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1、清大中创科技创新研学基地 1 目录 第三册（2542 章）25.认识种子 .2 26.认识植物.7 27.设计一个电动小车.11 28.设计一个生态园.18 29.轮子的作用.21 30.水结冰了 1.26 31.水结冰了 2.31 32.水里的声音.36 33.探秘小花园.41 34.体温计.46 35.土壤.59 36.挖土壤.65 37.我们知道的植物.72 38.一年四季的天气.78 39.移民火星.83 40.有趣的磁铁.101 41.增大电磁铁的磁力.106 42.制作保温杯.112 清大中创科技创新研学基地 2 25.认识种子 教学目标 1.知道种子的外部形态是各种各样的。2.知
2、道种子的基本结构主要包括种皮和胚。3.能够利用工具解剖种子并观察种子的内部结构。4.能够学会使用科学词汇：种皮、胚、子叶。学习成果评价 探究能力 层次 1：解剖过程中破坏了种子的结构。层次 2：解剖时能保留种子的完整结构，但观察不够仔细。层次 3：解剖时能保留种子的完整结构，并且能够仔细观察，认识种子的结构。自我成长分析 前面的课程中，教师已经了解了学生有关植物的前概念，这节课，教师将带领学生从认识种子开始，一步步对植物进行系统的探究。小知识：种子的基本结构 种子一般都由种皮、胚和胚乳三部分组成。种皮是种子外面的保清大中创科技创新研学基地 3 护层，具有保护胚的作用。胚是种子的最主要部分，是新
3、生植物的雏体，由胚芽、胚根、胚轴和子叶四部分组成。胚芽常呈现雏叶的形态，由它发育成植物的茎叶系统；胚根一般为圆锥形，由它发育成植物的根；胚轴是连接胚根和胚芽的部分，同时又与子叶相连接；肥厚的子叶贮存养料供种子萌发使用。胚乳也是种子贮藏养料的结构，但有些种子在生长发育时，胚乳的养料被胚吸收，转入子叶中贮存，因此这类种子成熟时是没有胚乳的，如黄豆、蚕豆、花生等双子叶植物的种子。教学准备 材料：各种各样的干种子、3-4 种隔夜泡过的双子叶植物的种子、镊子、放大镜、托盘、各种各样的种子图片（或 PPT）、学生活动手册、集体清大中创科技创新研学基地 4 记录单 准备：教师准备各种各样、形态上有明显区别的
4、干种子。教师准备 3-4 种胚的结构明显的双子叶植物的种子，如大豆、蚕豆、花生、芸豆等，课前一天的晚上将这些种子泡在水里备用。教学过程 教师提出问题，引发学生对“种子”的思考：植物会不会长大？植物最小的时候是什么样子的？植物是从什么变来的呢？探索与调查 1、教师发放各种干种子：你们知道这些都是什么种子吗？仔细观察并比较，它们有什么不同？2、组织学生汇报他们的发现。3、教师出示各种各样的种子图片，补充课堂上观察不到的种子，加深学生对于“种子是多种多样”的认识。4、教师提出新的问题：一颗小小的种子为什么能长成一棵参天大树呢？种子里面有什么秘密？5、组织学生交流他们的想法，并引导他们进行观察验证。我
5、们怎样才能知道种子里面究竟是什么样的？清大中创科技创新研学基地 5 你需要什么工具？这些工具怎么用？你觉得种子里面有什么？6、教师发放泡过的种子、镊子和放大镜，在学生动手操作前，提醒学生工具的使用安全和观察记录要求：先观察一种种子，将你观察到的画下来。再观察另一种种子，将你的观察到的画下来，再比比这两种种子有什么相同的部分。回顾与解释 1、学生观察、记录完之后，教师组织他们展示和汇报观察结果。说说你观察到了什么？有谁要补充的？不同的种子都包括哪些相同的部分？2、教师将学生的记录整理到集体记录单上，告诉学生他们所观察到的结构的科学名称，让学生学习用科学名称进行总结：用科学词汇说说种子的基本结构有
6、哪些？3、教师留给学生问题课后思考：想一想，种子的这些结构以后会长成植物的什么部分？清大中创科技创新研学基地 6 教学建议 1、“集中话题”部分的讨论，是了解学生有关种子的前概念，教师要让学生多说，并抓住学生错误的观点，在后面的课程中加以解决。2、给学生发放种子时，教师可简要介绍这些是什么植物的种子，方便学生进行描述。3、这是学生第一次进行解剖实验，因此需要教师较多的指导。教师课前要亲手解剖一次种子，这样可以了解学生在解剖时会遇到什么问题，以便更好地引导学生。教师应多准备一些种子，补充被学生解剖坏的种子。4、学生的观察往往比较片面，再加上种子的结构也比较细微，他们只能看到胚芽、胚根、胚轴连在一
