2021新教科版科学四年级下册第一单元《植物的生长变化》教材分析

2021新教科版科学四年级下册教材分析

第一单元植物的生长变化

单元解读

单元设计意图

植物是生命的主要形态之一，包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类，及绿藻、地衣等熟悉的生物。据估计现存大约有450000个物种。植物是生命世界的重要组成部分,对自然界中物质和能量的循环起着不可替代的作用,是动物和人类赖以生存的基础。对于中年级的学生来说,植物是熟悉的,他们知道每天都会看到各种各样的植物,植物也是陌生的，学生们很少有目的地去观察植物，了解植物,对植物的构造和各部分的形态与功能缺乏研究与认识。

小学生对植物的认识是一个长期的过程。在学习的过程中，学生认识了形形色色的植物,初步了解了植物、动物和人之间的关系，了解到植物的生长的基本需求。本单元在学生初步了解植物的基础上，从观察植物生命的某个阶段延伸到观察植物的一生,实现对植物生命历程的认识。

本单元精选了凤仙花这种既常见又各有典型特征的植物作为种植和观察对象,按照自然顺序编排内容,从播种到收获,按照植物的生长过程依次展开对其种子、根、茎、叶、果实形态的观察和作用的探究,最后抽象概括出绿色开花植物生长过程的共同特征。

本单元既注重学生动手实践能力、观察记录能力、实验探究能力的提升,也注重学生抽象概括能力的培养。

单元设计思路

单元主体活动：

种植绿色开花植物，观察研究植物一生的生长变化。

教材内容：

第一单元植物的生长变化

1.种子里孕育着新生命

2.种植凤仙花

3.种子长出了根

4.茎和叶

5.凤仙花开花了

6.果实和种子

7.种子的传播 8.凤仙花的一生

种子→植物生长发育过程→种子

内容组织

建立：结构与功能、多样性与共同性相统一的观点。

内容选择

基于课程标准要求

课程目标

1.科学知识总目标：

要求：了解生物体的主要特征，知道生物体的生命活动和生命周期。

2.科学知识学段目标（生命科学3-4级）：

要求：初步了解动植物体的组成部分，知道动植物的生命周期；初步了解动物和植物都能产生后代，使其世代相传。

课程内容——生命科学领域

要求学生形成的主要概念（4个）：

概念7——地球上生活着不同种类的生物。

概念8——植物能适应环境，可制造和获取养分来维持自身生存。

概念11——植物和动物都能繁殖后代，使它们得以世代相传。

概念12——动植物之间、动植物与环境之间存在相互依存的关系。

课程内容-----学习目标（3-4年级）

8.1描述植物一般由根、茎、叶、花、果实和种子组成，这些部分具有帮助植物维持自身生存的相应功能。

8.2说出植物通常会经历由种子萌发成幼苗，再到开花、结出果实和种子的过程。

8.3举例说出生活在不同环境中的植物其外部形态具有不同的特点，以及这些特点对维持植物生存的作用。

11.1举例说出植物从生到死的生命过程。

11.2.1描述有的植物通过产生足够的种子来繁殖后代，有的植物通过根、茎、叶等来繁殖后代。

12.1.1描述动植物维持生命需要空气、水、温度和食物等。

12.1.2举例说出水、阳光、空气、温度等的变化对生物生存的影响。

12.3列举动物帮助植物传粉或传播种子等实例。

体现大单元教学特点：在整个单元活动中反复建构，而不是告诉一个事实。

基于课程标准要求

学习：

概念7——地球上生活着不同种类的生物。

概念8——植物能适应环境，可制造和获取养分来维持自身生存。

概念11——植物和动物都能繁殖后代，使它们得以世代相传。

概念12——动植物之间、动植物与环境之间存在相互依存的关系。

以期：

帮助学生初步形成生物体结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点。学习长期观察记录、收集整理信息以及建模等研究方法。

