新教科版五年级上册科学教材分析

新教科版五年级上册科学教材分析第一单元光一、单元概述从教师的角度而言，本单元首先要弄清楚的问题应该是“光是什历史上，对光的研究曾经推动了科学和技术的长足发展，改变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，看似是对知识本体的认知实则是对光，抑或是对科学本质的理解。光是一种电磁波，按照波长可以将光分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等几个波谱区。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=hy，P=h。这里能量E和动量p都是表征光的粒子性的量，而频率v和波长A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，我们对光的本质的认识可以帮助教师准确把握“光”单元教学的概念发展。对于五年级的学生而言，教师没有必要指导学生从光的本质去认识光。教学中应该遵循课程标准的相关要求，完成关于光的课程内容。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。621.1识别来自光源的光，如太阳光、灯光；识别来自物体反射的光，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。6.22.1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。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。在课程标准中，这三方面的课程内容要求，都是光在传播过程中发生的现象和对这些现象的解释，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，但它是由不同颜色的光组成的。其他物体发出的光或反射的光也是由不同颜色的光混合而成的。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。通过思考和解释“在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。光穿过小孔的实验可以帮助学生观察到光的行进路线，初步理解并建立光沿直线传播的概念。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、紫等各种颜色的光。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，初步将光和颜色建立联系。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；通过光的反射实验，对反射光的路径做出预设，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，需要综合运用和理解本单元的核心概念，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。二、单元教学目标科学概念目标有的光直接来自发光的物体，有的光来自反射光的物体。能发光的物体叫作光源。光在空气中沿直线传播。当衍进中的光遇到物体时会发生反射或折射，会改变光的传播方向，会形成阴影。太阳光包含不同颜色的光。光的反射原理在生产生活中应用广泛，汽车反光镜、潜望镜等都是对光反射原理的运用。科学探究目标能用实验验证光的传播方式。会观察光的折射现象。能利用镜面反射实验，推测反射光规律，并预测反射光位置。会做棱镜分光实验，能推测彩虹的颜色序列并制作彩色轮。能自制潜望镜并进行观察。科学态度目标形成对光研究的兴趣。认识到认真观察、实验和实事求是地记录观察数据的重要性。在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。科学、技术、社会与环境目标意识到光与我们的生产生活密切相关。单元词汇光源：通常把那些自身能发光的物体称为光源。光的传播规律：光在同种均匀介质中沿直线传播。日食、月食及影子的形成都证明了这一事实。光的折射：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。光的组成：白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的复色光。橙、黄、绿等色光叫作单色光。光的反射：光传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。材料清单(视学生人数和分组情况而定)手电筒、镜子、黑色的箱子、苹果、矩形卡纸、屏、能直立的夹子、薄纸片、塑料杯、玻璃片、水槽、线香、激光笔、玻璃杯、铅笔、鱼缸、金鱼、三棱镜、白纸、硬纸板、水彩笔、火柴、细线、黑卡纸、胶带、纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀、学生活动手册。三、分课时教材分析第1课有关光的思考(一)背景和教学目标作为本单元的起始课，首先需要了解学生的原有认知，知道学生关于光的认知水平如何，这是本单元教学的认知起点。本课的观察活动是从认识光源开始的。五年级的学生对于光源和光的特点已经积累了不少经验，他们知道太阳是光源，电灯是光源，等等，但是他们的认识还比较模糊，因此有必要通过教师的引导，实际地去观察、去发现光源和光之间的联系和规律。本课的教学思路：首先，聚焦学生的已有认知，了解学生对光“已经知道的和还想知道的”，“研讨”中的第2个问题，关于黑暗中的红苹果案例可以帮助教师了解学生有关光的认知水平；其次，从生活现象出发，引出光源的概念，通过发光物体的比较，知道光源有什么特点；最后，通过研讨，拓宽学生的视野，感悟光对人类、对所有的生命体、对世间万物都是不可或缺的。本课教学可分为两部分。第一部分是了解学生有关光的前概念，教师可用具体情境或事实来构造问题，用“头脑风暴”式的讨论将学生的思维快速聚集到本课要研究的内容上。第二部分是研讨光和我们生活的关系—如果没有光，会发生什么?在研讨过程中引出光源的概念，让学生通过比较各种发光体，区别光源和非光源。科学概念目标通常把那些自身能发光的物体称为光源。科学探究目标能识别来自光源的光，如太阳光、灯光。能识别来自物体反射的光，如月光。能在实验中感悟到，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。科学态度目标认识到事物之间的变化是有联系的，也是有规律的。在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。科学、技术、社会与环境目标意识到光对人类生产生活的重要性。(二)教学准备为学生准备：手电筒、镜子。教师准备：有窗帘的教室(本课的活动最好能用窗帘遮挡光线，以保证实验效果)、黑色的箱子、红苹果、教学课件等。第2课光是怎样传播的(一)背景和教学目标本课的重点是探究光是如何传播的。这个问题对于成年人来说已不是什么秘密。人们很早之前就通过对光照射下的物体和影子的观察，提出光是沿直线传播的。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中就已经记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先观察到鸢在空中飞动，地面上的影子也跟着移动，移动的方向与鸢飞的方向一致。沈括又在纸窗上开一小孔，使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上。沈括用光的直进道理来解释所观察到的结果：“鸢东则影西，鸢西则影东”。本课也是基于这样的思路，先让学生从经验的角度出发，推测光的传播特点，再通过实验观察光行进的路线，并初步建立“光是直线传播的”这一核心概念。