7、起组成的整体，而不能更清楚的划分这些结构。教师可以根据实际情况，用幻灯或挂图的形式给学生讲解，但不做知识要求。重点只需学生了解种子都具有种皮和胚的结构。5、学生在汇报种子的结构时，可以先让他们用自己的语言进行描述，如“小芽”“豆瓣”“种子的肉”等，最后总结的时候再学习使用科学词汇进行描述 解剖时轻轻剥开种皮，用镊子或手将种皮从开口处小心掰开，放在盘中，再轻轻分开种子的两片子叶，并借助放大镜进行观察。清大中创科技创新研学基地 7 26.认识植物 教学目标 1、知道根、茎、叶、花、果实、种子是被子植物的基本结构。2、知道不同的植物有不同的特征。3、能够仔细观察各种各样的植物。学习成果评价 探究能力
8、 层次 1：不能观察和记录不同植物的特征。层次 2：能够观察和记录不同植物的特征。层次 3：能仔细观察和记录不同植物的特征，并能总结出不同植物的共性。教学背景 不同的植物有不同的形态特征，但是大多数植物（被子植物）都有相同的基本结构。这节课将让学生根据之前所学，总结植物的基本结构，并观察各种各样的植物。小知识 被子植物的基本结构 被子植物即绿色开花植物，是现今植物界最高级的一类，它们在地球上占着绝对优势，我们日常生活中接触到的绝大多数植物都属于清大中创科技创新研学基地 8 被子植物。被子植物具有营养器官及繁殖器官，营养器官包括根、茎、叶；繁殖器官包括花、果实、种子。裸子植物没有花这一器官；蕨类
9、植物没有花、果实和种子；苔藓植物只具有假根及类似茎、叶的分化；更低级的地衣、藻类植物则不具有根、茎、叶的分化。教学准备 材料：学生种植的植物、放大镜、学生活动手册、集体记录单 准备：教师事先考察校园内的植物，对它们的名称、特征有所了解，以便介绍给学生认识。教学过程 集中话题 1、教师带领学生回顾之前的植物生长记录 通过种植植物，你能总结出我们所种植的植物都包括哪些结构吗？探索与调查 1、教师提出问题：是不是所有的植物都包括这些结构？2、教师带领学生外出观察校园内的植物，并挑选 1-2 种画下来 清大中创科技创新研学基地 9 找一找校园里的各种植物是否也具有这些基本结构？再比一比，这些植物都有哪
10、些不同？这种植物现在有没有开花？有没有结果？你有没有见过它开花（结果）？你估计它什么时候开花（结果）？将你最喜欢的植物仔细观察以后画下来。回顾与解释 1、回班后全班交流讨论，教师将学生汇报的整理在集体记录单上。说一说，你最喜欢的植物是什么样的？有什么特点？这些植物都包括我们刚才总结的那些基本结构吗？2、留问题给学生课后思考：植物对我们人类有什么作用？教学建议 1、学生观察植物时，教师要引导学生仔细观察。可参考以下引导问题：引导问题 这棵植物的茎是什么颜色的？有多粗？坚硬还是柔软？茎上有刺吗？叶子是什么形状的？什么颜色的？表面有绒毛吗？花是什么颜色的？花瓣有几片？你能找出它的雄蕊和雌蕊吗？这棵植
11、物结果实了吗？它的果实又是什么样子的？2、教师提醒学生观察植物时，不能随便摘取叶和花，更不能将植物清大中创科技创新研学基地 1 0 连根拔起。若学生提出要观察植物的根，教师告诉他可以去查阅植物图谱。3、校园里的植物，由于季节问题，有些还没有开花结果，教师可以提问学生为什么这些植物没有花、果实和种子的结构，引导学生思考季节对植物生长的影响。4、教师可以根据学生的发现补充给学生一些知识，如：茎有直立茎（多数植物）也有缠绕茎（紫藤、牵牛）和攀援茎（爬山虎、葡萄）。茎还有草质茎和木质茎之分：草质茎一般柔软、纤细、呈绿色；木质茎一般粗壮、坚硬、呈褐色。叶子也不全是绿色，还有红色（枫）、紫色（羽衣甘蓝、紫
12、叶李）、彩色（彩叶草）等，这是由于叶子里的其他色素含量大，遮盖了叶绿素的颜色，但它们仍可进行光合作用。菊科植物的“一朵花”其实是它的头状花序，由许多小花排列而成，仔细观察其中一朵小花，就可以发现雄蕊和雌蕊了。5、有些校园里还会有些蕨类、苔藓植物，这些植物不包含被子植物全部的基本结构，教师可以适当加以解释。清大中创科技创新研学基地 1 1 27.设计一个电动小车 教学目标 1、能够画出小车的外形图和内部结构图。2、能够预计所需材料和小组分工情况。3、能够积极参与小组讨论，全组能够统一意见。学习成果评价 设计能力 层次 1：只能画出小车的外形图，不能画出小车的内部结构图。层次 2：能够画出小车的外
