五年级上册科学素材资料-全册分单元概述(2019)教科版

五年级上册单元概述光从教师的角度而言,本单元首先要弄清的问题应该是———“光是什么”。历史上对光的研究曾经推动了科学和技术的长足发展,更新了人们对物质世界的认识,打通了宏观世界和微观世界的通道。今天我们对“光”的认识,看似知识本体的认知,实则是对光抑或是对科学本质的理解和物质观的体现。光是一种电磁波,按照波长可以将光分为无线电波、红外线、可见光、紫外线等几个波谱区。其中可见光区又可细分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。光具有波动和粒子的双重性质,凡是与光的干涉、衍射和偏振等现象有关的均是波动性的表现;凡是与光的碰撞、散射、叠加等有关的都是粒子性的表现。波粒二象性可以用爱因斯坦公式得到解释:E=hν,P=h/λ。这里能量E和动量P都是表征光的粒子性的量,而频率ν和波长λ都是表征光的波动性的量,波动性和粒子性通过普朗克常数h联系起来了,这也可以解释“光是能量的表现形式”这一概念的出处。如此,我们对光本质的认识可以帮助教者准确把握光单元教学的概念发展。本单元的学习目标来自课程标准中5~6年级的下列相关学习内容。6.2.1.1识别来自光源的光,如太阳光、灯光;或来自物体反射的光,如月光。6.2.1.2知道来自光源的光或来自物体的反射光进入眼睛,都能使我们看到光源或该物体。6.2.2.1知道光在空气中沿直线传播。6.2.2.2知道行进中的光遇到物体时,会发生反射现象,光的传播方向会发生变化。6.2.3描述太阳光穿过三棱镜后形成的彩色光带,知道太阳光中包含有不同颜色的光。18.2.2将自己简单的创意转化为模型或实物。课程标准中的上述学段目标要求,都是有关光在传播过程中发生的现象和对这些现象的解释,使学生由此形成对光的一些基本认知。本单元希望帮助学生形成以下认知。1.光在受到一个物体或物质的影响前能一直保持原方向传播。2.光能够被吸收;能被改变传播方向,产生反射或折射现象。3.尽管太阳光用肉眼看上去几乎是白色的,但它是由许多不同颜色的光组成的。其他发出光或反射光的物体也具有不同的混合颜色。4.有些物体折射或反射出的光波进入人的眼睛后,可以被“看到”,就如同某些声波进入人的耳朵后可以被“听到”一样。沿着上述概念发展的线索,教科书对本单元的学习内容做了如下安排。第1课“有关光的思考”,主要了解学生有关光的前概念水平。通过思考和解释“在黑暗中你能否看到红苹果”的问题,了解学生对于光有哪些认识,以及能做出哪些推测和解释。第2课“光是怎样传播的”,主要研究光在空气中是如何沿直线传播的。光通过小孔的实验可以帮助学生观察到光的传播方式,初步理解并建立光的直线传播概念。第3课“光的传播会遇到阻碍吗”,是对光沿直线传播的进一步深入研究。当光遇到遮挡物时,会因遮挡物的不同,出现通过、部分通过、不能通过三种情况。对本课所有实验现象的解释,最终都将成为“光是沿直线传播”的证据。第4课“光的传播方向会发生改变吗”,主要探讨当光从空气进入水中时,传播路径发生了怎样的改变。对于光而言,空气和水是不同的传播介质,因此光的传播方向(传播路径)也会随之发生改变,其结果是产生了折射现象。第5课“认识棱镜”,主要建立光与颜色的关系。我们看到的“白光”通过三棱镜后,会发生折射,出现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的光。棱镜实验可帮助学生观察到因光的折射而产生的彩虹颜色,初步将光与颜色建立联系。第6课“光的反射现象”主要探讨光的反射现象。通过观察光的镜面反射现象,了解什么是光的反射,并通过光的反射实验,对反射光的位置做出预设,初步建立入射光与反射光的关系;对光的传播特点做进一步的探讨,即光遇到物体会发生反射,反射光也是沿直线传播的。第7课“制作一个潜望镜”,主要利用光的反射特点,制作一个简易潜望镜。潜望镜的制作,需要综合理解和运用本单元的核心概念,并与工程技术相结合。