2021年新蘇教版科學六年級上冊教材分析第三單元 化石的奧秘一、單元設計意圖1.本單元主題的提出科學研究表明有些曾經生活在地球上的生物已不復存在，而有些現今存活的生物與它們具有相似之處，化石為這一觀點提供了直接的證據。通過探索化石的奧秘可以幫助人類認識地球上幾十億年來存在過的生物及其發展歷程，從而更加完整地認識生命世界。所以，本單元以化石為依據帶領學生經歷“將今論古”的科學研究歷程。滅絕動物化石群的發現讓人類認識到在歷史長河中生命世界隨著時間的推移不斷發生著變化，動搖了長期統治人類思想的“創世恒定持久”的世界觀。探索化石的奧秘不僅是生物學中重要的研究內容，還深深地影響著現代人的思維。因此，本單元的學習可以幫助學生更好地理解生命與生命之間、生命與環境之間的相互關系，認識到物種是在不斷變化的，且變化是有規律的。在此前生命科學領域的學習中，學生已經初步建立了動物和植物的概念，知道了動物和植物要經歷的生命歷程，認識了繁殖、遺傳和變異等生命現象。在此基礎上，本單元將帶領學生通過辦展覽、讀圖片、查資料、寫短文等方法，以化石為證據，認識和描述一些已經滅絕的生物，建立這些滅絕的生物與當今生物之間的聯系，從時間維度縱向了解地球上生命的發展歷程。關于化石的知識紛繁復雜，我們只能管中窺豹。本單元從學生喜聞樂見的恐龍入手，幫助他們打開一扇認識生命世界的窗戶，在探索化石的奧秘的過程中搜集物種變化與發展的證據，建立物種與物種之間的聯系。本單元研究對象發生了變化，從能夠直接觀察到的生物或生命現象變為無法直接“看到”的生物，所以探究技能培養的重點與生命科學領域的其他單元相比也有所改變，重點培養學生通過查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息的能力，以及分析和推理能力。2.本單元對課程標準的落實(1)本單元通過一系列動手、動腦活動，落實課程標準高年段的課程目標。科學知識：了解生物的生存條件和生物的多樣性。科學探究：能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出有針對性的假設，并能說明假設的依據。能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息。能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。能基于所學的知識，采用不同的表述方式，如科學小論文、調查報告等方式，呈現探究的過程與結論；能基于證據質疑并評價別人的探究報告。科學態度：在尊重證據的前提下，堅持正確的觀點；當多人觀察、實驗結果出現不一致時，不急于下結論，而是分析原因，再次觀察、實驗，以事實為依據作出判斷。能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。科學、技術、社會與環境：認識到人類、動植物、環境的相互影響和相互依存關系，自覺采取行動，保護環境。(2)本單元學習內容基于課程標準課程內容中“生命科學領域”的高年段要求。11.4有些曾經生活在地球上的植物和動物現在已不復存在，而有些現今存活的生物與它們具有相似之處。根據化石資料舉例描述已滅絕的生物，如恐龍、猛犸象等。描述和比較滅絕生物和當今某些生物的相似之處。3.本單元在整套教材中與其他單元的關系4.本單元次級主題的構成及邏輯關系本單元由消失的恐龍化石告訴我們什么用化石作證據三課組成，采用由點及面、由淺入深的設計思路，不斷擴展對化石奧秘探索的范圍。第一課消失的恐龍，要了解消失了的物種，必須研究化石；要認識與學生生活關系并不密切的化石，沒有比從恐龍化石入手更合適的了。因為，在學生的腦海中，與化石一詞建立最緊密聯系的事物一定是恐龍。雖然恐龍的模型、圖片、影視作品充斥在我們的生活之中，但是現今地球上沒有恐龍這種動物，人類對于恐龍這種神秘動物的種種猜測全部源于恐龍化石的陸續發現。本課將呈現恐龍化石的發現與研究，引導學生對化石形成初步的認識。第二課化石告訴我們什么是在第一課基礎上的深入與拓展。