培养学生持之以恒的精神

单元目标

科学概念目标

绿色开花植物通常会经历种子萌发、生长发育、开花结果、衰老、死亡的过程。

植物维持生命需要阳光、空气、适宜的水分和温度。

绿色开花植物由根、茎、叶、花、果实和种子组成。这些结构具有帮助植物维持自身生存和繁殖的作用。

根、茎、叶为植物生存提供营养物质，花、果实、种子帮助植物繁殖后代。

有的植物产生足够的种子繁殖后代，有的植物根、茎、叶可以繁殖后代。

种子都有种皮和胚，有些植物种子中有胚乳。胚是新植物的幼体。

根具有吸收水分、矿物质以及固定植物的作用。

茎具有运输水分、养分以及支撑植物的作用。

叶能进行光合作用制造植物生存需要的养分。

叶能通过蒸腾水分调节植物体的温度以维持其生存。

花一般由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊等部分组成。

雄蕊上有花粉，花粉落到雌蕊上后，雌蕊可以发育成果实和种子。

果实由果皮和种子两部分组成。

植物繁殖需要将种子传播出去，不同的植物传播种子的方式不同。

不同植物根、茎、叶、花、果实、种子外部形态各不相同，呈现出植物多样性。

科学探究目标

会用播种的方法栽培植物。

能基于研究需要制定观察计划。

能用文字、图表、图画、照片、视频等方法收集记录植物生长变化的相关信息。能利用解剖、建模、观察、实验、推理等方法研究植物器官的结构与功能。

能用表格、统计图表等方式整理观察记录的信息。

能依据科学记录，运用分析、比较等方法，得出结论。

能基于观察记录有依据的描述凤仙花一生的生长变化过程及规律。

能反思自己的种植过程以及观察、记录方法，并适时作出调整。

科学态度目标

能持续保持对植物生长变化及结构与功能的探究兴趣。

能坚持观察并客观记录凤仙花的生长变化现象。

能以事实为依据陈述自己的观点，交流中面对有力证据能及时调整自己的观点。能与多人分工合作进行探究活动，乐于分享自己的想法。

在种植植物过程中表现出对生命的珍爱。

科学、技术、社会与环境目标

体会到环境与植物生存及繁殖之间的关系，具有保护环境的意识。

意识到植物与人类生活的关系，知道保护植物就是保护人类自己。

各课教材分析

1种子里孕育着新生命

共2页，包括四个部分

主要内容：

1.观察种子外部形态

2.研究种子内部结构

（一）观察种子的外部形态——（探索活动1）

研究对象：不同的种子（含凤仙花种子）

目标指向：认识种子是多种多样的，不同种子形状、颜色、大小等外部形态各不相同。研究方法：

观察（强调综合利用感官）

比较（在比较中发现更多特征）

目标指向：学习研究生物外部形态特征的一般方法——观察、比较

教师可以补充一些不同类别的植物种子或图片，拓展学生视野。

（二）研究种子的内部结构——（探索活动2、3、4）

1.推测种子的内部结构。（画）

2.观察没有浸泡过和浸泡过的蚕豆种子（画、写）

3.观察更多种子的内部结构。

教学时：

指导学生正确使用放大镜、镊子进行观察、解剖种子；

及时将记录观察到的现象；

基于观察到的现象推测种子结构的功能。

渗透多样性与共同性、结构与功能相统一的生物学观念。

（三）拓展

渗透着STEM课程理念，体现融合的思想。

是科学学习与艺术的结合。

2种植凤仙花

共3页，包括四个部分。

主要内容：

1.种植凤仙花

2.做种植杯

3.制定观察计划

4.了解其他繁殖方式

一、聚焦的问题

1.种子萌发和植物生长需要什么条件？

2.如何观察记录植物一生的生长变化？

二、探索活动：

（一）种植凤仙花

选种、播种、浇水、放置温暖的地方

目的：

（1）在活动中感悟种子萌发需要的条件：

种子饱满、完整——自身条件

适宜的水分、温度——外部条件

理解维持植物生存需要适宜的环境

