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科学教师教学用书 六年级下册物质的变化本册教科书的教学目标与内容概要 本册内容由“微小世界”“物质的变化”“宇宙”和“环境和我们”四个单元组成。 “微小世界”单元，将引领学生经历从肉眼观察到放大镜观察，再到显微镜观察的过程，让学生观察丰富多彩的昆虫、晶体、细胞及微生物，使他们既了解人类观察工具的发展历程，又对人类探索微观世界的部分成果进行梳理，扩大视野，提高认识。 “物质的变化”单元，学生将通过一系列的研究，观察和认识物质变化是常见的自然现象，物质的变化分为物理变化和化学变化两种类型。在研究化学变化的过程中，学生将根据化学变化伴随的现象，认识到化学变化的本质是产生新物质，从而将化学变化与物理变化区别开来。 “宇宙”单元，学生将在感知的基础上，对收集到的信息进行处理，建立有关环形山、太阳系、星座、星系等模型，对月相、环形山、日食、月食、星座、星系等有初步的认识。希望他们能认识到宇宙是一个庞大的、运动变化着的系统，不同宇宙空间分布着不同的天体。人类通过不断的探索，将发现越来越多的宇宙奥秘。 “环境和我们”单元，从垃圾和水两个主题出发，学生将探究垃圾的来源、成分和处理方法；将探究水污染的成因，了解污水处理的方法等，从而对人类生活带来的环境问题有一定的了解，真切地认识到环境问题是人类面临的重大社会问题，并且能够从身边的点滴小事做起，开展环境保护行动。 通过以上不同视角对周围世界的探究，学生将会对小学阶段所学的物质世界、生命世界、地球与宇宙等内容有一个概括性的认识：世界是变化着的，多样的；世界是物质构成的，人无时无刻不在与之进行物质和能量的交换，我们应当保护地球环境。 在本册的学习过程中，学生的探究能力、情感态度价值观也将得到进一步的发展。本册的重点是： 1.通过系列化的探究活动，较全面地收集证据。在本册，学生除了通过观察、实验方式外，还将学会用统计、调查、收集资料等方式来收集证据。比如，对垃圾问题、水资源问题的研究。 2.对各种证据进行处理，尤其是对资料进行分析整理。如根据资料对水中微生物的研究，根据八大行星数据表建立太阳系模型等。 3.学习对现象进行科学解释，获得概念性理解。本册将让学生学习用多种不同的方式对探究的结果进行解释，如画出通过显微镜观察出的结果，画日食成因图，建立环形山模型，形成垃圾问题的解决方案等。 4.加深对探究的理解。如在“物质的变化”单元中，分辨现象与证据的关系，认识证据支持结果的重要性等。5.在活动过程中体验科学探究的乐趣，保持和发展探究周围事物的兴趣和好奇心。主要材料清单 “微小世界”单元 观察工具：不同放大倍数的放大镜，玻璃片，平面镜片，显微镜。 观察对象：昆虫或昆虫器官(昆虫的足、翅、触角等)标本；食盐、味精、矿物晶体；水中的微生物如草履虫、眼虫等；洋葱、动物、植物和人体的细胞装片。其他工具或材料：小刀、滴管、碘酒、吸水纸、载玻片、盖玻片、脱脂棉或其他纤维。 观察的图片：多种生物细胞及细胞作用的课件或图片。 “物质的变化”单元 实验材料：火柴、生锈的铁钉和铁片、蜡烛、米饭、淀粉、碘酒、几种常见的食物、小苏打、白醋、铁锈、硫酸铜溶液、涂有油漆的铁制品、小自行车、白糖、柠檬酸、自制电路检测器。 其他工具：滴管、榔头、镊子、玻璃杯、小饮料瓶。 “宇宙”单元 模拟实验材料：圆纸片、皮球、玻璃球、乒乓球、打气筒、注射器、沙盘、电筒、蜡烛、纸板、橡皮泥、棉线、铁丝、星空图。 相关资料：有关月球、日食、月食、太阳系、北斗七星、夏季星座、航天器、人类宇宙历程的图片或多媒体资料。 “环境和我们”单元 观察实验材料：广口瓶、洗净的小石子、纸巾、墨水、有回收标志的塑料瓶、堆肥箱、包装盒。 常用工具：弹簧秤、自制量杯、放大镜、显微镜。相关资料：有关垃圾场、垃圾污染河道、回收垃圾、水污染等图片或多媒体资料。各单元说明与教学建议第一单元 微小世界一、单元概述通过前面三年半的科学课学习，学生已对身边世界的许多物质及现象有了一定的认识。在六年级下册，将进一步拓展学生的视野，指导学生认识较微观的世界。本单元按人类观察工具的不断发展，视野不断开阔的线索编写。学生将经历用肉眼观察，到放大镜观察，再到显微镜观察的过程。对昆虫、晶体、细胞和微生物进行进一步的观察，激发他们深入探索大自然奥秘的兴趣。使学生了解到，人类为了更好地探索自然界，一直在不断地改进观察工具。观察工具的改进，使人类的视野越来越开阔，发现了原来不知道的许多秘密。 本单元所指的“微小世界”和通常所说的“微观世界”有所不同。微观世界一般指分子、原子、电子等极微小的物质粒子的领域。由于观察条件和学生理解水平的限制，本单元不从物质的分子、原子、电子这个角度去展开。只是扩展到用放大镜和简易的显微镜能观察到的微细的观察领域。如常见的固体物质的晶体，小的昆虫，昆虫的器官，植物的细胞、水中常见的微小生物，等等。 本单元是一个综合性较强的单元，所涉及的内容有光学、生物、物质的结构、科学发展史等方面。