《有趣的石头》.doc

11有趣的石头一、教科书说明石头是学生们司空见惯的自然事物，但如何对研究石头产生兴趣，能对石头提出问题并从中发现问题，这就不容易了。本课教科书的编写着力体现认识自然事物的过程与方法，编写的目的是让学生认识身边常见的石头，对石头提出问题，让学生初步观察石头，知道对岩石进行研究的方法。教科书编排设计了观察了解岩石，了解岩石的主要特征，认识岩石的主要种类，对自己搜集的岩石进行简单分类等内容。活动准备：提出本课要探究的问题及需要的材料，让学生做好探究的准备。“大自然中有各种各样的石头，让我们搜集一些进行研究”，教材中呈现的这段文字主要是激发学生积极搜集各种各样的石头，对研究岩石产生兴趣。教科书中还提示了，放大镜、小刀、锤子等是学生研究岩石需准备的工具。活动过程：活动一：说说我们搜集的石头。教科书提供了四位同学交流的情景，让学生说说身边常见的石头。如我们搜集的石头有哪些？说说我们搜集的石头等。情景中出示了一位学生的交流语言，旨在让学生从不同的角度和侧面来描述自己搜集的岩石，如形状、颜色、质地、结构、软硬甚至气味等，目的就是启发学生从多方面说出常见的石头的初步特征。活动二：想办法研究我们的石头。教科书以情景图呈现了多种研究石头的方法，主要让学生进一步对石头进行研究，目的是引导学生用看、刻、敲、划、滴等方法科学地、有目地、有方向地探究石头。教科书还展示一个学生在表述自己的想法：“奇怪，滴上盐酸后”，表述留白，旨在引导学生的思维，提示学生思维的方向。另外也考虑到探究岩石与酸的反应是学生自主探究中不容易想到的，需要教科书和教师的提示。图的下面也有警示“用小刀的时候要注意安全！”、“盐酸不要溅到衣服和皮肤上！”，提醒学生实验中的注意事项。教科书在此环节的处理考虑到了开放性，对学生的研究不限制、不定向、不要求，旨在让学生大胆的玩石头、用自己喜欢的方法进行探究和发现。教科书还有意淡化此环节地表达与交流，也为教师处理教材留下空间。活动三：不同种类的岩石，颜色、质地等特征不同，我们可以根据岩石的特征给岩石分类。教科书插图中提供了一幅学生活动的情景图。一个学生说：“根据颜色，可以把它们分为”，提示学生可按自己确定的分类标准给岩石进行分类。另一个学生说：“还有其它的分类方法”，暗示学生也可以按其它分类标准给岩石进行分类，分类方法很多。教科书还以资料卡的形式向学生提供关于常见岩石的分类和特征，分别包括花岗岩、砂岩、石灰岩、页岩、大理岩，目的是为学生了解岩石、对岩石进行较为科学地分类提供依据，也为学生进一步探究提供资料。自由活动：看看自己搜集的岩石属于哪一类。教材设计这一环节，旨在让学生进一步巩固常见岩石的特征，让学生在分类中把自己的岩石“对号入座”，加深对常见岩石特征的认识。这项活动既能丰富学生的认知，又能激发学生探究岩石的兴趣和积极性。本课评价分三个方面：“我搜集的岩石”、“我们组采用的研究石头的方法”、“我乐于尝试用不同标准对给岩石分类”。着重对学生的过程与方法的、合作与创新的评价等，评价的目的是使学生能逐步养成正确进行自我评价并客观评价学习过程与方法的良好习惯。拓展活动：外出旅游时，注意考察一下不同地区的岩石主要属于哪一类。此环节设计了本课探究活动的延伸过程，让学生在课下通过调查、访问、查阅资料等方式来了解更多的有关岩石方面的知识，以增加对岩石的了解。这是本课的延续，同时为后两课的学习提供帮助。二、教学目标1能用简单工具对岩石进行较为细致的观察、研究，培养学生的观察能力，比较、分析能力，并能用图和文字表达，会查阅有关岩石的资料。2在探究中愿意合作交流，欣赏美石中体验自然美。3能根据特征对岩石进行分类，了解常见岩石的种类。三、教学建议活动准备：本课是本单元的起始课，教师应指导学生做好心理和思想上的充分准备，使学生在起始课就逐渐养成良好的科学探究的习惯。“石头五彩斑斓，石头形态各异，平凡而又神奇的石头，你究竟蕴藏着多少秘密”单元页的情景和文字有必要和学生一起欣赏交流，以激发学生对石头的探究兴趣和情感。