六年级科学下册第一单元微小世界单元概述教科版

Page8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很多物质及现象有了肯定的相识。在六年级下册，将进一步拓展学生的视野，指导学生相识较微观的世界。本单元按人类视察工具的不断发展，视野不断开扩的线索编写。学生将经验用肉眼视察，到放大镜视察，再到显微镜视察的过程。对昆虫、晶体、细胞和微生物进行进一步的视察，激发他们深人探究大自然奇异的爱好。使学生了解到，人类为了更好地探究自然界，始终在不断地改进视察工具。视察工具的改进，使人类的视野越来越开阔，发觉了原来不知道的很多隐私。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。由于视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、电子这个角度去绽开。只是扩展到用放大镜和简易的显微镜能视察到的微细的视察领域。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，所涉及到的内容有光学、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视察的范围，激发学生的视察爱好，激励他们探究和发觉大自然的奇异，学习和领悟运用视察工具的好处，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持续到课后，把视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”。学生通过探讨和体验，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”。指导学生用放大镜视察昆虫的器官和物体的微细结构，体会用放大镜比用肉眼视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独创过程，相识到是显微镜的独创及不断改进，使人类视察到越来越小和越来越精细的物体及结构，发觉了微生物和细胞。第5,6和7课“用显微镜视察身边的生命世界”。指导学生用显微镜视察微生物及细胞，了解人类用显微镜探究生命世界的成果，同时相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，对人类视察工具的发展以及对人类探究自然的成果进行梳理，并通过查阅资料汇报沟通，了解更多的人类探究微小世界的成果。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微环节。.为了能将物体的图像放大，透镜应是透亮的、中间较厚的，放大倍数与中间的厚度干脆有关。.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、环境有着亲密的关系。.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。.微生物有在特别环境下生存的结构。.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视察生物及非生物标本。.学习运用适当的器材及技术视察细胞和微生物。.通过文字、绘画、探讨等形式记录、沟通视察结果。.通过视察试验及收集资料，了解人类在探究微小世界方面取得的成果。并以多种方式沟通及汇报。情感看法价值观1.发展探究微小世界的爱好。2.相识到科学技术的发展会促进视察工具的不断进步，视察工具的不断进步对促进科学的发展是特别重要的。3.相识到我们四周的物质世界是可以相识的。4.对人类的探究精神和独创成果表示钦佩。三、分课时教学建议四、评价建议教学评价的内容和标准应依据本单元的教学日标来制定。对科学概念的评价:知道人类视察工具、人类视察范围不断发展的历程;知道晶体是物质存在的一种形式;生物都由细胞组成;生物细胞不仅形态是多种多样的，功能也是多种多样的;微生物也具有生物的特征;微生物在大自然中广泛存在着，它们和我们的生活、生产、环境有着亲密的关系;人类在探究微小世界方面取得了丰硕的成果，等等。