但教学的重点是拓展学生观察的范围，激发学生的观察兴趣，鼓励他们探究和发现大自然的奇妙，学习和领悟使用观察工具的好处，体会科学、技术、社会的关系。本单元也是一个比较开放的单元，课堂上的学习只是一个开端，希望学生把观察活动延续到课后，把观察内容拓展到更多的方面。 各课内容简要如下：第1课“放大镜”。学生通过讨论和体验，对放大镜的构造和功能有进一步的了解。第2课“放大镜下的昆虫世界”和第3课“放大镜下的晶体”。指导学生用放大镜观察昆虫的器官和物体的微细结构，体会用放大镜比用肉眼观察更有利我们对身边世界的了解。第4课“怎样放得更大”。帮助学生了解从放大镜到显微镜的发明过程，认识到是显微镜的发明及不断改进，使人类观察到越来越小和越来越精细的物体及结构，发现了微生物和细胞。第5, 6和7课“用显微镜观察身边的生命世界”。指导学生用显微镜观察微生物及细胞，了解人类用显微镜探索生命世界的成果，同时认识生命体都是由细胞组成的，微生物具有生命的特征。第8课“微小世界和我们”，对单元学习进行回顾和总结，对人类观察工具的发展以及对人类探索自然的成果进行梳理，并通过查阅资料汇报交流，了解更多的人类探索微小世界的成果。二、单元教学目标科学概念放大镜和显微镜能将物体的图像放大，使我们能看到物体的更多细节。为了能将物体的图像放大，透镜应是透明的、中间较厚的，放大倍数与中间的厚度直接有关。细胞是生物生命活动的最基本单位，生物都由细胞组成。微生物在大自然中广泛存在着，它和我们的生活、生产、环境有着密切的关系。一些微生物太小，没有放大镜或显微镜便不能被看到。微生物是生物，具有生物的共同特点，也由细胞组成。微生物有在特殊环境下生存的结构。物质世界和生命世界是多种多样的。 过程与方法运用手执透镜及显微镜观察生物及非生物标本。学习使用适当的器材及技术观察细胞和微生物。通过文字、绘画、讨论等形式记录、交流观察结果。通过观察实验及收集资料，了解人类在探索微小世界方面取得的成果。并以多种方式交流及汇报。情感态度价值观发展探索微小世界的兴趣。认识到科学技术的发展会促进观察工具的不断进步，观察工具的不断进步对促进科学的发展是十分重要的。认识到我们周围的物质世界是可以认识的。对人类的探索精神和发明成果表示敬佩。三、分课时教学建议 第1课 放大镜(一)背景和目标眼睛是人的主要观察工具，但人的最高视力也只能看清楚五分之一毫米的微小物体。多少年来，发明一种能看到更小物体的工具一直是人类的梦想。早在一千多年前，人们发明了放大镜。今天放大镜在我们的生活、工作、学习中被广泛使用。 学生对放大镜并不陌生，从三年级起放大镜就伴随着孩子们的科学学习。但是他们对人类发明放大镜的意义，以及放大镜的结构和功能不一定很了解。本课鼓励学生在带着新的问题用放大镜进行观察的过程中，有新的发现。同时学习和了解一些关于放大镜的简单光学知识。 科学概念放大镜是凸透镜，凸透镜具有放大物体图像的功能，用放大镜观察物体能看到更多的细节。放大镜广泛应用在人们生活生产的许多方面。放大镜镜片的特点是透明和中间较厚(凸起)。 过程与方法正确用放大镜观察物体。比较用肉眼观察和用放大镜观察的不同。 情感态度价值观理解使用放大镜观察的意义。增强用放大镜观察身边世界的兴趣。认识到从肉眼观察到发明放大镜是人类的一大进步。(二)教学准备 分组实验器材：放大镜(最好有不同放大倍数的)、科学书或报纸上的照片、计算机或电视机、圆柱形和球形的透明器皿、塑料薄膜、铁丝、普通的玻璃片、平面镜片、水。教师演示：不同放大倍数的放大镜、相关图片或课件(如放大镜镜片的结构等)。(三)教科书说明教科书共3页，共分三部分。第一部分：为什么要用放大镜观察；第二部分：放大镜下的新发现；第三部分：放大镜的特点。 第一部分：为什么要用放大镜观察 人类视觉工具的发明是从放大镜开始的，我们的教学活动也从这里开始。学生对于放大镜比较熟悉，他们常用放大镜，但对于放大镜的特点及功能又不完全明白。为了让学生进一步明白使用放大镜观察的意义，编写了这个部分。 这部分内容通过以下两个活动进行：一是让学生回忆科学课学习中放大镜的作用；二是学生填写网状图和交流讨论，了解人们使用放大镜的工作范围及意义。第二部分：放大镜下的新发现 活动目的是对比用放大镜和肉眼观察到底有什么不同。为什么要安排这个活动呢？因为许多学生只知道放大镜能放大物体的图像。让学生再次用肉眼和放大镜对比观察科学课本上的照片以及电视机和计算机的屏幕，学生会体验到放大镜不仅能放大物体的图像，还能看到物体的许多细节。学生用放大镜观察印刷物上的照片和电视机、计算机的屏幕，观察的结果是不仅图像放大了，而且还会发现肉眼不能发现的秘密，那就是图像是由色彩点组成的。为什么印刷物上的照片是由点组成的？因为印刷上采用的是网点技术。彩色画稿或彩色照片，其画面上的颜色数有成千上万种。若要把这成千上万种颜色一色色地印刷，几乎是不可能的。印刷时先将原稿进行色分解，分成青、品红、黄、黑四色色版，再进行加网。原稿图像一经加网以后，就把图像分割成无数个规则排列的网点，构成网点负片，最后拷贝、晒成各色印版。