2026秋小学冀人版科学六年级上册第二单元 无处不在的能《6 植物与能量》教学设计

2026秋小学冀人版科学六年级上册第二单元无处不在的能《6植物与能量》教学设计一、教材分析（一）教材定位1.所属模块（1）本课是2026年秋季冀人版小学科学六年级上册第二单元“无处不在的能”的第6课，属于《义务教育科学课程标准（2026年版）》中“物质与能量”大概念下的跨领域学习内容，衔接生命科学领域“植物的生理过程”与物质科学领域“能量的形式与转化”两个核心知识点，是单元中从“认识能量的通用属性”向“认识生物界的能量流动”过渡的关键课例。（2）本单元前5课已经引导学生认识了能量的常见形式、能量的转移与转化的基本规律，本课承接前序内容，聚焦绿色植物的能量转化功能，为后续第7-9课学习食物链的能量流动、生态系统的能量循环奠定知识基础，具有承上启下的核心作用。2.内容编排（1）教材按照“提出问题—猜想假设—探究验证—建构概念—拓展应用”的逻辑编排内容，设置了“探究植物能量的来源”“验证植物体内储存能量”“梳理光合作用的能量转化过程”三个核心活动，同时配套了海尔蒙特实验、普利斯特利实验等科学史资料，以及生活中植物能量利用的实例，符合小学生的认知发展规律，便于开展探究式教学。（2）教材内容贴合2026新课标提出的“跨学科实践”要求，融入了数据测算、生态保护等跨领域内容，能够有效落实科学核心素养的培养目标。（二）教学价值1.科学观念层面：帮助学生建立“能量可以在生物与非生物之间转化、所有生命活动都需要能量供给”的核心观念，完善对能量转化全场景的认知。2.科学思维层面：通过对科学史资料的推理、实验数据的分析，培养学生的证据意识和逻辑论证能力，破除“植物能量来自土壤”的前概念误区。3.探究实践层面：通过设计实验验证植物能量存在的活动，提升学生的实验设计、操作和数据处理能力。4.态度责任层面：引导学生认识绿色植物对生态系统的核心作用，树立爱护植被、低碳生活的社会责任意识。二、学情分析（一）知识基础1.学生在三年级下册“植物的生活”单元已经学习了植物的光合作用的基本现象，知道植物生长需要阳光、水和二氧化碳，会释放氧气；在四年级“能量的形式”单元已经认识了光能、热能、化学能等常见的能量形式；在五年级“能量的转化”单元已经掌握了“能量可以从一种形式转化为另一种形式”的基本规律，具备学习本课的知识基础。2.学生普遍存在前概念误区：根据课前预调查数据，约62%的六年级学生认为植物生长的能量主要来自土壤和水分，仅有18%的学生能说出植物的能量与阳光有关，对能量转化的抽象过程认知模糊，需要通过具象的实验和直观的动画辅助理解。（二）能力基础1.六年级学生已经具备初步的探究能力，能够独立设计简单的对比实验，会使用温度计、点火器等常见实验器材，能够准确记录实验数据，具备开展小组探究活动的能力。2.学生的逻辑论证能力仍有不足，难以将“植物燃烧释放热能”的现象与“植物体内储存化学能”“能量来自太阳能”的结论建立逻辑关联，需要教师搭建阶梯式的问题链引导推理。（三）学习特点1.六年级学生对具象的实验、有趣的科学史故事兴趣浓厚，对抽象的概念理解存在畏难情绪，教学中需要将抽象的能量转化过程转化为可观察、可测量的实验现象，降低学习难度。2.学生乐于参与小组合作活动，但是部分小组存在分工不明确、学困生参与度低的问题，需要教师在小组活动中明确分工，关注不同层级学生的参与情况。三、教学目标（一）知识与技能目标1.能准确说出植物能量的最终来源是太阳能，知道植物通过光合作用将光能转化为化学能，储存在自身的有机物（淀粉、脂肪、蛋白质等）中。2.能准确描述光合作用的基本原料（水、二氧化碳）、产物（有机物、氧气）和能量转化过程。3.能列举3种以上生活中利用植物储存的能量的实例，理解植物储存的化学能可以转化为热能、光能、电能等其他形式的能量。（二）过程与方法目标1.经历“提出猜想—科学史资料推理—设计实验验证—分析数据得出结论”的完整探究过程，掌握科学探究的基本步骤，提升证据推理能力。2.通过小组合作设计实验、操作实验、记录分析数据的活动，提升合作探究能力和实验操作能力。3.能够运用本节课所学的能量转化知识解释“万物生长靠太阳”“秸秆燃烧可以发热”等生活现象，提升知识迁移应用能力。（三）情感态度价值观目标1.体会能量转化的奇妙性，树立“物质与能量相互联系、相互转化”的辩证唯物主义科学观念，激发对生命科学的探究兴趣。2.