13、形图和内部结构图，但传动装置设计不合理。层次 3：能够画出小车的外形图和内部结构图，并且传动装置设计合理。教学背景 认识几种常见的传动装置，探究和比较了它们的一些基本特征和优缺点。本活动将组织学生选择一种传动装置，结合自己的想象设计一辆电动小车。本节课的设计不仅要画出小车的外形图，重点还要画出小车的内部结构图动力装置图，包括电池、电动机的安装位置，清大中创科技创新研学基地 1 2 传动装置的结构等。小知识 齿轮传动用于传递空间任意两轴之间的运动和动力，是应用最广泛的种机械传动。与其他机械传动相比，齿轮传动具有传动比准确、效率高、寿命长、结构紧凑、适用的速度与功率范围广等特点，但是制作和安装精度
14、要求较高，不宜在两轴中心距很大的场合使用。皮带传动由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的带组成。皮带传动具有结构简单、传动平稳、可以在大的轴间距和多轴间传递动力和运动的优点，但传动比不准确，易打滑。清大中创科技创新研学基地 1 3 链传动是由主动链轮、从动链轮和套在链轮上的链条组成的，它依靠链与链轮齿的咬合来传递运动和动力。链传动中心距适用范围较大，与皮带传动相比，结构较紧凑，能得到准确的传动比。但其传动平稳性差，工作时有噪声，且制造成本较高。清大中创科技创新研学基地 1 4 教学过程 知识回顾 组织学生回顾上节课的学习内容。我们认识了几种传动装置？传动装置能利用到小车上吗？它会起到什么作用？你们想
15、选择哪一种安装到小车上，为什么？进行设计 1、引导学生思考如何将传动装置利用到小车上。想一想，如果要制作一辆具有传动装置的电动小车，除了传动装置外，还需要哪些材料提供原动力？传动装置的主动轮应该安装在什么轴上？从动轮应该安装在什么轴上？2、将学生分组，要求他们小组讨论，设计一辆具有传动装置的电动小车，并在小组记录单上画出它的外形图和内部结构图。你们想做一个什么样的小车？画出它的外形图。它的动力装置是怎样的？画出它的内部结构图。你们需要哪些材料？你们的小组分工是怎样的？汇报设计 清大中创科技创新研学基地 1 5 1、组织小组代表展示和汇报他们的设计图，接受其他同学的建议并进行改进。谁来说说你们组
16、的设计？重点说说你们的内部结构是怎样的？其他同学认为他们的设计合理吗？有什么问题？你接受他们的建议吗？你想如何改进？2、组织学生改进自己的设计，课后根据设计图上的要求和分工，收集材料准备下节课的制作活动。教学建议 1、电动小车的设计关键在内部动力结构，因此教师要引导学生设计时要充分考虑，如采用何种传动方式；前驱还是后驱（即从动轮安装在前车轴还是后车轴上）；马达和电池的安装部位；传动装置的安装部位等。（教师可参考的内部动力结构俯视图如下：）2、学生能够利用的传动装置基本上只有皮带和齿轮传动两种，链条传动的可行度不高。其中，皮带传动相对于齿轮传动更容易些，因为清大中创科技创新研学基地 1 6 它的
17、安装精度要求不高。但也会有小组选择齿轮传动，因为他们认为齿轮传动比准确，速度快。那么教师可以帮助他们准备齿比较大，安装较容易的大齿轮。3、由于之前学生已经了解，大主动轮带动的小从动轮转速快，因此大多数学生在设计时都会为了追求速度而选择主动轮大、从动轮小。但实际上，在电动机本身高转速，而车轴由于摩擦等原因达不到那么高转速的情况下，选择大轮带小轮在传动过程中将会有大量的电力被浪费，这样不仅损害电池也会损害电动机。因此在设计小车时，我们需要的不是增速装置而是减速装置，应该设计小主动轮带动大从动轮，其中的原理可能比较难让学生真正理解，教师可以根据实际情况适当加以引导。清大中创科技创新研学基地 1 7
18、4、本节课的难点是小车内部结构的设计与绘画，教师要给予学生充足的时间和具体的指导。正因为设计内部结构不是一件简单的事情，有许多需有考虑的因素。但各个小组总会有遗漏的部分，因此学生之间的交流就显得更为重要。教师要给予学生一定的时间交流彼此的设计，别人在倾听时能给他们提出建议，他们也能从别人的汇报中获得新的信息，这对他们改进和完善自己的设计是有帮助的。因此本活动建议 2 课时连排。5、教师可以将小组记录单复印后，每个学生保留一份。清大中创科技创新研学基地 1 8 28.设计一个生态园 教学目标 1、知道模型是真实事物的代表，但又不完全等同于真实事物。2、设计一个生态系统模型。探究问题 如何设计一个
19、生态系统模型？学习成果评价 层次 1：不知道如何设计一个简单的生态系统模型。层次 2：能够设计一个简单的生态系统模型，但少了某些必需的组成因素。层次 3：能够设计一个简单的生态系统模型，并具有所有必需的组成因素。教学背景 生态系统是由生物与非生物环境所组成的，在生态系统内部，生物与非生物之间、生物与其他生物之间有着怎样的相互关系呢？我们清大中创科技创新研学基地 1 9 该怎样去探究其中的关系呢？本节课将让学生认识利用模型代替真实事物也是探究的一种方法，并结合之前所学习的生态系统的概念，设计一个生态系统模型。教学过程【集中话题】1、回顾上节课的学习内容，并提出新的问题。生态系统是由哪些部分组成的