（2）学习栽培植物的方法

种子不要播的太深；水不要浇的过多；放在温暖的地方

（二）做种植杯

目的：

使种子在土壤中的萌发过程可视化

培养学生解决问题的意识和能力——怎样看到

教学时：

（1）启发学生想办法看到种子在土壤中的变化。

（2）指导学生在种植杯中放入四粒种子，种脐分别朝向四个方向。（三）制定观察计划

目的：

进一步培养学生制定观察计划的意识和能力

用计划引领学生坚持并进行有效观察

计划的内容：

植物名称：凤仙花（其他植物）

栽培地点：

教室内——盆栽

校园内——校园某个地方

栽培方法：播种（用种子？根、茎、叶？）

观察记录的内容：植物茎、叶的变化；

新器官的出现

为植物做的事情：浇水、施肥、放在有阳光的地方、放在温暖的地方三、拓展活动

认识植物其他繁殖方式

指向课程标准：

11.2.1描述有的植物通过产生足够的种子

来繁殖后代，有的植物通过根、茎、叶等来繁殖后代。

3种子长出了根

主要内容：

1.描述种子萌发的过程

2.研究植物根的作用

3.认识不同形态的根

一、研究种子发芽的过程——探索1

依据：种植杯中种子的萌发过程

观察描述的重点：

1.种脐朝向不同方向放置，根都向下生长，并且生长速度很快。

2.种子先长出根、再长出茎和叶。（满足植物生长需求）

3.种子萌发需要适宜的条件--水、温度

（二）研究根的作用

包括探索活动2、3及研讨活动3的内容

1.探索活动2

基于现象提出问题——种子萌发先长出根

基于生活经验做出假设——往土壤中浇水

假设：

根具是吸收水分的作用

根有固定植物的作用

2.探索活动3——实验验证根有吸水作用

（1）参考下面的实验方法——教师指导进行、无需学生设计。（2）实验方法：

放红墨水——便于观察

在水面上滴油——避免水分蒸发

在水面处做标记——可以用笔线

（3）实验结果：

记录观察结果——水位降低了

引领学生分析：水位降低的原因

通过推理：得出根有吸收水分的作用

3.研讨活动3——集体论证

根有固定植物的作用。

证据来源：生活经验——拔出植物不容易

价值：引发学生对生活中观察到现象的思考。

强调：有依据的陈述观点

（三）认识不同形态的根——拓展

教材中的图片分别是：

直根系（凤仙花）；须根系（大葱）；气生根（榕树）

水中植物的根（浮萍）；戈壁滩植物的根（胡杨）；沙漠植物的根（仙人球）

目的：

感受根的多样性、进一步理解根的作用，构建生物的形态结构与其功能相适应的观点。指向课程标准：

8.3“举例说出生活在不同环境中的植物其外部形态具有不同的特点，以及这些特点对维持植物生存的作用。”

4茎和叶

主要内容：

1.观察凤仙花的茎和叶

2.研究植物茎的作用

3.研究植物叶的作用

4.认识不同形态的茎和叶

一、观察凤仙花的茎和叶

探索1——观察凤仙花植株的形态特征

观察对象：茎和叶的生长变化

观察重点：叶在茎上的着生状况

教材要求：

1——测量凤仙花植株的高度——指向茎的生长变化。

2——数叶片的数量——指向叶的生长变化

3、4——观察并画出叶在茎上的分布——指向叶的着生状况。

凤仙花植物叶在茎上生长的方式是互生。

从上往下看每一层叶子交叉排列，最大面积吸收太阳光。

二、研究植物茎的作用

1.探索2-1推测茎的作用

“茎有运输水分和养料的作用”

2.探索3-1实验验证

（1）想办法证明我们的想法是否正确——教师启发学生自己设计实验。（2）实验方法：放入滴有红墨水的水中

观察茎的外部变化

观察茎的纵切面观察茎的横切面

（3）实验现象：

纵切面：一条条的红线，

横切面：许多红色的圆点。

（4）实验结论：茎有运输水分的作用（推理）

三、研究叶的作用

1.探索2-2推测叶的作用

“叶有吸收阳光及蒸腾水分的作用”