认识到绿色植物是生态系统的“能量转换器”，对维持整个生态系统的稳定具有核心作用，树立爱护植被、积极参与植绿护绿活动的社会责任意识。3.在探究活动中养成实事求是、严谨求证的科学态度，乐于分享自己的探究成果，能够接纳他人的合理建议，反思完善自己的观点。四、教学重点1.明确植物能量的最终来源是太阳能，理解光合作用过程中的能量转化逻辑；2.能够通过实验验证植物体内储存有能量，准确描述能量转化的过程。五、教学难点1.破除“植物能量来自土壤”的前概念误区，建立“光能—化学能”转化的抽象认知；2.能够基于实验数据和科学史资料推理论证植物能量的来源，形成完整的证据链。六、课前准备（一）教师准备1.实验器材：每组配备烘干的花生仁、玉米粒、小麦粒各3粒，20ml试管1支、精度0.1℃的电子温度计1个、铁架台1套、点火器1个、镊子1把、石棉网1张、200ml常温纯净水1份；教师演示用实验器材1套，干柴火1段、试管夹1个。2.多媒体资源：海尔蒙特实验动画（标注准确数据：2.5kg柳树、90kg干土壤、5年生长周期、85kg柳树净重、0.1kg土壤减少量）、普利斯特利实验微视频、光合作用过程3D动画、100g常见植物干物质燃烧释放热量数据表（花生：2350千焦、玉米：1510千焦、小麦：1470千焦、杨树：1690千焦）、1公顷阔叶林固定能量数据示意图（每天固定太阳能相当于50kg标准煤燃烧释放的热量，可满足1户普通家庭3天的用电需求）。3.教学资料：每人1份探究学习单，包含猜想记录模块、实验数据记录模块、知识点梳理模块、课堂练习模块；每组1份实验操作指引卡，标注实验步骤和安全注意事项。（二）学生准备1.提前预习本课内容，收集1-2个生活中利用植物能量的实例（如烧柴火做饭、沼气发电、水果电池等）。2.每组自行准备1粒晒干的花生仁，提前观察花生的形态特征。七、课时安排1课时（共计40分钟）八、教学过程（一）导入环节（3分钟）1.教师演示导入实验：取1支试管加入20ml常温纯净水，用电子温度计测量初始温度并公示：“同学们，现在试管里的水温是22℃，接下来老师用1粒晒干的花生给试管里的水加热，请大家仔细观察现象。”随后用镊子夹住花生点燃，放在试管底部加热1分钟，待花生完全燃烧后，再次测量水温，公示温度为37.6℃。2.教师提出驱动性问题：“刚才加热水的热能来自燃烧的花生，花生是植物的种子，它的能量是从哪里来的？今天我们就一起来探究植物与能量的秘密。”（二）新授环节（12分钟）1.引导猜想假设（3分钟）（1）教师组织学生以4人小组为单位讨论1分钟，提出关于植物能量来源的猜想，教师将学生的猜想逐一板书在黑板上：猜想1：植物的能量来自土壤；猜想2：植物的能量来自水分；猜想3：植物的能量来自空气；猜想4：植物的能量来自阳光。（2）教师引导学生梳理猜想的依据：“大家提出的猜想都有自己的依据，我们要验证这些猜想是否正确，可以先看看科学家做过的经典实验。”2.科学史资料推理（9分钟）（1）教师播放海尔蒙特实验动画，播放结束后出示思考题：“海尔蒙特的实验中，柳树增重了82.5kg，土壤只减少了0.1kg，这个现象可以推翻我们的哪个猜想？为什么？”组织学生小组讨论2分钟后发言，引导学生得出结论：土壤减少的重量远小于柳树增重的重量，说明植物的能量不是主要来自土壤，推翻猜想1。（2）教师播放普利斯特利实验微视频，介绍实验过程：“普利斯特利把点燃的蜡烛和小白鼠分别放在密闭的玻璃罩里，蜡烛很快熄灭，小白鼠很快死亡；当他把绿色植物和蜡烛、小白鼠一起放在密闭玻璃罩里时，蜡烛可以长时间燃烧，小白鼠也可以正常存活。”随后提出问题：“这个实验说明植物可以更新空气，那植物更新空气需要什么条件呢？”随后出示英格豪斯的实验结论：“科学家英格豪斯后续做了500多次实验，发现只有在有阳光照射的条件下，植物才能更新空气。”（3）教师提出问题链引导学生推理：“①英格豪斯的实验说明阳光是植物生长的必要条件，那能量会不会来自阳光？②植物生长还需要水和二氧化碳，这些物质在能量转化的过程中起什么作用？我们可以通过实验来验证我们的推论。”（三）小组合作探究环节（15分钟）1.活动一：设计实验验证植物体内储存能量（8分钟）（1）教师出示实验引导问题：“我们已经知道能量可以相互转化，如果植物体内储存有能量，那么它燃烧的时候会把储存的能量释放出来，转化为热能和光能，我们可以通过测量水温的变化来验证能量的存在。请各小组讨论设计完整的实验方案。”