20、？各部分之间是联系的还是隔离的？生物与非生物环境之间有什么相互作用？生物成员之间又有什么相互作用？【探索与调查】1、组织学生小组讨论。想要探究这些问题，我们可以有哪些实验方法？除了每天到户外观察之外，有没有更简单、方便的方法？2、简单向学生解释什么是模型，引导学生认识利用模型代替真实事物的探究方法。3、回顾之前学习的生态系统类型，让学生小组讨论，选择一种他们想要研究的生态系统，画出它的设计图。你们想研究哪种生态系统？它有什么特征？营造其中的非生物环境需要哪些材料？其中还需要加入哪些生物成员？【回顾与解释】1、组织学生汇报他们的设计方案，全班提出意见和建议。清大中创科技创新研学基地 2 0 说说
21、你们的设计方案？其他人对他们的设计有什么意见和建议吗？1、要求学生课后收集所需要的材料，下节课带来进行制作。教学建议 1、虽然学生之前认识了很多种生态系统，但是一般来说池塘生态系统或草地生态系统比较适合制作模型（靠近海边的城市也可制作海洋生态系统模型）。2、设计池塘生态系统模型的学生，教师可以课后组织他们前往附近的池塘收集池水、水草，再捞一些水里的田螺、小鱼、小虾等。如果学生自己前往，要提醒他们注意安全。3、设计草地生态系统模型的学生，教师可以课后组织他们前往附近的小花园挖一些土（最好再找一些石头），挖取一些矮小的草本植物，捕捉一些花园里能找到的小动物，如蚂蚁、蚱蜢、瓢虫、西瓜虫、蚯蚓等。4、
22、提醒学生在制作前一天去采集材料，尤其是生物成员，以保证它们的存活率。5、为了使生态系统模型更加完整和逼真，建议学生尽量准备大一些的容器，如整理箱、水槽等。清大中创科技创新研学基地 2 1 29.轮子的作用 教学目标 知道轮子可以帮助小车省力地运动。能够通过实验证明轮子可以帮助物体省力地运动。探究问题 轮子有什么作用？轮子为什么要做成圆形？学习成果评价探究能力 层次 1：无法假设轮子的作用。层次 2：能够假设轮子的作用，但无法通过实验来证明。层次 3：能够假设轮子的作用，并能通过实验来证明。教学背景 本活动教师将组织学生探究轮子的作用，了解可以利用轮子滚动，将物体的水平运动变得省力。通过移动砖块
23、的实验学生能很清楚地认清大中创科技创新研学基地 2 2 识到这一点。小故事 最早发现轮子，是在中国西周时期燕国一处墓地的殉葬品中发现5 辆 2 轮马车，从发掘现场可清晰看到有轮辐（轮辐是保护车轮的轮圈）、辐条装置的车轮。但最先发明轮子的那个人是谁，又是谁第一个造出了带轮的车辆，至今还无从考证。人类发现可以采用滚动的方式前进，是一个了不起的创造。教学准备材料 砖块、细绳、测力计、圆柱形铅笔、六棱柱形铅笔、四棱柱形筷子、托盘 准备：根据小组数量准备相应的材料，每组一个托盘、一块砖、一根细绳、一个测力计、4 根圆柱形铅笔、4 根六棱柱形铅笔、4 根四棱柱形筷子。教学过程 集中话题：带领学生回顾小车的
24、基本结构。说说小车都由哪几部分组成？清大中创科技创新研学基地 2 3 提出问题：引发学生思考，并将他们的想法记录在小组记录单上。为什么小车必须有轮子呢？为什么轮子都是圆形的呢？探索与调查 展示材料：砖、圆柱形铅笔、六棱柱形铅笔和四棱柱形筷子，组织学生思考如何验证他们的猜想。怎样能证明圆形的轮子省力呢？你能设计一个实验证明你的想法吗？除了以上提供的材料之外，还需要哪些材料？清大中创科技创新研学基地 2 4 组织学生进行汇报，全班统一实验方法：将细线绑在砖块上，用测力计测量不垫东西平拉和垫上四棱柱筷子、六棱柱铅笔和圆柱形铅笔平拉砖块各需要多少力。组织学生进行实验，在小组记录单上记录实验结果。组织学
25、生交流讨论实验结果。在桌面上水平拉动一块砖，需要多少力？在砖块底下垫上四棱柱筷子，需要多少力？换上六棱柱铅笔呢？圆柱形铅笔呢？通过实验结果，你能解释为什么小车一定要有轮子吗？轮子又为什么要做成圆形？回顾与解释 组织学生讨论生活中的轮子。你在生活中见过哪些轮子？它们安装在什么地方？起什么作用？清大中创科技创新研学基地 2 5 你见过的轮子都是哪些材料制作的？布置课外任务：调查轮子的发展历史。教学建议 在进行实验活动时，要提醒学生注意砖块使用的安全。如果时间充分，教师可以提供一些轮子的实物或照片，让学生对轮子有更加深入的了解。教师可以将小组记录单复印后，每个学生保留一份。清大中创科技创新研学基地
