）認識到植物利用陽光、空氣和水分在綠色葉片中制造其生存所需養分的過程就是植物的光合作用，動物和人依靠攝取食物維持生命活動。 （3）認識動物能適應環境變化。 （4）能分析不同動物在氣候、食物、空氣和水源等環境變化時的行為。
教材分析 在本單元中，學生將通過研究生物與環境的關系，進一步學習對比實驗控制變量的探究技能，發展運用數據對實驗現象進行分析、解釋的能力。在研究生物與環境關系的過程中，他們還將學習使用圖示的方法梳理較為復雜的生物關系。此外，在本單元中，他們還將經歷幾次較長時間的觀察實踐活動,這些都將促進學生科學探究能力的發展。 本單元內容共7課。 第1~3課分別是“種子發芽實驗”“比較種子發芽實驗”“綠豆苗的生長”，引導 學生對種子發芽和植株生長進行對比觀察研究，認識植物與生存環境的關系，了解植 物的生存需要一定的非生命環境條件。 第4課“蚯蚓的選擇”，學生通過對蚯蚓與環境的研究，認識動物與無生命環境的 關系，了解動物會根據自身生存的需要對環境條件進行選擇。 第5課“當環境改變了”，學生通過對不同季節生物行為變化的分析，認識到當環 境發生改變時，生物會改變自己來適應新環境。 第6課“食物鏈和食物網”，學生經歷認識和研究食物鏈與食物網，認識到生物之 間是互為生長環境，相互依存、相互影響的。 第7課“設計和制作生態瓶”，學生在對生物與非生物、其他生物之間聯系進行 分析的活動中建構“生態系統”概念，并以此為基礎設計池塘模型;在長期的觀察中， 學生認識到在一定區域內生活的生物都需要一個和諧、平衡的環境，生態平衡的改變 會對生物的生活產生很大的影響。
學情分析 在本單元教學前，學生通過之前的學習，已經歷過對生物個體基本特征的觀察、認識、研究活動。他們對于生物與環境的聯系已有一定的了解，但比較零散、模糊。如，對于生物生長需求，絕大多數學生認為植物需要水、陽光、空氣、土壤，認為動物需要水、空氣、食物;對于某一區域動植物關系的認識，許多學生認為動植物的生存都需要養分，動物養分來自食物，植物養分來自土壤。他們能認識到動植物之間“吃與被吃”的關系，但對于其背后存在的能量傳遞的認識是欠缺的;學生能說出在不同環境中生活著不同的動植物，但對于“環境”所包含的因素的認識還比較膚淺，許多學生僅停留在溫度對生物生活的影響，如秋天到了，大雁南飛，卻無法從生物生存需求的角度思考環境對生物生活的影響。
單元目標 科學觀念： 空氣是一種混合物質，氮氣和氧氣是空氣的主要成分。 植物可以吸收陽光、空氣和水分，并在綠色葉片中制造其生存所需的養分。 動植物都有基本生存需要，如光空氣、水、適宜的溫度和食物等;棲息地能滿足動植 物的基本生存需要。 動植物的身體結構有助于其適應其生存的環境。 動物在氣候、食物、空氣和水源等環境變化時會努力以自己的身體構造及特定行為來適應環境的變化。 不同動物以植物或其他動物為食;動物的生存依賴于植物，如植物為動物提供維持生命所需要的能量;因此常見的植物和動物之間就形成了吃與被吃的鏈狀關系。 由于自然或人為影響弓|起棲息地改變， 會對生活在該地的動物植物產生影響。 棲息地內的生物和非生物相互聯系、相互影響構成了生態系統。 科學思維： 認識到人類、動植物、環境的互相影響和相互依存關系。 在科學實踐研究中，發現自然界中任何一種生物與同區域內其他生物、非生物都有密切聯系，形成保護自然環境的意識。 認識到人類活動對環境會產生正面或負面影響，從而對其他生物的生存產生影響，因此通過保護環境就可以保護其他生物。 3探究實踐： 能基于已有種植經驗，從種子的萌發條件、生長環境需求等角度提出可探究的問題。 能基于已有所學的知識， 對種子萌發條件、生長環境需求等角度提出有針對性的假設，并能說明假設的依據。 能基于所學的知識，制訂比較完整的對比實驗探究計劃。 有控制變量的意識，用對比實驗的方法研究蚯蚓的生長環境。 