第2单元 第4课《鱼菜共生小实验--从数据提供知识和观点》教案清华大学版信息科技五年级上册.doc

第2.4课《鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点》教学设计

课题

鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点

单元

第一单元

学科

信息科技

年级

五年级

核心素

养目标

1.信息意识：通过观察鱼菜共生系统的运行，学习如何收集相关数据，并进行分析。认识数据的重要性及其在决策中的作用。

2.计算思维：在实验中可能会遇到各种问题，培养以逻辑和系统性的方法去解决问题的能力。

3.数字化学习与创新：探索不同的鱼菜共生配置以及植物与鱼的组合，激励创新和设计新方案来提高系统的效率和产出。

4.信息社会责任：通过鱼菜共生实验，理解生态环境与农业生产的关系，增强对可持续发展的责任感。

教学重点

进行鱼菜共生实验。

教学难点

学会从实验数据中进行分析并从中得出结论的方法。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

第2.4课《鱼菜共生小实验—从数据提炼知识与观点》

板书课题。

小清在家组建好了一个简易型鱼菜共生开源系统，看着这共生和谐的画面他开心极了。但是，即使每天给予足够的光照和鱼食，过了几天，小清却发现鱼菜共生开源系统的动植物似乎没有那么新鲜、有活力了，这是为什么呢？小清决定重新搭建鱼菜共生开源系统，通过记录实验数据，进而分析其中的原因，大家一起来探索吧！

思考：同学们，试想一下，影响鱼菜共生的因素都有哪些呢？我们需要观察该系统中的哪些数据才能进行进一步的分析和判断呢？

影响因素：水质参数；温度；光照；营养供给；鱼类种类；植物种类；系统设计。

需要观察的数据：水质监测数据；植物生长数据；鱼类健康数据；营养成分分析；温湿度记录、系统运行记录。

2.播放视频。

学习新知引入。

完成思考问题。

观看教学视频。

用智能创新知识引入课堂。

用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。

将学生的注意吸引到课堂。

讲授新课

新知讲解：

板书课题。

一、记录鱼菜共生

数据

数据是描述事物特征的一种方式，例如45元可以表示某物品的价值、10.00g可以表示某物品的质量等，如图2.4.1（左）所示。生活中离不开数据，甚至人们对某件事物做出的判断，也是通过对比、分析数据得出的结论。例如，图2.4.1（右）是某成人体检测得白细胞的含量数据，经过对比发现他可能患有炎症，需进一步治疗。

实验设计

为探索某个问题存在的原因而自发设计实验，是主动解决问题的好方法。在开始实践探索之前，应对核心问题、假说、影响实验结果的变量、实验步骤等都提出完整的设计方案。在实验过程中，这样做有助于反思并高效地解决问题。例如，小清想看一看手动换水能否维持简易版鱼菜共生系统的持续生存，便设计了一个实验，组建相同的三个鱼菜共生系统，以换水时间为变量（可变因素），光照、鱼和植物的数量、容器大小等都是常量（不变因素），并按时记录实验数据，如图2.4.2～图2.4.3所示。

课堂活动

实验设计：请同学们展开讨论，在观察鱼菜共生的过程中都有哪些问题出现，如所用的硬件能否支持持续共生、有哪些因素影响水循环、还可以添加哪些硬件支持系统等。挑选一个进行实验探究，并提前设计实验，将主要内容填写在表2.4.1中。

鱼菜共生实验设计表

实验核心问题

如何通过鱼菜共生系统来评估水质对植物生长和鱼类健康的影响？

实验器材物料

水族箱、鱼类、植物、空气泵、水管、水质检测工具、水管、基质材料、计时器、记录工具

实验变量

水质指标、养殖鱼种、植物种类以及生长指标

实验常量

实验环境、水循环系统设计、鱼和植物密度

主要操作步骤

1.搭建系统；2.选择材料并进行水质检测；3.实验并定期测量；4.实验结束后进行数据分析。

表2.4.1实验设计表

变量

天数

第一天

第二天

第三天

第四天

第五天

水质

良好

良好

良好

较差

差

植物状态

良好

良好

开始枯萎

部分枯萎

完全枯萎

鱼类状态

健康

健康

较沉闷

沉闷

活性低

分析实验数据

独立的数据意义不大，经过对比、分析才能体现数据的价值。应对实验过程中收集的各项数据进行汇总、归纳，提取有用的信息，最终得出结论。如图2.4.4所示，使用统计图表的形式来整理鱼菜共生系统中收集到的数据。小清发现系统1从第4天开始，水体变得特别浑浊，生物活性也不高，而系统3每三天换一次水，生物活性比较高。从节约水资源的角度出发，小清得出结论：三天换一次水是最佳解决方法。

三、课堂练习

实验分析：请同学们对收集到的信息进行整理分析，并用文字描述实验结果以及解决问题的方法等，将内容填写在表2.4.3中。

实验分析

分析不同水质对植物和鱼类的影响关系，例如，水质变化与植物生长、鱼类健康之间的相关性。

实验结果

植物与鱼类的生长状况和水质情况成正比，水质越好两者生长越好。

解决方法

定期检测和调节水质，及时更换部分水体，确保水质在安全范围内。

改进水质管理，增加过滤和水循环频率。

四、拓展延