对学生驾驭和理解科学概念状况的评价，可通过问卷调查、学生对问题的说明与回答、学生自己的总结、书面考核等方式进行。视察试验的记录单也是评价的重要依据，因此在课堂上老师应尽量让学生人人记录。对过程和方法的评价:正确运用放大镜视察物体;用显微镜视察生物细胞和微生物;用图画记录放大镜和显微镜下被视察物体的图像，如洋葱表皮细胞等;依据学习主题查阅相关资料并进行整理、归类，在小组或全班进行沟通汇报，等等。评价主要通过老师的视察、学生课堂上的视察记录、课后的专题视察报告等途径进行。如对昆虫生活习性的视察报告，人类探索微小世界成果的资料收集、整理;流程图、网状图的填写，等等。对情感看法价值观的评价:对视察微小世界有爱好;能仔细细致地视察;实事求是地记录和描述试验中的现象;主动、主动地阅读和收集相关资料;酷爱科学技术，钦佩人类在探究微小世界过程中不断追求和擅长追求的精神。在小组活动中擅长合作、主动进行沟通和反思，等等。对学生的情感看法价值观的评价，除了老师的评价，更多的可充分利用小组的作用，让学生通过自评、互评来进行，同时也可以让家长来参加对学生的评价。五、参考资料放大镜眼睛是动物的感光器官，它的作用就像一个双凸透镜。物体射来的光通过眼睛的晶状体的折射，在视网膜上形成缩小的实像。一个物体能否被眼睛看清晰，跟视角有关系。视角就是由眼睛的光心向物体的两端所引出的两条直线的夹角。同一个物体离眼睛近时视角较大看得清晰，离眼睛远时视角较小就看不清晰。但物体离眼太近会引起眼的疲惫，眼睛可以看得清晰又不感到疲惫的最近距离叫明视距离。假如把小物体放在明视距离处，还是看不清晰就要用放大镜或显微镜等仪器来增大眼睛的视角，帮助我们把小物体看清楚。放大镜事实上是一种焦距较小的凸透镜。由于光线通过凸透镜会发生折射，使凸透镜具有放大、聚光、成像的作用。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(见下左图)。假如这个虚像出现在明视距离处，那么我们就能以增大的视角看清晰这个物体(见下右图)。物体在凸诱镜的焦点以内时所成的像放大镜成像的光n图左图中AB是物体，士是凸透镜，AIB:是物体通过凸透镜所成的虚像。右图中明视距离处有小物体AB，眼睛看这个物体时的视角a很小，也就很难看清晰这个物体。把物体AB移到放大镜的焦点以内处的A1B:的位置上，使物体由放大镜所成的虚像ApB:出现在明视距离处，那么我们就能以增大了的视角a:看清晰这个物体。放大镜的焦距越小(曲率越大)，放大率越大。但事实上焦距太小，像与人眼距离太近，视察起来很不便利，所以放大镜的放大倍数不会很高。放大镜的放大率放大镜的放大率等于明视距离和放大镜的焦距之比。正常人的眼睛的明视距离一般在25厘米左右，假如一个放大镜的焦距是2.5厘米，它的放大率就是10倍。通常放大镜的焦距是10厘米到1厘米之间，所以对正常眼睛来说，放大镜的放大倍数基本上在2.5倍到25倍之间。应当留意的是，仪器的放大率和像放大率是有区分的，前者对同一放大镜来说是肯定的，而后者则随物距而变更。显微镜显微镜是由两个凸透镜组成的，其中一个对着物体的叫做物镜，对着人眼的叫做日镜。物镜的焦距短而日镜的焦距长一些。把物体放在物镜的焦点旁边，使物距稍大于焦距，就会在日镜的焦距内生成一个放大的、倒立的实像，这个放大的像通过日镜的折射后进人人眼，人们就会在日镜中看到一个放得更大的、正立的虚像。即日镜相当于一个放大镜，物体的人射光线通过物镜成像后再经日镜放大。显微镜的光路图显微镜的历史和发展在显微镜独创以前，人类可以用感官把握的世界是一个常规的世界。那时候人们相信“眼见为实”，对于绝大多数人来说，世界就是眼、耳、鼻、舌、身五种感觉器官所能探知的世界。人能发觉的最小的世界，就是蚂蚁等昆虫的世界。最早的显微镜事实上就是一个放大镜，放大镜是凸透镜。最早发觉透镜的地方在伊拉克的尼尼书遗址，透镜用透亮水晶制作，直径为3.81厘米，焦距11.43厘米。可见古代巴比伦人已经发觉某些透亮的宝石可放大物体的影像。