科学概念目标光是沿直线传播的。科学探究目标能与声音的传播对比，发现光的传播特点。能有依据地推测光的传播路径。会设计验证光是沿直线传播的实验。能用实验中的现象分析，推理得出光是沿直线传播的。科学态度目标培养学生爱思考的习惯以及善于思考的能力。知道推测要有依据。在实验中能认真观察、勤于思考，能根据实验结果实事求是地进行。科学、技术、社会与环境目标了解利用光沿直线传播给人类生产生活带来的便利。(二)教学准备为学生准备：手电筒、4张矩形卡纸、4个能直立的夹子。教师准备：有关光是直线传播的图片和教学课件。第3课光的传播会遇到阻碍吗(一)背景和教学目标本课是光沿直线传播概念的延续，与前一课的内容有着密切的联系。本课研究的重点是光在传播过程中遇到阻碍时会产生什么现象，这些现象与光的直线传播有什么关系。所以，本课也是前一课探究活动中发现的光的传播特点在自然环境中的验证、拓展和进一步理解。本课不仅是前一课的延续，也是为学生后续概念建构打基础的课。本课的教学思路：从生活现象出发，引出相关概念，然后通过活动探究规律，最后用规律解释现象，同时深化对规律的理解和掌握。科学概念目标光在受到一个物体或一种物质的影响前能一直保持原方向传播。在空气中沿直线传播的光遇到不同物体时，会发生通过、部分通过和不通过等现象。科学探究目标能推测光照射到不同物体时光传播路径的变化。能运用阳光下物体影子变化的规律来解释日食和月食现象。科学态度目标认识到自然事物是在不断变化的，事物的变化之间是有联系和有规律的。能够按活动要求坚持观察和如实记录数据。能够根据数据和现象实事求是地进行分析和推理科学、技术、社会与环境目标知道人们很早就利用阳光下物体影子的变化规律来测定时间。(二)教学准备为学生准备：手电筒、薄纸片、塑料杯、玻璃。教师准备：水槽、线香、激光笔、教学课件等。第4课光的传播方向会发生改变吗(一)背景和教学目标本课教学是上一课的延续，同样是研究光的传播特点。不同的是，本课是研究光在传播途中遇到透明或半透明的物体时，传播方向会发生什么变化。学生虽然不是很熟悉光的折射现象，但当说到将一根筷子放入水中时会看到一根“弯折”了的筷子，学生便会有所理解。科学概念目标光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。科学探究目标能通过实验观察现象，自行分析、归纳规律。能用对比的方法观察光从空气到水中发生的光线变化。科学态度目标在小组合作探究活动中提升合作意识、培养合作能力。科学、技术、社会与环境目标认识到自然界事物的变化是有规律的。(二)教学准备为学生准备：玻璃杯、激光笔、铅笔、鱼缸、金鱼、学生活动手册等。教师准备：学生实验材料、班级记录表、教学课件等。第5课认识棱镜(一)背景和教学目标本课内容紧接着上一课的内容，继续让学生探索光由空气斜射入玻璃等其他透明物体时，是否也能发生折射；通过观察白光通过三棱镜后发生的变化，进一步引导学生对折射概念进行深层次的理解，并结合生活中常见的光，发现太阳光是五颜六色的。科学概念目标棱镜可以改变光的传播方向。棱镜是利用光的折射定律控制光的传播线路的光学元件。太阳光包含不同颜色的光。科学探究目标能通过实验发现各种色光在不同介质中发生折射的程度不一样。科学态度目标在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。科学、技术、社会与环境目标意识到人类的好奇心和社会的需求是科学发展的动力。(二)教学准备为学生准备：三棱镜、白纸、硬纸板、水彩笔、火柴、细线、学生活动手册等。教师准备：学生实验材料、班级记录表、教学课件等。第6课光的反射现象(一)背景和教学目标本课教学同样是研究光的传播特点，即探究光在传播过程中碰到障碍物会有怎样的变化。对于光的反射，学生不一定能理解其含义，但对于光的反射现象，学生是熟悉的。学生经常玩这样的游戏，用一块小镜子或者金属的文具盒在太阳下晃动，把反射光投射到天花板上或其他物体上。本课教学活动就是在学生的这种生活经验基础上展开的。科学概念目标光碰到镜面会改变传播方向，形成反射现象。反射光也是沿直线传播的。我们之所以能看到物体，是因为物体上有光反射到眼睛里。科学探究目标能根据阴影、晃眼睛等生活情境发现光的反射现象，并提出探究冋题及假设。能通过实验发现光的反射规律。科学态度目标善于观察生活中光的反射现象，并产生探究的欲望。科学严谨地对待实验，从实验现象中得出光的反射规律。科学、技术、社会与环境目标人们利用光反射原理发明了很多有用的器具。认识到自然事物的变化是有规律的。(二)教学准备为学生准备：手电筒、黑卡纸、胶带、镜子、学生活动手册等。教师准备：教学课件、班级记录表。第7课制作一个潜望镜(一)背景和教学目标潜望镜的制作是本单元知识的综合应用，用来考查学生对光的理解程度，所以可在单元总结的基础上进行本课的制作活动。本课以军事上常用的潜望镜为硏究对象，通过分析、表达与交流使学生了解潜望镜内部构造及作用，进一步认识到平面镜在军事及生活中的应用，使学生意识到科学技术的重要性，激发学生学科学、用科学的热情。有了上一课的知识作为基础，再来研究潜望镜的基本原理，应该没有难度。本课是让学生通过动手操作，总结得出潜望镜的原理并自己制作一个潜望镜。科学概念目标潜望镜利用了光的反射规律。科学探究目标能通过对潜望镜内部结构的研究，探究潜望镜的基本原理。通过亲自制作潜望镜，加深对光的反射原理的理解。科学态度目标通过制作潜望镜的活动，使学生学会欣赏、评价他人的作品，尊重他人劳动成果愿意合作交流。科学、技术、社会与环境目标能根据潜望镜的工作原理，利用生活中的材料，模拟制作潜望镜。(二)教学准备为学生准备：纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀、学生活动手册等。教师准备：制作好的简易潜望镜、教学课件、图片、班级记录表。四、参考资料无影灯任何物体受到光照都会投下影子，这是由光线的直线传播造成的。无影灯其实并不能“无影”，它只是减淡本影，使本影不明显。影子是光照射物体形成的，地球上各处的影子是不同的。仔细观察电灯光下的影子，还会发现影子中部特别黑但四周稍浅。影子中部特别黑的部分叫本影，四周稍浅的部分叫半影。这些现象的产生都和光的直线传播有密切关系。假如把一个柱形茶叶筒放在桌上，旁边点燃一支蜡烛，茶叶筒就会投下清晰的影子。如果在茶叶筒旁点燃两支蜡烛，就会形成两个相叠而不重合的影子。两影相叠部分完全没有光线射到，是全黑的，这就是本影。本影旁边只有一支蜡烛可照到的地方，就是半明半暗的半影。如果点燃三支甚至四支蜡烛，本影部分就会逐渐缩小，半影部分会出现很多层次。物体在灯光下能生成由本影和半影组成的影子，也是这个道理。很显然，发光物体的面积越大，本影就越小。如果我们在上述茶叶筒周围点上一圈蜡烛，这时本影完全消失，半影也淡得看不见了。科学家根据上述原理制成了手术用的无影灯。它将发光强度很大的灯在灯盘上排列成圆形，合成一个大面积的光源。这样，就能从不同角度把光线照射到手术台上，既保证手术视野有足够的亮度，同时又不会产生明显的本影。手术无影灯一般由单个或多个灯头组成，系定在悬臂上，能做垂直或循环移动悬臂通常连接在固定的结合器上，并能围着它旋转。无影灯采用可消毒的手柄或可消毒的箍(曲轨)作灵活定位，并具有自动刹车和停止功能以操纵其定位，在手术部位的上面和周围，保持相宜的空间。无影灯的固定装置可安置在天花板或墙壁的固定点上，也可安置在天花板的轨道上。哈哈镜如果你靠近光亮的纽扣、电镀的小勺、灯泡、罐头盒等物品，会发现你的面部可能被照得很大，也可能被照得很小，让你不禁捧腹大笑。哈哈镜就是这样一种使物像变形产生奇异效果或幻象的光学装置，利用曲面镜引起的不规则光线反射与聚焦，形成散乱的影像。哈哈镜由凸凹不平的玻璃制成，有的部分是凸镜，有的部分是凹镜，因而物体的像有的放大，有的缩小，看上去奇形怪状，非常滑稽。镜面扭曲的情况不同，成像的效果也会不同，常见的变换效果有高矮胖瘦四种效果。根据镜面材质的不同，哈哈镜分为金属哈哈镜、玻璃哈哈镜等。哈哈镜的镜面不是平的，有的部分是凸面镜，有的部分是凹面镜。