印刷时再进行色的合成，由于我们眼睛的分辨能力有一定的限制，所以分辨不出来。 用放大镜观察电视机和计算机的屏幕，为什么看到的一个个小点由红、绿、蓝三色组成？这是因为电视摄像机的镜头摄入人或景物的影像后，利用折光镜将光线分成3路，由3个摄像管分别感受光线中红、绿、蓝三种原色光，然后将感受的光线转变为电信号。这些电信号被彩色电视机收到后便控制彩色显像管里的3个电子束(电子枪)。显像管管底的内壁涂有一层光敏材料荧光粉，构成荧光屏。荧光屏在向外的一面含有40万组荧光点，每组由三个荧光点组成，它们受到电子束激发后就产生对应的红、绿、蓝色光。这些荧光点很小，平时肉眼无法看见，而用放大镜就能看见它是由红、绿、蓝三色组成。 通过对比学生知道放大镜下的物体不仅放大了，而且有些细节，如课本或报纸上的图片、计算机和电视机的屏幕，不用放大镜是看不出它们由许多小点组成的。这样的发现使他们很惊讶，引起观察的兴趣，从中体验到用放大镜和不用放大镜所看到的物体不仅只是大小不同。 学生经常用放大镜，但是不一定知道正确的使用方法。课文资料中，提示了正确使用放大镜的方法。观察方法一：让放大镜靠近观察的物体，观察对象不动，人眼和观察对象之间的距离不变，然后移动手持放大镜在物体和人眼之间来回移动，直至图像大而清楚。方法二：放大镜尽量靠近眼睛。放大镜不动，移动物体，直至图像大而清楚。 、 第三部分：放大镜的特点 这是一个探究活动。探究两个问题：“放大镜为什么能放大物体的图像？”“什么样的放大镜放大倍数比较大？”希望学生观察放大镜镜片的特点，并比较它的镜片和普通的玻璃片、平面镜片有什么不同，发现其中的秘密。放大镜镜片的特点是：透明、中央厚边缘薄。 接下来，通过一系列的思维活动巩固和加深学生的理解。首先让他们判断生活中的一些常见器具有没有放大的作用？这需要一种推理性的假设：放大镜镜片是透明、中央厚边缘薄，它具有放大图像的功能；那么只要有和放大镜片同样的结构，就应具有同样的放大功能。然后通过实际的观察，学生的假设得到验证。在此基础上，让他们进行概括总结：放大镜的镜片特点是透明、中央厚边缘薄，凡是和放大镜片具有同样特点的器物，都具有放大功能。最后让学生思考分析：人们为什么把放大镜叫做凸透镜？是因为镜片的中央凸起，且又是透明的。通过这一系列的活动，一步一步加深学生对放大镜特点的理解。 放大镜之所以能放大，是因为放大镜片是凸透镜。光线通过凸透镜会发生折射，当物体在凸透镜的焦距以内，从物体某一点引出的平行于主光轴的人射线，和通过光心的人射线不能汇聚到一点，只能在反向延长线上汇聚，所形成的像就是一个放大的虚像。(四)教学建议 1.为什么要用放大镜观察。 活动的思路是从我们科学课学习中对放大镜的使用，再到人们在生产和生活中对放大镜的使用，从中了解放大镜使用的广泛性和重要性。 学生填写的网状图有三层，最中间是“放大镜”，第二层是哪些行业、哪些工种的人经常使用放大镜，最外层是他们用放大镜干什么。活动日的是了解人们使用放大镜的广泛性及意义。为了打开思路，这个活动要让学生先在小组讨论，然后再由每个学生自己填写。最后大组交流完成全班的大表格。在此基础上，进行概括和总结。这么多的人都在使用放大镜说明了使用的广泛性，其中公安、科研等很多重要的部门都使用放大镜，说明使用放大镜的重要价值。 通过这两个活动要让学生明白使用观察工具的重要性，使用工具观察比只用肉眼观察优越。 2.放大镜下的新发现。 在观察前，教师要了解学生是如何使用放大镜的，他们知道正确的方法吗？如果都知道，教师在学生发言的基础上简单进行小结。如果学生的方法不太规范，教师要讲解、指导并示范。也可以让学生阅读课文资料学习正确的使用方法。 让学生使用放大镜观察科学课本上的照片以及电视机和计算机的屏幕。观察过程中，一定要学生进行对比观察，即用肉眼观察和用放大镜观察进行对比。图片可用科学课本上的，也可以选用报纸上的，图片大些效果更好些。由于学生对放大镜比较熟悉，可能会没有兴趣。教师要调动学生学习的积极性。可以增加一些观察对象，比如纺织物的纤维、同样的钢笔或毛笔在不同的纸上留下的笔迹有什么不同、颜色水在不同的纸上浸润的情况、观察钢笔的墨水从哪里来，等等。 3.放大镜的特点。 这是一个探究活动。对六年级的学生来说，可以提出问题后放手让他们独立研究。探究问题：C1放大镜为什么能放大物体的图像？C2)什么样的放大镜放大倍数比较大？为此教师不仅要给学生准备放大镜，还要准备玻璃片和玻璃镜片。同时至少准备两种不同倍数的放大镜。第一个活动重点是观察镜片的特点。第二个活动重点是比较不同放大镜镜片边缘和中央的厚度差异，即镜片中央凸起的程度。 可能有学生会认为放大镜的放大倍数和镜片的直径有关系。因此，教师给学生准备的最好是直径相同而凸度不同的两种放大镜。如果没有这个条件，教师自己要准备几对直径相同而放大倍数不同的放大镜作为备用。比如直径大的，而放大倍数有大有小的放大镜；直径小的而放大倍数有大有小的放大镜。 判断生活中的一些常见器具有没有放大作用时，要注意给器皿加满水，空的器皿是起不到放大作用的。