据说罗马皇帝尼罗喜爱把翡翠或宝石放在眼前观看竞赛或表演。在13世纪，英国的一位主教格罗斯泰斯特最早提出放大装置的应用，他的学生培根依据他的建议，设计并制造出能增进视力的眼镜。起初最好的放大镜也不过把物体放大到20倍左右。在17世纪，人们发觉把两块凸透镜组合起来，能明显的提高放大实力，这种装置就是显微镜的前身。第一架真正的显微镜，是用一片凸透镜和一片凹透镜重叠起来组合而成，又称为复式显微镜，是荷铸眼镜匠詹森父子制成的，后来经意大利天文学家伽利略加以改良，显微镜才有了更佳的效果。显微镜的独创，使人类第一次发觉了微生物和细胞生存的世界。最初的显微镜很简单，只能放大50^-200倍，以后又不断改进，渐渐发展。比如1830年独创了既无色差又无球面像差的显微镜，1904年德国蔡司光学仪器厂制成了暗视野显微镜。其他的还有双筒显微镜、立体双筒显微镜等。光学显微镜可以把物体放大到1500倍左右，能够视察到细菌的形态。假如用它视察蚊、蝇的小腿，看到的成像比电线杆还要粗。为了辨别更小的物体，不少科学家想方设法地改进光学显微镜以提高它的放大倍数，可是虽然付出了艰辛的劳动，却始终没有多大的进展。因为这已不是仪器本身的问题，而是光子的问题。随着量子力学理论的发觉，人类渐渐地相识到，由于人眼可见光频率范围的限制，使我们无法通过显微镜视察到线度比可见光波波长更小的物体。在20世纪30年头，科学家发觉电子射线具有波动性，当其频率越高的时候，波长就越短，它的波长可以是光波的几万分之一。电子射线照耀物体时，就能使更小的物体留下影像。1932年，德国科学家诺尔和鲁斯卡在柏林制成世界上第一台电子显微镜。电子显微镜和光学显微镜不同，它是以电子束代替光束，用磁场代替透镜来视察微小物体。电子显微镜一下子把放大倍数提高到1万倍。到20世纪90年头，世界上已经研制出放大率200万倍的电子显微镜，人们利用它看到了物质内部的精细结构。望见全部物质都是由一些肉眼看不见的微小微小的微粒组成的，发觉了原子世界。1983年，人们独创了扫描隧道显微镜。这种显微镜比电子显微镜更先进。显微镜技术的发展，为我们探讨微观世界供应了牢靠有力的工具，它是人类最敏锐的眼睛。自从扫描隧道显微镜独创后，世界上便诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为探讨对象的新学科，这就是纳米科技。作为一门极有前途的新兴科学，纳米科技以空前的辨别率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。纳米是长度单位，1纳米等于十亿分之一米。纳米电子学和纳米生物学相结合产生的生物分子机器，能在1秒内完成几十亿个动作。生物分子机器可以盖房造屋、挖掘隧道、开采矿藏、打捞沉船、铺设光缆，等等。生物分子机器还能治病，如进人人体修复有病的器官，清扫受阻的血管，除去癌变细胞，更换有缺陷的基因，等等。因此，人类可借纳米科技歼灭亡症。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正向微观世界逐步深人，人们相识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国闻名科学家钱学森曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。但是，对于微观世界的探究和发觉，也导致了威逼人类和整个地球的可怕的武器和污染的出现，人类在享受发觉新世界的欢乐的同时，也面临着更大的新的危急。原子弹、基因武器、人造病毒、人为变更基因等，都将对人类的生活产生巨大的影响。在微小的世界里，隐藏着很大的能量，一旦释放出来，既可以造福人类，也可以使人类毁灭。昆虫世界昆虫是地球上最多的生物种类，日前已知约有100万种昆虫，占动物种类的80%以上，约占地球全部生物物种的一半。估计世界上可能还有300^-500万种昆虫有待于人们去发觉。体。在森林里，每平方米可有10万头弹尾日昆虫。蝗灾大发生时，个体数可达'7^-12亿之多，总重量约1250^-3000吨，群飞覆盖面积可达5^-12平方千米，可以说是遮天盖地。