首先需要观察、了解潜望镜的结构以及工作过程和原理,其次需要设计、制作简易的潜望镜,最后通过展示、实践、评价、交流来进一步理解本单元的知识和技能。地球表面的变化本单元中的“地球表面”主要指地球表面的形态,简称地形,又称为地貌。地球表面的地形复杂多样、不断变化。本单元学习的重点指向“变化”一词,即地形地貌的变化。是什么原因引起地球表面形态的变化呢?教材通过指导学生亲历观察、假设、模拟实验、形成解释等一系列的科学实践活动,帮助学生逐步建构起地球现今的面貌不是本来就有的,而是经过地球内、外因的共同作用而形成的这一基本认知。本单元的学习目标来自课程标准中5~6年级的下列相关课程内容。14.1描述雾、雨、雪、露、霜、雹等天气现象形成的原因。14.2.1描述地球上的水在陆地、海洋及大气之间处于不间断的循环之中。14.2.2举例说明水在地球上的循环产生了云、雾、雨、雪等天气现象。14.2.3举例说明水在地表流动的过程中,塑造着地表形态。14.5.1描述地球内部有地壳、地幔和地核三个圈层。14.5.2知道地壳运动是地震、火山喷发等自然现象形成的原因。14.5.3说出地壳主要由岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类岩石构成。15.3.1了解地震、火山喷发等自然灾害对人类的影响,知道抗震防灾的基本常识。15.3.2说出人类不合理活动对自然环境的影响,树立保护环境的意识。15.3.3举例说出人类保护环境的举措,能够针对现实环境问题提出适当建议。为帮助学生建构科学概念,本单元在设计上顺应学生的认知与心理特点,采用了总—分—总的模式,即单元的起始课引导学生对主要地形的成因进行假设,埋下探索的伏笔,引发探究的兴趣———在后续各课的学习中,引领学生亲历相应的一系列科学实践活动,完善或修正已有认知,逐步形成对地形变化成因的科学解释———单元最后一课带领学生回顾、反思学习过程,建构起关于地球表面变化原因的新认知。本单元共安排了7节课。第1课“地球的表面”,作为单元起始课,除担负明确学习主题的任务外,主要是为学生提供一个亮明“影响地形变化因素”这一观点的机会,为学生后续学习提供反思、建构相关科学概念的基础。本课教材的设计线索是:对地球全貌的观察———陆地内部主要地形的观察———每一个构造单元内部的典型地形地貌的观察。初步让学生建立一个尺度的概念,知道我们所看到的高山、峡谷、平原、盆地等地形只是地球整体面貌的冰山一角,是地形变迁到现今的具体呈现。通过对地球全貌的观察,使学生在建立与以往学习内容关联的同时,为今后更深入学习相关知识埋下一颗探索的种子。第2课“地球的结构”,在前后课之间起着桥梁与纽带的作用。本课主要承载两个任务:一是第1课学习内容的延续,由地球外部形态的认识延伸到对地球的内部构造的学习,包括地球的结构、地壳的组成、地壳的运动等,丰富和完善对地球的整体认知;二是为第3、4课学习地震、火山喷发形成原因奠定知识基础,知道地球内部是运动的;最后安排一个制作地球模型的活动,旨在增强学生对地球结构的感知,进一步激发兴趣与培养实践能力。第3课“地震的成因”和第4课“火山喷发的成因及作用”,地震和火山喷发都是引发地表变化的内在因素,相对于风、水等很缓慢的外力作用是一种剧烈变化。两课在整体安排上较为相似,均通过模拟实验让学生亲自观察、感受地震和火山喷发时的现象,了解其形成原因。教材中分别提供了地震和火山喷发的资料,通过阅读与研讨让学生了解地震和火山喷发时的真实情景以及给地表带来的改变。两节课的学习是针对第1课呈现的弯曲岩层和长白山天池两幅图片,引导学生探索其形成的原因,形成科学解释。第5、6两课,主要研究的是引发地表变化的外在因素。第5课“风的作用”,研究风的作用对地表的影响。本课主要通过风卷起沙子剐蹭岩石的模拟实验以及对沙漠、戈壁、蘑菇岩和雅丹地貌等的观察活动,引导学生认识到风的作用是可以对地球表面的地形、地貌产生作用并使其改变的。通过比较地震和火山喷发对地表影响力,知道风对地形地貌的改变是极为缓慢的过程。本课学习是对第1课呈现的敦煌雅丹地貌形成原因猜测的回应,认识到风的巨大作用。