最后要让学生解释这些器具加满水后为什么能放大或为什么不能放大？通过讨论使学生认识到只要和放大镜片同样的透明、边缘薄而中央厚的结构，就具有同样的放大功能。 对于“放大镜的镜片特点呢？人们把放大镜叫做凸透镜，想想这是为什么”这个问题相信学生是能够自己解决的，应该让学生自己解决。 放大镜放大的道理是因为光线通过凸透镜产生折射。这个道理对于学生比较深奥，不必作为教学内容。第2课 放大镜下的昆虫世界 (一)背景和目标 昆虫世界是一个奇妙的世界，昆虫的种类和数量繁多，生活范围广，有着不同的形态结构和生活习性。因此，有许多丰富的、可供观察的内容。但许多昆虫个体较小，仅用肉眼人们无法看清它们的身体构造，也不便于观察它们的活动和生活习性。本课将引领学生用放大镜探索奇妙的昆虫世界。 学生对昆虫有着浓厚的兴趣，观察昆虫对许多学生来说本来就是一个乐此不疲的活动。在三年级上册的动物单元他们对昆虫已有一些接触，但远远不能满足他们探索的好奇心。现在用放大镜进一步观察昆虫世界，一方面可以满足学生的需求，另一方面可以使学生体会到用观察工具的重要性。科学概念使用工具能够观察到许多用肉眼观察不到的细节。过程与方法使用放大镜观察昆虫身体结构的细部和活动。情感态度价值观认识到使用工具观察扩大了人们的视野，可以观察到更细小的物体和更遥远的物体。培养学生使用放大镜观察昆虫的兴趣。(二)教学准备学生分组观察器材：昆虫或昆虫器官标本、放大镜。教师演示器材：有关昆虫形态构造和生活习性的多媒体课件。(三)教科书说明本课对昆虫观察的活动，是从昆虫的身体构造到昆虫的生活习性，由易到难，由静到动。昆虫生活习性的观察活动要延伸到课外。教科书共两页，内容分为两部分。第一部分是“奇特的身体构造”；第二部分是“蚜虫和它的天敌草蛉”。 教科书首段提出本课的观察活动任务，并了解学生已有的昆虫知识。 第一部分：奇特的身体构造 这部分的活动主要激发学生用放大镜探索昆虫世界的兴趣。观察的内容有：蝴蝶的翅、蝇的眼、蟋蟀的耳、昆虫的触角等。这些器官能反映昆虫的主要特征，也是学生感兴趣的内容。当然观察内容不限于昆虫的这几方面，这里只是打开学生的思路，引领学生进入昆虫世界，教师完全可以根据学生的需要和学校的条件自己确定观察的内容。观察主要在课堂上进行，为此教师在课前要准备足够的昆虫标本，供分组观察用。 教科书第5页右上是蝇的复眼的照片。昆虫的眼睛分单眼和复眼，复眼在头部上方的两侧。在放大镜下观察，可以看到复眼由许多小眼组成，每只小眼都是六角形的。不同的昆虫其复眼中的小眼的数日不同，例如，有一种蚂蚁的工蚁只有1个小眼；蝴蝶有1. 2万1. 7万个小眼；蜻蜓则有1万28万个小眼；家蝇有4千个小眼。小眼的构造很精巧，它有一个如凸透镜一样的集光装置，叫角膜镜，就是小眼表面的六角形凸镜，下面连着圆锥形的晶体，在这些集光器下面连接着视觉神经。每只小眼睛只能看到物体的一部分，整个眼睛看物体就像一个拼凑物。昆虫的复眼虽然由许多小眼组成，但它们的视力远不如人类的好，蜻蜓可以看到1米2米，苍蝇只能看到40毫米70毫米。可是，昆虫对于移动物体的反应却十分敏感，当一个物体突然出现时，蜜蜂只要0. 0l秒就能做出反应。捕食性昆虫对移动物体反应能力更加迅速敏捷。教科书左面是蟋蟀长在足内侧的耳朵。昆虫的耳朵不像人类的耳朵，它有各种各样的外形，在身体上的位置也不固定。如蝉的耳朵长在腹部第二节附近；夜蛾的耳朵长在胸、腹部之间凹处；雄蚊和蚂蚁的听觉毛长在触角上；蟑螂的听觉毛长在尾须上。蟋蟀是大家所喜爱的昆虫，可以发出优美动听的鸣叫。它们用来听音的耳朵长在前足胫节上，是一个膜状构造，称为鼓膜听器。蟋蟀的听器外形为卵圆形或缝隙状，鼓膜里有100300个感觉细胞，可以很快接受到同种发出的召唤、求爱、交尾、攻击、报警等声音信号，从而做出回答。据测定，蟋蟀的足听器感知范围为700赫兹5 000赫兹，但它们实际能够感受到的音波范围要比测试范围广得多。 第5页右中是学生画的几种不同昆虫的触角。昆虫的头部都有一对触角，昆虫的触角像“天线”，能感触物体，嗅到气味，还能平衡身体。不同种类的昆虫，“天线”的形态也各不相同：蟋蟀、蝗虫的触角呈丝状；蚂蚁的触角是膝状；蝴蝶的触角是棒状；雄蛾的触角是羽毛状；天牛的触角是鞭状。昆虫的触角就像电视机上的天线，可左右上下不停地摆动，以接受来自不同方位的气味。家蚕雄蛾的一根触角上约有1. 6万个毛状感觉器，它们接受气味的能力非同小可。雄蛾可感受到500米以外雌蛾释放出来的气味。一种天蛾能感受到几千米以外同种异性的气味。触角的形状和着生的位置是鉴别昆虫种类的重要特征。 第5页右下是放大镜下蝴蝶翅的照片。蝴蝶的翅本来和蜻蜓、蝉的翅膀一样，是膜质、透明和无色的，但它们的翅面上密密地覆盖着一层粉末。如果我们用手摸一下这种翅，手上就会粘上粉末，而翅上就会显出透明的一块。这些粉末在放大镜下观察，是些像鱼鳞似的小东西，昆虫学上称之为鳞片。每个美丽的鳞片都有一个小柄，像鱼鳞似的镶嵌在翅蜡上的鳞片窝里。每个鳞片有几十条到一千多条脊纹，它们具有很好的折光性能。