2023新教科版六年級下冊科學全冊教材分析（新版本）

原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂分課時教材分析建議原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂分課時教材分析建議精品知識點最新改版六下科學教材分析2023年春新教科版科學六年級下冊教材分析教材內容與結構六年級下冊教科書由“小小工程師”“生物的多樣性”“宇宙”和“物質的變化”四個單元組成。四個單元分別隸屬于“技術與工程領域”“生命科學領域”“地球與宇宙科學領域”和“物質科學領域”。本冊教科書的整體編排，以核心概念的進階發(fā)展為線索，整體設計教學活動，同時兼顧了四個領域的年段安排，著力促進學生探究實踐能力的發(fā)展。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂“小小工程師”單元的學習，讓學生經歷一個工程建造的系統(tǒng)過程。從貼近學生生活的房屋建造工程入手，以建造塔臺為任務目標，讓學生一步步地體驗、學習工程的過程：明確任務—設計—建造（模型）—測試—評估—改進。學生通過實踐，認識工程的各個要素，了解設計是工程的核心，同時滲透工程思維，體會到工程實踐與科學探究的不同魅力，從解決問題的角度培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)造能力?！吧锏亩鄻有浴眴卧膶W習，是基于六年級學生的認知特點，圍繞物種多樣性和基因多樣性進行的。第1～2課從學生熟悉的校園生物入手，通過調查、統(tǒng)計等方法，認識到生物種類的多種多樣；第3～5課擴展到種群內不同生物個體的千差萬別，引導學生構建地球生物豐富性和多樣性的概念；第3～6課還組織了遺傳變異及生物進化的相關內容，讓學生認識到生物的多樣性、存活、滅絕都是生物進化的結果；第7課組織學生研究生物多樣性與人類的關系，以及探索如何更好地保護生物多樣性。通過本單元的學習，學生將認識到研究生物的多樣性是為了更好地保護生物多樣性，同時也是為了保護我們人類自己。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂“宇宙”單元的學習，是建立在學生對地球、月球等天體的認識基礎上的再次擴展，通過對太陽系、星座和宇宙的逐步認識，學生初步形成宇宙是一個大系統(tǒng)的觀點。第1～3課是對太陽系的認識，第4～5課是對星系的認識，第6～7課是對宇宙的認識。在不斷學習的過程中，學生的視野逐步擴大，對大尺度的空間觀念也得到了發(fā)展。本單元的學習特點是通過建模并結合想象推理，這是學生認識宇宙的重要方法，對學生的思維發(fā)展和空間觀念的發(fā)展有著獨特的作用。培養(yǎng)學生對天文的興趣，也是本單元重要的教學目標，為此本單元還設計了一些課后需要學生持續(xù)觀察的活動，既可以提高學生興趣，也可以幫助學生建構理解概念。通過本單元的學習，希望學生認識到宇宙是一個系統(tǒng)，由大小不同的星系構成；組成宇宙的星系或星體都在運動變化，分布在不同的宇宙空間并有不同的特征；宇宙是龐大的，但又是可以被人類探索、發(fā)現(xiàn)和認識的。“物質的變化”單元的學習，是小學階段“物質科學領域”的總結單元。在小學階段的學習中，學生經歷了對物體特征、材料性能的研究實踐，逐漸發(fā)展到對物質變化的探索。本單元從學生身邊的物質變化現(xiàn)象開始研究，觀察物質變化及其伴隨的現(xiàn)象，認識物理變化與化學變化的本質特征。學生的探索視野從身邊熟悉的物質變化逐漸擴展到地球家園與生命體中的化學變化。在本單元的學習中，學生主要通過觀察、實驗等方法認識物質變化的本質特征，通過資料閱讀、信息交流、推理論證等方法，發(fā)展正確的物質觀。通過學習，學生將認識到世界是由物質組成的，物質是在不斷變化的，物質變化創(chuàng)造了一個豐富多彩、絢麗多姿的物質世界，物質的變化與人們的生活緊密相關。本冊四個單元，是整個小學階段總結性的單元，也為初中階段的學習打下了良好的基礎。整冊教科書的設計立足六年級學生的認知特點，充分考慮小學階段的內容進階，按照課程標準的學段目標要求，精選探究實踐的主題。在一系列教學活動的助推下，幫助學生建構起相關科學概念，發(fā)展學生的實踐能力和創(chuàng)造能力，為提高學生的科學素養(yǎng)打下扎實的基礎。第一單元小小工程師單元概述工程是將自然科學的原理應用到工農業(yè)生產部門中去而形成的各學科的總稱。在生活中，工程無處不在，影響著我們的生活。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、機電工程、化學工程、海洋工程、生物工程等。這些工程類學科是應用數(shù)學、物理學、化學、生物學等基礎性科學的原理，結合在科學實驗及生產實踐中所積累的技術經驗而發(fā)展出來的。本單元學習內容指向建造工程，屬于土木建筑工程中的一部分。本單元從貼近學生生活的房屋建造工程入手，幫助學生一步步認識工程，了解設計是工程的核心，體驗工程師的設計工作。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂本單元隸屬于技術與工程領域。在小學階段，沒有對技術與工程做出嚴格的區(qū)分，統(tǒng)一表述為工程設計，本單元實則指向的是工程。單元題目以“小小工程師”命名，就是希望學生擔當起工程師的角色，像工程師一樣根據(jù)規(guī)定的任務目標，運用已有經驗和對科學的理解，設計并建造出相應的產品。本單元學習核心是以建造塔臺為任務目標，讓學生經歷一個“工程”建造的系統(tǒng)過程：明確任務—設計—建造（模型）—測試—評估—改進。通過塔臺建造的實踐活動，學生將初步建立起對工程的了解，感受工程的復雜與魅力，從而讓科學學習的開展更為活潑和真實。本單元的學習目標來自課程標準中5～6年級的下列相關學習內容。17.1知道很多發(fā)明可以在自然界找到原型，能夠說出工程師利用科學原理發(fā)明創(chuàng)造的實例。18.1了解一項工程需要由多個系統(tǒng)組成，如建造住宅需要考慮結構、供水、采光、供暖系統(tǒng)等。18.2.1利用攝影、錄像、文字與圖案、繪圖或實物，表達自己的創(chuàng)意與構想。18.2.2將自己簡單的創(chuàng)意轉化為模型或實物。18.2.3根據(jù)現(xiàn)實的需要設計簡單器具、生產物品或完成任務。18.3.1根據(jù)設計意圖，分析可利用的資源。18.3.2簡單評估完成一個產品或系統(tǒng)的可行性，預想使用效果。18.3.3從經濟效益、社會效益、環(huán)境效益等方面評價某個工程設計，并提出改進和完善建議。以上相關學習內容，指向2個主要概念，分別是“技術的核心是發(fā)明，是人們對自然的利用和改造”“工程的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產品的活動”。對于六年級學生，學習以上主要概念需要親歷和體驗。學生要在真實情境下完整經歷工程實施過程。以工程實踐為主要學習方式，觀察分析住房結構與系統(tǒng)，理解工程的復雜性與系統(tǒng)性。查閱工程資料，理解工程實施過程以及工程與科學技術的關系。親身嘗試工程實踐，體驗并感受工程魅力，理解工程的復雜性、閉環(huán)性等特點，從而建構課程標準要求的主要概念。為達成上述學習目標，本單元在設計上大致分為兩個部分。第一部分涉及第1～2課，是對現(xiàn)有工程的了解，并為學生后面的工程實踐做認知儲備。前兩課的教科書內容分別選擇了學生最為熟悉的住房和代表我國橋梁建設極高水平的港珠澳大橋作為素材，引導學生展開對工程的了解。通過這兩課的學習，使學生對“工程是什么？”“有什么特點？”“工程建設與科學技術之間的關系是怎樣的？”等問題形成初步的認知。第二部分涉及第3～7課，學生將親歷工程實踐。教科書始終圍繞不斷改進設計這一思路編寫，凸顯工程的關鍵是設計這一根本點。學生在“做工程”的實踐活動中，進一步了解工程的基本程序，體會工程的復雜性以及設計過程的反復性等特點，感受“做”的成功和樂趣，同時學生的實踐能力、思維能力和運用科學知識解決問題的能力得到培養(yǎng)與發(fā)展。第1課“了解我們的住房”，從住房的基本結構、必需系統(tǒng)、建造過程三個方面開展學習。通過對自己居住房屋的回憶和分析，學生初步認識工程是由多個系統(tǒng)組成的。通過閱讀房屋建設資料，了解住房建造工程的基本過程，為單元后幾課實施工程實踐活動做鋪墊。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂第2課“認識工程”，是在認識身邊房屋建設工程基礎上擴展視角。以我國宏大工程——港珠澳大橋為例，進行資料搜集與分析，梳理出工程建設的相似步驟，重點明確限制條件下的設計、制作模型測試、評估、改進、修改設計……，直至達成解決問題的循環(huán)往復過程。學生從感性角度認識工程，為后五課提升理性認識打好基礎。同時，理解工程與科學技術進步的關系。初步理解“技術發(fā)明通常蘊含著一定的科學原理”這一主要概念。第3課“建造塔臺”，在之前學習的基礎上，開始體驗工程實施過程。以招投標形式明確工程項目要求，體會并感受設計的重要作用。在設計中感受工程設計要考慮的各項因素和其相互之間的聯(lián)系，體會工程的多系統(tǒng)與復雜的特性，加深對工程的理解。