首先，除了恐龍化石，還有很多其他種類的化石。其次，化石的發現除了能幫助人類認識恐龍，還能幫助人類認識很多其他物種。最后，科學家通過對化石資料的研究，發現在生命演化過程中任何物種都會遭遇以下三種命運之一：滅絕、不斷進化改變或形成新種、活化石。第三課用化石作證據在第二課基礎上擴大了對化石奧秘的探索范圍。近200年以來，隨著科技的進步與發展，人類越來越深刻地認識到了化石的價值。它不僅為生物進化提供了直接證據，也為過去十億年間或更早的地史變遷提供了許多關鍵證據，還為人類更好地認識未來環境變化與人類命運提供了歷史的借鑒。二、單元教學目標根據化石資料，知道一些曾經在地球上生活的生物已經不復存在。能夠運用從化石資料中獲取的信息，分析滅絕生物和某些當今生物之間的聯系。能夠運用化石作為支持某些科學假說的證據。學習查閱資料、整理信息的方法，能夠運用適當的方式呈現探究的過程與結論。三、單元活動框架四、課時建議序號課題課時8消失的恐龍19化石告訴我們什么110用化石作證據1總課時3五、分課分析8.消失的恐龍1.教學內容恐龍是學生最為熟悉和喜愛的消失了的生物，本課以恐龍為引子，展開對化石的奧秘的研究。本課教學內容分三個部分，通過舉辦展覽、閱讀資料、觀察模型等一系列活動，引導學生從科學研究的角度認識恐龍，激發對化石的探究興趣。第一部分，從學生喜聞樂見的恐龍模型、圖片入手，引導學生經歷辦“恐龍展”的過程，在觀察多姿多彩的恐龍世界時，收集和整理與恐龍有關的信息，并思考這些已經在地球上消失了的恐龍形象是如何復原出來的。第二部分，通過閱讀資料，了解科學家對恐龍化石的發現與研究。第三部分，為恐龍尋找相對應的化石模型，引導學生發現科學家對恐龍的研究都是建立在對恐龍化石研究的基礎之上的，同時體會恐龍的多樣性。2.教學目標通過舉辦“恐龍展”，收集、整理與恐龍有關的信息，激發學生研究恐龍的興趣。通過閱讀資料，了解恐龍化石的發現與研究。在為恐龍尋找相對應的化石模型的過程中，體會化石的作用。3.重點與難點重點：恐龍化石的發現與研究。難點：在為恐龍尋找相對應的化石模型的過程中，體會化石的作用。4.教學準備學生分組材料：各種恐龍模型、圖片、視頻，以及其他相關資料。9.化石告訴我們什么1.教學內容在生命科學領域，人們通過對化石的研究，證明了恐龍曾經生活在地球上。除此之外，化石還為許多生命科學的研究提供了直接證據。本課教學內容分三個部分。第一部分，通過閱讀文字、圖片、視頻等各類資料，引導學生知道什么是化石，它是什么樣的，以及它的形成過程。第二部分，化石中隱藏著豐富多樣的信息，發現這些信息是讀懂化石的前提。在這一部分，通過對恐龍頭骨化石、恐龍蛋化石、恐龍足跡化石圖片的觀察，引導學生學會從化石中獲取信息，嘗試讀懂化石。第三部分，科學家通過對化石的研究有了很多發現：有的生物滅絕了，有的生物不斷進化改變，有的生物被稱為活化石。通過以上學習，引導學生發現雖然化石中的生物早已死亡，但是它們與當今生物之間仍然有著千絲萬縷的聯系，體會生命與生命之間、生命與環境之間的相互關系。2.教學目標通過閱讀資料，知道什么是化石，識別常見化石，了解化石的形成過程。觀察幾組化石圖片，學會從中獲取信息，并加以分析。在分析化石資料和古生物復原圖的過程中，發現古生物與當今生物之間的聯系。3.重點與難點重點：學會從化石中獲取信息，知道化石告訴我們什么。難點：分析古生物與當今生物之間的聯系。4.教學準備教師材料：化石文字、圖片、視頻、實物等相關資料。學生分組材料：化石文字、圖片等資料。10.用化石作證據1.教學內容化石不僅為生物進化的研究提供了直接證據，也為研究地球和地球上所有生物的歷史提供了證據，還為思考地球及人類的未來提供了歷史的借鑒。本課教學內容分三個部分。第一部分，呈現了三則用化石作證據的科學研究資料用化石證明鳥類起源于恐龍、用化石證明大陸漂移說、用化石證明生物進化論，引導學生發現化石除了在古生物領域的研究中起到極其重要的作用外，還有著廣泛的科學價值。第二部分，生命演化史不僅是生物進化史，實際上它也是整個自然界的歷史，是地球演化史。