脊纹上有许多并行的薄片，像书页一样叠合在一起。这些脊纹在光照下闪烁出美丽的光芒。 第二部分：蚜虫和它的天敌草蛉 这部分内容主要是激发学生进一步观察昆虫，从观察静止的昆虫标本过渡到观察活着的昆虫的生活习性，难度有所增加。 第6页上“蚜虫和它的天敌草蛉”是对蚜虫和草蛉进行比较深入的跟踪观察。观察者从蚜虫和其天敌草蛉的肢体、进食、伪装等几方面，以及它们的关系，作了比较细致的观察和生动具体的记录、描述。 蚜虫是一种常见的危害性很大的害虫，其身体很小，要用放大镜才能看清它的身体的大致外形。它们常聚集在植物的嫩茎上吸食植物的汁液。6页右上是一只雌性蚜虫正在生小蚜虫，蚜虫可以不用雌雄交配而由雌虫直接生小蚜虫，这种繁殖方式叫孤雌生殖。 蚜虫的天敌草蛉，是一种非常美丽的昆虫。教科书中之所以选草蛉，是因为草蛉是一种重要的蚜虫天敌，比较普遍，其生活习性也有很多奇特的地方。因为我们平时没有注意它，所以对它不太熟悉。其实只要在蚜虫多的植物附近注意观察，是经常可以看到草蛉的。草蛉是完全变态的昆虫，成虫的头顶长着一对又细又长的触角，头的两侧是闪着金色光泽的大眼睛。它的身体多呈嫩绿色，翅膀透明，纵横交错的翅脉形成格状的网络，就像披着轻纱一般美丽。草蛉产卵的方式十分奇特，雌草蛉常把卵产在蚜虫密集的植物叶片反面。产卵时先从尾部拉出一根丝，然后在丝的顶端产一椭圆形卵，往往是一簇簇卵产在一起。在蚜虫多的地方，还能找到草岭的幼虫。草蛉的成虫和幼虫都能捕食蚜虫以及其他危害农作物的小虫，尤其是幼虫十分擅长捕食蚜虫，素有“蚜狮”之称。其口器外形像两把镰刀，左、右的上下颚分别合成刺吸式构造，能插入蚜虫体内。但这个过程需要在放大镜下观察才能看得清楚。 教科书第6页右下是草蛉的幼虫正在捕食蚜虫。它把蚜虫的体液吸干后，还会把蚜虫的空壳粘在自己的背上作为伪装，成了披着蚜壳的“狮子”。 教科书上的“蚜虫和它的天敌草蛉”仅是一个举例。希望能激发学生的观察兴趣，并从中受到启发，乐意参与这个活动。能选择12种昆虫在放大镜下进行比较深入细致的观察和记录。这里的观察和记录都是一种开放性的活动，对观察结果没有严格的规定。只要学生积极参与了这个活动，经历了活动的过程，活动中认真地观察、记录和总结，就达到了教学的要求。(四)教学建议 1.奇特的身体构造。 这一部分内容主要是观察昆虫的构造和器官，教学主要在课堂上进行。因此，教师事先要准备足够多的昆虫标本供学生观察，可以是身体完整的，也可以根据观察的需要只有某个器官或某个部分的。教师可以在开学初就布置学生在家长或教师的指导下进行采集。也可以把它作为课外兴趣小组的活动内容。采集前要教给学生采集方法和安全事项，尽量不伤害有益昆虫。 新课开始，教师可以这样引入：我们曾经观察过蚂蚁、蝗虫、蚕蛾，它们都是昆虫。昆虫是自然界中数量和种类最多的生物。它们有各种各样的形态和生活习性，也有许多特殊的构造和本领，我们知道吗？法布尔是法国著名的昆虫学家，他用整整一生的时间在田野里对昆虫进行观察，发现了许多昆虫有趣的事情。今天我们也来做一个法布尔式的观察家，来探索昆虫世界的秘密。 接着分组观察：各组学生轮流观察蝴蝶的翅，蜻蜓或蝗虫的眼睛，昆虫的各种触角、口器等，观察时先用眼睛观察然后再用放大镜观察，边观察边记录。然后大组交流自己的发现，学生可能发现蝴蝶的翅原来是由许多彩色的小鳞片组成的；它们的眼睛原来是由许多小眼睛组成的；昆虫的触角是各种各样的 在大组交流了观察结果后，教师对学生的观察进行小结和评价，适当补充有关的知识，并激发学生进一步探究昆虫世界的兴趣。 2.蚜虫和它的天敌草蛉。 教师可以这样激励启发学生进一步探索昆虫世界的秘密：我们前面观察的都是昆虫的标本，如果我们到大自然中去，在它们活蹦乱跳的情况下观察它们，在蔚蓝的天空下、在蝉鸣的歌声中去观察，一定是非常有趣的事，也会发现更多的秘密。 然后指导学生阅读教科书上的观察范例一“蚜虫和它的天敌草蛉”。读后让学生谈谈自己的体会，激励学生学习作者的观察方法、探究精神和态度。 接着布置新的探究任务观察某种昆虫的生活习性。让每个小组的学生讨论观察的想法和打算。比如，想观察昆虫的哪些方面的问题？怎样观察？并让几个小组在全班交流自己的想法，大家对他们的计划提出问题和建议。教师也可事先拟出一定的小课题，供学生参考、选择。小课题的内容要尽量小，要符合学生的探究水平，并具有可行性。比如，蚂蚁能预报天气吗？蟑螂怎样繁殖？雄蚊和雌蚊的触角有什么不同？蜜蜂怎样采集花粉，等等。虽然这些小课题的答案在一些书刊上都有，但要要求学生自己经过实际观察得出结果，不要摘抄现成答案。 最后教师提出观察要求、完成任务的时间、安全及环境保护方面的注意事项。这个观察活动的时间可以较长一些，比如，在学期即将结束时，每组学生交出观察结果。对观察结果的评价标准应符合小学生的实际，不能要求太高。只要认真按计划坚持观察，并写出观察结果都应该得到鼓励。第3课 放大镜下的晶体 (一)背景和目标 本课将带领学生进人另一个新的观察领域一晶体世界。晶体指组成物质内部的微粒按一定空间次序排列形成的、具有规则几何外形的固体。