26、2 6 30.水结冰了 1 教学目标 1、知道温度低于 0 摄氏度时，水会凝固成冰。2、知道温度高于 0 摄氏度时，冰会融化成水。探究问题 水在什么条件下能够凝固成冰？冰在什么条件下能够融化成水？学习成果评价 概念与探究能力 层次 1：不知道水在什么条件下能够凝固成冰。层次 2：知道水在低于 0时能够凝固成冰，但无法进行实验证明自己的观点。层次 3：知道水在低于 0时能够凝固成冰，并能进行实验证明自己的观点。教学背景 北方的学生冬天里都见过河水、湖水或池塘的水结冰，南方的学生也知道将水放到冰箱的冷冻室里会结冰，因此学生对水结冰的现象非常熟悉。但他们对水结冰的条件可能没有认真思考过。本节课就要清
27、大中创科技创新研学基地 2 7 从学生的前概念出发，引导学生探究水凝固成冰以及冰融化成水的条件。教学准备 材料：温度计、试管、烧杯、食盐、碎冰、搅拌棒、水盆、热水 准备：1、根据小组数量预先准备实验材料，具体材料依据每组不同的预测和实验进行发放。2、教师事先制取一些冰，并且敲碎。教学过程 集中话题 1、出示一块冰，提问：这是什么？这是由什么变成的？2、告诉学生水变成冰的过程称为凝固：水在什么条件下能够凝固成冰呢？是高于零摄氏度？零摄氏度？还是低于零摄氏度呢？探索与调查 1、组织学生进行讨论，将他们的预测记录在小组记录单上。清大中创科技创新研学基地 2 8 2、全班交流汇报，教师在集体记录单上记
28、录下他们的想法。说说你们组的预测，为什么这么想？有不同的想法吗？怎样验证你们的预测是否正确呢？我们如何制造刚才所预测的那些温度条件？3、给学生展示如何利用现有材料制造不同温度的环境 想一想，有了这些环境后，制冰还需要哪些材料？4、组织学生领取材料进行实验，教师巡视并加以引导。测量目前你们制冰的环境温度是多少？记录下来。在这个温度下，仔细观察水结冰了吗？5、实验结束后，组织全班汇报实验结果。你们的实验结果是怎样的？水在什么条件下能够凝固成冰？6、提出新的问题，让学生将他们的预测记录在小组记录单上。那冰融化成水的条件又是什么？是高于零摄氏度？零摄氏度？还是低于零摄氏度呢？7、组织全班交流汇报，记录
29、下学生的预测。我们怎样来验证我们的预测？组织学生将刚刚实验中制出的冰，放到所预测的温度环境中，观察并记录实验现象。组织全班汇报实验结果。你们的实验结果是怎样的？清大中创科技创新研学基地 2 9 冰在什么条件下会融化为水呢？回顾与解释 1、组织学生进行总结。水变成冰和冰变成水的过程我们称它为什么？它们之间的转化需要什么条件呢？2、给学生提出新的问题课后思考。你认为在水结冰的过程中，水的温度是如何变化的？教学建议 1、教师在提问水结冰的条件时，学生大多会持有两种观点，一种是到了 0就会结冰；一种是要到 0以下才会结冰（可能也有少数学生认为 0以上也会结冰）。而制造所预测的这几种温度环境，对学生来说
30、是比较困难的，因为他们没有这方面的知识储备。因此教师需要展示如何制造这几种环境：0以上的环境比较好制造，只需要准备一些冰水即可。0以下的环境可以利用碎冰加盐搅拌的方法，能够达到-10左右。0的环境最难制造，虽说冰水混合物的温度是 0，但是由于外界室温的干扰，单纯用水和冰很难制造出 0的冰水混合物。教师可以用一个水盆装满碎冰，上面加盐并搅拌，使水盆里的温度到达 0以下；再将一个装有水的烧杯放入水盆中，烧杯里的水会渐渐结冰；而水结冰的过程中温度会保持 0不变，因此烧杯里水的温度会一直清大中创科技创新研学基地 3 0 维持在 0（如图）。2、学生制冰时，试管里的水量不能太多，否则结冰会很慢。3、验证
31、冰在什么条件下能够融化的实验，环境和上面几个类似。可能有的学生会认为只有在温度很高的时候冰才会融化，教师可以给他提供热水。此外，这个实验中的冰可以是学生之前自己制作的，但得将试管中剩余的水倒出，以免现象混淆。之前实验中没有能制成冰的小组，教师可为他们提供一些碎冰。4、这节课的制冰和化冰过程（用冰水的小组）都需要一定的时间，教师要给予学生充分的实验时间。可以适当将课时延长至 2 课时。清大中创科技创新研学基地 3 1 31.水结冰了 2 教学目标 1、能够组装一个设备来制冰，并测量水结冰时的温度变化。2、能够设法测量冰融化时的温度变化。探究问题 水在结冰过程中温度是怎样变化的？冰在融化过程中温度