第4課“設計塔臺模型”，從本課開始，教科書的呈現(xiàn)方式沒有沿用慣常的四個板塊的編寫體例，而是采用工程建設的基本程序來展開。建立模型是工程設計的關鍵步驟，本課是在上一課設計總體方案的基礎上，聚焦塔臺設計這個關鍵點來開展工程實踐活動的。在設計中學生要更多地考慮技術難關的突破，思考達成工程項目要求的方法。第5課“制作塔臺模型”，本課的重點是動手做。學生基于上一課的設計動手制作塔臺模型。動手制作模型不但是將上一課的設計予以具體實施，而且也是為后幾課的測試、評估、改進打基礎。實施過程不僅要遵循設計圖紙要求，在制作過程中也會有新的發(fā)現(xiàn)、感受、改進。原創(chuàng)：蒙蒙de雨科學課堂第6課是“測試塔臺模型”。模型的設計是否符合工程要求，是以制作模型測試結果為依據(jù)的。以評價表為評價標準，全班進行測試、評價是本課的核心活動。量化各項測試活動，比較分析數(shù)據(jù)，找到自己模型的優(yōu)勢與問題，在此基礎上對問題進行梳理與分析，最終明確模型設計或制作方法的修改點，均是本課學習的重點任務。第7課是“評估改進塔臺模型”。本課重點有兩個：一是評估，二是改進。改進是工程設計的關鍵，滲透在工程的各個環(huán)節(jié)。本課的改進活動要讓學生認識到“依據(jù)”的重要性，要在數(shù)據(jù)、現(xiàn)象等證（依）據(jù)的支持下進行改進與完善。在本課與前幾課的學習中，學生將親歷工程實踐的基本程序，完成建造塔臺模型的過程，獲得小小工程師的角色體驗，對工程的理解一定優(yōu)于之前的認識。但在本課學習的最后，要讓學生知道工程設計絕不是“一錘子買賣”，可能要經過多次的反復改進直至滿足工程的需要，同時還要提示學生對方案的最終選擇是在權衡多種因素后的取舍。單元教學目標科學概念目標許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對生活的觀察，可以在自然界找到原型。一項工程是由多個系統(tǒng)組成的，各系統(tǒng)內部需要協(xié)同工作。工程建設需要運用相關科學知識以及技術的支撐來完成。工程無論大小都要經歷相類似的建設過程。工程的關鍵是設計，設計需要經歷不斷改進的往復過程，直至滿足建造要求。工程建設具有復雜性的特點，需要集合多人的智慧共同協(xié)作完成?？茖W探究目標能通過觀察、搜集資料、調查、案例分析等方式獲取信息。能結合自己家的住房，說出住房的基本結構（功能分區(qū)）及供水、采光、供暖等主要系統(tǒng)。通過查閱資料，能簡述出住房及其他工程的建造過程。能舉例說出工程與科學技術的關系。能根據(jù)建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，制訂出建造方案。能根據(jù)限制條件設計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。能根據(jù)設計方案制作塔臺模型，并能宣講自己的設計理念與思路。能按照評價表給定的指標測試塔臺模型。能根據(jù)測試結果梳理塔臺模型存在的問題并初步提出改進設想。能正確評估本組與他組的塔臺模型，反思并提出建議。能綜合考慮各種建議，改進原設計方案，并基于調整后的設計方案對塔臺模型進行重整。能自覺運用批判性思維和創(chuàng)造性思維開展工程實踐活動?？茖W態(tài)度目標對工程建設抱有極強的興趣與探索愿望，對擔當小小工程師的角色充滿期盼。樂于投入建造塔臺的工程實踐之中，認識到細心、耐心、務實和實事求是的重要性。樂于通過測試的方式發(fā)現(xiàn)問題，不斷改進設計，體會堅持與信念的重要性。愿意與同學合作、交流與反思，感受到合作的重要性?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標感受到工程與科學技術的密切關系，認識到科學與技術的發(fā)展對人類生活的影響。認識到工程是為滿足人們對美好生活的向往而付諸的行動，意識到人工世界對社會發(fā)展的影響。單元詞匯技術：泛指根據(jù)生產實踐經驗和自然科學原理發(fā)展而成，把生產要素投入轉化成產品和服務等產出的理論知識和實踐知識以及各種工藝操作方法與技能，如電工技術、焊接技術、木工技術、激光技術、作物栽培技術、育種技術等。工程：將自然科學的原理應用到工農業(yè)生產部門中去而形成的各學科的總稱。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、機電工程、化學工程、海洋工程、生物工程等。這些學科是應用數(shù)學、物理學、化學、生物學等基礎科學的原理，結合在科學實驗及生產實踐中所積累的技術經驗而發(fā)展出來的。主要內容有對于工程基地的勘測、設計、施工，原材料的選擇研究，設備和產品的設計制造，工藝和施工方法的研究等。結構：與“功能”相對。系統(tǒng)內各組成要素之間的相互聯(lián)系，相互作用的方式，是系統(tǒng)組織化、有序化的重要標志。物質系統(tǒng)的結構可分為空間結構和時間結構。任何具體事物的系統(tǒng)結構都是空間結構和時間結構的統(tǒng)一。結構既是系統(tǒng)存在的方式，又是系統(tǒng)的基本屬性，是系統(tǒng)具有整體性、層次性和功能性的基礎與前提。研究系統(tǒng)的結構和功能，既可根據(jù)已知對象的內部結構，來推測對象的功能；也可根據(jù)已知對象的功能，來推測對象的結構。系統(tǒng)：自成體系的組織；相同或相類的事物按一定的秩序和內部聯(lián)系組合而成的具有某種特性或功能的整體。如組織系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)。材料清單圖紙（住房結構、給排水系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等）、住房建設文字資料、港珠澳大橋文字與視頻資料、資料（“鳥巢”體育場、“中國天眼”、高鐵、衛(wèi)星等）、塔臺競標書、評價表、三角形與正方形的框架實物、設計方案記錄表、膠帶、吸管、剪刀、紅筆、滾珠、彈簧、鉤碼、米尺、裝滿水的礦泉水瓶3～5個、小盆、電風扇、抗震檢測儀、測試塔臺記錄表、設計方案修改記錄表、班級記錄表、教學課件。分課時教材分析與教學建議第1課了解我們的住房背景和教學目標房屋是最貼近學生生活的建造工程。從住房建造工程入手了解學習工程的系統(tǒng)性、復雜性等特點，對學生來說較為合適。了解我們的住房，首先要了解住房的結構。住房的結構分類標準有很多，從功能分類有臥室、起居室（客廳）、廚房、衛(wèi)生間、陽臺等；從高度分類有低層、多層、小高層、高層、超高層等；從樓體結構分類有磚木結構、磚混結構、鋼混框架結構、鋼結構等。了解我們的住房，其次要了解住房中包含的系統(tǒng)。住房中有給排水、電、燃氣、供暖等必備設施。完善的設施建設需要依靠相應的整套系統(tǒng)支持，例如，承重系統(tǒng)、采光系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等。無論是住房結構，還是各種設施，其整體都是由多項系統(tǒng)整合組成的。這些系統(tǒng)的建設與住房整體結構緊密相連并要協(xié)同設計。由此可見，住房建設工程無論是結構還是設施都要由無數(shù)系統(tǒng)組成，各項系統(tǒng)相互影響、相互配合、協(xié)調整合，需要進行科學的、系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃設計才能實現(xiàn)住宅需求。了解我們的住房，還要了解住房建造的過程，明確任務、選址、設計、建造、驗收等。學生雖然每天居住在房屋中，似乎應熟悉房屋，但絕大多數(shù)學生對其結構、系統(tǒng)、建造過程并不清楚，因此學習本課還是有一定難度的，但學生對這一內容的學習會非常感興趣，教師可抓住學生這一興趣點，引導學生搜集相關資料作為學習資源的補充。鑒于學生的年齡，只要能大致知道住房的基本結構、必需系統(tǒng)以及建造的主要過程即可，從整體上對住房工程有一個初步認知，同時也是為下一課認識工程奠定基礎。科學概念目標住房都是有一定結構的，根據(jù)需求不同，結構也會存在差異。住房由供水、供暖、采光、電路等多個系統(tǒng)組成。住房需要經歷一定的建造過程，每一個過程都非常重要，需協(xié)同發(fā)揮作用。科學探究目標能結合自己家的住房，說出住房的基本結構（功能分區(qū)），以及供水、采光、供暖等主要系統(tǒng)。能通過查閱資料及相互交流，簡述住房的基本建造過程?？茖W態(tài)度目標對了解住房有極強的學習興趣。感受同伴溝通交流的重要，樂于分享?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標初步認識到人類的需求促進社會的進步與發(fā)展，同時科學技術的進步也滿足了人們對美好生活的向往與追求。初步感受房屋建造的復雜性、系統(tǒng)性和科學性。教學準備為學生準備：學生活動手冊，有關住房建設的文字資料。教師準備：住房結構、給排水系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等圖紙，班級記錄表，教學課件。學生活動手冊說明本課活動手冊有兩項內容，分別對應探索活動2和探索活動3。