比如，食盐是氯化钠的晶体，味精是谷氨酸钠的晶体，冬天窗户玻璃上的冰花和天上飘下的雪花，是水的晶体。 晶体是美丽的，也是非常有用的，在生产、生活及科研中发挥着重要的作用。但大多数物质的晶体是用肉眼看不见的，我们只有借助放大镜、显微镜、甚至X光才能看到。 晶体是许多固态物质的一种结构。过去学生观察物质，很少从结构的角度去观察，本课的观察活动将使他们对身边的物质有着更深一层的了解。相信在我们带领学生走进这个世界之后，学生很快就会对奇妙的晶体世界着迷，从此对它热情关注。 科学概念 .一些固体物质的内部有一定的结构，如果构成这些物质的微粒按一定的空间次序排列，形成了有规则的几何外形，这就是晶体。 过程和方法 用放大镜观察常见固体物质的晶体。用图记录观察结果。自制食盐等晶体。 情感态度价值观激发了解和探索晶体世界秘密的兴趣。在欣赏各种晶体的过程中，感受自然的美。 (二)教学准备 分组观察器材：放大镜、食盐、味精、烧杯、滴管、玻璃片，矿物晶体。 教师演示器材：各种晶体及晶体用途的图片或多媒体课件，制作好的大晶体及器材。 (三)教科书说明 内容共两页，分两部分。第一部分是“观察美丽的晶体”；第二部分是“制作晶体”。活动内容是先观察再制作。 第一部分：观察美丽的晶体 教科书首先提出一个问题：我们注意过各种各样物质的结构是怎样的吗？如果我们用放大镜观察身边的物质，我们能发现什么呢？这个问题的目的是了解学生的想法，同时提出即将学习的任务。 观察物质的结构从身边熟悉的食盐、碱面、味精等物质开始，让学生用肉眼和放大镜分别观察食盐、碱面。看看放大镜下的食盐、碱面和我们平常肉眼看见的是否一样。同种物体的每一个颗粒的形状是否大致一样？在放大镜下，学生将看到的是各种物质的颗粒都是晶莹剔透，有着各自一致的几何形体的微粒，比如，食盐、白糖的晶体都是立方体的，味精的晶体是柱状等。在这个基础上，指导学生认识晶体：白糖、食盐、碱面、味精的颗粒都由有规则的几何形体组成，人们把这样的物质叫做晶体。接着教科书通过图片向学生介绍自然界中的晶体。第8页上的照片分别是水晶、雪花、维生素C、黄铜矿等晶体。晶体的形状很有规则，有的是立方体，有的像金字塔，有的像一簇簇针；有的晶体较大，肉眼可见，有的较小，要在放大镜或显微镜下才能看见。正因为各种物质的晶体具有基本一致的形状，所以，晶体也是鉴别矿物的依据。地质学工作者，常常在放大镜或显微镜下观察岩石中的晶体，判断它的矿物成分，以鉴别岩石。第8页右上的图片显示的是在显微镜下花岗岩中石英、长石、云母的三种晶体。 第二部分：制作晶体 自然界中有的晶体从溶液中诞生，如海水蒸发得到盐的结晶。有的晶体是在一定压强和温度下形成的，如火山喷发岩浆冷却后形成矿物的晶体。我们指导学生制造晶体的方法可以有减少水分和降低温度两种。减少水分法，也就是把某种溶液风干即使其水分蒸发，使物质重新析出；降低温度，即先把某种物质的溶液加热制成饱和溶液，然后冷却，使物质重新析出。课本上介绍的制作的方法是蒸发法，即先制作物质的溶液，然后滴一滴在玻片上，让其自然蒸发。 用这种方法制作的晶体比较小，教科书上还介绍了一种制作比较大的晶体的方法。用一只大的玻璃杯，多放些水和食盐，直到食盐全部溶解为止。用漏斗过滤溶液，将过滤后的溶液注入一只清洁的玻璃杯内，在杯中悬吊一根细线，一端拴上一小块食盐晶体浸泡在溶液中，然后静置数天。在玻璃杯底首先出现了第一批晶体，滤去溶液中残留的晶体，然后把悬在细线上的晶体浸入过滤后的溶液中，晶体会缓慢地生长。如果在杯中继续倒入饱和食盐溶液，则晶体的生长会持续几周甚至几个月。(四)教学建议 1.观察美丽的晶体。 学生在四年级曾经观察过矿物的晶体，教师可以从这里切入。再次出示一些矿物的晶体如水晶、黄铁矿、方解石的图片，问问学生还记得这是什么吗？它们的形状有什么特点(有着比较规则的几何形体)。 然后教师接着说，除了矿物有着规则的几何形体，自然界的许多物体也有这样的结构，我们知道吗？白糖、食盐、碱面是我们做饭菜时经常用到的材料，今天我们来仔细地观察它们的形态。 接着是学生分组观察活动。要求学生用肉眼观察白糖、食盐、碱面，再用放大镜观察，看看它们又是怎么样的。不仅观察每一颗粒的形状，还要观察同种物质的所有颗粒的形状。并在记录单上画出白糖、食盐、碱面、味精的晶体形状。 在学生汇报交流的基础上，教师要学生总结，这些物体的颗粒有什么特点。最后教师小结：在放大镜下看到的食盐、白糖、味精、碱面，虽然它们形状各不相同，但同种物质的颗粒都有规则的几何形体。人们把这样的物质叫做晶体。 然后教师问问学生还知道自然界中的哪些晶体物质。除了学生的回答和教科书上插图所示，教师还可以进行补充，比如装水的容器中的水垢等。并告诉学生在自然界很多固体物质都是晶体，但大部分都是我们的肉眼看不见的，要在放大镜或显微镜下才能看见。比如花岗岩中的三种矿物晶体，我们用放大镜观察，它们的形状不是很清楚，这就必须在显微镜下观察了。地质工作者鉴别岩石和矿物时，就常常根据晶体形态来作出判断。 2.制作晶体。 教师可提出这样的问题：知道自然界的晶体是怎样产生的吗？