能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料等方式獲取信息。 能基于所學的知識，用概念圖、統計圖表等方式記錄整理信息，表述探究結果。 能基于所學的知識用不同的方式表述自己的探究過程與結論;能基于證據質疑并評價別人的研究報告。 能對探究活動進行過程性反思，對探究活動進行總結性評價。 4.態度責任： 發展對研究動物和植物對其生存環境所需條件以及相互關系進行科學探究的興趣。 能基于觀察與調查等實踐活動所得信息為依據做出嚴謹的判斷，但不急于下結論。 在科學研討活動中，能基于集體論證反思、調整自己的探究從而完善自己的認識。 在合作中，能認真傾聽他人的意見，并調整自己的觀點最終形成集體的認識。
單元結構化活動
達成評價 圍繞課時學習目標 1.關注課堂問題預設與學生課堂反饋表現。 2.作業設計與學生答題正確率的及時分析。 3.關注學生小組實驗的嚴謹性和科學性。 圍繞單元和主題目標。 1.分層設置單元測試 2.繪制單元思維導圖。 3.制作生態瓶等實物。
單元課時課型規劃 課時課型課時內容課時目標 （單元目標分配）課時學習任務（或問題）（一般1-2個）達成評價1實驗課種子發芽實驗能夠使用對比實驗的方法設計種子發芽實驗，研究種子發芽所需條件的過程。 能夠結合自己的實驗計劃開展實踐研究，觀察并記錄種子發芽狀況的活動。如何設計種子發芽實驗能夠使用對比實驗的方法設計種子發芽實驗，并結合自己的實驗計劃開展實踐研究，探究種子發芽所需條件的過程。1實驗課比較種子發芽實驗通過實地觀察綠豆種子的發芽，知道種子發芽的條件，認識綠豆種子發芽需要水、空氣和適宜的溫度，土壤和陽光不是種子萌發的必要條件。在收集信息數據的基礎上實事求是地分析數據，增進對植物生長發育的關注。用比較的方法，能根據事實區別哪些是種子發芽的必要條件。 在實地觀察中，能在收集信息數據的基礎上實事求是地分析數據，并將數據轉化為證據，形成一定的解釋。會提出感興趣的問題。1實驗研討課綠豆苗的生長知道空氣是一種混合物質，氮氣和氧氣是其主要成分，初步了解植物可以吸收陽光、空氣和水分，并在綠色葉片中制造其生存所需的養分。利用控制變量的方法設計綠豆芽生長是否需要陽光的實驗。能用畫圖、拍照，視頻等方法記錄觀察所得，運用實驗，查閱資料等方式獲取信息。1實驗課蚯蚓的選擇通過對蚯蚓的研究，知道蚯蚓適宜的生存環境，認識到動物生存需要一定的環境條件。 用控制變量法開展對比實驗研究，探尋蚯蚓對光、水分等條件的需求。能用控制變量法開展對比實驗研究，探尋蚯蚓對光、水分等條件的需求。1研討課當環境改變了通過將青蛙行為圖片與環境圖片相對應，知道當環境改變的時候，動物會努力適應新環境，認識到為適應環境的變化，動物會有一些特殊的行為。用比較分析的方法，研究當環境改變后動物是怎樣適應新環境的。在探究活動中，能依據事實獨立思考，研究動物適應新環境的方法。 1研討課食物鏈和食物網通過實地觀察一定區域內的動植物相互影響的現象，分析動植物之間的食物關系，找出很多“鏈條”狀的聯系,形成食物鏈，知道動植物所需的能量(養分)在食物鏈上的生物之間依次傳遞著。正確使用觀察方法和工具，并記錄下動植物及相互影響的現象，分析動植物間的食物關系，能形成鏈條狀的聯系。能夠通過“模型”的觀察、分析與討論,發現事物之間的相互聯系和相互影響。 1工程設計課設計和制作生態瓶通過設計和制作生態瓶，知道生態系統是由生物與非生物共同組成，認識到動植物與環境相互影響和相互依存的關系。根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。能根據設計方案及實際條件制作生態瓶，并堅持對生態瓶進行管理和觀察。
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