“請在圖中標出房屋的主要結構與系統(tǒng)”是用形象的圖片幫助學生梳理尋找住房的結構與系統(tǒng)。學生對于結構、系統(tǒng)這些詞匯的理解沒有經驗支撐，借助這樣的示意圖，在標注過程中理解結構與設施系統(tǒng)的復雜性。標注后的活動手冊為學生在生生交流活動中提供幫助?！胺课萁ㄔ斓闹饕^程”欄是記錄自己思考的過程與成果。通過對教師提供或學生自己搜集的資料閱讀、分析，學生進行住房建造過程的總結、梳理與記錄。在個人記錄表的基礎上開展全班交流分享，經過全班共同研討、分析、匯總后總結出住房建造過程的班級記錄表，為第2課的工程建設過程步驟的梳理和第3課建造塔臺標書的制訂做鋪墊。第2課認識工程背景和教學目標住房建造工程只是諸多工程中的一種。學生在第1課初步了解工程后，對工程會有極大的興趣，會產生諸如“還有哪些工程？其他工程建設過程是什么樣的？這些不同工程建設過程有什么共同特點？”等疑問。本課主要圍繞以上疑問開展學習。教科書使用大量篇幅展現(xiàn)了我國具有代表性的偉大工程——港珠澳大橋。以港珠澳大橋這一巨型工程與上一課身邊的住房建造工程進行對比，呈現(xiàn)出巨型與小型、復雜與普通、遠處與身邊等多角度沖突?；谶@樣的沖突進行比較、分析、總結工程建設過程中的相似步驟，更能夠加深對工程建設的理解。教科書以一幅跨頁的港珠澳大橋圖片襯托出這項工程的宏大與震撼，精選文字資料闡述明確，指向建設港珠澳大橋的目的和工程建設中所面臨的巨大挑戰(zhàn)。讓學生體會尖端工程的建造不易，需要通過不斷創(chuàng)新、不斷超越、突破重大難關等來實現(xiàn)工程目標。本課還介紹了多項宏大工程，幫助學生將視角從房屋、橋梁等工程建設拓展到其他方面，從更寬廣的角度認識工程，多方面理解工程意義和實施過程，從而深刻認識到科學技術與工程的相互作用，使學生初步構建“工程的關鍵是設計，工程是運用科學和技術進行設計、解決實際問題和制造產品的活動”這一主要概念?？茖W概念目標許多發(fā)明創(chuàng)造來源于對生活的觀察，可以在自然界找到原型。工程建設需要運用相關科學知識以及技術的支撐來完成。工程需要在一定的限制條件下完成任務，要經歷相類似的建設過程?？茖W探究目標能通過閱讀資料知道工程建設需要面臨的限制條件有哪些，又是怎樣解決難題的。能根據(jù)工程案例歸納出工程建設過程的相似步驟。能了解工程建設所需的科學技術支持，分析工程與科學技術的關系?？茖W態(tài)度目標認識到工程建設的艱難，從而產生對建設者的敬仰之情。進一步喚起學習工程的興趣，激發(fā)做一名小小工程師的愿望?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標進一步認識到科學技術與工程的相互關系。進一步認識到科學技術對社會發(fā)展的重要作用，人類的好奇及社會的需求對科學技術發(fā)展的積極促進作用。教學準備為學生準備：港珠澳大橋相關資料、學生活動手冊。教師準備：港珠澳大橋文字與視頻等資料，“鳥巢”體育場、“中國天眼”射電望遠鏡、高鐵施工過程、航天航空衛(wèi)星照片、技術簡圖等資料，班級記錄表，教學課件。學生活動手冊說明本課活動手冊是對課堂活動的記錄，流程圖配合探索活動2使用。雖然教科書中展示與其相同結構的流程圖，呈現(xiàn)出完整準確的內容，但是兩者并不重復?；顒邮謨灾械牧鞒虉D是學生對比住房建造過程與港珠澳大橋工程建造資料后的梳理記錄。學生要將第1課的班級記錄表中相關內容歸納為本課學習的工程建設步驟。在不斷分析、歸納中填寫流程圖，學習理解工程設計過程。其中各項箭頭有提示作用，右側循環(huán)箭頭作用突出，體現(xiàn)了整體設計活動的過程，也是學生填寫設計過程的提示，幫助學生理解工程設計的閉環(huán)性。最后學生利用填寫的流程圖開展全班交流，形成最終教科書呈現(xiàn)的完整、準確、概括性的班級記錄表。第3課建造塔臺背景和教學目標從本課開始，學生將承擔起工程師的角色。本課的聚焦環(huán)節(jié)給學生一個任務——在操場上建造一座塔臺，目的是創(chuàng)設一個真實情境，引發(fā)學生參與科學實踐活動的積極性。由于現(xiàn)有條件的限制，在本單元的學習中，學生并沒有涉及真正的塔臺建造，重點圍繞塔臺設計展開學習與體驗，感悟設計的往復性與復雜性。本課作為建造塔臺的起始課，從設計塔臺方案開始做起，采用模擬真實的招投標活動情境展開學習。這一方式的運用主要是激發(fā)學生的學習熱情，真正像工程師一樣工作，加深對工程的理解。足球教練訓練塔臺類似學生常見的領操臺。二者區(qū)別在于領操臺是固定的，而塔臺不固定位置，可以隨需要變換位置。這就需要建造的塔臺具有方便移動、抗風、抗震等多項功能。同時，工程項目還要求教練員能夠站在上邊指揮訓練，其承重性、高度和安全性也是重要項目要求。圍繞這些要求進行工程項目整體設計是本課活動的主要內容。在本課，學生要模擬前兩課學習的工程建造基本過程進行自主設計。從選址、材料選擇、塔臺的設計、成本核算、人員分工、時間分配等各個方面進行工程整體設計。過程中，學生要考慮各因素之間相互牽制、難以取舍的關系，也要明確各項因素權衡的側重。例如，塔高、承重、安全是工程項目的核心與重點，美觀、成本等屬于在重點基礎上的綜合點。達成二者最大的平衡與優(yōu)化取決于工程項目的設計，取決于技術難關的突破，取決于合理應用科學原理與科學技術。學生雖面臨諸多困難與挑戰(zhàn)，但對本課學習內容還是有著強烈的好奇心和參與熱情，學習的積極性頗為高漲，這都為本課的學習奠定了堅實的心理基礎。科學概念目標對一項工程的設計需要考慮到各因素以及各因素之間的關聯(lián)?？茖W探究目標能夠考慮到建造塔臺所涉及的各個因素。能夠根據(jù)教科書中的“標書”樣本制訂出建造塔臺標書。能夠利用文字、繪圖的方式表達自己的創(chuàng)意與構想。科學態(tài)度目標積極參加設計活動，對工程學習充滿興趣。樂于表達與交流，并能夠綜合小組各成員的意見，形成集體的觀點?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標感受到科學知識與其他學科綜合能力對工程設計的重要性。教學準備為學生準備：學生活動手冊。教師準備：班級記錄表、操場照片、塔臺競標書、教學課件。學生活動手冊說明本課的活動手冊是學生制訂標書內容。學生制訂的標書形式可以多種多樣，活動手冊采用大量留白的形式，不給學生設置篇幅限制，避免限制學生思維和活動。活動手冊上預留的空間只是為學生提供一個提示，學生可以自由使用紙張完成小組標書。注意提醒學生保存此標書，作為過程性資料。第4課設計塔臺模型背景和教學目標從本課開始，學生的學習視角從對工程的整體認知轉換到對工程設計這一核心內容。與之相適應，單元學習內容視角也從宏觀到微觀，從整體到局部發(fā)生轉變，隨之教科書的編寫體例也發(fā)生變化，不再沿用四個板塊的模式，而是采用工程建設的基本程序來逐課鋪開。具體到本課的內容，是對塔臺模型的設計。教科書首先明確“建立模型是工程設計中的重要環(huán)節(jié)，工程師常通過建立模型來測試他們的設計”，引導學生知道建立模型的重要意義。對于塔臺模型的設計，教科書提出了明確的要求，提供了材料清單以及評價表，從指導與評估兩個角度來規(guī)范設計方案。在制訂方案環(huán)節(jié)，教科書又設計了5個問題供學生思考，引導學生全面而細致地考慮設計問題，盡可能幫助學生設計出更符合要求的塔臺模型方案。盡管本課為學生設計塔臺模型提供了必要的支架，但對于學生來說仍然具有挑戰(zhàn)性，學生要經歷多維度的思考與權衡，最終整合出最為合適的設計，在此過程中，學生再一次感悟到工程設計的復雜性。本課的模型設計是對上一課“標書”的具體化，并且下一課建造模型要完全遵照本課的設計圖紙實施，單元結束課也要針對本課設計的不足進行改進。所以，本課的學習內容在單元中具有十分重要的作用。科學概念目標工程設計是一個復雜的過程，需要綜合考慮各個因素及之間的關聯(lián)。工程設計中蘊含著一定的科學知識?？茖W探究目標能根據(jù)建造塔臺的具體任務，綜合考慮相關因素，制訂出建造方案。能根據(jù)限制條件設計出符合要求的塔臺模型，并能用文字和繪圖的方式表達創(chuàng)意。能深入思考，發(fā)現(xiàn)并解決設計中的難點問題。能反思自己的設計，不斷改進?？茖W態(tài)度目標對工程設計抱有極強的興趣。愿意與小組成員合作、交流，共同完成設計任務。具有反思意識，能聽取同學的意見并不斷改進自己的設計。科學、技術、社會與環(huán)境目標感受到科學知識對設計好塔臺的重要作用。教學準備為學生準備：塔臺競標書、學生活動手冊。教師準備：班級記錄表、評價表、三角形與正方形的框架實物、建筑物圖片、鐵塔圖片、教學課件。學生活動手冊說明本課的活動手冊在制訂方案板塊第二步設計中使用，在第三步進行展示交流。和上一課相同，本課塔臺設計方案也可由學生自行選用紙張完成，并注意保存。第5課制作塔臺模型背景和教學目標本課的制作活動是進行模型制作，并非工程建設。模型制作是設計環(huán)節(jié)中的內容，在設計環(huán)節(jié)中具有重要作用。首先，模型要完全按照設計圖紙進行制作。制作過程檢驗了設計是否合理、科學、全面，是對設計的執(zhí)行、檢驗和完善。其次，模型成品為測試與評估提供了可能。設計圖紙是將抽象的設計思想轉化為形象的圖畫、標識等的方案，模型成品是將其呈現(xiàn)為具象的實物。