当你对着一个上部是凹面镜的哈哈镜时，你的头就会被放大，而且因为鼻子在脸部突出，离镜面更近，鼻子的像放大的倍数比脸上其他任何部分都大，结果就照出大鼻子。如果你对着一个上部是凸柱面镜的哈哈镜，因为镜子在竖直方向上并没有弯曲，所以在竖直方向上像与物长度相同；但在水平方向士由于是凸面镜，像是缩小的，因此，脸在镜中的像就变成细长的了。同样道理，如果用凹柱面镜照你的脸，你会看到一个短胖的脸。如果把镜面做成上凸下凹，照出来的人就是头小身体大的了；镜面做成上凹下凸，照出来的人就是头大身体小的。要是将镜面做成各部分凹凸不平的，照出的像就是歪七扭八的“丑八怪”。目前，大型哈哈镜主要应用于儿童游乐场、酒店装饰和心理咨询室等，小型哈哈镜主要用于家庭装饰，用来活跃气氛。第二单元地球表面的变化一、单元概述本单元中的“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？教科书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，而是经过地球内因和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。14.2.1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。14.2.3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。14.52知道地壳运动是地震、火山喷发等自然现象形成的原因。14.53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。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，采用了总一分一总的模式。在单元的起始课，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，引导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，在单元最后一课，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。本课的设计线索：对地球全貌的观察——陆地内部主要地形的观察——每一个典型地形地貌的观察。初步让学生建立一个地球尺度的概念。知道我们所看到的平原、高原、山地、丘陵和盆地这些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。对地球全貌的观察，能够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、第4课学习地震、火山喷发形成原因奠定知识基础，知道地球内部是不断运动的。本课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“地震的成因及作用”和第4课“火山喷发的成因及作用”，让学生通过学习，知道地震和火山喷发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。教科书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课“风的作用”和第6课“水的作用”，主要研究的是引发地表变化的外在因素。第5课，研究风的作用对地表的影响。本课主要通过风卷起沙子刮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使地球表面的地形、地貌发生改变的。通过与地震和火山喷发对地表影响力的比较，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，学生由此认识到风的作用是巨大的。第6课，带领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表流水对地球表面形态的影响，主要涉及两个方面：一是降雨，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的，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的。本课学习是对第1课中黄土高原上的沟壑和黄河入海口的沙洲形成原因猜测的回应，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“猜测主要形成原因”进行反思，比较学习前后认识的不同，感受自己在“地球表面的变化”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，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，由此可以增强学生爱护树木、保护土地的意识一提高他们的自觉性。二、单元教学目标科学概念目标地球内部运动和外力作用是形成和重塑地球表面多种地形地貌的原因。地球表面的地形地貌在不断地发生变化，有的变化是在缓慢的过程中进行的，如风、水等自然作用对地形的改变；有的却是一个比较迅猛的瞬间，如地震和火山喷发对地球表面的改变。地球上的水在陆地、海洋及大气之间不间断地循环。地球表面是崎岖不平的，有平原、高原、山地、丘陵、盆地等多种多样的地形。地球内部有地壳、地幔和地核三个圈层。地壳主要由岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类岩石构成。地壳运动是地震、火山喷发等自然现象形成的原因。地震、火山喷发等自然灾害会对人类产生一定的影响，抗震防灾是有方法可循的。人类的活动也会改变地表形态，有些活动对地球有积极的影响，有些则是消极影响。科学探究目标能通过观察世界地形图，描述地球表面的整体样貌。能描述典型地形地貌特点，并对其形成原因做出猜测。会做地震、火山喷发、风蚀岩石、降雨侵蚀土地以及植被对侵蚀的影响等模拟实验。会通过观察图片和阅读资料来搜集信息，作为科学解释的证据。能基于搜集到的证据，运用科学思维，进行科学解释并展开科学论证，最终形成科学结论。能反思学习过程，不断调整、完善认知结构，感知自己的进步与成长。会用科学记录单的方式表达想法，作为学习反思、形成科学解释的重要依据。科学态度目标具有不断探索地球表面形态变化原因真谛的兴趣与愿望。敢于提出猜想，并尝试通过实证的方式证明猜想的正误。具有尊重证据、乐于与同学基于证据展开科学论证的品质。愿意交流与反思，感受集体智慧的优势。科学、技术、社会与环境目标感受科学技术的进步对人类探索、了解自然带来的可能与便利。认识到人类与环境是相互影响的，应自觉保护环境。单元词汇地壳：地壳是地球固体圈层的最外层，它以莫霍面与地幔相分隔，具有明显的横向不均这一特征。地幔：地壳底部至地表以下大约2900千米处的古登堡面的地球内部圈层。地幔约占地球总体积的83%，总质量的2/3。地幔又可分为上地幔和下地幔两个次一级圈层。地核：地球内部构造的中心层圈。指地幔以下到地球中心的部分。推测可能是高压状态下铁、镍成分的物质。地核又可分为内核和外核两部分，外核深度为2900千米-5100千米，推测为液态；内核深度为约5100千米以下至地心。地震：地面的震动，是地壳快速释放能量过程中造成的，其间会产生地震波的一种自然现象。火山喷发：是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示，是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。侵蚀作用：指风力、流水、冰川、波浪等外力在运动状态下改变地面岩石及其风化物的过程。侵蚀作用可分为机械剥蚀作用和化学剥蚀作用。搬运作用：是指地表和近地表的岩屑和溶解质等风化物被外营力搬往他处的过程。是自然界塑造地球表面的重要作用之一。其中，外营力包括水流、波浪、潮汐流和海流、冰川、地下水、风和生物作用等。