（2）各小组讨论2分钟后提交实验方案，教师组织全班交流完善，确定统一实验步骤：①取20ml常温纯净水加入试管，测量初始水温，记录在学习单的实验数据表格中；②用镊子夹住1粒烘干的花生仁，用点火器点燃，迅速放到试管底部加热，注意火焰不要接触试管壁，加热过程中不要晃动试管；③待花生仁完全燃烧后，再次测量试管内水的温度，计算温度差，记录数据；④依次换用玉米粒、小麦粒重复上述实验，分别记录温度差。（3）教师强调安全注意事项：“实验过程中不要用手触碰点燃的种子和加热后的试管，点火器使用完毕后要及时关闭，避免烫伤和火灾。如果种子燃烧时火焰熄灭，要及时移出试管，重新点燃后再加热。”（4）各小组按照实验步骤开展实验，教师巡视指导，重点指导操作不规范的小组，提醒学生及时记录数据，关注学困生的参与情况，鼓励每个组员都承担1项实验任务（如操作、记录、计时、汇报）。2.活动二：分析数据，建构能量转化概念（7分钟）（1）实验结束后，教师组织各小组汇报实验数据，将3组典型数据公示在黑板上：第一组：花生升温15.3℃、玉米升温10.2℃、小麦升温9.7℃；第二组：花生升温14.8℃、玉米升温9.8℃、小麦升温9.2℃；第三组：花生升温15.1℃、玉米升温10.5℃、小麦升温9.5℃。（2）教师提出问题引导学生分析数据：“①不同种子燃烧后都让水温升高了，这说明什么？②花生升温的幅度比玉米、小麦都大，结合老师给大家的100g植物干物质释放热量数据表，这又说明什么？”组织学生讨论2分钟后发言，引导学生得出结论：所有植物体内都储存有能量，不同植物储存的能量多少不同，脂肪含量高的植物储存的能量更多。（3）教师播放光合作用3D动画，讲解能量转化的过程：“植物的叶片中有叶绿体，叶绿体可以捕捉太阳光的光能，把根吸收的水和叶片气孔吸收的二氧化碳，转化成储存能量的有机物和氧气，这个过程就是光合作用。光合作用的本质就是把太阳的光能转化为化学能，储存在有机物里，我们刚才燃烧种子释放的热能，就是储存在有机物里的化学能转化来的。”（4）教师出示1公顷阔叶林固定能量的示意图，讲解：“1公顷的阔叶林在生长季节，每天可以吸收1000kg二氧化碳，释放730kg氧气，同时固定的太阳能相当于50kg标准煤燃烧释放的能量，可以满足1户普通家庭3天的用电需求，可见绿色植物固定能量的能力非常强，是整个生态系统的能量来源。”（四）课堂练习环节（5分钟）教师组织学生完成学习单上的课堂练习题，完成后随机抽学生回答，及时订正：1.填空题：（1）植物能量的最终来源是____，植物通过____作用将____能转化为____能，储存在体内的____中。（2）燃烧花生时，花生体内的____能转化为____能和____能。2.判断题：（1）植物生长需要的能量全部来自土壤，所以土壤越肥沃植物长得越好。（）（2）我们用柴火做饭、用沼气发电，都是在利用植物储存的能量。（）（3）绿色植物无论有没有阳光都可以固定能量。（）3.简答题：我们常说“万物生长靠太阳”，请用本节课学习的知识解释这句话的含义。（五）课堂小结环节（3分钟）1.教师先组织学生自主梳理本节课的收获，随机抽2-3名学生发言，分享自己学到的知识。2.教师系统梳理知识点：“今天我们通过科学家的经典实验推翻了错误的猜想，通过自己设计的实验验证了植物体内储存有能量，知道了植物的能量最终来自太阳，通过光合作用把光能转化为化学能储存在有机物里，绿色植物是生态系统的‘能量转换器’，地球上几乎所有生物的能量都直接或者间接来自绿色植物固定的太阳能，所以我们要爱护绿色植物，保护生态环境。”（六）作业布置环节（2分钟）1.基础作业：完成学习单上的知识点梳理内容，把光合作用的能量转化过程讲给家长听，和家长一起讨论生活中还有哪些利用植物能量的实例。2.拓展作业：（1）查阅资料，了解如果地球上没有了绿色植物，人类和其他生物会面临哪些问题，写100字左右的资料卡，下节课分享；（2）设计一个小实验，验证土豆或者红薯里储存有能量，下节课带来演示自己的实验。九、板书设计植物与能量1.能量来源：太阳能（最终来源）2.能量转化：光合作用：光能→化学能（储存在有机物中）燃烧释放：化学能→热能+光能3.应用：烧柴做饭、沼气发电、生物质能源、秸秆发电十、教学反思（一）教学亮点1.教学环节设计符合探究式学习的逻辑，从直观的演示实验导入，到科学史资料推理、自主设计实验验证、概念建构、拓展应用，层层递进，符合六年级学生的认知发展规律，有效破除了学生的前概念误区，课后检测显示94%的学生