它是一個真實、漫長、仍未終止的歷史過程。基于化石的研究，人類不斷豐富和完善著對生命演化史的研究。引導學生將目光聚焦到漫長的生命演化史上，從宏觀的角度思考與生命有關的話題。第三部分，撰寫一篇有關化石是如何為“人猿同祖論”提供證據的短文是一個較為開放的活動，需要學生綜合運用本單元學習的知識和科學研究的方法。引導學生將化石證據運用到對科學假說的研究中，體會到科學研究是建立在科學證據的基礎之上的。2.教學目標通過閱讀用化石作證據的各種科學假說的資料，更加全面地認識化石的科學價值。通過分析有關生命演化史的信息，從宏觀的角度認識生命世界。運用化石證據，證明“人猿同祖論”。3.重點與難點重點：更加全面地認識化石的科學價值。難點：通過分析有關生命演化史的信息，從整體的角度認識生命世界。4.教學準備教師材料：用化石作證據的各種科學假說的資料。學生分組材料：相關資料。六、參考資料化石化石是保存在地層中的古生物遺體、遺物或遺跡。通常是生物有機體中不易腐爛的堅硬部分，被封閉保存在沉積物里。在隨后的歲月中，這些生物遺體中的有機質被分解殆盡，堅硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包裹它們的沉積物一起經過石化變成了石頭，但是它們原來的形態、結構(甚至一些細微的內部構造)依然保留著；同樣，那些生物生活時留下的痕跡也可以這樣保留下來。大部分化石都是動植物的堅硬或不易腐爛的部分保存而成的。貝殼、骨骼、樹干和牙齒都比較容易保存為化石，因此貝類和脊椎動物擁有較好的化石記錄。在極少數情況下，不僅動植物的堅硬部分可以保存為化石，容易腐爛的動物軟組織同樣可以通過印痕的形式保存下來，堪稱地質“奇跡”。這種情況通常發生在特殊的地質環境下，其中最著名同時也最古老的“奇跡”便是加拿大不列顛哥倫比亞省的布爾吉斯頁巖。這是一種形成于5.05億年前的黑色、細膩的寒武紀頁巖，其中保存了大量精美的化石，許多都是世界僅有的種類。通過這些化石，我們可以窺見非常早期的生命世界圖景以及通常情況下難以保存下來的動物種類。遺跡化石包括足跡(比如恐龍尋找食物時經過松軟沉積物留下的腳印)、潛穴(動物逃脫天敵追捕或產卵時留下的洞穴)等。大部分情況下遺跡化石不會和造跡生物的遺體化石一起保存下來。盡管我們可以推測遺跡所表現出的行為，但經常無法確定到底是哪種動物留下的。化石的重建要想揭開遠古動物的真面目，首要之事是將其化石碎片盡可能準確地重建完整。這項任務相當煩瑣，尤其是對有大量細小骨骼的脊椎動物的化石而言。在這個過程中，兩種不同卻互補的方法可以用于化石的重建，直至推測化石物種的生活習性。一種方法是將已滅絕動物的牙齒、四肢和其他結構與現生物種中的類似結構進行類比。其基本原理是認為相似的結構可能對應著相似的功能，因此用于類比的物種無須有親緣關系。這種“尋找類似物”的方法一直備受古生物學家青睞，但顯然并不是萬無一失的：很多化石物種無法找到可用于類比的現生物種，有些類比也經不起仔細推敲。于是第二種方法應運而生直接分析化石物種的身體構造。如果一個化石物種的身體由一種獨特的方式構建而成，那么它的一個結構只可能用于少數幾種功能。這一方法的關鍵就在于判斷這些可能性中哪種最可信。它假定自然界所有的結構都是高效的，這一假定在大多數情況下也是合理的。恐龍恐龍是生活在中生代(分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀)的一類爬行動物的統稱。恐龍存在時間長達1.6億年。恐龍的體形相差很大，小的只有鴿子那么大，大的則如笨重巨大的卡車。恐龍屬于爬行動物，但與現生爬行動物有極大的不同。恐龍可分為兩個大的分支：蜥臀目和鳥臀目，如下圖所示。小盜龍小盜龍比鴿子大不了多少，是已知最小的恐龍之一。這種恐龍全身覆蓋著羽毛，靠把四肢張開像兩對翅膀一樣在樹林中飛翔(或至少能滑翔)。作為馳龍類的一員，小盜龍是伶盜龍的近親，同屬肉食性恐龍，它不是鳥類。科學家在中國找到了很多小盜龍的化石，其中有超過20件保存完好的骨骼。