沉积作用：是指被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后，由于条件发生沉淀、堆积的过程的作用。堆积作用：被搬运的物质因外营力减弱或失去搬运能力，以及含溶解质的水溶液受蒸发或发生化学反应后出现的积聚过程。其含义比沉积作用更广，但两词经常通用。材料清单地形图(世界和中国)、橡皮泥(红、黄、蓝三种颜色)、泡沫小盒、保鲜膜、土豆泥、番茄酱、罐头盒(或不锈钢小盆)、铁架台、酒精灯、护目镜、岩石(砂岩)、砂纸、泥土、有颜色的沙子、报纸、小桶、自制喷壶、塑料盒、混有少量沙石的湿润土、有植物生长的土、一侧有孔的长方形塑料水槽、降雨器、水、图片、视频及教学课件等。三、分课时教材分析第1课地球的表面(一)背景和教学目标本课题目“地球的表面”主要指地球表面的形态，简称“地形”，又称“地貌”。常见的陆地地形有平原、高原、山地、丘陵和盆地等。地球表面的地形不仅复杂多样，而且在不断地发生着变化。其变化的原因也很复杂，不仅与地球内部构造有关，还与空气、水、动植物、人类活动等外部因素有关。作为单元起始课，本课为整个单元的学习起到“奠定知识基础，提供思维线索的作用。首先，提供“世界地形图”“我国的地形图”以及各种典型地形地貌的图片，引导学生按照“从整体到局部”的顺序进行观察，学习描述地形的特点，对地表的各种形态进行初步的认知。学生在感叹大自然的神奇造化的同时，会进一步思考：这些奇妙的地形地貌是如何形成的呢？五年级的学生对于地形地貌虽然没有系统的认识，但是他们也有着丰富的生活经验，旅途中、网络中、电视中的见闻都会使他们对地形地貌有一些浅显的认识。因此他们可以尝试对各种地形地貌的成因进行猜测，不仅可以为整个单元的学习提供思维线索，而且也将学生心中的疑惑与教学目标相融合，激发他们进一步探究地形地貌特点及其变化原因的兴趣。科学概念目标地球表面的地形地貌是复杂多样的，也是不断变化的。常见的陆地地形有平原、高原、山地、丘陵和盆地等。科学探究目标能够通过观察、分析图片等资料获得关于地形地貌特点的信息。能够用恰当的词语描述常见地形地貌的特点。能够对地形地貌变化的原因进行有依据的猜测。科学态度目标愿意交流、表达自己的观点。发展探究地形地貌变化原因的兴趣。科学、技术、社会与环境目标意识到各种各样的地形地貌是大自然赐予我们人类的宝贵自然遗产。(二)教学准备为学生准备：世界地形图或地形地球仪、中国地形图或地形地球仪、典型地形地貌的图片、学生活动手册。教师准备：典型地形地貌的视频、世界地形图、中国地形图、班级记录大表、教学课件。第2课地球的结构(一)背景和教学目标从本课开始，学生将研究地球表面形态形成的原因。影响地表形态变化的因素有很多，按照其能量的来源可归纳为两个原因：内力作用和外力作用。内力作用的能量来源于地球本身，表现为地壳运动、岩浆活动及变质作用。外力作用的能量来源于地球外部，主要是太阳辐射能和重力势能，主要表现形式为风化和流水的侵蚀、搬运沉积作用等第2课以及后面的第3、第4课，研究地球内部力量对地形地貌的影响。第2课研究“地球的结构”，而第3、第4课主要研究地球内力作用的两种表现形式：地震和火山喷发。地球内部力量的产生与地球内部构造有着紧密的关系。地球由外向内大致可分为地壳、地幔和地核三层。在地球的内部圈层中，地壳与上地幔顶部的固体圈层称为岩石圈。岩石圈保持在具有黏弹性、高温可流动的软流层之上。岩石圈不是一个单一的完整的块体，而是由板块构成。全球的板块共分六大板块，分别是亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。这些板块在不停地运动，是造成地球表面形态变化的重要原因。板块之间相互滑动、碰撞、俯冲，它们的边缘构成地球表面的活动带，是地震、火山的高发区。在本课的学习中，学生将了解地球的内部结构，认识地壳的组成，了解地壳运动并通过制作“地球结构的模型”了解地球内部圈层的结构。本课的学习为后面进一步研究地震和火山喷发奠定了知识基础。科学概念目标地球从表面到地心分为地壳、地幔、地核三个圈层，地壳在不断运动着。组成地壳的岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。科学探究目标能够通过阅读资料、观察图片来了解地壳运动如何引起地形变化。能够制作地球结构的模型，了解地球内部圈层结构。科学态度目标保持对探究地球内部构造的好奇心和探究热情。乐于参与地球结构模型的制作活动，能够与他人合作、克服困难、积极地完成制作任务。科学、技术、社会和环境目标感受科学技术的进步为人类探索自然、认识自然带来了可能与便利。(二)教学准备为学生准备：橡皮泥(红、黄、蓝三种颜色)、地球内部结构的相关资料、学生活动手册。教师准备：教学课件、视频资料、班级记录表。第3课地震的成因及作用(一)背景和教学目标在第2课的学习中，学生认识了地球的内部结构，了解了地壳的组成及运动。本课和第4课，将指导学生通过研究地震和火山喷发两种自然现象来认识地球内部的力量是如何改变地形地貌的。地面的震动简称为地震，是岩石圈内能量积累到一定时候释放的一种形式，是自然界经常发生的一种地质作用。地震可分为天然地震和人工地震两大类。天然地震有两种：一种是“构造地震”，是由地下岩石的构造活动产生的地震；另一种是由火山喷发而产生的“火山地震”。人工地震是用大为方法产生的地震，如工业爆破或地下核爆炸等。本课主要研究的是“构造地震”。构造地震又称断裂地震，是由地下岩石发生快速错断引起的。地下岩石由于地壳的运动会长期受到力的作用而发生形变。一旦这种作用力的强度超过了岩石的承受强度，岩石就要破裂或错开，同时将积累的能量迅速释放出来从而发生地震。构造地震分布广、危害巨大，强烈的地震能导致山崩地裂、地面沉降与隆升、地表错位、河道堵塞、房屋倒塌等。大多数地震都属于构造地震。中国是多地震的国家之一学生对于地震现象并不是一无所知，电视中、网络中都经常会有关于地震的报道。他们知道地震是一种灾害性地质现象，一地震发生时会对地表形态产生巨大的影响。而且通过前面的学习，学生也了解了地壳运动对岩层的影响。但是，学生对于地震产生的具体原因还比较模糊，地震的发生会导致地形地貌的哪些具体变化也不是非常清楚。因此，在本课的学习中，学生将通过模拟实验对地震的成因建构自己的解释，通过分析文字、图片等资料了解地震发生时对地表产生的影响，搜集地震发生时如何自救的方法并且制成宣传海报。通过以上的活动，帮助学生建立关于“地震”这一自然现象比较完整的知识体系：从“原因”到“产生的影响”再到“如何自救”。同时加深了学生对于“地壳运动”的理解，为解释“弯曲岩石”的现象找到更为充分的依据。科学概念目标地壳运动是地震发生的原因。地震的发生会使地表形态发生巨大变化。科学探究目标能够通过模拟实验，探究地震形成的原因。能够通过阅读资料、观察图片，分析地震后给地表带来的改变。能够制作关于抗震防灾的手抄报，宣传抗震防灾的常识。科学态度目标保持对地震现象的探究热情，乐于参加模拟实验。能基于证据大胆表达自己的见解，认真倾听他人意见，形成集体观点。科学、技术、社会与环境目标了解科学技术可以减少自然灾害对人类生活的影响。知道抗震防灾的基本常识。(二)教学准备为学生准备：泡沫小盒、保鲜膜、泥土、水、学生活动手册。教师准备：教学课件、班级记录表。第4课火山喷发的成因及作用(一)背景和教学目标在上一课研究地震成因之后，本课将研究地球内部力量改变地形地貌的另外一种表现形式——火山喷发。火山是由地球内部的炽热岩浆及伴生的气体和碎屑物质喷出至地表后冷凝、堆积而成的山体。典型的火山地貌表现为顶部有漏斗状洼地的椎体孤立山峰，如日本富士山。火山喷发是火山作用的表现形式，是岩浆活动的一种。岩浆活动可分为两种方式：①侵入作用，岩浆从深部发源地上升但没有到达地表就冷凝形成岩石的过程；②喷出作用或火山作用，岩浆从深部发源地上升直接溢出地表，甚至喷至天空的作用过程。岩浆发源于上地幔软流层或下地壳深处，其温度很高，一般在700-1200℃，内压力很大，可以顺着地壳薄弱地带侵入上部地壳，或沿着构造裂隙喷出地面。火山喷发多具有间歇性。