本课的准备活动主要是采集石头。上课前师生应准备好常见的石头和有关研究石头的工具和资料，搜集的石头越丰富越好。学生采集石头的活动，教师应给以必要的指导，如告诉学生采集石头的地点山脚、河边、海边、工地等，如果教师能亲自带领学生进行一次采集活动会更好。考虑到不同地区岩石种类的差异，学生搜集岩石有些困难，种类不够齐全，教师可有目的地提供一些岩石。学生还需要搜集一些有关岩石方面的资料，如岩石的种类、岩石的特征、岩石的起源等资料。教师也有必要准备相应的音像资料为教学服务。活动过程：本课的导入力求突出一个“趣”字。如谈话导入让学生观察并介绍自己搜集的常见的石头；录像导入由播放几组石头的情景，通过对多种奇石、美石图片的展示导入本课等。探究活动可按教科书提供的顺序进行。先让学生说说常见的石头，然后研究石头的特征，最后进行简单分类。教学活动也可以大胆放开，先呈视给学生大量的、各种各样的石头让学生看看、摸摸、玩玩等，然后对石头进行简单分类，最后分析、归纳岩石的特征。活动一：教学中，教师可以先让学生列举一些生活中常见的石头，接着让学生介绍自己搜集的石头，学生刚开始的交流可能很浅或停留在表面上，如：“我的石头颜色很漂亮，形状看起来像小狗；”、“我的石头是从河边发现的，很圆很圆的，上面有花纹，像一个人在跳舞；”、“我的石头很硬”、“我的石头摸起来很光滑”等这些学生的交流发言中有很多有价值的信息，所以交流中教师要善于引导学生从颜色、形状、质地、结构、层理等不同方面进行介绍，以引发学生科学的观察活动和探究活动。但要注意这一环节的交流只需要停留在学生的已有知识经验的基础上即可，不必要求过高，教师要善于倾听，并捕捉孩子观察和思维的独特视角，为下一环节的教学调控做准备。活动二：教师引导学生对岩石做进一步的探究，要突出一个“玩”字。可以先通过讨论和交流，让学生说说自己想研究的有关岩石的问题，进行必要地猜想和假设，让学生动手之前先动脑，然后再进行探究活动。学生对石头的探究活动应包含这样几个方面：1.观察岩石内外的颜色。认识它们分别是什么颜色的？2.观察岩石的结构层理。它们的结构各有什么特点？是一层层还是一粒粒的；是同种颗粒组成的，还是由不同颗粒组成的；是粗粒还是细粒的。3.观察岩石的硬度。他们的软硬程度如何？可以用三个硬度级来表示岩石的硬度：很硬、较硬、较软。石头经小刀和铜钥匙刻划后，可判断属于哪一级。用小刀刻不动属于很硬级；用小刀刻得动，用铜钥匙刻不动属于较硬级；用铜钥匙刻得动则属于较软级。4.观察岩石与酸的反应。在岩石上滴几滴盐酸，看是否冒泡。5.观察岩石的质地。将石头在地面上划划或放进水里看冒泡程度等，了解石头的致密松软程度。教学时，可以给各小组学生提供观察探究记录表，引导学生的观察、探究活动。同时教师引导学生观察的同时，及时把观察结果记录在表中，以便交流、鉴别、分类、定名用。教学中还应适时地渗透过程方法以及情感态度与价值观的教育。如：使用刻刀要小心，滴盐酸应注意的问题，小组要注意合作，敲击石头不要损毁东西等。活动三：教师可以依照插图的提示进行教学，也可以让学生直接对带来的岩石进行分类。分类的标准是多种多样的，学生可能有多种分法,只要能说出比较恰当的理由，就可以给予表扬和肯定。教学活动中，教师应充分尊重学生的意见,保护学生的探究精神，尽力做到让其个性得以充分展示，不统一分类标准。在此环节的最后，教师可以向学生提供科学的岩石分类资料，让学生分析、比较自己的观察结果。“资料卡”提供的只是分类的一个方面，教师也可以从岩石成因、岩石用途等方面为学生提供分类依据。自由活动组织学生进行“给我的岩石对号入座”、“我是小地质学家”等活动，让学生看看自己搜集的岩石属于哪一类，并能说出自己的看法和理由。在各小组的活动中，教师要激发学生对研究石头产生探究的兴趣，开始从科学角度将一块石头中的学问介绍出来，甚至能发现一块普通的岩石中所隐含的信息等。教师也可以根据学生和教学实际情况选择其它更实际、更方便的自由活动。自由活动的最后是课堂评价，教学时可先让学生认真回顾自己在课堂上的表现，客观地做出对自己的评价。