設計思想、理念、計劃是否能夠達到工程目標，完成工程要求，需要依靠對模型進行測試與評估。最后，模型是改進設計完成工程任務的重要依據(jù)。不斷反復測試查找問題、尋求改進、突破技術難關等都要依靠模型來實現(xiàn)。由此可見，模型的制作在工程設計中具有重要意義。學生制作模型活動，要始終確立完全按照設計圖紙實施的意識。在制作過程中如發(fā)現(xiàn)問題要經過小組研討交流后，先修改圖紙再實施制作。保持設計圖紙與建造模型的一致性，為后面進行交流評測做好準備。小組內合理分工合作是做好模型的保障。模型體積較大，個人不容易操作實施，因此多人配合互助，快速優(yōu)質地完成任務是小組合作能力的突出體現(xiàn)。本課活動形式以動手操作為主，需要教師深入理解工程的模型制作與手工制作之間的區(qū)別，避免把科學課變成手工課甚至美術課。科學概念目標制作模型是工程設計的重要環(huán)節(jié)?？茖W探究目標能依照設計方案，制作出塔臺模型。能在制作模型的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，引發(fā)新思考。能根據(jù)塔臺模型制作評價表反思所制作模型的優(yōu)劣?？茖W態(tài)度目標體驗堅持完全按照設計圖進行模型制作。意識并感受到小組合作的重要性，能通過溝通交流形成集體的觀點?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標能認識到科學知識和技能對制作優(yōu)質模型的重要性，進而認識到社會發(fā)展需要科學技術做支撐。教學準備為學生準備：設計方案、膠帶、吸管、剪刀、紅筆、滾珠、彈簧、鉤碼、學生活動手冊。教師準備：教學課件。學生活動手冊說明本課活動手冊包括兩部分內容，兩部分內容分別配合研討板塊的兩個問題。學生反思填寫自己的真實想法，借助活動手冊交流，總結學習成果。與之前活動手冊相同，學生也可以繼續(xù)使用個人紙張，結合活動手冊樣式記錄，保持活動記錄的一致性，便于單元學習后的總結歸納。第6課測試塔臺模型背景和教學目標測試模型是工程設計中又一重要環(huán)節(jié)。模型是設計的具體表現(xiàn)，測試是對設計是否合理、科學、符合要求的檢驗。測試環(huán)節(jié)決定著設計方案是否符合工程要求，是否存在問題以及明確改進方向。由此可見測試標準就是工程設計明確的評價指標，第4課的塔臺模型制作評價表就是本課測試塔臺模型是否達標的依據(jù)。本課學生需要使用第4課的評價表和設計方案，為第5課制作的模型開展測試活動，體現(xiàn)了單元學習的連貫性和工程的系統(tǒng)性。測試塔臺模型的各項功能，需要使用到不同的工具。“塔高”要求達到60厘米，米尺可以滿足需要；“頂端承重”可以借助水瓶或書本等重物，注意選擇的重物要一致，方便學生比較；“抗風能力”可以借助電風扇的不同風力等級完成；“抗震能力”需要使用專業(yè)儀器進行地震模擬，便于科學準確分出等級；“材料成本統(tǒng)計”由材料量化進行計算；“分工合作”和“美觀”是無法量化的項目，需要全班評議，共同商討。測試得出的數(shù)據(jù)是學生進行自評、反思、發(fā)現(xiàn)模型設計缺點的重要依據(jù)，也是進行問題梳理、明確改進方向、完善工程模型設計方案的依據(jù)。對于數(shù)據(jù)的分析整理是本課學生科學探究能力的提升點，教師要多加關注并精心設計相關環(huán)節(jié)。各組進行測試數(shù)據(jù)的對比在本課中也具有重要作用。優(yōu)勢數(shù)據(jù)項目的展示與介紹，不但是對自己設計的認可和肯定，也是推廣小組突破技術難關設計的機會，能夠幫助解決其他小組共同遇到的問題。劣勢數(shù)據(jù)項目的呈現(xiàn)，不但是自己發(fā)現(xiàn)問題尋求突破的過程，也具有提示其他小組引以為戒的作用，同時也是尋求幫助，借鑒他組經驗的過程。在這樣的全班交流活動中，不但可以借鑒大量的優(yōu)秀經驗，學會相關科學知識，還可以增強傾聽他人意見、遷移應用知識、學會交流合作等一系列科學探究能力?？茖W概念目標測試是工程設計中的重要環(huán)節(jié)，是衡量設計是否達到規(guī)范要求的重要方法。完成一項任務（測試）需要使用特定的工具。科學探究目標能依據(jù)標準對塔臺模型進行測試并記錄。能對測試結果進行反思，能歸因問題所在。能將問題進行梳理、歸納?？茖W態(tài)度目標對測試活動充滿好奇與熱情，認識到測試的重要意義。能基于觀察事實做出合理判斷。能虛心接納同學意見，通過反思交流，調整原有設計，從而達成集體共識?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標認識到檢測工具對測試工作的重要性，從而進一步認識到科學技術的發(fā)展對一項工程建設的重要意義。教學準備為學生準備：塔臺模型、塔臺模型測試記錄表、問題梳理記錄單、學生活動手冊。教師準備：米尺、裝滿水的礦泉水瓶3～5個或多本教科書、小盆、電風扇、抗震檢測儀、教學課件。學生活動手冊說明本課活動手冊包括兩部分內容。第一部分內容是測試活動的數(shù)據(jù)記錄表。配合測試板塊第一項活動使用。表格只設計三組并留白一組的篇幅，教師根據(jù)自己班級情況進行補充。表格數(shù)據(jù)填寫標準來自第4課的評價表。表格不涉及總成績比較，只比較每一項的優(yōu)點與缺點，為后期分析結果做數(shù)據(jù)支持。第二部分內容是依據(jù)數(shù)據(jù)的分析與自我反思，幫助學生整理、歸納、總結測試活動獲得的信息。過程中三個方面的內容提示具有層次性和邏輯性，引導學生結合數(shù)據(jù)比較、觀察反思、借鑒他人經驗來發(fā)現(xiàn)查找問題并尋求改進方法。第7課評估改進塔臺模型背景和教學目標本課是單元總結課，也是設計環(huán)節(jié)的最后步驟。在上一課測試后，每組都有新的思考和想法，雖然各組進行了展示和交流，但并沒給學生提供完整、系統(tǒng)的交流時間與機會。所以，在本課改進設計之前首先要進行評估。評估活動不僅僅自評本組設計，還要小組間進行互評。在各組互評中相互借鑒、相互幫助、資源共享、遷移應用新創(chuàng)新來完善各組設計方案，力求將設計方案改進得更準確、完整和科學，從而達到工程要求。改進活動需要用到單元學習中的全部過程性資料。招標書、設計圖紙、建造過程中的修改記錄、制作的模型成品、測試數(shù)據(jù)記錄表、問題梳理記錄單、改進方案都支持著評估改進活動的開展，也是學生進行方案設計修改的依據(jù)。著重培養(yǎng)學生的證據(jù)意識，尊重證據(jù)的科學態(tài)度，體會工程師的工作過程，感受工程的科學與魅力。雖然本課是單元結束課，但并不代表塔臺建造工程的結束，更不是設計環(huán)節(jié)的完結。本單元核心內容只是讓學生體驗工程中設計這一核心內容，學生并沒有真正施工建設。學生經歷明確目標、限制條件下設計、設計模型、制作模型、測試模型、評估模型、改進設計等一整套活動。本單元第2課就明確指出設計活動具有循環(huán)往復和閉環(huán)性的特點。本課結束后，不能讓學生誤以為自己最后的設計就是終極成品，需要讓他們知道還要重新制作模型，再次測試評估，發(fā)現(xiàn)問題要進行改進，直到達到工程要求，才能完成設計環(huán)節(jié)進行施工建造。教師在教學實施中要幫助學生樹立正確的認識，完成本單元學習內容?？茖W概念目標工程要反復評估改進，不斷完善，才能達成最終的工程要求。科學探究目標能依據(jù)評估標準，針對每一組模型開展小組自我評估與組際評估。能根據(jù)評估結果，梳理出需要進一步改進的問題。根據(jù)已梳理的問題，依據(jù)塔臺模型制作評價表再次改進設計?？茖W態(tài)度目標進一步增強對工程建設的興趣與認識。能夠學會傾聽，樂于交流，不斷改進設計?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標加深對工程的認識與理解，認識到科學、技術與工程的關系。理解工程的關鍵是設計。教學準備為學生準備：招標計劃書、評價表、塔臺模型設計圖紙、塔臺模型、測試塔臺記錄表、問題梳理記錄單、設計方案修改記錄單、學生活動手冊。教師準備：班級評分統(tǒng)計表、教學課件。學生活動手冊說明本課活動手冊有兩項內容。第一個內容配合評估改進板塊第三個活動使用。學生通過單元整體學習后，對起始設計方案進行有針對性的修改。修改方式：建議使用與原設計相同紙張來重新繪制，方便學生比較兩次設計圖紙的異同，感受工程設計中改進的作用與意義，體會工程設計的重要性。第二個內容配合研討板塊使用，幫助學生結合單元整體學習，進行自我反思與總結。參考資料工程設計在建設工廠、礦山、鐵路、橋梁及建筑工程之前，按照國家標準，結合生產實踐、科學技術及經濟發(fā)展情況，經過調查研究和科學分析，進行周密思考及計算繪圖工作，最后提供作為建設施工依據(jù)的設計文件及圖紙的過程。一般分為初步設計和施工圖設計兩個階段。對技術特別復雜的工程項目，有時采取三個階段設計（初步設計、技術設計和施工圖設計）的方式。土木工程用建筑材料（土、石、磚、木、混凝土、鋼筋等各種金屬材料）修建房屋、道路、鐵路、橋梁、隧道、河港和市政衛(wèi)生工程等的生產活動與工程技術。隨著工程建設和科學技術的發(fā)展，逐漸形成一些專門分科，如修建河港、水壩、灌溉渠等稱為“水利工程”；修建各種房屋稱為“建筑工程”等。