有一定的生活体验，容易引发学生的学习兴趣。针对学生的这一认知需求，教材结合生活中的冷热现象，充分利用实验、数据、图示等方式，帮助学生建构温度、热胀冷缩、物态变化等科学概念，以掌握热现象中蕴含的科学道理，也为小学高年级学习热传递和水在自然界的循环等知识奠定必要的基础。教材设计了一系列典型实验活动，这些活动新颖丰富，紧密联系生活实际，重在培养学生设计实验、动手操作、连续收集数据、绘制曲线图、分析解释、大胆想象等多项科学技能，以及严谨求实、一丝不苟的科学态度。此外，在小学阶段，学生要理解世界是物质的，物质是运动和变化的。

第2单元《地球、月球与太阳》设计意图：本单元旨在通过引导学生认识地球、月球、太阳及其运动规律，帮助学生认识“世界是物质的，组成世界的物质是变化的”这一科学思想。人类生活在地球上，地球、月球和太阳属于太阳系中三类主要天体：行星、卫星和恒星。这三类天体占太阳系全部质量的99%以上。它们有规律的运动是太阳系天体运行的主要方式，也是地球上很多自然现象的根源，如日影长短和方向的变化、昼夜交替现象、四季轮回现象以及天气和气候的变化等。对这三类天体及其运动规律的认识贯穿了整个人类自然探索史。本单元通过引导学生认识地球形状、关注月相变化规律、观察并描述太阳在天空中的位置变化、发现并应用阳光下影长的变化规律，使学生意识到人类对天体的认识是逐步的、渐进的，对这些天体的认识会随着技术的发展和人类实践活动的深入而趋于全面。学生通过观察太阳的运动及阳光下影子的变化，总结出规律，结合人类历史上出现的各种日晷和圭表等计时工具，意识到人与自然之间的和谐互动。这些活动将进一步结构化学生对地球、月球、太阳的认知，拓展学生对地球形状探索史的认知、对月相变化规律的认知，同时将我国古代计时工具——日晷作为一个重要内容推荐给学生。

第3单元《昆虫》设计意图：昆虫是地球上种类最多、数量最大的动物群体，人类已知的昆虫有100余万种，还有许多种类尚待发现。昆虫不但种类多，而且同种的个体数量也十分惊人，是一个名副其实的庞大“家族”。这个“家族”的踪迹几乎遍及世界的每一个角落，广泛适应各种环境条件，与人类生活密不可分。因此，引导本年段学生以昆虫为对象开展探究活动，了解昆虫的主要特征，知道昆虫的生命活动和生命周期再合适不过。学生大都有捕蝴蝶、捉蜻蜓、养蚂蚁的经历，他们对昆虫并不陌生，但是对昆虫的共同特征及其在生命周期内的变化，他们的认知存在着模糊和不确定。比如，会有凡是虫子都是昆虫的片面认识，知道昆虫有腿但说不准有几条腿、腿长在什么位置，等等。因此，帮助他们纠正认知偏差，形成清晰、完整的昆虫概念，完成阶段性学习是非常有必要的。本单元以“昆虫”为题，延续了低年段的学习方式，强调在亲历中发展科学思维。通过观察、饲养、实验探究等活动，充分调动学生的多种感官，将动手与动脑结合起来，在发展概念的同时促进学生思维水平的提升。本单元也是专项学习“像科学家那样”的深入，再次呼应“像科学家那样”的教材主线，为学生发展科学探究能力提供了一次实操机会。

第4单元《繁殖》设计意图：繁殖的意义在于使子代继承亲代的特征，使生物得以繁衍生息。作为传宗接代行为的繁殖，是生物的共同特征，更是生物种群存在、延续的必要手段，它与生物的生长发育阶段共同构成完整的生命周期。同时，多种多样的繁殖方式，也是生物多样性和我们给生物分类的重要依据。因此，有必要在小学中年段，指导学生认识有关繁殖的重要现象和基本知识，使学生对繁殖建立完整的认识。在本单元之前，本套教材已经指导学生认识过