教师可以从以下几个方面去引导学生：准备的材料怎样；与同学商讨得怎样；自己的发言怎样等等。拓展活动：指导学生进行岩石的搜集和考察，要指导学生写好考察报告。教师也可以在适当的时候亲自组织学生或部分学生进行野外考察。这对孩子的发展来说具有非常重要的意义。四、参考资料1叩开岩石之门说起石头，人们并不陌生。在地质学术语中，人们通常所说的石头被称为岩石。“岩”有高山陡崖之意，而“岩石”就是形成这些高山峭壁的石头。实际上，岩石的含义已远不止只形成高山，岩石在我们生存的地球上广泛分布，山脉、丘陵、岛屿、江河湖海以及平原的基底，都是由岩石组成的。岩石看上去比较坚硬，好像差别不大，似乎很简单，其实不然。它们的成因非常复杂，可以说每种岩石的成分和结构等特征都各不相同。因此，要给岩石下一个普遍而准确的定义是很困难的。从十八世纪出现“岩石”这个地质术语开始，一直到现在，岩石的概念都在不断地修改和完善。 目前比较公认的岩石定义包括以下内容：岩石是自然形成的产物；岩石是由一种或几种矿物组成的固态集合体。岩石是天然产出的，可以说岩石是大自然的宠儿，每一种岩石都有自己的发生、发展和破坏的历史。它们是在地壳中形成的，是机械作用、物理化学作用和生物作用等综合地质作用的产物，也是地壳和上地幔顶部的重要组成部分。岩石不包括人工合成的工艺岩石，比如陶瓷是由含高岭石的瓷土烧制而成的，不能称为岩石；浇注混凝土里面虽然有很多大小不等的石块，也只是建筑材料，而不是岩石。 岩石是有一定形状的固态集合体，有的成层状、片状；有的成块状、球状、柱状，形状各异。换句话说，那些没有固结的松散沉积物，如砾石、砂子、黏土、火山灰，海底沉积物等碎屑。由于它们没有固定的形态，更没有胶结形成坚硬的岩石，因此，他们不在岩石之列。还有石油，因为它是液体，也不能称为岩石。 在绝大多数情况下，岩石都是由几种矿物组成的集合体。岩石是地壳的基本物质。组成岩石的化学元素基本有8种，称为八大元素氧、硅、钙、铁、铝、钠、钾和镁。但是，由于岩石类型不同，在很多岩石中，除了矿物之外，还有一些其他物质。比如矿物颗粒之间的胶结物；遗留在岩石中的植物和动物遗迹（也称化石）；还有由于岩石形成温度高，冷却快、来不及结晶而形成的火山玻璃，这些物质也都是构成岩石集合体的成分。虽然在自然界中矿物种类繁多，但是在岩石中经常出现的矿物并不是太多。尽管如此，由于其矿物组合、矿物成分和矿物含量千变万化，使形成的岩石仍然各不相同。比如花岗岩是酸性侵入岩，主要是由石英、酸性斜长石和云母组成的；玄武岩是喷出岩，它的主要矿物成分是橄榄石、辉石、角闪石和基性斜长石。矿物组合明显不一样，即使都有长石，成分也不同。在个别情况下，也有由一种矿物组成的岩石，如石灰岩只是由方解石组成的；石英岩是由单矿物石英组成的。 通常，组成岩石的矿物颗粒都很小，靠眼睛观察很难准确地辨认矿物和确定岩石的结构。1867年，偏光显微镜开始用于鉴定岩石薄片，为岩石学研究打开了一个新的局面，成为岩石学发展史上的一个转折点。后来，又逐渐从研究岩石的成分、结构、分类，发展到研究岩石化学和地球化学特征，并与其他相关学科结合，使岩石学成为地质学领域中的一门重要的分支学科。2岩石的种类虽然岩石的面貌是千变万化的，但是从它们形成的环境，也就是从成因上来划分，可以把岩石分为三大类：沉积岩、岩浆岩和变质岩。 沉积岩沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。沉积岩的物质来源主要有几个渠道，风化作用是一个主要渠道，它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑；化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑；细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的来源之一；植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。