昆虫活动的昼夜节律大多数昆虫的各种活动，如摄食、交配、翱翔，均有昼夜节律。有的昆虫多在白天活动，称昼出性昆虫，如蝶类。有的昆虫多在夜间活动，称夜出性昆虫，如蛾类。一般蚊子多在早晨或黄昏活动，称弱光性昆虫。食性依据昆虫食物性质的不同，可把昆虫分为植食性、肉食性、杂食性、腐食性、寄生性等几种主要类别。趋性指昆虫对某种刺激进行趋向的或反趋向的定向活动。如大多数蛾类具有趋光性，尤其对紫外线最为敏感。性成熟的雌蛾能分泌性外激素，以吸引异性个体前来交尾。爱护色、警戒色、拟态很多昆虫在长期的自然选择的作用下，其颜色与形态渐渐与生活环境相适应，如同一蚌蠕或蝗虫，生活在青草中的体色为绿色，而生活在枯草中的体色则为枯黄色。某些具有毒刺或恶臭的昆虫都具有艳丽的色调和斑纹，它们以其身上醒日的色调警告那些企图捕食它们的天敌。另外，一些昆虫虽然本身没有防卫和爱护的器官，但它们可以模拟那些具有防卫和爱护实力的昆虫的颜色和形态，使其天敌不易辨别而不敢动它。昆虫的触角昆虫基本上都有一对触角。触角长在昆虫两只复眼的中上方，昆虫活动的时候，这两根触角总是不停地摇摆着，东察西探，像是找寻猎物的雷达。触角是主要的感觉器官，有嗅觉、触觉和听觉的功能。触角能够帮助昆虫找寻食物和配偶，并探明身体前方有无障碍物。在有些昆虫中，触角还有其他用处，例如，在交配时用来抱住雌虫，捕获食物，在水中使身体平衡，水龟虫则用来帮助呼吸。昆虫的触角有很多种类，了解触角的类型，可以用来识别昆虫。有的昆虫雌、雄性的触角各不相同，例如一些蛾类。昆虫不但种类多，数量也相当惊人，有时一亩地里的昆虫可达几十万只。而且同一种昆虫的个体数量也很多，一个蚂蚁群可多达50万个个体。一棵树可拥有10万个蚜虫个体。在森林里，每平方米可有10万头弹尾日昆虫。蝗灾大发生时，个体数可达'7^-12亿之多，总重量约1250^-3000吨，群飞覆盖面积可达5^-12平方千米，可以说是遮天盖地。昆虫活动的昼夜节律大多数昆虫的各种活动，如摄食、交配、翱翔，均有昼夜节律。有的昆虫多在白天活动，称昼出性昆虫，如蝶类。有的昆虫多在夜间活动，称夜出性昆虫，如蛾类。一般蚊子多在早晨或黄昏活动，称弱光性昆虫。食性依据昆虫食物性质的不同，可把昆虫分为植食性、肉食性、杂食性、腐食性、寄生性等几种主要类别。趋性指昆虫对某种刺激进行趋向的或反趋向的定向活动。如大多数蛾类具有趋光性，尤其对紫外线最为敏感。性成熟的雌蛾能分泌性外激素，以吸引异性个体前来交尾。爱护色、警戒色、拟态很多昆虫在长期的自然选择的作用下，其颜色与形态渐渐与生活环境相适应，如同一蚌蠕或蝗虫，生活在青草中的体色为绿色，而生活在枯草中的体色则为枯黄色。某些具有毒刺或恶臭的昆虫都具有艳丽的色调和斑纹，它们以其身上醒日的色调警告那些企图捕食它们的天敌。另外，一些昆虫虽然本身没有防卫和爱护的器官，但它们可以模拟那些具有防卫和爱护实力的昆虫的颜色和形态，使其天敌不易辨别而不敢动它。昆虫的触角昆虫基本上都有一对触角。触角长在昆虫两只复眼的中上方，昆虫活动的时候，这两根触角总是不停地摇摆着，东察西探，像是找寻猎物的雷达。触角是主要的感觉器官，有嗅觉、触觉和听觉的功能。触角能够帮助昆虫找寻食物和配偶，并探明身体前方有无障碍物。在有些昆虫中，触角还有其他用处，例如，在交配时用来抱住雌虫，捕获食物，在水中使身体平衡，水龟虫则用来帮助呼吸。昆虫的触角有很多种类，了解触角的类型，可以用来识别昆虫。有的昆虫雌、雄性的触角各不相同，例如一些蛾类。昆虫触角的主要类型各种各样的口器(嘴巴)口器是昆虫的嘴巴，担负着取食的重任。昆虫食料来源很广，有固体的，也有液体的，有暴露在外的，也有深藏在内的。因此，昆虫就有了各种各样相应的取食方式和口器类型。咀嚼式口器这种口器在昆虫中是比较典型的，其他类型都是由这种类型演化而来的。咀嚼式口器是用来取食固体食物的。蝗虫的口器是咀嚼式口器的代表，此外，鞘翅日的成虫和幼虫、脉翅日成虫、鳞翅日幼虫及膜翅日多数成虫也都是咀嚼式口器。刺吸式口器吸食动物血液和植物汁液的昆虫的口器就像一个空心的注射器的针头，取食时把针状的口器插到动植物的组织内吸食其中的汁液，这种口器叫做刺吸式口器。