建筑設計一般指建筑物、構筑物與室內外環(huán)境在建筑、結構、設備等方面的綜合性設計工作，也可以僅指建筑方面的設計工作。需根據(jù)建筑任務要求，通過調查研究，綜合考慮使用功能和投資、材料、環(huán)境、地質、結構、構造、設備、建筑藝術、有關法規(guī)、施工等因素，合理制訂方案，設計成建筑單體或群體的圖紙文件。對于一般工程，可分為初步設計和施工圖設計兩個階段，對于大型、復雜的工程，則分方案設計、初步設計和施工圖設計三個階段。建筑構造建筑物和構筑物中構件或配件的組成和相互結合的方式、方法。按用途、材料性能、受力情況、施工工藝和藝術要求，做成各種實用、經濟的構件或配件，并將構件和配件結合成建筑整體。建筑結構建筑結構亦稱“房屋結構”，是建筑物中由承重構件（梁、柱、桁架、墻、樓板和基礎等）組成的體系，用以承受作用在建筑物上的各種載荷，如框架、塔架等。建筑結構必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性、剛度和耐久性，以適應使用要求。薄殼結構人們發(fā)現(xiàn)，雖然蛋殼、蚌殼本身是很薄的，但是它們的薄殼外形卻能使它們變得堅固。建筑師們從中得到啟發(fā)，設計出了省工省料、優(yōu)美輕便的薄殼結構。從外觀看，這些薄殼結構有的像半球形，有的像圓球形，有的像不規(guī)則但非常美觀的弧形。盡管它們形態(tài)各異，卻都有著共同的力學特征。薄殼結構在受到外力的作用時，能夠把力沿著整個殼體表面向四周均勻傳遞，使殼體上單位面積受的力并不大。更為重要的是，在殼體上不存在作用力集中于一個地方的情況。建筑物垮塌不是建筑物每一處都承受不住力了，而往往是有一處不能承受重壓而導致整個建筑物垮塌，所以，薄殼結構這個特點很重要。因為薄殼結構能夠承受較大的壓力，所以建筑師們用它們做成很大、很薄的屋頂。這不但能夠減輕屋頂自身重量，節(jié)約大量材料，而且內部可以空間很大而又沒有柱子，所以大型建筑如大廳、體育場館很多首選薄殼結構。三角形和四邊形框架只要三角形三條邊的長度不變，三角形三個角的角度就不能改變。所以，三角形是不會變形的形狀，我們可以說三角形具有穩(wěn)定性。三角形框架，即使三個頂點的連接是完全活動的鏈接，它也是不會變形的。不管從哪個方向對三角形框架用力，它總是通過三根桿的推和拉的作用達到平衡。比如當三角形框架頂端被向下壓時，兩邊斜桿受壓，下面水平桿受拉，這時兩邊斜桿產生推力，下面水平桿產生拉力，與外加壓力達到平衡。四邊形、五邊形等框架受到外力作用時，就不能像三角形框架那樣產生內力與外力平衡了，其結果就是變形，形狀結構被破壞。但是，聰明的人們又從另一個角度利用了四邊形的特點，比如，伸縮式曬衣架和伸縮式遮陽棚就利用了四邊形容易變形的特點。第二單元生物的多樣性單元概述生物多樣性是指地球上生命的豐富性，反映在生態(tài)系統(tǒng)與物種的多樣性、其過程與相互作用的多樣性，也反映在物種內或物種間的遺傳多樣性。它是一個多層面的概念，包括物種多樣性、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。物種，簡稱種，是具有一定形態(tài)和生理特征以及一定自然分布區(qū)域的生物類群，是在自然界中能夠交配并繁殖產生后代的一個生物種群，是生物分類的基本單位。物種多樣性也就是生物種類的多樣性。地球上生物的種類極其豐富，很難統(tǒng)計出具體的數(shù)據(jù)。生物的各種特征都是由基因控制的，生物的細胞內有成千上萬個基因，每個基因都攜帶著特定的遺傳信息，表征著生物體不同的性狀特征。不同種類生物的基因種類及基因排序有所不同，同種生物不同個體之間基因也不盡相同?；虻亩鄻有詫е律锓N類的多種多樣以及同種生物不同個體之間的差異。生物與生物之間，以及生物與環(huán)境之間是相互聯(lián)系、相互作用的，它們構成了不同的生態(tài)系統(tǒng)，表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。每一種生物都生活在一定的生態(tài)系統(tǒng)中，某種生物數(shù)量的減少或某種生物的滅絕會影響它所在的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)的劇變也會加速生物種類和基因多樣性的喪失，最終影響整個地球上的生命包括我們人類的生存。所以，保護生物多樣性成為目前世界各國關注的熱點問題。本單元基于六年級學生的認知特點，立足于物種多樣性和基因多樣性，以認識地球生物的多樣性為線索，從學生身邊的校園生物入手，引導學生進一步理解地球生物種類的多種多樣（第1～2課）以及種群內不同生物個體的千差萬別（第3～5課），從而進一步構建地球生物豐富性及多樣性的認識。遺傳和變異是生命世界普遍存在的現(xiàn)象，是生物進化的基礎。生物的多樣性、存活、滅絕都是生物進化的結果。本單元在引導學生認識種群內生物的多樣性以及古代生物多樣性的過程中，組織了遺傳變異（第3～5課）及生物進化（第6課）的相關內容。研究生物多樣性是為了更好地保護生物多樣性，同時也是為了保護我們人類自己。因此，單元的最后一課（第7課）組織學生研究生物多樣性與我們的關系，以及探索如何更好地保護生物多樣性。本單元學習內容來自課程標準5～6年級的下列相關學習內容。7.3.3對常見植物進行簡單的二歧分類。11.3.1描述和比較植物后代與親代的異同，如花的顏色，葉的顏色、大小與形狀等。11.3.2描述和比較動物后代與親代的異同，如毛皮的顏色、軀體的大小、外形和外貌等。11.4.1根據(jù)化石資料舉例描述已滅絕的生物，如恐龍、猛犸象等。11.4.2描述和比較滅絕生物和當今某些生物的相似之處。12.4.1認識到人與自然環(huán)境應該和諧相處。12.4.2認識到保護身邊多種多樣的生物非常重要。本單元共7課。第1～2課指向生物種類的多種多樣；第3～5課指向同種生物存在個體差異，即種群內生物的多樣性；第6課指向認識古代生物的多樣性，建立古代生物與現(xiàn)代生物的聯(lián)系；第7課指向認識生物多樣性與人類的關系，引導學生意識到應保護生物多樣性。第1課“校園生物大搜索”，校園是學生非常熟悉的地方，本課以調查校園中的生物為主體活動，學習研究區(qū)域內生物多樣性的方法，體會生物種類的多種多樣。第2課“制作校園生物分布圖”，以第1課校園生物的調查活動為基礎，通過交流活動匯總校園中生活著的生物種類，通過用二歧分類法給校園植物分類，在感悟校園植物是多種多樣的同時，建立植物多樣性與共同性相統(tǒng)一的認識。制作生物分布圖是描述區(qū)域生物多樣性的常用方法，在制作校園分布圖的過程中，引導學生進一步體會生物生存需要一定的環(huán)境，不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。第3課“形形色色的植物”，通過比較植物后代與親代的異同，了解植物的遺傳變異現(xiàn)象，理解同一種植物也存在個體間的差異，體會種群內植物的多樣性。第4課“多種多樣的動物”，通過比較動物后代與親代的異同，了解動物的遺傳變異現(xiàn)象，理解同一種動物也存在個體間的差異，進一步體會種群內動物的多樣性。第5課“相貌各異的我們”，人是地球生物的一員，地球上幾乎找不到完全相同的兩個人。本課以研究我們自己的相貌特征為載體，進一步幫助學生理解同一種生物個體之間存在著差異，體會生物世界的多種多樣。第6課“古代生物的多樣性”，通過觀察研究化石，認識古代生物，了解古代生物的多種多樣，建立古代生物與現(xiàn)代生物之間的聯(lián)系，體會生物的進化現(xiàn)象。第7課“保護生物多樣性”，通過了解生物與人類的關系，理解生物多樣性的價值，樹立保護生物多樣性的意識。綜上所述，本單元以研究生物的多樣性為載體，幫助學生建立生物多樣性、生物的遺傳變異及生物進化等科學概念，學習二歧分類法等研究生物世界的多種方法，提升科學探究的能力，樹立人與自然和諧相處的意識。單元教學目標科學概念目標校園中生活著不同種類的生物。不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。生物后代與親代存在著相同與不同。親代與后代相似的現(xiàn)象叫作遺傳。親代與后代間及后代之間存在差異的現(xiàn)象叫作變異。生物的遺傳變異現(xiàn)象使得生物多種多樣。人的相貌特征、血型、性格、行為方式等方面都存在著遺傳變異現(xiàn)象。遠古時期，地球上存在著不同的生物?；Ａ袅斯糯锏南嚓P信息。有些古代生物已經不復存在，一些現(xiàn)存生物與古代生物相似。生物多樣性與人類生活息息相關，是人類衣食住行等行為的重要資源。生物多樣性對于保護地球環(huán)境具有重要的作用。人類不良行為使地球生物多樣性面臨著威脅?？茖W探究目標能通過調查的方法獲取有關校園生物多樣性的有效信息。能用二歧分類法對校園內的植物進行分類。能用制作校園生物分布圖等方法呈現(xiàn)調查結果。能運用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)生物后代與親代的異同。能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述生物親代與后代的異同。能將人的相貌特征整合起來比較分析人與人的不同。能夠通過觀察化石推測古代生物的特征，認識古代生物。能夠通過觀察比較、查閱資料等方法收集證據(jù)，推測一些古代生物與現(xiàn)存生物的關系。