正在喷发的和人类有史以来常作周期性喷发的火山称为“活火山”，其周期可为数十年或数百年；人类历史上无喷发记录且已遭严重破坏的火出称为“死火出”；虽长期无喷发活动，但是还会再喷发的年轻且完好的火出称为“休眠火山”。火山主要分布于板块之间的构造活动带，如环太平洋大陆边缘带、地中海——喜马拉雅山脉带和洋中脊裂谷带等学生对于火山喷发的自然现象并不陌生。但是，他们对于这一自然现象更多停留在文字、图片以及视频等感性认识的水平上，并没有深入去了解这种地质作用对地形地貌产生的影响，更没有通过模拟实验来探究其发生的原因。因此，本课将引导学生对火山喷发的成因及其对地形地貌的影响进行深入探究。学生将通过对文字、图片等资料的分析整理来了解火山喷发给地表带来的改变，通过模拟实验探究火山喷发的成因，了解火山喷发对环境的影响。科学概念目标地壳运动是火山喷发的原因。火山喷发会改变地球表面的地形，对环境产生巨大的影响。科学探究目标能够通过阅读资料、观察图片，分析火山喷发给地形地貌带来的改变。能够通过模拟实验获得证据，探究火山喷发的原因。科学态度目标对探究火山喷发现象保持好奇心和探究热情。积极参加模拟实验，具有基于证据发表自己见解的意识。斗学、技术、社会和环境目标认识到人类、动植物与环境之间相互影响和相互依存关系。(二)教学准备为学生准备：火山喷发的文字及图片资料、土豆泥、番茄酱、罐头盒(或不锈钢小盆)、铁架台、酒精灯、护目镜、学生活动手册。教师准备：教学课件、视频资料、班级记录表。第5课风的作用(一)背景和教学目标在前面2-4课的学习中，学生研究了内部力量对地球表面形态的影响。本课和第课开始研究外力作用对地形地貌的改变。外力作用的能量来源于地球外部——以太阳能为主。外力作用主要作用于地球的外部圈层和表层系统，主要形式是地球外圈的力量对地壳的风化、侵蚀、搬运、沉积过程，并对地球的表面形态进行改造。地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。大气圈是地球外部圈层最主要的组成部分，大气圈本身进行着各种各样复杂的物理化学过程，同时还与地球表面的岩石圈发生着各种复杂的地质过程，即风的地质作用。空气的运动很复杂，绝对水平运动的空气是不存在的，因此可以把近水平运动的空气称为风。风的地质作用是指气流对地球表面物质的动力作用及其相关的过程，主要形式有风蚀作用、风的搬运作用及风的堆积作用。五年级的学生对于由“风的作用”形成的地貌并不陌生，他们会从电视、网络中获得一些相关的信息，甚至可能去某些地区旅游过。但是，他们对于这种地貌的形成的具体原因及过程并不清楚。在本课的学习中，学生将通过模拟实验初步探究风蚀作用对岩石的影响，通过阅读分析图片、文字等资料了解风蚀作用、风的搬运及堆积作用对地球表面的影响，以及了解相关地形地貌的形成过程。科学概念目标风的力量会磨蚀岩石并且搬运岩石破碎物，对地形变化起着重要作用，而且这种作用和变化是缓慢进行的。科学探究目标能根据已有知识和生活经验对“风对地形的作用”提出自己的看法和根据，并且与其他同学进行交流和分享。会做“模拟风卷起沙子对岩石的影响”的实验并对实验现象进行解释。科学态度目标体会到大自然的神奇力量。意识到探究成果对解答问题的重要价值。科学、技术、社会和环境目标认识到由于风的作用形成的地形地貌是大自然赐予我们人类的宝贵自然遗产。(二)教学准备为学生准备：岩石(砂岩)、砂纸、实验记录单。教师准备：教学课件、风蚀地貌(戈壁、沙漠)照片、雅丹地貌的视频资料、班级记录表。第6课水的作用(一)背景和教学目标水圈作为地球外部圈层之一，包括海洋、湖泊、河流、冰川、沼泽和地下水等形成连续的封闭圈层。在太阳能的作用下，水在不断地循环，循环所产生的作用力对地表不断地进行着改造，是外力作用的重要组成部分。本课研究“水的作用”，主要指地面流水对地球表面形态的影响。地面流水是指流动于陆地表面的水，包括大气降水、融雪、经由地下重新返回地表的暂时的或常年的径流水。因此，地面流水包括暂时性地面流水和长期性地面流水。本课的学习也将从这两方面入手，引导学生了解水的地质作用。暂时性地面流水，是在大气降水(比如降雨)的同时，山体斜坡上向下流动的薄水层及由此形成的无数细流，随降雨结東而停止流动。降雨时，会产生无固定水道的细小水流沿斜坡向下运动，同时带动风化作用所产生的松散物质向斜坡下搬运。雨点冲击地面的机械作用，加强了斜坡面的侵蚀和搬运能力，产生斜坡的侵蚀作用。在起伏不平的斜坡上，有各种低洼地处，当径流水汇入低洼地区后便形成了较强水流，扩大了侵蚀作用，在土壤中形成切沟，切沟相互汇集形成冲沟。冲沟是加速水流的侵蚀而切入地表的沟。冲沟侵蚀是水力侵蚀的形式之一，它切割土地，使土地支离破碎而造成水土严重流失。河流是具有一定河道的长期性地面流水，是地球外力作用中最主要的形式，在河流的侵蚀、搬运和沉积过程中，地球表面的形态不断地被改造。河水的侵蚀作用分为下蚀作用和侧蚀作用。下蚀作用使谷底、河床加深，侧蚀作用使河道加宽。河水的沉积作用会形成三角洲、冲积平原等地形地貌。降雨、河流都是学生非常熟悉的自然景象，但是他们并不清楚地面流水也是改变地形地貌的重要因素。在本课的学习中，学生将通过模拟实验认识降雨给地表带来的变化；通过观察图片、阅读资料认识河流对地表的改变；用掌握的科学知识解释自然现象，加深他们对“流水”这一外力作用如何影响地形变化的认识。科学概念目标地球上的水在陆地、海洋及大气之间不间断地循环。雨水降落到地面会侵蚀土地。河流会侵蚀河床和两岸，这些被侵蚀的泥土在水流缓慢的地方又会沉积下来。河流的侵蚀和沉积作用，形成了许多不同的地形地貌。科学探究目标能通过模拟实验探究降雨给土地带来的变化。能够通过分析、阅读资料了解河流的侵蚀和沉积作用形成了许多不同的地形地貌。科学态度目标积极参与模拟实验，尊重事实，愿意沟通交流自己的观点与发现。提升自觉保护环境的意识。科学、技术、社会和环境目标认识到水土流失的危害和减少雨水对土地侵蚀的重要性。认识到人类活动对环境的影响。(二)教学准备为学生准备：泥土、有颜色的沙子、报纸、小桶、自制喷壶、塑料盒。教师准备：教学课件，河流侵蚀、沉积作用形成地形地貌的图片及资料，班级记录表。第7课总结我们的认识(一)背景和教学目标经历了前面6课的学习，学生分别从内力作用和外力作用两个方面探究了影响地球表面变化的原因，认识了各种因素影响下形成的典型地形地貌。本课是对前面所学内容的回顾与梳理，意在帮助学生对地形地貌的形成及其演变形成更加完整的认知。同时，通过对比实验研究植被对侵蚀作用的影响，拓展学生对侵蚀作用的认识，并将学到的科学知识与自然界及其生态环境的保护联系起来，培养学生爱护植物、保护环境的意识。科学概念目标地球内部力量如地壳运动产生的力，与外部因素如风、水等，都会影响地球表面的形态。斜坡上有无植被会影响土地被侵蚀的程度。科学探究目标能回顾并梳理出影响地球表面变化的因素。能够通过对比实验，研究植被对侵蚀的影响。科学态度目标愿意交流、表达自己的观点。科学、技术、社会与环境目标意识到各种自然力量在重塑地表形态的过程中也会影响人类的生产生活，人类自身的活动也在改变着地表的形态，我们要尽量减少对土地的侵蚀。(二)教学准备为学生准备：湿润且混有少量沙石的土、有植物覆盖的土、一侧有孔的长方形塑料水槽、降雨器、水、学生活动手册。教师准备：教学课件、班级记录大表。四、参考资料地形地貌类型地表形态简称地形，又称为地貌。从形态分，主要分为陆地地貌形态和海底地貌形态；从成因分，可分为内力为主和外力为主形成的地貌形态。陆地地貌形态陆地表面是起伏不平的，形态是多种多样的。陆地地貌主要有平原、高原、山地、丘陵、盆地等，但基本上可以归纳为山地和平原两种类型。丘陵和山地的形态无大区别，海拔高度小于500米，相对广度小于100米的山地就是丘陵。高原和平原也没有严格界限。盆地实质上是山地和平原两种类型的组合山地地貌包括山岭和谷地两种类型。高出平地之上具有顶、坡、麓三个部分组成的地表形态叫作山，山顶叫作峰；呈长条状延伸的山叫作岭，山岭的顶部叫作山脊向一个方向延伸的山岭系统叫作山脉。一条山脉可以包括许多条大致平行的山岭及其间的谷地。