草岭等脉翅日昆虫的幼虫(蚜狮、蚁狮)具有捕食性的刺吸式口器，简称捕吸式口器，其特点是外形似一对镰刀，左、右的上下Pv分别合成刺吸构造。虹吸式口器虹吸式口器是蝴蝶和蛾类特有的口器，它能吸到花朵深处的花蜜，因为这类口器长得像一根中间空心的钟表发条，用时能伸开，不用时就盘卷起来。这种构造一般用来吸食花蜜、水、腐烂的动植物汁液，有的也吸食成熟的果实。舌氏吸式口器苍蝇吃东西又吸又舔，因此口器就像一个蘑菇头。取食时，两唇瓣绽开平贴到食物上，使环沟的空隙与食物接触，液体食物即顺环沟流向前口而进人食物道。唇瓣也可向后翻转，使前口齿外露，刺刮固体食物，食物碎粒和液体一起吸人。舌氏吸式口器为蝇类成虫所特有。嚼吸式口器嚼吸式口器既能咀嚼固体食物，又能汲取液体食物，蜜蜂的口器是这类口器的典型代表。它的上P与咀嚼式口器相仿，用以咀嚼花粉和筑巢等。它的下P和下唇组成吮吸用的P。蜜蜂的P仅在吸食时才由下P和下唇合并而成，不用时则分开并折叠在头下。这时上P即可发挥咀嚼作用。(如下图)咀嚼式口器舌氏吸式口器双刺吸式口器虹吸式口器刺吸式口器昆虫的足昆虫足的形态多与其各自的功能相适应，变更也很明显。如嶂螂的足各节比较瘦长，适于疾走，称步行足。蝗虫的后足腿节强壮有力，适合跳动，称跳动足。龙虱的后足扁平如浆，适合游泳，称游泳足。蝗螂的前足基节较长，胫节与腿节生有棘刺，两相吻合，适于捕获小动物，称捕获足。缕姑的前足粗短，胫节扁平如铲，跄节呈齿状，适于地下生活时掘土，称挖掘足。蝇类可在光滑的玻璃上行走，甚至在天花板上仰行也不会跌落，这是因为它们的足的末端爪垫多毛，并能分泌钻液。蜜蜂后足称携粉足，它更困难，足上有类似“花粉筐”“花粉梳”“压粉器”的结构。采集花粉时，它用花粉梳将钻附在体表的花粉刷下，经压粉器将花粉压紧成团，然后置于花粉筐中带回。晶体物质是由分子、原子或离子构成的，物质按结构，可分为晶体、非晶体、准晶体三种。假如组成物质分子、原子或离子这些微观粒子在三维空间按肯定的规则进行排列，形成空间点阵结构时，就形成了晶体。晶体通常呈现规则的几何形态，就像有人特意加工出来的一样。其内部粒子的排列特别规整，比士兵的方阵还要整齐得多。假如把晶体中随意一个粒子沿某一方向平移一定距离，必能找到一个同样的粒子。食盐的主要成分氯化钠(}IaCl)是一种常见的晶体，它是由钠离子(Va)和氯离子(Cl-)按肯定规则排列的立方体所组成。又如钻石，它是由碳原子在大范围内按肯定的规则排列而成的晶体。晶体一般是固体形态，值得留意的是，并不是全部透亮的固体都是晶体，如玻璃、松香、玻拍、珍宝就不是晶体。因为组成玻璃的微观粒子只是在一个很小的范围内作有规则的排列，而从大范围来看，它们的排列是不规则的。准晶体是最近发觉的一类新物质，其内部排列既不同于晶体，也不同于非晶体。晶体的性能、用途和应用晶体不仅漂亮，还有很多重要的用途。当物质以晶体状态存在时，它将表现出其他物质状态所没有的优异的物理性能，因而是人类探讨固态物质的结构和性能的重要基础。此外，由于能够实现电、磁、光、声和力的相互作用和转换，晶体还是电子器件、半导体器件、固体激光器件及各种光学仪器等工业的重要材料，被广泛地应用于通信、摄影、宇航、医学、地质学、气象学、建筑学、军事技术等领域。比如说激光晶体。这是一种特别重要的晶体，它汲取足够的能量之后能发出一种特殊的强光一激光。日前，人们已研制出数百种激光晶体。其中，红宝石晶体是最引人注日的一种。今日，这些激光晶体在军事技术、宇宙探究、医学、化学等众多领域内都已得到了广泛的应用。例如，激光电视、激光彩色立体电影、激光雷达、激光手术刀等都是激光晶体在这些领域内胜利应用的结果。又如水中通信，由于海水对红光产生剧烈的汲取，而对蓝绿光则汲取得较少，因此，蓝绿光在海水中能够传播较远的距离。利用这一特性，人们就可以利用激光晶体产生的蓝绿光进行水中通信和探究。另一种重要的晶体是半导体晶体。由半导体晶体硅和锗做成的各种晶体管，取代了原来的电子管，在无线电子工业上有着极其广泛的应用，由于它们的出现，电子产品的体积大大削减，成本大幅度降低。可以说，没有半导体晶体，我们今日就不行能拥有随身听、超薄电视和笔记本电脑等体积小巧