然后讲解自然界的晶体都是在一定的条件下经过结晶过程产生的。自然界中有的晶体从溶液中诞生，如海水蒸发得到盐的晶体。有的晶体是在一定压强和温度条件下形成的，如火山喷发岩浆冷却后形成矿物的晶体。教师可展示相关课件。 我们自己来制作晶体。我们应该怎样才能得到晶体呢。我们现在制造晶体的方法就是利用我们学过的方法蒸发的方法。步骤如下：先制作食盐或碱面的溶液，然后用滴管或玻璃棒滴一至二滴在玻片上。为了蒸发得快，滴后要轻轻晃一下，让溶液扩散得薄而均匀，放在通风的地方。也可以用夹子夹住玻片在酒精灯上微微加热，加热时玻片离酒精灯火焰远一些，慢慢烘干。在溶液蒸发的过程中，千万不要用手或器物触摸它。 制作好食盐或碱面晶体，再让学生用放大镜观察并画图记录它们的形态。因为溶液的自然蒸发需要一定的时间，教师也可让学生在等待溶液结晶的过程中，先观察别的班级已经做好的晶体，然后再观察自己做的晶体。 最后教师出示自己做好的大的晶体，学生一定很吃惊，也很激动。这时问学生，愿不愿意制作更大的晶体，让学生阅读教科书上的制作方法，课后自己制作。 如果有时间，建议教师向学生介绍晶体的用途，最好用多媒体课件进行。如果没有时间，可让学生自己去收集和阅读相关资料，做成资料卡片，在全班张贴展示。 课外延伸：了解有关晶体的知识，观察身边更多的晶体。第4课 怎样放得更大 (一)背景和目标在使用放大镜的过程中，学生都希望放大镜能把物体放大更多倍数，以便把物体看得更清楚。这也是在显微镜发明之前，人们的想法和一直努力追求的目标。但放大镜的放大倍数是有限的，直到17世纪，人们发现用两个凸透镜组合起来可以提高放大倍数，从而发明了显微镜，人们的这个目标才得以实现。 本课指导学生经历前人发明显微镜的过程，用两个放大镜自制一个显微镜，并尝试用自制的显微镜进行观察。 科学概念 两个凸透镜组合起来可以使物体的图像放得更大。显微镜的发明拓宽了观察领域，显微镜是人类认识微小世界的重要观察工具。 过程与方法 用两个放大镜组合制作一个简易显微镜。 用自制的显微镜观察周围的物体。阅读课文中列文虎克发现微生物的故事。 情感态度价值观 认识到人类发明显微镜是一个了不起的进步。 认识到科学的不断发展，会促使技术不断地改进，而技术的发展，又会促进科学研究的发展。学习科学家对科学执著的追求和不懈的探索精神。(二)教学准备 分组实验器材：两个不同放大倍数的放大镜、卡纸(或现成的纸筒)、剪刀、胶水。供显微镜下观察的物体，如花蕊、青苔、蚕丝、纸纤维、昆虫的足、翅、触角等，手电筒或小镜子。 教师演示器材：两个不同放大倍数的放大镜，自制的显微镜，相关课件(如显微镜发展的历史等)。(三)教科书说明 内容共两页，分为两个部分。第一部分为“做个简易显微镜”；第二部分为“显微镜的发展”。教科书的阅读资料中有列文虎克发现微生物的故事及显微镜的发展史。 第一部分：做个简易显微镜 教科书首先提出怎样把物体放得更大的问题，引起学生的思考，然后启发学生用两个放大倍数不同的凸透镜组合起来观察物体，比较用两个透镜和一个透镜看到的物体图像有什么不同？从中发现把两个透镜组合起来观察物体，放大倍数会大大提高。这个活动引领学生经历一个显微镜的发明过程。 在17世纪，人们无意中把两个凸透镜组合起来，明显提高了放大倍数，从而发明了最早的显微镜。为什么两个凸透镜组合起来能把物体放得更大呢？用透镜成像的规律来分析：这两个凸透镜是不同放大倍数的，对着物体的透镜焦距较小，叫物镜。对着人眼的透镜叫目镜，焦距较大。把物体放在物镜的焦点附近，使物距稍大于焦距，就会在它的焦距到2倍焦距之间，而恰好是目镜的焦距内生成一个放大的倒立的实像，这个放大的像通过目镜的折射后进入人眼，人们就会在目镜中看到一个放得更大的正立的虚像。也就是目镜把物镜得到的放大的实像进一步放大。本课让学生用两个放大镜，调整它们的距离来观察物体，从中去发现这样的组合能把物体放得更大，这是引领学生经历前人发明的过程。 显微镜的放大倍数怎样计算呢？是用目镜的放大倍数乘以物镜的放大倍数。可以让学生计算一下，从计算的结果也可以知道两个透镜组合而成的显微镜比单个透镜的放大倍数大得多。 接下来的活动是让学生用自制的显微镜观察物体。实际验证一下物体的图像在显微镜下是不是被放得更大了，是不是又会发现一些用肉眼和用单个放大镜不能看到的细节，并把新的发现记下来。课文中的观察对象有青苔、花蕊、花粉等。选用这些物体作为观察对象的理由是：青苔用肉眼看起来分不清一株一株的个体，看到的只是绿茸茸的一片像地毯，而在显微镜下能看清它们的每个植株；种子植物的繁殖器官一花粉，也是微小世界的一个大家族，用肉眼和单个的放大镜观察花粉，其形态不一定看得很清楚，而在显微镜下它们形状各异、千姿百态。图中的花粉正处在萌发状态，新鲜花粉放在糖水中可以萌发出花粉管，能看到花粉管的生长。当然教师也可因地制宜选用合适的观察材料。 教科书资料一列文虎克发现微生物的故事。这个故事能激发学生用显微镜观察身边的生命世界的兴趣，并学习列文虎克坚持不懈、刻苦钻研的精神。 