平原又可分为低平原和高平原两类。通常把绝对高度小于200米的沿海平原和盆地底部平原叫作低平原；地面切割较浅的高原叫作高平原，如我国的内蒙古高原。海底地貌形态海底地貌也是多样的，总的说来，海底地貌可划分成大陆架、大陆坡和大洋底三大陆架是大陆地壳被海水淹没的部分，在构造上是大陆的组成部分。大陆坡是大陆架外缘向深海盆地过渡的一个很陡的斜坡。大洋底是海洋底部的主体部分，约占海底总面积的80%。大洋底的地形起伏也是很大的，在大洋底部有绵延数千千米的海底山脉(也叫海岭)，把洋底分隔成数个面积广大的海盆。海底也有火山，火山露出水面就是火山岛。此外，在太平洋的边缘还有数千米深的海沟和一系列岛弧，海沟和岛弧分布的地区是海底坡度最大、高差极为悬殊的地方。地球的圈层构造地球的物质成分及性质不是均一的，具有圈层结构的特征。地面以上的圈层为外部圈层，地面以下的圈层为内部圈层。一、外部圈层构造地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。二、内部圈层构造地球的内部以两个重要的间断面—一莫霍面和古登堡面为界，分为地壳、地幔和地壳是地球固体圈层的最外层，由岩石组成，其底界为莫霍洛维契奇界面。1.地壳地壳的厚度各处不一。大陆地壳平均厚度为35千米，大洋地壳平均厚度为7千米。地壳的体积占全球的1%，质量为全球的0.2%。地壳的表层因受大气、水、生物的作用，可形成土壤层、风化壳和沉积层，厚度在10千米以内。2.地幔地壳底部至地表以下约2900千米处的古登堡面的地球内部圈层为地幔。地幔约占地球总体积的83%，总质量的2/3，可分为上地幔与下地幔。上地幔的物质成分一般认为是由橄榄石、辉石和石榴子石按不同的比例组成的。上地幔100千米200千米处的物质具有较强的塑性变形能力，在动力的作用下可以发生缓慢的流动，称为软流层。软流层以上的地幔部分和地壳合在一起统称为岩石圈。3.地核地核是地球内部结构的中心层圈，指地幔以下到地球中心的部分。科学家推测地核中的物质可能是高压状态下铁、镍成分。地核又可分为内核和外核两部分，外核深度为2900千米-5100千米，推测为液态；内核深度为约5100千米以下至地心。地质作用地质作用是指改变地球表面形态、改变组成地壳的物质(岩石)成分与构造、破坏原来的岩石以及形成新的岩石等的自然作用。一切地质作用都是以能量为基础的地球的能量系统由太阳能、放射能、物理能和其他能量等构成。没有能量，地质作用就不可能发生，但并不是地球的所有能量都会转化成地质作用的形式。由能量转化而成的、能够导致地质作用发生的力称为营力。按来源分，营力可分为内力地质作用和外力地质作用。像放射能、动能、重力能、化学能、结晶能等来源于地球内部的能量称为地球的内能，以内能作为营力的地质作用称为内动力地质作用，内动力地质作用主要发生在固体地球的内部，部分发生在固体地球的表层。来源于地球外部的能量称为外能，其相应的地质作用称为外动力地质作用，外动力地质作用则主要作用于地球的外圈和地球的表层系统。内动力地质作用的形式主要有构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用等方式；外动力地质作用的主要形式是地球外圈对地壳的风化、侵蚀、搬运、堆积过程，并对地球的表层系统进行改造。地表形态的形成和发展是内力和外力相互作用的结果。内力创造了地表形态的基本轮廓，即海陆的分异和大的地形起伏，外力则进行雕塑加工；内力作用造成高山盆地，使地面崎岖不平，外力作用则破坏高山、填平低地，使地面趋于平夷。二者在地形发展方向上是对立的，但又是相互联系的统一过程。内力作用可归结为隆起和沉降的对立统一。外力作用可归结为侵蚀和沉积的对立统一。但外力的侵蚀和沉降却与内力的隆起和沉降相互依存。侵蚀作用主要在隆起的山地高原上进行，沉积作用主要在沉降的平原和盆地内进行，这就是外力和内力的对立统一。内、外力相互斗争彼此消长的过程，就是地表形态发展和演化的过程。著名的长江三峡就是内力和外力共同作用的结果。长江三峡以雄伟险峻闻名中外它是地壳不断抬升、流水不断侵蚀切割形成的，也就是说是内力和外力的共同作用形成的。地震地震的成因地震是构造运动的一种特殊形式，也是地球内部存在巨大能量的证明。地震的成因相当复杂，各种成因假说也很多，但不管何种成因假说，几乎所有科学家都认为地震是由于震源区物质发生瞬时位移所形成的弹性波到达地表所引起的震动。一般认为，地震是因为地球内部岩石所承受的应力超过了岩石的强度发生破裂产生的。地壳上部的岩石是一种弹性物质，容易发生弹性变形。原始状态中的岩石在应力作用下不断发生变形，在岩石的弹性应变范围内，这种变形并没有释放能量，而是转化成应变的形式，并随着能量的积累使应力和应变不断加大。每一种岩石都有自己的强度，也有一定的弹性应变范围，当地球内部岩石所承受的应力超过了岩石所能承受的弹性应变范围时，岩石便发生破裂，同时由于弹性回跳而发生震动，地震就发生了。地震过后，地球内部的能量得到了释放，但岩石的断裂变形却无法再恢复。震源即地震发生的地点。震源实际上并不是地球内部发生地震的一个点，通常是一定范围内遭到破坏的岩石。震中震中是地震震源在地表的垂直投影点，也是震源与地表最近的距离，通常在震中附近地区地震的破坏程度最大。震级震级是按照地震本身强度而定的等级标度，与地震释放大量的能量大小相关，常用M表示。地震释放出来的能量越多，震级就越大。烈度烈度是指地震对地表的破坏程度，它是根据地面的破坏程度来确定的，一般分为12级，12级烈度是毁灭性的。地震作用地震作用有许多不同的表现形式，形成许多地质现象。地面变形是地震作用最常见的结果，除了隆起、错动、旋扭等各种变形外，还可能引起地裂缝、地面陷落等变形。震区及其周围地区，出现大量的裂缝带、重力崩塌、滚石、边坡崩塌、地滑、地基沉陷等。由地震引发的山崩和滑坡规模往往很大，造成次生灾害。地震中由于山崩或滑坡所形成的垮塌物经常会堵塞河道，形成湖泊——堰塞湖。风化作用在温度、空气、水和生物共同的作用下，形成岩石的破坏变化过程叫作风化作用风化作用使坚硬的岩石变成碎小的石块、沙子和黏土。风化作用可分为物理风化作用(也叫机械风化作用)和化学风化作用(包括生物化学风化作用)。一、物理风化作用坚固的岩石机械地崩解为各种大小不同的碎块和微粒，而组成岩石的各种矿物的化学成分没有发生变化，岩石的这种被破坏过程叫作物理风化作用。温度变化是引起物理风化的主要因素，岩石受热体积膨胀，冷却时体积收缩。由于岩石表层和内部受热不均，因而产生岩石表层不均匀的膨胀与收缩，膨胀时产生平行于岩石表面的裂隙，收缩时又产生垂直于岩石表面的裂隙，这样岩石便慢慢被剥离破碎了。当有水渗入岩石的裂隙缝里并在那里冻结的时候，水体积膨胀，对岩石的缝壁产生巨大的压力，能使坚固的岩石发生劈裂，这种现象叫作冰劈作用。生长在岩石裂缝中的植物的根所发生的机械破坏作用，也是物理风化作用的一种因素。二、化学风化作用组成岩石的矿物成分在水、空气和生物活动的作用下，发生化学分解作用，形成新的矿物，改变了原来岩石的化学成分，岩石的这种变化过程叫作化学风化作用。引起化学风化作用的主要因素是水和空气中的氧气及二氧化碳。岩石的矿物成分遇到空气和水中的游离氧便发生氧化作用，形成新的矿物，比如黄铁矿经氧化后变成褐铁矿水对岩石能起水解作用，例如正长石被水解变成高岭土。水对岩石还能起溶解作用，特别是水中的二氧化碳，对岩石的破坏作用最为普遍，例如石灰岩被溶蚀形成岩溶地貌。生物的活动也能引起岩石的化学分解，比如定居在岩石表面的苔藓、地衣和细菌常分泌出的有机酸，以及植物死亡后分解形成的腐殖酸，都对岩石有分解作用。总之，各种岩石在化学风化作用下，逐渐遭到分解破坏，一方面形成不溶性黏土矿物，残留在原地；另一方面还可形成一些可溶性物质随水流走，被搬运到其他地方。风的地质作用大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，大气圈本身进行着各种各样复杂的物理化学过程，同时还与地球表面附近的岩石圈发生着各种复杂的地质过程，即风的地质作用。风的地质作用是指气流对地球表面物质的动力作用及其相关的过程。