高年级，知识重点是认识自然事物的变化规律和各种自然事物间的复杂的内部联系。要认识自然事物的变化规律和它们之间的复杂的内部联系，就需要具有一定的归纳概括能力和分析综合能力；而归纳概括能力和分析综合能力，只有在探究各种事物的规律和复杂的联系时才能得到充分的锻炼和发展。当学生通过亲自探究，认识了一些自然变化规律和人们对这些规律的运用之后，他们就会体会到：自然事物是有规律的，自然规律是可以认识的，人只有掌握了自然规律、按自然规律办事，才能更好地利用自然、改造自然和保护自然；学生有了这样的观点，就会加深他们对自然界的认识和对自然科学的兴趣，从而更努力地学习自然科学知识，锻炼各种能力。

有了这样的整体结构，在具体编写一个单元或一课教材时，就可以根据这一单元或这一课在教材整体结构中的"坐标"，确定其知识、能力、思想教育的重点，从而做到有计划、有层次地指导学生学习科学知识、培养科学能力、进行思想教育，并能把它们有机地结合起来，使其相辅相成、协调发展。在自然教学中，指导学生沿着这三架队梯攀登，就可以使他们在科学知识、科学能力、科学观点等方面得到全面的锻炼和发展。

2.创立了与教材整体结构相适应的，知识、能力、思想教育有机结合的教材单元结构。

九年义务教育小学自然教材的单元，大多是这样构成的：将同一个方面的（反映同类自然事物的）、同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元；首先以能力训练专课的形式，对这一认知类型必须具备的认知能力进行初步的训练；然后再通过一组并列的、同一个方面的、同一层次和同一认知类型的教学内容，对这种认知能力进行反复的训练。模式图如下：

采用这种单元结构的根据和优点是：

(1)反映同类自然事物的教学内容，在知识方面大多是属于同一学科的。把反映同类自然事物的教学内容组成一个教学单元，可以照顾到自然事物和自然科学知识的内在联系，有助于学生对自然界的认识和把所学的知识系统化。

(2)知识是有层次的，就自然科学知识来说，大致可以分为事实（形态、构造、性质、变化）、概念、规律三个层次。从认知心理看，人们在学习同一层次的知识（无论什么学科的）时，认知过程和认知方法大体相同；在学习不同层次的知识时，认知过程和认知方法有所不同。例如在掌握各种自然事实时，一般要经过感知（观察、实验）、比较、分析综合、分类等认知过程；在建立科学概念时，一般要经过感知（观察、实验）比较、抽象、概括等认知过程；在认识自然规律时，一般要经过感知（观察、实验）、比较、归纳等认知过程。这样，我们就可以根据教学内容中重点知识的层次，把教学内容分为不同的认知类型。把同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元，在教学中很有价值。

第一，由于知识层次与认知类型是密切相关、相互对应的，把同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元，就可以把知识教学和能力培养有机地结合起来。

第二，由于同一层次和同一认知类型的教学内容在认知过程和认知方法上大体相同，把同一层次和同一类型的教学内容组成一个教学单元，就可以使学生在某方面（或几个方面）的认知能力，在短期内反复训练，不断强化，得到发展。

总之，采用这样的单元结构，是符合自然学科特点和认知规律的，可以把知识教学、能力培养、思想教育有机地结合起来。例如：

第三册的"植物"教学单元，这是以认识植物的形态构造、培养学生的分类能力为中心任务的教学单元。在这个单元中，首先通过《分类游戏》使学生知道什么是分类、怎样分类，然后通过《各种各样的果实》、《各种各样的根》、《各种各样的茎》对学生的分类能力进行反复的训练。通过这个单元的教学，不仅使学生认识了果实、根、茎的形态，初步掌握了一级分类的方法，还很自然地渗透了科学自然观──使学生体会到各种自然事物不是杂乱无章的，而是有序的。