第二部分：显微镜的发展 这个部分的内容主要是介绍显微镜的发展史。 17世纪，人们把两块凸透镜组合起来制成的显微镜只是显微镜的前身，荷兰詹森父子制作的显微镜才是世界上第一架真正的显微镜。这架显微镜由一个凸透镜和一个凹透镜组成，它是光学显微镜。后来，光学显微镜经不断改进，最大放大倍数可达1500倍左右；1932年德国科学家制成了世界上第一架电子显微镜。电子显微镜是以电子束代替光束，用磁场代替透镜。一下子把放大倍数提高到一万倍。到20世纪90年代，人们已经成功研制出放大率为200万倍的电子显微镜，人们利用它可以看到物质内部的精细结构，看见了所有物质都是由一些肉眼看不见的极小极小的微粒组成的。 1983年人们又发明了扫描隧道显微镜。扫描隧道显微镜工作的基本原理是基于量子力学的隧道效应和三维扫描。带偏压(电压差)的两个平板导体间只要不接触是不会有电流流过的，可是当这两个导电平板靠得很近，相隔小于1个纳米时，即使不接触，也会产生电流，这就是量子力学中的隧道效应。如果把一个平板导体替换为一个很尖的导电针尖，并使针尖沿样品表面进行精确的三维移动，就可将样品表面的形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来。这样一来，测量平板间隧道电流的实验装置，就变成了观察表面形貌特征的显微镜。 扫描隧道显微镜具有很高的空间分辨率，横向可达0. 1纳米，纵向可优于0. 0l纳米。它主要用来描绘三维的原子结构图。在纳米尺度上研究物质的特性，利用扫描隧道显微镜，还可以实现对表面的纳米加工，如直接操纵原子或分子，完成对表面的剥蚀、修饰以及直接书写等。生物学家们研究单个的蛋白质分子或DIA分子；材料学家们考察晶体中原子尺度上的缺陷；微电子器件工程师们设计厚度仅为几十个原子的电路图等，都可利用扫描隧道显微镜。 显微镜的发展史反映了由于科学的不断发展，促使技术在不断地改进，而技术的发展，又促进了科学研究的发展。电子显微镜的发明就是典型的例子。光学显微镜的放大率为什么后来一直提高不大？开始人们一直找不到原因，千方百计改进透镜质量和仪器本身的设计，始终没有多大进展，直到人们发现量子理论后，才逐渐认识到由于人眼可见光频率范围的限制，使我们无法观察到线度比可见光波波长更小的物体。在20世纪30年代科学家发现电子射线具有波动性，它的波长可以是可见光波长的十万分之一，电子射线照射物体时，就能使更小的物体留下影像。在这样的基础上才发明了电子显微镜。由于电子显微镜的发明，人们才看到了物质组成的极小微粒原子以及病毒的样子。 一部显微镜的发展史充分反映了人类永远不满足现状，对自然规律善于追求和不断探索的精神。 教科书第11页的照片是电子显微镜和电子显微镜下的细菌和病毒。(四)教学建议 1.做个简易显微镜。 本课教学可通过以下步骤进行。 提出问题 让学生用放大镜观察很小的文字或图片，学生发现看不清，我们怎样才能把字看得比较清楚呢？针对这个问题，让学生提出自己的想法，大家来讨论。 探索研究 让学生用两只手一前一后，或者一上一下分别拿两个凸透镜调整它们之间的距离来观察物体，然后拿开一个透镜，只用一个透镜观察物体。反复几次，看看有什么发现？学生会发现用两个凸透镜恰当的组合在一起观察物体，看到的物体图像更大了。这时，教师进行小结：我们刚才经历的过程就是人们发明显微镜的过程。在17世纪，人们把两个凸透镜组合起来，一个凸透镜把另外一个凸透镜所成的像进一步放大，这样明显提高了放大能力，这就是最早期的显微镜。 做个简易显微镜 教师讲解制作方法和步骤。为使两个放大镜之间的距离便于调节。教师可以选用合适的纸筒(和放大镜的镜片直径相当，又达到一定的长度)，在一侧纵切一条缝，缝的宽窄和放大镜镜柄的粗细差不多。然后把放大镜从纸筒的一端放人，柄从缝中伸出，这样放大镜既被纸筒卡住也可以上下移动。其中的物镜最好在纸筒的底端上边几厘米的地方固定，只移动日镜。纸筒的长度最好根据凸透镜的焦距来粗略地估算一下。学生用的透镜一般放大倍数较低，而焦距相对较长，可能在几厘米左右，那么纸筒要有3-4倍焦距的长度。观察时要注意提醒学生把观察对象放在光线比较强的地方，还可以用手电筒或用镜子反光的方法增加观察对象的亮度。 观察周围的物体 让学生用自制的显微镜去观察只用一个放大镜时观察不清的文字和图片，或青苔、花粉等，看看观察效果如何。花粉一般都很小很小，教师要选择提供较大的花粉品种让学生观察。不要局限于课文中提到的物体，还可以观察前面我们曾用放大镜观察过的物体，比如昆虫的翅、眼、触角、足、口器，蔽类植物的袍子，等等。并把观察到的图像和原来用放大镜观察到的进行比较。 阅读资料 学生自行阅读课文上的列文虎克用自制的显微镜观察发现微生物的故事。然后讨论：从这个故事中我们知道了什么？激发学生的观察兴趣，教育学生学习列文虎克对科学的执著追求和不懈的探索精神。 2.显微镜的发展。 介绍显微镜的发展历史 教师可利用教科书第11页的图文资料介绍显微镜的发展历史，最好能通过多媒体课件进行补充讲解。告诉学生我们制作的简易显微镜是用透镜制成的，它是利用透