能夠從生活中獲取證據(jù)，描述生物多樣性與人類的關系。能夠運用查閱資料的方法了解生物多樣性的現(xiàn)狀。能夠基于分析生物多樣性被破壞的原因提出保護生物多樣性的策略。科學態(tài)度目標表現(xiàn)出對調查校園生物多樣性的濃厚興趣。能夠與小組成員分工合作，分享自己的調查結果。在調查過程中能夠珍愛生命，尊重事實。能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述生物親代與后代的異同。能基于證據(jù)描述觀察到的現(xiàn)象、陳述自己的觀點。能夠自覺采取行動保護生物及周圍環(huán)境?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標知道生物與生物、生物與生存的環(huán)境相互依存、相互影響。意識到人類對遺傳變異現(xiàn)象等的科學研究改善著人類生活。意識到人類活動會影響生物多樣性及我們生活的地球環(huán)境。意識到科學的發(fā)展對改善人類生活、促進人類文明的作用。單元詞匯生物多樣性：生物多樣性是指地球上生命的豐富性，反映在生態(tài)系統(tǒng)與物種的多樣性以及其過程與相互作用的多樣性上，也反映在物種內或物種間的遺傳多樣性上。生物多樣性是一個多層面的概念，包括物種多樣性、基因多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)環(huán)境：是由生態(tài)關系組成的環(huán)境的簡稱。指生物及其生存繁衍的各種自然因素、條件的總和，是一個大系統(tǒng)，由生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)中的各個“元素”共同組成。調查：圍繞一定的主題進行了解、考察的科學研究方法。調查是科學探究常用的方法之一，一般在自然的過程中進行，通過實地考察、訪問、座談、問卷、測驗和查閱書面材料等方式搜集反映研究對象的材料。二歧分類法：又稱拉馬克式二歧分類法，由法國生物學家拉馬克提出，最早應用于植物分類，現(xiàn)已普遍運用。指將一群事物選擇明顯而相關的特征分成相對應的兩個分支，再將每個分支中的分類群用相對的特征分成兩個分支，依次下去，直到將所有分類群分開為止。個體：個體與“群體”相對，組成辯證法的一對范疇。生物學中的個體泛指一個生命體。一個病毒、一個細菌、一株植物、一個動物等都是一個生物個體。一定數(shù)量的生物個體構成了生物種群。形態(tài)特征：形態(tài)即形式或狀態(tài)，指事物存在的樣貌，或在一定條件下的表現(xiàn)形式。生物的形態(tài)特征指生物個體的樣貌，一般從形狀、大小、顏色、組成部分等方面描述。行為方式：是動物對復雜環(huán)境的適應性表現(xiàn)。動物的行為復雜多樣，按行為的不同表現(xiàn)可分為覓食行為、攻擊行為、繁殖行為等不同的類型，按獲得途徑可分為先天性行為和學習行為。相貌特征：主要指一個人面部呈現(xiàn)出的特征，包括臉型、發(fā)際、前額、眉、眼、鼻、口、耳等。遺傳現(xiàn)象：生物的后代與親代之間或多或少都存在的相似的現(xiàn)象。化石：化石是存留在巖石中的古生物遺體、遺物或遺跡，是由于某種原因被掩埋在地層中，經過若干萬年的復雜變化形成的。化石是科學家研究古代生物的重要依據(jù)，他們通過分析不同年代的地質層中保留的生物化石，推斷地球上各個年代生存的生物種類。古生物：地質學專業(yè)術語，指生存在地質年代中而現(xiàn)已大部分滅絕的生物。包括古植物（蘆木、鱗木等）、古無脊椎動物（貨幣蟲、菊石、三葉蟲等）、古脊椎動物（恐龍、始祖鳥、猛犸等）。古生物的遺體、遺物和遺跡有少數(shù)變成化石保存下來，如三葉蟲、猛犸、糞化石、恐龍腳印等。滅絕：指某一生物物種不再存在。某一局部地域內特定種群的每一個成員都死亡了，稱為地方性滅絕；全球范圍內某一物種的所有成員全部死亡，稱為全球性滅絕。生態(tài)系統(tǒng)：指在一定的空間范圍內，生物與環(huán)境構成的統(tǒng)一整體。在這個統(tǒng)一整體中，生物之間、生物與自然環(huán)境之間相互影響、相互制約。生態(tài)系統(tǒng)可大可小，一片森林、一片草原、一塊農田、一條河流、一個湖泊等都可以看成一個生態(tài)系統(tǒng)。生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。自然保護區(qū)：為保護生物的多樣性，人們將有代表性的自然生態(tài)系統(tǒng)、含有珍稀瀕危野生動植物物種等保護對象在內的一定面積的陸地或水體劃分出來，進行特殊保護和管理的區(qū)域。材料清單為學生準備：放大鏡等觀察設備、具有后代與親代關系的植株或相關圖片和模型、具有后代與親代關系的動物圖片、觀察記錄表、關于可遺傳疾病的相關資料、古代生物的圖片、文字資料、關于保護生物多樣性的資料。教師準備：關于校園生物的資料、校園生物班級記錄表、孟德爾的相關資料、古代生物化石圖片、保護生物多樣性的多媒體資料。分課時教材分析與教學建議第1課校園生物大搜索背景和教學目標經過5年多的學習，學生已經從生物體的形態(tài)特征、生活環(huán)境、生命需求、行為方式、繁殖方式、生命過程等多個層面感受到生命世界的豐富多彩。對于生物的多樣性，學生也有了自己的朦朧認識，但這時他們的認識還是模糊的、零散的。因此，本單元主要幫助學生梳理生物是多種多樣的認識，形成生物多樣性的觀念。生物多樣性是一個內涵豐富而復雜的概念，物種多樣性描述著生物種類的豐富程度，對于六年級學生來說從這個角度理解生物的多樣性比較直觀，符合他們的年齡特點。但地球之大，生物種類之多，全方位探究描述生物的多樣性不太可能。校園是一個小的生態(tài)系統(tǒng)，也是學生最為熟悉的環(huán)境，本課作為單元的起始課，引導學生在校園里探索生物的多樣性，吸引學生認識自然、學習探索自然的方法和技能，在實際調查中培養(yǎng)學生認真嚴謹、實事求是、珍愛生命的科學態(tài)度。以小見大，由校園推及其他，感悟自然界生物的多樣性?？茖W概念目標校園中生活著不同種類的生物?？茖W探究目標能運用分區(qū)域調查的方法研究校園生物的多樣性。能根據(jù)實際需要制訂可行的調查活動方案。能根據(jù)調查記錄校園生物的種類及分布情況?？茖W態(tài)度目標表現(xiàn)出對調查校園生物多樣性的濃厚興趣。能夠與小組成員分工合作，分享自己的調查結果。在調查過程中能夠珍愛生命，尊重事實?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到校園環(huán)境與生存的生物相互影響。教學準備為學生準備：放大鏡、照相設備、小鏟子、記錄本、筆等觀察記錄材料和工具。教師準備：有關校園生物的資料、教學課件。第2課制作校園生物分布圖背景和教學目標本課是校園生物多樣性調查活動的延續(xù)，與第1課共同引導學生經歷一個完整的科學調查活動。因為在第1課的實地調查中，學生是分組分區(qū)域進行的，每名學生、每組學生所獲得的信息都是有限的。要形成對校園生物種類和分布的整體認識，需要各組在全班內進行交流，將各組的調查結果匯總在一起。這就是教科書上的第一個活動——交流匯總調查結果。事實上，科學家對全球生物的認識，也經歷著類似的過程。地球之大，生物種類之多，生物分布之廣泛，沒有哪個人能涉足世界的各個地方調查或推斷出地球上生存的生物種類數(shù)量到底有多少。我們現(xiàn)在所獲得的生物種類的信息，也是綜合了世界各地科學家調查研究的結果。因此，這樣的活動，不僅能讓學生了解校園生物的種類，認識校園生物的多樣性，而且能讓學生在親歷活動的過程中學習一種科學調查的方法。學生像科學家那樣通過調查獲取信息，經過交流匯總整理信息，接下來就要將信息轉變?yōu)檠芯砍晒l(fā)布出去。經過幾年的科學學習，學生已經學習了多種處理信息表達交流的方法。本課針對生物種類多樣、分布廣泛等特點，引導學生通過制作校園生物分布圖，展示校園生物分布的狀況。制作分布圖是直觀有效呈現(xiàn)信息的科研方法。通過觀察分析生物分布圖，可以幫助學生建立關于校園生物的整體認識，發(fā)現(xiàn)生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存的關系，更好地理解生物多樣性及其意義?？茖W概念目標校園中生活著不同種類的生物。不同環(huán)境中生活的生物種類和數(shù)量不同。科學探究目標能用二歧分類法對校園內的植物進行分類。能通過制作生物分布圖呈現(xiàn)調查結果?？茖W態(tài)度目標能實事求是地將自己的調查結果與全班同學分享。愿意溝通交流，綜合考慮他人的意見，形成集體的觀點?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到校園環(huán)境與生物、生物與生物相互依存，相互影響。愿意從我做起，用實際行動保護校園環(huán)境。教學準備為學生準備：校園平面圖、直尺、彩色鉛筆等。教師準備：校園生物統(tǒng)計表（班級記錄表）。學生活動手冊說明要求每一名同學都在活動手冊上繪制一份校園生物分布圖，鼓勵學生發(fā)揮自己的特長創(chuàng)造性地制作，但要客觀、全面、直觀地反映校園生物狀況。校園生物的種類要基于全班交流后得出的結論，可以依托班級記錄表，表現(xiàn)形式倡導多元。