第6课“水的作用”,指导学生认识水对地表改变所起的作用。本课关于水的作用主要指地面流水对地球表面形态的影响,主要涉及两个方面:一是降雨(包含下雪、下冰雹等),二是河流。降雨对地表的侵蚀现象是通过模拟实验让学生感知,而河流对地表的影响与重塑作用是通过观察图片和阅读资料使学生了解。本课学习对应的是第1课中黄土高原上的沟壑和黄河入海口的沙洲形成原因的猜测,学生通过模拟实验和阅读资料等学习方式,最终形成对两种典型地形地貌形成原因的科学解释。第7课“总结我们的认识”,是作为本单元学习内容的总结和学生认识的提升来设计的。主要安排两个内容:一是回顾本单元的学习内容,针对第1课填写的班级记录表中的“猜测选项”进行反思,比较学习前后认识的不同,感受自己在地球表面变化单元的学习中获得的成长;二是探索植物对侵蚀的影响。作为大自然的主要成员,我们人类的活动也影响着地表的变化。本课通过模拟实验引导学生认识到植被覆盖可以减少外力对土地的侵蚀,增强学生爱护树木、保护土地的意识与自觉。计量时间自人类具有“时间”这一概念以来,世世代代的人们不断地寻求着准确计量时间的方法。古人经过长时间的观测和经验积累,发现太阳等天体在天空有规律地改变着位置,根据天文现象固有的周期性,形成了历法和时间的概念———一年分为365天,每天24小时(或者12个时辰),这就是我们能够追溯到的时间划分。那么,一天内的时间进程如何把握呢?古人发明了日晷。他们还通过不断的研究制作出了计量时间的装置,如沙漏和水钟等。随着社会的发展,社会分工越来越细,慢慢地人们感到精确计算时间是必要性。17世纪以后,钟表工艺史发生了划时代的进步。根据伽利略发现的单摆等时性,惠更斯制造了第一座摆钟,使时钟的误差从每天15分钟减少到5分钟。后来他又第一个制造出依靠发条驱动的机械表,并由此导致了18世纪高精度航海钟的发明,解决了困扰人类近两个世纪的经度测定问题,大大推动了航海事业的发展。不仅如此,机械钟的出现还促进了当时整个机械工业的发展,使钟表、航海罗盘、枪炮、印刷术一起构成的技术革命成为产生近代科学的动力之一。回顾科学发展史,我们可以清楚地看到,计时工具的发展历史是与整个人类文明史同步的。学生在本单元的学习中,要大略地重复人类计时工具发展的几个比较典型的阶段:从燃香钟,到水钟,再到摆钟。学生要观察、研究这些计时工具的计时方法,保持计时准确的原理(其中包含的科学规律),在此基础上设计、制作一些计时工具(水钟、钟摆)。如同古人一样,学生通过亲历的科学实践活动会发现一些计时方法的局限和不足,于是自然产生了改进计时工具的心理需求。燃香钟受外界因素影响较大,于是,进阶到水钟。水钟可以说是比较典型的机械计时工具了,但是准确性和方便性都有待提高,于是又进阶到摆钟。在研究同一种计时工具时,学生的认知和思维也是在不断向前推进的。如研究水钟,一开始发现初始水位不变和孔径不变,流出相同多的水,时间相等,继而又发现水位变化后,水流速度并不相等,最后认识到保持水位不变,水流速度才是相等的。再如,摆的研究,学生一开始发现同一个摆具有等时性,但是不同的摆摆动快慢不同。进一步研究发现,摆绳长度影响摆动快慢。因此,本单元是学生认识“科学上的解释、理论和模型都是在特定的时期内与可获得的实证最为吻合的”。很好的材料。当学生们回顾整理一个单元的研究时,或模糊或清晰地认识到:具有一定周期性运动的事物可用于计时。本单元学习目标来自课程标准中5~6年级的下列相关学习内容。16.2.1知道重大的发明和技术会给人类社会发展带来的深远影响和变化。18.2.2将自己简单的创意转化为模型或实物。18.3.2简单评估完成一个产品或系统的可行性,预想使用效果。本单元共有7课。这7课的编排逻辑基本是这样的:先提出单元要研究的主题(大问题)———在时钟发明之前,人们是怎样计时(并进而安排生活和劳作)的(第1课)。再通过对计时发展史上不同阶段几个较典型的计时工具,如燃香钟、水钟、摆钟的制作和观测及研讨等活动来探究这些计时工具的计时原理、特点(第1~6课),认识人类计时工具发展进程,体会重大的发明和技术会给人类社会发展带来的