32、是怎样变化的？学习成果评价 探究能力与科学态度 层次 1：不能自己组装设备来观察水结冰和融化过程中的温度变化。层次 2：能够自己组装设备来观察水结冰和融化过程中的温度变化，但会根据自己的主观意愿更改观察到的数据。层次 3：能够自己组装设备来观察水结冰和融化过程中的温度变化，并且坚持实事求是的精神，不会随意更改观察到的数据。教学背景 上节课水结冰了，学生已经探究了水凝固成冰，以及冰融化成水的条件，本节课则要更深入地探究，在水凝固成冰以及冰融化成水的过程中，温度是如何变化的。简单认识冰水混合物的温度为 0 摄氏度。清大中创科技创新研学基地 3 2 教学准备 材料：铁架台、温度计、试管、烧杯、计时器
33、、食盐、碎冰、搅拌棒、冷水 准备：1、根据小组数量准备实验材料，每组一个铁架台、一根温度计、一个烧杯、一根试管、一根搅拌棒、一个计时器、冰若干、盐若干。2、教师事先制取一些冰，并且敲碎。教学过程 集中话题 1、回顾上节课后提出的问题，让学生在小组记录单上记录下他们的预测。水在结冰过程中，温度是怎样变化的？在水完全结成冰之前，温度最低能到多少摄氏度？那冰融化的过程中呢？在冰完全化成水之前，温度最高能到多少摄氏度 探索与调查 1、组织学生进行讨论，教师将学生的想法记录在集体记录单上。清大中创科技创新研学基地 3 3 说说你的想法，你为什么这么想？怎样验证你的预测呢？2、展示材料，要求学生在小组记录
34、单上画出制冰的装置图。你想组装一个什么样的装置来制冰？3、组织学生汇报他们的装置方案，全班讨论实验中的注意事项。这样的装置合理吗？它能够制造出零摄氏度以下的环境吗？如何利用这样的装置来观察水结冰过程中的温度变化？温度计应该放在哪里？多长时间观察记录一次？什么时候结束观察？4、组织学生讨论如何进行冰的融化实验。在实验中制取的冰，如何用来进行融化实验？将原先的装置做怎样的改变就能达成目的？多长时间观察一次？什么时候结束观察？5、让学生补充和改进记录单，再领取材料进行实验。教师四处巡视，给予帮助和指导，并及时提醒学生观察和记录。6、组织学生汇报他们的实验结果。那冰融化成水的条件又是什么？是高于零摄氏
35、度？零摄氏度？还是低于零摄氏度呢 6、组织全班交流汇报，记录下学生的预测。在水结冰的过程中，温度是怎样变化的？在冰融化的过程中，温度又是怎样变化的？清大中创科技创新研学基地 3 4 回顾与解释 1、组织学生进行思考。仔细分析我们的实验结果，这两个过程中的温度变化有什么相同之处？在这两个变化过程中，是否同时存在水和冰两种状态呢？2、告知学生，科学家发现冰水混合物的温度会一直保持不变，并且将其定为零摄氏度。组织学生课后给家长演示，如何制作 0 摄氏度的冰水混合物。教学建议 1、上节课水结冰了，教师已经展示过如何制造 0以下的环境，学生大多能够设计出制冰的装置。需要注意的问题就是温度计的放置：温度计
36、应该插在试管中的水里，但位置不能太靠近底部。温度计太靠近底部会被底部先结出的冰冻住，那时测量的则不再是水的温度了。因此教师在实验时要提醒学生，要经常检查温度计是否被冻住。2、教师可根据具体情况安排观察记录的间隔时间，30 秒或 1 分钟为宜。实验的持续时间可以让学生经过讨论自己决定，有的小组可能会想一直观察到水全部结冰为止，教师可根据具体情况进行协调，如果课上时间不够，可以安排他们课后进行。3、由于水结冰和融化的过程都比较长，因此本节课建议两课时连排。教师也可根据具体情况将两个实验拆开来进行。清大中创科技创新研学基地 3 5 清大中创科技创新研学基地 3 6 32.水里的声音 教学目标 1、知
37、道声音可以在液体中传播。2、能够利用多种材料和方法进行实验，证实声音在水中也可以传播。探究问题 声音在液体中是怎样传播的？学习成果评价 探究能力 层次 1：不知道声音可以在液体中传播。层次 2：知道声音可以在液体中传播，但是不能利用多种材料和方法进行实验，证实声音在水中传播。层次 3：知道声音可以在液体中传播，还能利用多种材料和方法进行实验，证实声音在水中传播。清大中创科技创新研学基地 3 7 教学背景 水也是自然界传播声音的媒介，在探究了声音可以在固体中传播的基础上，本节课引导学生进一步探究声音在液体中的传播现象，让学生知道声音也可以在液体中传播，且传播的方向也是朝向四面八方的。花样游泳根据