2.探索3-2实验验证

（1）想办法证明我们的想法是否正确——教师启发学生自己设计实验。（2）叶有吸收阳光的作用：

将一片叶子用黑色纸遮住，几天以后叶片颜色发生变化

（3）叶有蒸腾水分的作用：

选择叶片大的植物——蒸腾的水分多，实验现象明显

四、认识不同形态的茎和叶——拓展

1.不同形态的叶，一是对叶的多样性的认识二是对叶的形态与生活环境相适应的认识。

2.不同形态的茎。包括直立茎、缠绕茎、匍匐茎、攀缘茎及变态茎。是对不同种类的茎的认识。

不同形态的叶指向课程标准：

8.3“举例说出生活在不同环境中的植物其外部形态具有不同的特点，以及这些特点对维持植物生存的作用。”

5.凤仙花开花了

观察研究对象：开花期的凤仙花植株。

主要内容：

1.研究花的结构

2.认识传粉现象

一、研究花的结构——探索1、2、3

1.观察花的结构

观察对象：花（桃花等典型完全花或凤仙花）

研究方法：解剖--由外到内、分类

目的：

（1）认识花各部分结构：

萼片、花瓣、雌蕊、雄蕊。

萼片合称花萼；花瓣合称花冠。

（2）知道解剖是研究生物体内部结构的一般方法。

2.观察雌蕊和雄蕊

雌蕊由子房、花柱、柱头组成，

雄蕊由花药、花丝组成，花药中有花粉。

教材要求：雌蕊顶端有粘液、雄蕊上有花粉。

对话框“为什么花都有花蕊呢？”

意在引领学生了解雌蕊和雄蕊的功能。

3.观察更多植物花的结构。

教科书提供的是南瓜花、百合花和桃花。

南瓜花——单性花，没有雄蕊或没有雌蕊

百合花——没有花萼（不完全花）

桃花——完全花

观察比较它们的相同和不同：

不同：花瓣、花萼、雄蕊、雌蕊的颜色、大小、形态、数量等各不相同。相同：都有雄蕊或雌蕊

目的：建立花是多种多样的认识，知道花可以分为完全花和不完全花两类。培养学生观察比较、抽象概括的能力

教学时：

1.可以分组提供给学生不同的花，每组都有凤仙花和桃花。

设计观察记录表，记录每一种花的外部形态和内部结构。

归纳概括花可以分为完全花和不完全花，花都有花蕊。

2.重点观察花蕊，指导学生了解传粉现象，理解雄蕊、雌蕊具有繁殖功能。雌蕊的子房部分将来发育成果实，子房里的胚珠发育成种子。

二、学习人工授粉——拓展

拓展活动是人工授粉，可以组织学生在课后进行。

进一步帮助学生理解雌蕊、雄蕊的结构与功能以及传粉现象。

其中的蜜蜂传粉内容指向课程标准：12.3“例举动物帮助植物传粉或传播种子的实例”

6果实和种子

主要内容：

1.果实的生长变化

2.果实的结构及功能

一、聚焦

图片：是凋谢的花朵和在花朵处刚刚结出的果实，呈现了植物生长过程的结果现象。提示本节课研究的对象是植物的果实。

文字：强调传粉后的凤仙花才可以形成果实，告诉学生传粉是花结果的必要条件。

聚焦的话题：果实的结构及功能。

二、探索

（一）研究果实的生长变化过程——探索1

观察凋谢了的凤仙花里面的样子——意在引导学生观察雌蕊的下端（子房）开始膨胀。观察植株上处于不同生长阶段的果实——意在引导学生构建果实生长变化过程的认知。（二）研究果实的结构。