和鳥不一樣，這種動物長有牙齒和尾椎，前肢上還長有大爪子，但化石上也清晰地顯示有飛羽的印痕。小盜龍沒有拍翅起飛所需的大塊飛行肌，但它可以利用翅膀滑翔，就像鼯鼠那樣。它的尾巴末端是菱形的尾扇，上面長有羽毛，其作用或許是在飛行過程中保持平衡。后肢上長長的羽毛在奔跑行走時會很礙事，因此小盜龍一般只待在樹上。猛犸象在冰河時期，儀表威嚴的猛犸象曾成群結隊地游蕩于北美洲、歐洲和亞洲廣袤的平原上。猛犸象與現生象有著很近的親緣關系對西伯利亞冰封猛犸象尸體的研究表明，它們擁有與現生象基本相同的DNA。已知的猛犸象一共有8種，其中最廣為人知的當屬3700年前滅絕的真猛犸。真猛犸全身覆蓋著濃密的長毛，長毛底下還有一層纖密的絨毛。大部分成年真猛犸體形比非洲象稍大，但人們也曾在北極島嶼上發現身高僅2米的“侏儒真猛犸”。成年真猛犸長著又大又彎的長牙，肩上還有像駱駝一樣的背峰。真猛犸生活在冰期的草原上，它的臼齒能幫助它更好地咀嚼堅韌的野草等小型植物。魚龍魚龍是生活在中生代海洋中的魚形爬行動物。它們最初是由陸生爬行動物演化而來，極好地適應了水中生活，其中還有一些最后演化出了類似海豚的形態。跟海豚一樣，它們在水中捕獵、繁殖和分娩，但是必須回到水面呼吸空氣。魚龍有著巨大的眼睛，擁有良好的水下視力，還有用來劃水和保持平衡的鰭。大地懶大地懶生活在更新世的中美洲和南美洲。大地懶與現在的樹懶血緣很近，所不同的是，大地懶巨大如象，在地面上生活。它通常四足行走，但也可以用后肢站立，并用彎彎的爪子拉下高處的枝條。大地懶的糞便化石顯示它是植食性動物。熱河生物群熱河生物群是生活在中生代晚期，分布于中國北方(尤其是河北北部、遼寧西部和內蒙古東南部)的一個化石生物群。遼西地區是研究熱河生物群的經典地區，包括義縣組和九佛堂組兩個地層，共跨越約1800萬年。這里保存了大量精美的化石，含20多個重要生物門類，化石分布之廣、數量之大、種類之多、保存之好轟動了世界。特別是以保存許多生物的軟組織特征而聞名于世，包括恐龍、鳥類、翼龍和哺乳動物中發現的毛、毛狀物和毛發，以及許多生物中都保存的軟組織結構如皮膚印痕、軟骨結構、角質喙等。因此，熱河生物群被譽為“20世紀全球最重要的古生物發現之一”。大陸漂移說早在1596年，比利時地圖學家亞伯拉罕奧特柳斯就指出非洲和南美洲的海岸線彼此契合。他認為美洲是由于地震和洪水而從歐亞大陸撕裂出來的。1912年，德國科學家阿爾弗雷德魏格納正式提出大陸漂移說。大陸漂移說認為，地球上的大陸曾經是一個相連的整體，稱為泛大陸。大約2億年前，泛大陸解體，各大洲持續而緩慢地漂移到它們目前所在的位置。魏格納用巖石、化石、古氣候證據來支持他的大陸漂移說。他的假說最初不被接受，因為他無法合理解釋大陸是怎樣移動的，以及是什么力量驅動大陸移動的。這一假說直到20世紀60年代初才為世人所廣泛接受。當時出現了新的地球物理學證據，揭示了在大陸移動的同時，海底也在不斷擴張；而位于地殼和上地幔下面半熔化巖層的流動也在推動大陸移動。查爾斯達爾文英國博物學家、生物學家，進化論的奠基人。達爾文曾以博物學家的身份參加英國海軍貝格爾艦環繞世界的考察航行，進行了為期五年的科學考察。達爾文在動植物和地質方面進行了大量的觀察和采集，經過綜合探討形成了生物進化的觀念。1859年出版了震動整個學術界的物種起源，提出了生物進化論。書中用大量資料證明了形形色色的生物都是由共同祖先進化來的，生物通過生存斗爭和自然選擇，由簡單到復雜、由低等到高等，不斷發展變化。生物進化論給神創論和物種不變論以沉重打擊。生物進化論與細胞學說、能量守恒和轉化定律一起被恩格斯譽為19世紀自然科學的三大發現。其主要著作還有人類的由來及性選擇人類和動物的表情貝格爾號航海志等。科學小論文科學小論文是同學們在科學活動中進行科學觀察、實驗或考察后，對活動過程和成果的書面總結。它的表現形式是多種多樣的：可以是對某一事物進行細致觀察和深入思考后得出結論；可以是動手實驗后分析得出結論；也可以是對某地進行考察后作出總結；還可以是靠邏輯推理得出結論科學性、創造性、實踐性是衡量科學小論文的質量標準