38、音乐在水下完成各项动作 教学准备材料 蜂鸣器、5 号电池、电池夹、小号自封袋、大号自封袋、细线、玻璃水槽、不同材质的汤勺、小石块、酒精、机油、酱油等。清大中创科技创新研学基地 3 8 教学过程 集中话题 回顾上两个活动的内容，探讨除固体外，还有哪些物体也可以传播声音。物体的状态，除了固体和气体，还有什么？声音可以在固体和气体中传播吗？举例说明一下。除了固体和气体外，物体还有什么状态的？了解学生关于声音在液体中传播的前概念。声音可以在固体和气体中传播，它能在液体中传播吗？在生活中有没有类似的事例？探究与调查 1.向学生展示提供的器材，引导学生设计实验，证明声音是否也可以在液体中传播。怎样实验可以
39、探究声音可以在液体中传播？2.小组内展开讨论，并在全班交流各组的实验方案。学生分组领取实验器材，进行实验并记录。3.汇报交流。你们是怎样在水中制造出声音？你们怎样知道水里是否传出了声音？你们的观察结果是什么？声音在水中的传播方向是不是向四面八方的？清大中创科技创新研学基地 3 9 通过实验，我们分析得出的结论是什么？4.通过分析，得出结论：声音在水中是可以传播，根据各种液体的共同特征，可以再推测其他液体也是可以传播声音的。5.引导学生利用盛有酒精、机油、酱油的大号自封袋阻隔在耳朵和发声的蜂鸣器之间，去听蜂鸣器的声音，验证除了水，其他液体是否也可以传播声音。除了水，你发现其他的液体也可以传声吗？
40、为什么？通过今天的实验，你可以得出什么结论？回顾与总结 总结 声音可以在哪些物体中传播？你是怎样证实的？声音在固体、液体和气体中的传播方向是怎样的？如何来证实？大家还有什么问题？教学建议 1本课的探究活动中，要引导学生分析声源发出的声音在实验装置中，可能从哪些途径传播出来，由此引导他们发现：要想观察声音是否从水中传出，必须把耳朵贴着容器壁，才能进行正确的判断。2在分析实验装置时，要引导学生注意分析装置中气体、液体和固体的综合因素，了解实验中不但观察了液体是否传播声音，同时也观察了气体和固体对声音的传播。清大中创科技创新研学基地 4 0 3在这个活动中，需要学生自行设计实验来验证水或其它液体也可
41、以传播声音。这里有两个因素：声源。教师在材料中可以提供蜂鸣器、小闹钟、小铁勺、石头等物体，让学生可以选择各种声源来探究；介质。学生可能只会想到水，部分学生还会想到游泳时的感受，在探究水可以传播声音的基础上，教师可以提供给学生油、醋、酒精等液体。再帮助学生解决盛装液体的器具，引导学生想些办法来证明液体是否可以传播声音。清大中创科技创新研学基地 4 1 33.探秘小花园 教学目标 1、知道生态系统是由一个地区的所有生物和非生物环境所构成的统一整体。2、生态系统中的非生物因素主要包括土壤、水、空气、阳光等。3、观察和找出生态系统中的生物及非生物因素。探究问题 一块区域里都有哪些生物和非生物？一个地区
42、的非生物环境主要包括哪些因素？学习成果评价 层次 1：不知道生态系统由一个地区的生物与非生物环境组成。层次 2：知道生态系统是由一个地区的生物与非生物环境组成，但不知道非生物环境包括哪些因素。层次 3：知道生态系统是由一个地区的生物与非生物环境组成，并知道非生物环境包括哪些因素。清大中创科技创新研学基地 4 2 教学背景 本节课教师将带领学生通过“探秘”小花园，来认识生态系统的组成结构，发现生态系统是由一个地区的生物及非生物环境所组成的。学生比较容易发现生态系统中的生物成员，对生态系统中的非生物因素则容易“视而不见”。因此，本节课的重难点就是引导学生认识生态系统中的非生物因素。教学准备 材料：
43、画板夹 准备：教师给学生分组，3-4 人一组，根据小组数量准备材料，每组一个画板夹。（本模块的活动都会以小组为单位进行）教学过程 集中话题：1、回顾之前的学习内容。生物与非生物有什么区别？探索与调查：1、提出本节课的观察任务。你仔细考察过校园里的小花园吗？里面有哪些生物？哪些非生物呢？清大中创科技创新研学基地 4 3 2、发放画板夹和记录单，组织学生外出进行观察活动，并将他们观察到的记录下来。你观察到了哪些生物？你知道它们的名称吗？你还观察到哪些非生物？花园里有生物残骸吗？你发现了哪些？照片来源：北京市崇文区光明小学 回顾与解释 1、组织学生回到教室汇报他们的发现。你们在小花园里发现了哪些生物
44、？哪些非生物？清大中创科技创新研学基地 4 4 想想小花园里的生物生存还需要依靠哪些非生物因素？2、全班交流讨论，教师引导学生了解一个地区，最基本的非生物因素主要包括土壤、水、空气、阳光等。3、告诉学生，一个地区的所有生物和其所在的非生物环境组合在一起，就叫做生态系统。你听说过“生态系统”这个词吗？关于生态系统，你都知道些什么？你都想知道些什么？教学建议 1、如果学校内的资源有限，教师在条件允许的情况下，可组织学生到附近的公园内等进行观察活动。2、学生在进行观察活动时，一般容易局限在一些表面的事物上，如：生物有花、草、树，有虫子；非生物有石头、有土、有垃圾等等。教师则要引导他们认真仔细地观察，