1.观察凤仙花果实——探索2

（1）选择成熟的凤仙花果实。

——成熟的凤仙花果实，便于观察外面的果皮和里面的种子。

（2）数果实中种子的数量。

——与第2课关联，指导学生理解播下一颗种子可以结出许许多多种子。

可以让学生推算，一棵凤仙花植株可以结多少粒种子，领会植物的繁殖能力。

（3）插图：标出凤仙花果实的结构。

意在要求学生掌握果实有果皮和种子两部分组成。

2.观察更多植物的果实——探索3

不同植物的果实形状、颜色、大小各不相同，意在丰富学生对植物果实多样性的认识。果实都包括果皮和种子两部分。进一步建构生物多样性与共同性相统一的观点。

研究方法：

观察：综合利用感官

解剖：手剥、横切、纵切

教学时：

可以补充更多的植物果实，包括种子不明显的植物果实（猕猴桃、香蕉、草莓、无籽西瓜等）

还可以提供一些学生熟悉的植物其他器官，引导学生判断是否是果实。纠正学生“能吃的就是果实”的错误认识。根据果实的特征丰富学生的认识。

7.种子的传播

主要内容：

1.种子的传播方式

2.种子传播的意义

一、研究种子的传播方式（探索1-4）

教材五种植物果实涉及到种子的四种传播方式

研究方法：

1.凤仙花种子的传播方式

体验活动——手捏成熟果实的果皮

推测——种子的传播方式

实地观察——验证推测是否正确

2.苍耳、蒲公英种子的传播方式

方法：观察描述果实外部形态特征，基于外部形态特征推测种子传播方式，利用生物结构与功能相统一的观点，学习一种研究问题的方法。

3.观察并推测更多植物果实的传播方式

观察、描述、推测，进一步建构多样性与共同性、结构与功能相统一的认识。

教学时：

1.结合研讨问题1指导学生将观察和推测的结果及时记录下来。

2.多补充一些种子，拓宽学生视野，引发学生对周围植物的观察兴趣。

二、探讨种子传播的意义——研讨2

为后代创造更多的生存机会——空间、养料、水分、阳光

引领学生关注生物的生命活动现象与其生存的联系

拓展

教科书上提供的是槭树和鬼针草的果实模型。

槭树果实：用纸折叠的，可用于模拟槭树种子随风慢慢飘落。

鬼针草：是用纸团和粘扣做成的，可用于模拟鬼针草种子粘在人身上被带走。

8.凤仙花的一生

主要内容：

整理信息、总结收获

本课是整个单元学习活动的总结课。

一、聚焦

文字部分：描述了几个月里学生在研究植物一生生长变化过程做过的事情：种植、管理、观察、记录、收集信息等。

聚焦的任务：整理分析信息，总结自己的收获。

二、探索

包括4个内容

活动1展示交流种植的凤仙花或其他植物的生长变化记录。

本活动与第2课的观察计划相呼应。引领学生展示自己的观察、记录，可以是观察日记、不同阶段的植物照片、植物生长变化的视频，也可以是观察记录表。

二、探索

活动2“将我们记录的不同时期凤仙花的图片，按生长变化的顺序排列起来。”

意在引领学生将长期观察过程中的零散认识系统化，帮助学生建立植物一生生长变化过程的整体认识。

即凤仙花的一生经历了种子萌发、幼苗生长发育、植物开花结果以及衰老、死亡的过程。这就是凤仙花的生命周期。

二、探索

活动3依据时间，整理信息

依据观察计划中“不同时间它的样子及我们的新发现”的记录结果，选择几个主要节点所发生的变化及时间，通过计算不同生长发育阶段经历的时间，认识植物的生命周期。

二、探索

活动4依据高度变化，制作凤仙花生长变化统计图

分析：第1周至第6周，生长较快，进入开花结果期，生长缓慢、接下来不再生长。

三、拓展

包括2个内容

（一）做凤仙花模型

增强趣味性及建模意识

是实物模型。进一步构建对凤仙花植株的整体认知。

可以用不同的材料制作

（二）了解更多植物的生长变化

意在拓宽学生的视野。引发学生种植更多植物的欲望，进一步激发学生栽培植物、研究其他植物一生的兴趣。

引领学生种花、爱花，美化生活、陶冶情趣。