主要表现在破坏地表岩石，使之破裂、粉碎、磨蚀，并把地表的松散物质搬运到其他地方沉积下来，形成特殊的地貌景观。风的这些作用过程统称风成作用。一、吹蚀作用和磨蚀作用吹蚀作用是由气流压力的直接作用，使地面松散岩石遭到破坏、粉碎或被吹走的作用。实际上，风的吹蚀作用很少单独进行，通常是与磨蚀作用一起发生的。风夹杂着一些硬颗粒对地面岩石的破坏过程称为磨蚀作用。磨蚀作用在狭窄的山谷、大裂缝带以及被烘热的沙漠盆地最为强烈，因为这些地区经常产生粉尘涡流，这种涡流裹挟地表由物理风化形成的松散物质，并向上抛起、打碎，这种作用反复进行可使地面逐渐变深，形成盆地，长期作用的结果会使盆地越来越深。新疆的吐鲁番盆地就是这种作用形成的。风力吹蚀和磨蚀，会形成戈壁、风蚀洼地、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡等。二、风的搬运作用风的搬运作用具有很大的意义。风从地表扬起的松散碎屑物，可以长时间悬浮在大气中，并随着大气环流漂浮到世界各地。风的搬运能力极其强大，持续强劲的优势，风可以使碎屑物翻山越岭，进行长距离的搬运，搬运距离与风力和碎屑物的粒度有关。三、风成堆积由风的沉积作用所形成的堆积物称为风成堆积。风在运动过程中能量将逐渐减弱，其搬运能力也逐渐减小，各种不同粒度的碎屑物也逐渐沉积下来。风的沉积作用会形成沙丘。新月形沙丘是沙漠中常见的地貌，迎风坡凸而平缓，背风坡凹而较陡。地面流水的地质作用地面流水是指所有流动于大陆地表的水，包括大气降水、融雪，经由地下重新返回地表的暂时的(或常年的)径流水。地面流水是大陆表面最主要的外动力地质作用形式，也是改造大陆地表形态的主要动力。地面流水在山区通过侵蚀作用，形成深切地貌，使地面逐渐降低；在平原或低洼的盆地地区则通过沉积作用，使地面上升，其结果是不断地夷平地球陆地表面。地面流水的地质作用包括对地表岩石的侵蚀、搬运和沉积等作用，这些作用的总和称为水流作用，其作用的产物称为沉积物。地面流水作用的强度取决于水流的流量和流速。一、河流的剥蚀作用河流是地面流水的主要类型，河流剥蚀作用又称河流的侵蚀作用。河流的侵蚀作用以机械侵蚀作用为主，化学溶蚀作用占次要地位。按侵蚀作用的方向不同，河流侵蚀作用可分为下蚀作用和侧蚀作用。河流的下蚀作用是指河水及其所携带的碎屑物侵蚀河床底部岩石使河床降低、河谷加深的作用。在河流下蚀作用强烈的地区，河谷不断加深，其加深的速度远远大于拓宽的速度，结果造成谷坡的高度远远大于谷底的宽度，河谷横剖面呈V字形，故称V形谷。河水及其携带的碎屑物质对河床两侧和谷坡产生的破坏作用称为侧蚀作用。侧蚀作用的持续进行会使河谷不断展宽、河床变得越发弯曲。河流侧蚀作用的原因是河流进入弯曲河段后，主流先偏向凹岸，河水的运动进入单向环流状态，河水及其中的碎屑不断冲击凹岸使得凹岸节节后退。由于受河水向下游运动的惯性影响，侧蚀作用最强烈的地点不是河道弯曲最大的弯顶，而是弯顶稍偏下游。凹岸被侵蚀下来的碎屑物质，较粗的沉积在河床底部，较细的则由环流的底流带至凸岸沉积下来，因此凸岸不断前伸。随着凹岸侵蚀、凸岸堆积的发展，河床越来越弯曲，由此形成了连续弯曲的河流，也称曲流二、河流的搬运作用与其他搬运介质相比，河流的搬运能力最强。以黄河为例，每年黄河搬运入海的泥沙量约为12×10°吨，使其下游的河床每年平均抬高10厘米，人海口大量泥沙堆积起来，形成面积约5450平方千米的黄河三角洲，并且黄河三角洲的顶点正以每年2-3千米的速度向海延伸。三、河流的沉积作用河流沉积以机械沉积作用为主。沉积作用的主要场所：①河流入海、人湖以及支流入主流处，由于河水受到相对平静的宽水体顶托，流速减小，河流所携带的碎屑物质便会大量沉积下来。②山区河流进入平原区的山前地带。③弯曲河段，由于环流作用，底流从凹岸流向凸岸时流速减小，部分碎屑物质在凸岸发生沉积。河流的沉积物叫冲积物。河口是河流最主要的沉积场所，河口沉积物常形成三角洲。岩石的成因和分类地质学家根据岩石的成因，把岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三类。岩浆岩：指由岩浆冷却凝固形成的岩石。在地表的深层，温度很高，足以将岩石熔化成岩浆。当火山喷发时，炽热的岩浆冲出地表冷却后形成熔岩。玄武岩、浮石、绳状岩、流纹岩、气泡石都是火山喷发后岩浆冷却形成的岩石。火山上的岩石并不完全相同。有些看起来像玻璃，很光滑，因为它们当初冷却得很快。有些在岩浆喷发时冷却得很慢，使得气体在内部沸腾，形成许多小洞，因此表面很粗糙。花岗岩是地壳深处的岩浆在沿着地壳的裂隙向上渗透，但还未到达地表就已冷却变硬形成的岩石。沉积岩：指在水中形成的岩石。流水冲击和携带者碎石、泥沙、动植物遗体，并把它们带到平缓的地方沉积下来。经过漫长的时间和无数次的沉积，沉积物越堆越厚，在压力和水中胶结物的作用下，沉积物逐渐形成岩石，其中被泥沙掩埋的动植物遗体变成了化石。砂岩、页岩、砾岩都属于沉积岩。石灰岩也是一种沉积岩，是由生物骨骼或它们溶解在水里的物质沉积而形成的。变质岩：岩石受到一定的压力和高温而发生变化，矿物会重新排列，性质也发生变化，这样形成的岩石叫作变质岩。比如，石灰岩变质形成大理岩，页岩变质形成板岩。由于岩石的成分及形成原因不同，形成了不同形态和性质的各种岩石。因此石的特征为我们提供了它们是如何形成的线索，可以帮助我们探索地球运动的秘密。第三单元计量时间一、单元概述自具有“时间”概念以来，人们便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日常生活经验的积累，发现太阳等天体在天空有规律地改变着位置，并且呈现出周期性的运动。根据太阳东升西落固有的周期性，人们制定了历法并用此描述时间，这是我们能够追溯到的较早的划分时间的方法。“天”成了最早的时间单位。那么，一天内的时间进程又如何把握呢？古人发明了日晷，还研究制作出了沙漏、水钟等计量时间的装置。随着社会的发展，人们逐渐意识到精确计量时间的必要性和重要性。17世纪以后，钟表工艺迅猛发展，在时间计量史上具有划时代的意义。根据伽利略发现的单摆的等时性，惠更斯制造了历史上第一个摆钟，使时钟的误差从每天15分钟减少到5分钟。后来惠更斯又首次造出了第一个依靠发条驱动的机械表，并由此推动了18世纪高精度航海钟的发明，从而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，使以钟表、罗盘、枪炮、印刷术等为代表的技术革命成为近代科学产生和发展的动力之一。回顾整个科学发展史，我们可以清楚地看到，计时工具的发展史是与整个人类文明发展史同步的。学生在本单元的学习中，要大致了解人类计时工具发展的几个比较典型的阶段：燃香钟→水钟→摆钟。学生要学会观察、研究这些不同计时工具的差异性，以及保障计时准确的科学原理。在此基础上模拟设计和制作水钟、钟摆等计时工具。如同古人一样，学生通过亲历科学实践活动会发现一些计时方法的局限和不足，于是便会产生改进计时工具的内在需求。由于燃香钟受外界因素影响较大，因此，计时方法直接进阶到水钟。水钟可以说是时钟发展史上比较典型的机械计时工具了，但是其准确性和方便性都有待提高，于是又进阶到摆钟。另外，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，例如研究水钟，一开始发现初始水位高度和孔径不变，流出相同多的水，时间是相等的；继而又发现当水位变化后，水流速度并不是相等的；最后认识到只有保持水位不变时，水流速度才是相等的。再比如，对于单摆的研究，学生一开始会发现同一个单摆在摆动起来的时候具有等时性(相同时间内摆动次数相同)，但是不同单摆的摆动速度却不同。进一步研究发现，摆绳长度会影响单摆摆动的快慢。因此，本单元是学生理解“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”这一观点很好的材料。