有條件的地方，最好能在展示個人校園生物分布圖的基礎上，以小組為單位集小組各成員的智慧，在更大的紙上制作本組的校園生物分布圖。第3課形形色色的植物背景和教學目標生物的多樣性不僅表現(xiàn)為不同種類的生物多種多樣，還表現(xiàn)在同一種生物也是千差萬別的。通過校園生物多樣性的調查，學生已經認識到同是植物，有的高大，有的矮小，有的生活在土壤中，有的生活在水塘里。植物根據(jù)外部形態(tài)等特征可以分為不同的類別，每一類下又可以分成不同的小類，在分類過程中學生進一步領略不同種類的植物各不相同。然而同一種類的植物也存在著個體差異，植物的親代和后代（子代）也不完全相同。本課從遺傳變異的視角研究植物親代與子代的不同，引導學生進一步體會種群內生物的多樣性。遺傳變異是生物界普遍存在的現(xiàn)象。遺傳是指親代與子代的相似性，變異是指親子間及子代個體間的差異。人們對遺傳變異的認識最初是從性狀開始的，后來深入到基因水平。本課從植物的外部性狀了解生物的遺傳和變異。遺傳使得生物性狀相對穩(wěn)定，維持了生物的共同性，所以不同的植物都會有一些相似的特征。變異使得地球上的植物種類繁多，不同種類的植物千差萬別，同種植物之間也存在著各種各樣的差異。正因為遺傳變異普遍存在，使得植物既有共同特征又各不相同，多樣性與共同性相統(tǒng)一?？茖W概念目標植物后代與親代存在著相同與不同。親代與后代相似的現(xiàn)象叫作遺傳。親代與后代間及后代之間存在差異的現(xiàn)象叫作變異。變異使得植物多種多樣?？茖W探究目標能運用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)植物后代與親代的異同。能運用查閱資料的方法，了解孟德爾及其關于遺傳變異的研究?？茖W態(tài)度目標能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述植物親代與后代的異同?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到植物的遺傳變異現(xiàn)象與人類生活的聯(lián)系。教學準備為學生準備：具有后代與親代關系的植物（或植物標本、圖片）。教師準備：孟德爾及其遺傳變異研究的相關資料、教學課件。學生活動手冊說明在觀察活動結束之后，學生應根據(jù)自己的觀察如實記錄，可以是花的相同和不同，可以是葉的相同與不同，也可以是果實或種子的相同與不同。每個學生選擇的植物可以不同、選擇的植物器官也可以不同。第4課多種多樣的動物背景和教學目標與植物相同，地球上的動物也是多種多樣的，它們不僅表現(xiàn)為動物種類的多樣性，同樣表現(xiàn)在同一種動物也是千差萬別的。比如學生熟悉的家犬，它們大小不一、形態(tài)各異，性情習性也各不相同。有的兇猛如狼、有的溫順如貓；有的體形龐大、有的身體嬌小。即使是同一胞出生的狗，它們也彼此不同，與它們的爸爸媽媽也不相同。本課以學生熟悉的狗為研究對象，帶領它們了解動物親代與后代之間的相同與不同，了解動物種群內個體之間也存在著差異，進一步體會動物的多種多樣。經過前一課的學習，學生對生物的遺傳變異現(xiàn)象已經有了初步的了解，本課在引導學生分析狗的親代與子代異同的過程中，進一步學習動物的遺傳變異現(xiàn)象，并由狗的研究拓展到更多動物，是幫助學生充分構建“動物的后代與親代非常相似，但也有一些不同”的認識，進而幫助學生理解：正是因為有了遺傳變異，自然界才出現(xiàn)了多種多樣的動物?？茖W概念目標動物后代與親代存在著相同與不同。遺傳變異使得動物多種多樣。科學探究目標能運用觀察與比較的方法，發(fā)現(xiàn)狗的后代與親代的異同。能通過查閱資料的方法，了解更多動物后代與親代的異同。科學態(tài)度目標能基于觀察到的現(xiàn)象，客觀描述動物親代與后代的異同?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到動物的遺傳與變異現(xiàn)象與人類生活的聯(lián)系。教學準備為學生準備：狗的親代與后代的照片、其他動物親代與后代的照片。教師準備：其他動物親代與后代的圖片及相關視頻資料。第5課相貌各異的我們背景和教學目標本課從前兩課同一種植物或動物各不相同，同一家族的植物或動物也存在著個體間的差異的研究，轉到對于我們自己——人的研究。人類作為地球生物的一員，與其他生物一樣，也呈現(xiàn)出生物的多樣性。比如人有不同膚色，不同膚色的人種相貌特征等方面有明顯的差異。同一人種，不同民族、不同區(qū)域也存在著個體間的差異。同一家庭的人，子女之間、子女與父母之間盡管有許多相似性，但也相貌各異。即使是相似度很高的雙胞胎之間也有一些微小的差異。關于人與人之間的相同與不同，六年級學生是有較充分的已有認知的。盡管有些人的相似程度很高，但世界上幾乎找不到兩個完全相同的人，這樣的觀點絕大部分學生也是認同的，但是他們沒有從科學的角度思考過這個問題，更沒有認真觀察、研究過這個現(xiàn)象。研究了同種植物、同種動物個體間存在的差異以及動植物的遺傳變異現(xiàn)象，學生對于研究我們人類自己個體間存在的差異以及遺傳變異現(xiàn)象也會產生濃厚的興趣。本課以我們自己為研究對象，通過研究人類個體相貌上的相同與不同，體會人類的多種多樣。學生通過觀察自己和自己的父母、祖父母、外祖父母之間的相同與不同，進一步研究生物的遺傳變異現(xiàn)象，建立人類后代與親代有許多相似之處，但也有一些細微的不同的認識，進一步理解遺傳變異使得人個體間保持了許多相同的特征，卻又各不相同，繼續(xù)構建完善地球生物具有多樣性的認識。科學概念目標人類不同個體之間存在著相同與不同。人類親代與后代有很多相似之處，但也有一些不同。人的相貌特征、血型、性格、行為方式等方面都存在著遺傳變異現(xiàn)象?？茖W探究目標能通過觀察和比較，發(fā)現(xiàn)人與人相貌特征的相同與不同。能將人的相貌特征整合起來比較分析人與人的不同?？茖W態(tài)度目標能基于觀察到的現(xiàn)象客觀描述人類個體之間的相同與不同?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到人類對遺傳變異的研究改善著人類的生活。教學準備為學生準備：小鏡子、某一家庭親代與后代的照片。教師準備：班級記錄表、三代或四代同堂全家照、雙胞胎照片、人類遺傳轉輪圖、有關遺傳病的圖片或視頻。學生活動手冊說明觀察自己父母以及祖父母和外祖父母的相貌特征，將觀察結果記錄下來。這是課外觀察活動記錄。除了手冊上列舉的幾種相貌特征以外，教師可再補充一些相貌特征供學生觀察和比較，以幫助學生對自己有一個更加全面的認識。當然，除了相貌特征以外，我們還會遺傳家族的哪些特征也是需要學生觀察并記錄的。教師要向學生強調觀察記錄要基于真實的調查活動。第6課古代生物的多樣性背景和教學目標包括我們人類在內的地球上所有生物都擁有共同的祖先，這就是40億年前地球上最早出現(xiàn)的單細胞生物。在這漫長的過程中，地球生命一直處于變化之中，不同時期地球環(huán)境不同，生存的生物也不同。有些生物因為能夠適應新環(huán)境而保留下來，有些生物因為不能適應新環(huán)境而滅絕。還有些生物在新的環(huán)境中發(fā)生變異，出現(xiàn)適應環(huán)境的新特征，經過代代相傳被保留下來變成新的生物種類。這就是我們說的自然選擇。任何生物生存、繁衍后代都要遵循自然選擇的規(guī)律——適者生存，不適者淘汰。生物體在自然選擇的長期作用下，不斷進化朝向更高級發(fā)展，每個時期地球上生存的生物都是生物進化的結果。因此每個時期地球上的生物都有內在的聯(lián)系，現(xiàn)存生物與古代生物之間也存在著一定的關聯(lián)?？茖W家通過化石研究生物的演化歷程，認識遠古時期的生物。化石是存留在巖石中的古生物遺體、遺物或遺跡，是由于某種原因被掩埋在地層中，經過若干萬年的復雜變化形成的?？茖W家通過分析不同年代的地質層中保留的生物化石，推斷各個年代地球上生存的生物種類。本課將引導學生像科學家那樣通過觀察生物化石，認識古代生物，了解古代生物的多樣性。通過比較古代生物與現(xiàn)代生物的異同，建立古代生物與現(xiàn)代生物的聯(lián)系，進一步理解生物界普遍存在的遺傳變異現(xiàn)象。科學概念目標遠古時期，地球上存在著不同的生物。有些古代生物已經不復存在，一些現(xiàn)存生物與古代生物相似?；Ａ袅斯糯锏南嚓P信息?？茖W探究目標能夠通過觀察化石推測古代生物的特征，認識古代生物。能夠通過觀察比較、查閱資料等方法收集證據(jù)，推測一些古代生物與現(xiàn)存生物的關系?？茖W態(tài)度目標表現(xiàn)出探究古代生物的興趣。能基于證據(jù)表達自己的觀點?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到對古代生物的研究有助于我們認識生物及其地球環(huán)境的發(fā)展變化，體會科學研究的意義。教學準備為學生準備：生物化石、古代生物與相應現(xiàn)存生物的圖片、相關文字資料。教師準備：古代生物化石圖片、古代生物與現(xiàn)存生物的相關視頻資料。學生活動手冊說明活動手冊上有幾張古生物化石的圖片，要求學生仔細觀察，猜測其可能是哪種生物，把圖片與生物的名稱連起來。當教學進行到探索環(huán)節(jié)的第二個活動時，教師可以借助活動手冊幫助學生完成活動。