45、并加以分类：所观察到的生物最好能够写出名称（不知道名称的可以采集适量的标本带回研究）；对于非生物因素，除了人为的垃圾外，还有土壤（留意土壤的质地）、水分（感受土壤的干湿程度），空气和阳光需要教师给予引导；像落叶、果皮这样的生物残骸，本质上也属于非生物环境的一部分（有机质）。对于学生不理解的方面教师可以适当进行解释。3、学生一般不会想到非生物因素还包括空气和阳光，教师可以利用问题“生物生存除了要获取食物外，还需要依靠哪些非生物因素？”来引导他们发现。清大中创科技创新研学基地 4 5 4、教师可以将小组记录单复印后，每个学生保留一份。单和课堂表现，对每个学生的能力发展做如下评测 清大中创科技创新研
46、学基地 4 6 34.体温计 随着复工复产的到来，我们每天进出公共场所要带好口罩，测量体温。你是否发现，公共场所测量体温体温计与家庭用的体温计是不一样的。是什么原因导致不同场合的体温计选择不一样呢？不同体温计的科学原理是什么呢？如何用体温计为主题设计 STEM 活动呢？本次活动以“体温计的大科学”为主题，与各位老师就上述问题进行了共同讨论。体温计有哪些值得探讨的 STEM 问题 我们对体温计已经很熟悉了，但对于体温计的科学你知道吗？体温计的设计本身就集合了众多 STEM 知识，我们可以提问若干关于体温计的问题，并将它们归纳整理成STEM的各个方面，例如这些问题：清大中创科技创新研学基地 4 7
47、 科学：人的体温为什么在 37 度左右？水银体温计的基本原理是什么？体温枪的原理是什么？技术：什么材料适合做体温计？为什么水银温度计的下端会有一个弯折？哪些传感器可以用于检测温度？工程 体温计是怎么被做出来的？我们能否自制体温计？数学 体温计的数据与实际体温是如何对应的？在探讨一个主题之前，我们可以提出这些问题，从中找到课程设计的方向。不同体温计有什么不一样 生活中我们见到的体温计设备有水银体温计、电子体温计、耳温枪、红外体温计、热成像技术等等。我们可以对这些体温计逐一分析，了解不同体温计的特点和使用方式。清大中创科技创新研学基地 4 8 清大中创科技创新研学基地 4 9 清大中创科技创新研学
48、基地 5 0 我们可以从准确度、检测时间、检测人数、测温方式、成本等角度比较体温计的差异。通过表格的整理分析，我们发现不同体温计的特征是不一样的，我们就可以引导学生思考为什么不同场合下会选择不同的体温计。家庭：家庭使用体温计次数少，价格尽可能低廉，每次使用体温计师除了要知道是否发烧，还要准确知道发烧到什么程度。有的家庭的孩子比较小，需要选择让孩子舒服的测温方式。选用：电子体温计、耳温计 水银体温计 电子体温计 红外体温计 热准确额度高 准确额度高 准确额度低 准检测时间长 检测时间长 检测时间短 检一次检查一人 一次检查一人 一次检查一人 一接触 接触 非接触 非成本非常低 成本低 成本中 成
49、清大中创科技创新研学基地 5 1 医院：医院每天要很多病人测量体温，体温计必须测量准确，为防止交叉传染，需要体温计易于消毒、成本低。选用：电子体温计、水银体温计、耳温计 学校等公共场所：主要用于排查发烧人群，需要测体温的人数多，要求测体温的时间要短，要防止交叉传染，只需要知道测量对象是否发烧即可，资金一般不充裕。选用：红外体温计 机场车站等场所：主要用于排查发烧人群。人流量非常高，每个人允许测量的时间很短，要防止交叉传染，只需检测是否发烧即可，资金比较充裕。选用：热成像技术 我们看到，体温计的不同特性让它能够满足不同的使用场景。那么，是什么因素造成体温计特性的不同呢？我们可以通过制作和实验看一
50、下。在 STEM 云教研活动中，我们探讨了水银体温计和红外体温计是怎么工作的。探索水银体温计是怎么工作的 小学的科学课和初中的物理课都提到了温度计的基本工作原理是热胀冷缩。即是指物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩的特性。从微观的层面上看，物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。清大中创科技创新研学基地 5 2 中学物理课本中介绍了如何用水自制温度计的实验，实验过程很简单，我们在家里也可以完成：在小瓶子里装满带有颜色的水，给小瓶配一个橡胶塞，在橡胶塞上插入一根玻璃管。使橡胶塞塞住瓶口，并将水瓶放在热水中，