当学生回顾整理整个单元的研究时，可以清晰地认识到：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知道重大的发眀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，它们的编排逻辑如下。首先提出问题，明确本单元研究的主题，即在时钟发明之前，人们是怎样计时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燃香钟、水钟、摆钟等典型的计时工具的制作、观测及研讨等活动，探究这些计时工具的特点及计时原理(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深远影响和变化；在认识并研究古代水钟、摆钟等计时工具的基础上，学生设计、制作自己的水钟、摆钟等计时工具(第3、6课)，他们根据教科书提出的任务结合所学知识，进行设计，评估完成一个产品的可行性，预测使用效果，然后将自己的创意转化为可以实际用来计时的工具，并通过测试发现问题，提出进一步改进的设想；最后，教科书引导学生调查和比较人类计时工具的演变，关注计时和我们生活的关系(第7课)。第1课“时间在流逝”，作为单元起始课，一开始就提出了单元研究主题“在时钟发明之前，人们是怎样安排生活和劳作的呢？”，之后通过对日晷等的介绍，简要了解一些古代计时方法，然后开展“一炷香”时间的研究。这项研究为后续整个单元的研究提供了基本的研究方法：观测事物在一段时间内的运动变化(如一段香的燃烧，100毫升水的流动，摆摆动10次等)所需的时间是否一致。第2课“用水计量时间”，学生在认识燃香钟并了解燃香钟受外界因素影响的局限性的基础上，进而开始关注、研究水钟。通过对水流的观察，对在不同水位高度时流出相同量的水所需的时间的预测及实测，认识到水位高度会影响水流的速度。在此基础上观察古代水钟，了解古人如何做到保持水位高度相同从而控制水流速度不变。第3课“我们的水钟”，学生在对水流特点认识的基础上，开始设计制作自己的水。可以让水从固定的水位高度流出相同的水量来计时，也可以想办法控制水位高度不变，让水以均匀的速度流动从而计时。制作完成后还将继续测试，发现问题并加以改进。这是学生在本单元第一次经历一项简易工程的过程，学生将自己简单的创意转化为实物，体会完成一项工程的基本过程，进而收获取得进步的成就感。第4课“机械摆钟”，通过硏究摆钟，进一步提髙计时的精确性。通过对钟摆1分钟内摆动次数的重复观测，以及对自制单摆(严格地说，本单元研究的是“单摆”，教科书中简称为“摆”，本书后面也简称为“摆”)1分钟内摆动次数的重复观测，学生会发现，同一个摆在相同时间内的摆动次数相同，即摆具有等时性；摆可以用来计时。在统计各组自制摆的摆动次数时，学生发现，不同摆的摆动速度不同，由此引发出新的问题：摆的速度受什么因素影响？第5课“摆的快慢”，承接上一课，学生讨论并预测哪些因素影响摆的摆动速度，并通过两组对比实验分别研究摆锤质量、摆绳长度与摆动速度的关系。在此基础上，学生认识到，摆速快慢与摆锤质量无关，与摆绳长度有关；摆绳越短，摆速越快，反之，摆速越慢。第6课“制作钟摆”，在前两课的研究基础上，学生将设计制作一个1分钟摆60次的单摆。这是一项需不断调试、改进以达成预期目标的简易工程。同样，需要经过设计(尤其是制订如何根据试验结果更有效、更快捷地改进设计方案的策略)、制作、测试、研讨等环节。学生将简单评估完成这个产品的可行性，预测使用效果，并将自己简单的创意转化为实物。在此基础上，也可以让学生在课后继续研究，设计一个1分钟摆动30次或120次的摆，让学生简单体会摆的次数跟摆绳长度之间的比例关系。引导学生通过自己动手摸索出规律：为了让摆的次数变为原来的2倍(或1/2)，绳子的长度需要增长到约4倍(或缩短到约1/4)。这有利于启迪学生的抽象思维、逻辑思维，以及利用数学理解物理现象的意识。第7课“计量时间和我们的生活”，学生将回顾本单元探究过的几种计时工具，调查比较人类计时工具的演变，归纳并初步发现自然界一些周期性运动的事物可用于计时。本课引导学生关注计时和我们生活的关系，举例说明精确计时对我们生活的重要性，以及计时不精确可能导致的严重后果。最后，期望学生将所学用于现实，在实际生活中关注计时，珍惜时间，准确用时。二、单元教学目标科学概念目标燃香、水流在一定情况下匀速变化，单摆具有等时性。这些具有周期性运动特点的事物可以用来计时。计时工具准确性的提高主要依靠设计、材料等的改进。科学探究目标能观察和记录燃香长度变化的信息。能辨别和控制实验中的可变因素。能预测和测试怎样改变一个可变因素从而影响实验结果。能解释结果并能总结可变因素是如何改变、影响实验结果的。会用图表等记录、整理、交流信息。会设计、制作和改进“水钟”“摆钟”等简易计时器。能通过阅读和研究科学资料来获取更多的信息。科学态度目标发展探究时间以及计时工具的兴趣。意识到重复实验证实结果的重要性。欣赏前人在测量时间和解释自然现象方面所做的贡献。初步体验到科学技术与人们生活的密切关系。科学、技术、社会与环境目标体会社会的需求是计时工具发展的动力。体会计时技术的发展和应用影响着社会发展。意识到人们一直在寻求精确的计时方法。随着科学和技术的发展，人们制作的计时工具越来越精确。单元词汇日晷：又称“日规”，是中国古代利用日影变化测定时刻的天文仪器，通常由晷针和晷盘(带刻度的表座)组成。利用日晷计时的方法是人类在计时领域的重大发明。这项发明被人类沿用达几千年之久。水钟：水钟在中国又称“刻漏”“漏壶”。根据等时性原理，滴水计时有两种方法：一种是利用特殊容器记录水漏完的时间(泄水型)；另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水装满(受水型)。中国的水钟，最早是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，并被广泛使用。宋代苏颂研制的水运仪象台，是当时世界上最先进的计时仪器。摆钟：摆钟是一种时钟，发明于17世纪中叶，是根据单摆定律制造的。摆钟用摆锤控制其他机件，使钟走得快慢均匀，一般能报点，并由发条提供能量使其摆动。钟摆：时钟机件的一部分，是根据单摆原理制成的，常用于调节时钟或其他机械的运动件。材料清单(视学生人数和分组情况确定数量)：古人用天体运动计时的图文(或视频)资料、秒表、香、火柴或打火机、各种水钟的资料与图片、能容纳300毫升水的塑料瓶子、100毫升量筒、记号笔、工字钉、透明水杯、剪刀、美工刀、塑料瓶、尺子、铁架台、透明胶带、水钟模型、大摆钟、摆锤(螺帽)、摆绳(棉线)、钩码、“计时工具发展史”资料、每课相应的实验记录表。三、分课时教材分析第1课时间在流逝(一)背景和教学目标对于学生来说，“时间”是一个非常熟悉的概念事物。几点上课？几点下课？几点放学？学生每天都在和时间打交道。但是要问“时间”是一种怎样的“东西”，就不那么好回答了。时间是什么？没有人问我，我很清楚；但若有人问我，我便茫然不知了。我们这里谈的是科学意义上的时间。“人类是怎样逐步发展起各种计时方法和工具的？”“现代钟表发明之前，古人如何计时？”这些问题学生可能有所思考，并有一定的探究兴趣。作为单元起始课，本课旨在引导学生来关注、研究这些问题，并通过对燃香钟这一实例的探究、研讨活动，引导学生慢慢进入探索计时工具的状态：产生研究计时方法的探索渴望，初步掌握研究计时问题的方法，为后面整个单元的学习做好准备。科学概念目标古人利用天体的运动规律计时。在一定的条件下，燃香变短的速度基本是均匀的，可以用来计时。科学探究目标能搜集古人计时方法的资料并进行交流。能观测并记录燃香时间的相关数据。能就“蜡烛可以计时吗”这一问题结合实验进行讨论，表达自己的观点。科学态度目标有关注计时方法的意识和兴趣。科学、技术、社会与环境目标了解不同的时代有不同的计时工具。(二)教学准备为学生准备：秒表、香、火柴、记号笔、实验记录表。(可按组准备)。教师准备：有关古人用天体(如太阳、月亮)运动计时的图文或视频资料、教学课件。第2课用水计量时间(一)背景和教学目标水钟在人类计时发展史上大约经历了3000年的历程。它的出现与发展是为了一个更现实的需要，即怎样能够在