活動手冊中給出了生物的名稱，可以降低學生識別古生物的難度。圖片上的生物依次是菊石、三葉蟲、恐龍蛋、魚、蕨類植物、鳥。收集古生物化石照片的活動，可以安排學生在課前或課后完成。學生可以將收集到的古生物照片縮小后打印出來貼在上面，也可以選擇幾種古生物，將它們的樣子畫在活動手冊上。第7課保護生物多樣性背景和教學目標經過近六年的學習尤其是前面幾課的學習，學生對地球生物的多種多樣已經有了較清晰的認識。他們知道地球生物是多種多樣的，既有體形龐大的鯨魚、高聳的參天大樹，也有肉眼看不到，需要借助放大鏡乃至顯微鏡才能觀察到的微小生物，生物分為很多類別，每一類別下又有許多許多種生物。生物之間以及生物與環(huán)境之間相互依存、相互作用，環(huán)境的變化會導致生物數(shù)量的減少甚至是某些生物的滅絕。人類是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，生物多樣性與人類生活息息相關，它對于人類既具有直接價值，又有許多間接和潛在的價值。生物為人類提供食物、纖維、建筑材料、藥物材料及工業(yè)原料，可以說人類的衣食住行及身體健康都離不開生物。許多生物還具有美學價值，可以用來美化環(huán)境，可以激發(fā)文學藝術的創(chuàng)作靈感。此外，生物的多樣性維護了自然界的生態(tài)平衡，可以凈化空氣、水，使土壤變肥沃，為人類的生存提供良好的環(huán)境條件。生物多樣性的潛在價值在于，生物多樣性具有重要的科學研究價值，每一個物種都有其獨特性，比如利用野生稻與普通水稻雜交，可以培育出高產水稻。地球上野生生物種類很多，大部分的價值都沒有被研究和利用，但它們一定都有許多潛在的使用價值還未發(fā)掘，一旦從地球上消失就無法再生，將是人類的損失。研究自然、認識自然，是為了更好地保護自然、永續(xù)利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，促進人類社會的發(fā)展和文明的進程。目前，由于人類的一些活動，地球的生物多樣性面臨著巨大的威脅，所以保護生物多樣性已經成為全球的熱點話題。本課目的是幫助學生進一步理解生物多樣性的價值，在了解生物多樣性的基礎上，引發(fā)學生對“為什么要保護生物多樣性？”“怎樣保護生物多樣性？”等問題的思考，引導學生從自己做起，保護環(huán)境、保護生物多樣性?？茖W概念目標生物多樣性與人類生活息息相關，是人類衣食住行等的重要資源。生物多樣性對于保護地球環(huán)境具有重要的作用。人類不良行為使生物多樣性面臨著威脅。科學探究目標能夠從生活中獲取證據(jù)，描述生物多樣性與人類的關系。能夠運用查閱資料的方法了解生物多樣性的現(xiàn)狀。能夠基于分析生物多樣性被破壞的原因提出保護生物多樣性的策略?？茖W態(tài)度目標能夠自覺采取行動保護生物及其周圍環(huán)境?？茖W、技術、社會與環(huán)境目標意識到人類活動會影響生物多樣性及我們生活的地球環(huán)境。教學準備為學生準備：關于保護生物多樣性的資料。教師準備：有關生物多樣性及保護的多媒體材料。參考資料生物多樣性生物多樣性（Biodiversity）是Biological（生物）和Diversity（多樣化、差異）的組合，即BiologicalDiversity。其縮寫形式Biodiversity由羅森（Rosen）于1985年在“生物多樣性國家論壇”的首次籌備會上提出，生物多樣性才在科學和環(huán)境領域得到廣泛傳播和使用。生物多樣性也可稱為“地球上生命的多樣性”，是描述自然界多樣性程度的一個內容廣泛的概念，不同學者給出的定義不同。蔣志剛等（1997）給生物多樣性所下的定義為：“生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復合體以及與此相關的各種生態(tài)過程的綜合，包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復雜的生態(tài)系統(tǒng)?！蓖ǔ８鶕?jù)基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)來論述生物多樣性，以便與生物體的三個基本組織層次相一致。這三種多樣性分別被稱為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。遺傳多樣性又稱基因多樣性。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作一個基因庫（Genepool）。一個物種所包含的基因越豐富，它對環(huán)境的適應能力就越強?；虻亩鄻有允巧M化和物種分化的基礎。狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化，包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異（世界資源研究所，1992）。此外，遺傳多樣性可以表現(xiàn)在多個層次上，如分子、細胞、個體等。在自然界中，對于絕大多數(shù)有性生殖的物種而言，種群內的個體之間往往沒有完全一致的基因型，而種群就是由這些具有不同遺傳基因的多個個體組成的。在生物的長期演化過程中，遺傳物質的改變（或突變）是產生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結構的變化以及基因位點內部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，后者稱為基因突變（或點突變）。此外，基因重組也可以導致生物產生遺傳變異。物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個方面：其一是指一定區(qū)域內的物種豐富程度，可稱為區(qū)域物種多樣性；其二是指生態(tài)學方面的物種分布的均勻程度，可稱為生態(tài)多樣性或群落物種多樣性（蔣志剛等，1997）。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個客觀指標。在闡述一個國家或地區(qū)生物多樣性豐富程度時，最常用的指標是區(qū)域物種多樣性。區(qū)域物種多樣性的測量有以下三個指標：①物種總數(shù)，即特定區(qū)域內所擁有的特定類群的物種數(shù)目；②物種密度，指單位面積內的特定類群的物種數(shù)目；③特有種比例，指在一定區(qū)域內某個特定類群特有種占該地區(qū)物種總數(shù)的比例。生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周圍環(huán)境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中，不僅各個物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環(huán)境因子也是相互作用的。從結構上看，生態(tài)系統(tǒng)主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態(tài)系統(tǒng)的功能是使地球上的各種化學元素進行循環(huán)和維持能量在各組分之間的正常流動。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過程的多樣性，包括生境的多樣性、生物群落和生態(tài)過程的多樣化等多個方面。其中，生境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎，生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。生物分類生物分類是生物研究的一種基本方法。生物分類主要是根據(jù)生物的相似程度（包括形態(tài)結構和生理功能等），把生物劃分為界、門、綱、目、科、屬、種等不同的等級，并對每一類群的形態(tài)結構和生理功能等特征進行科學的描述，以弄清不同類群之間的親緣關系和進化關系。分類的依據(jù)是生物在形態(tài)結構和生理功能等方面的特征。分類的基本單位是種。分類等級越高，所包含的生物共同點越少，比如動物界中的昆蟲和哺乳動物；分類等級越低，所包含的生物共同點越多，比如犬科中的狗和狼。了解生物的多樣性，保護生物的多樣性，都需要對生物進行分類。人類在很早以前就開始給生物分類。我國古代最早給動物分類是把動物分為蟲、魚、鳥、獸4類。其中蟲包括大部分無脊椎動物；魚包括魚類、兩棲類、爬行類等低級脊椎動物及鯨和蝦、蟹、貝類等；鳥是鳥類；獸是哺乳動物。古希臘哲學家亞里士多德采取性狀對比的方法區(qū)分生物，如把溫血動物歸為一類，以與冷血動物相區(qū)別。他把動物按構造的完善程度依次排列，給人以自然階梯的概念。17世紀末，英國植物學者約翰·雷（JohnRay）曾把當時所知的植物種類，進行了屬和種的描述，所著《植物新方法》（MethodusPlantarumNova）是林奈以前的一本最全面的植物分類總結，約翰·雷還提出“雜交不育”作為區(qū)分物種的標準。近代分類學誕生于18世紀，它的奠基人是瑞典植物學者林奈（Linnaeus）。林奈為分類學解決了兩個關鍵問題：第一是建立了雙名制，每一物種都給以一個學名，由兩