不论哪种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。 岩浆岩岩浆岩也叫火成岩，是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大，因此，它的特点也与沉积岩明显不同。在野外观察，沉积岩常具有成层构造，层状构造是沉积岩所独有的特征。而在岩浆岩发育的地区则常常见到节理，而基本上看不到层理；在矿物组合上，在岩浆岩中出现的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石等矿物是在高温高压条件下结晶形成的，在常温常压条件下不容易保存，因此，在岩浆岩中出现的矿物在沉积岩中很少见到。既使是同一族的矿物，比如虽然都有长石出现，它们在成分上也不一样。在沉积岩中的长石一般是钾长石和含钠高的酸性斜长石，而在岩浆岩中常常见到的含钙比较高的基性和中性斜长石，这些在沉积岩中都见不到。 变质岩在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。在变质岩的概念中，有两点必须强调，这是变质岩区别于沉积岩和岩浆岩的关键所在。首先，变质作用形成于地壳一定的深度，也就是发生于一定的温度和压力范围。既不是沉积岩的地表或近地表常温常压条件，也不同于岩浆岩形成时的高温高压条件；另外一点就是变质作用中的矿物转变是在固态情况下完成的，而不是岩浆岩那种从液态的岩浆中结晶形成的。三大类岩石比较：3岩石的硬度岩石的硬度是岩石的重要物理性质。岩石的硬度是指岩石抵抗某种外来机械作用（如刻划、压入、研磨等）的能力。岩石学中通常所称的硬度多是指摩氏硬度，即岩石和摩氏硬度计相比较的刻划硬度。摩氏硬度计以十种不同硬度的矿物为依据，相应地将硬度由低到高分为十个等级：1.滑石；2.石膏；3.方解石；4.萤石；5.磷灰石；6.长石；7.石英；8.黄玉；9.刚玉；10.金刚石。使用时，用标准岩石与未知硬度的被测量岩石相互刻划。如该岩石能被磷灰石刻划，而不能被萤石刻划，则该矿物的硬度被测定为45。具有高硬度的岩石已广泛利用到工业技术上。金刚石、刚玉等矿物不仅应用于工业，同时还成为名贵的宝石饰品。作为宝石，通常都有较高的硬度。如蛋白石的硬质为5.56.5，水晶为6.57，锌尖晶石为7.58。金绿宝石为8.5，蓝宝石和红宝石的硬度为9，仅次于金刚石。人们选择硬度高的岩石矿物作宝石，可能是它们耐磨损，寓意着永恒吧！根据需要，人们还制定了工艺硬度计，用以鉴定宝石的矿物硬度，从最软到最硬的等级岩石为：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、熔锆石、刚玉、硅电石、硼电石、金刚石共15级。测量硬度最简单的办法是用指甲、小刀。指甲硬度为2.5，铜币为3、玻璃和小刀都为5。大于6以上几乎都应属于宝石之类的矿物。4.岩石地球的骨架利用现代科学技术，科学家已能比较准确的测出岩石的年龄。世界上最古老的岩石发现于格陵兰，年龄已超过40亿年；中国科学院地质研究所在河北迁安一带发现了我国最古老的岩石，其年龄约为36.7亿年。泰山的岩石也比较古老，大约有24亿年。岩石中也有年龄较小的，在沉积岩中要算我国海南天涯海角一带的“海滩岩”年龄小，岩石中竟有第二次世界大战时的钢盔和罐头瓶。在岩浆岩中要算最近的火山爆发形成的熔岩了。各个不同时代的岩石，组成了许多闻名于世的名山大川。我国著名的“五岳”:南岳衡山的连绵72峰由花岗岩组成，北岳恒山则是变质岩，东岳泰山则是变质岩中的片麻岩构成的断块，西岳华山由花岗岩组成，而中岳嵩山则是由18-20亿年的石英岩组成。著名的黄山，也是由花岗岩组成。可以说天下名山，莫不与岩石的性质有关。根据地表岩石出露的情况推测，地壳中岩浆岩最多，从体积来看，它占所有岩石的64.79%，变质岩占27.4%，沉积岩占7.9%。岩石组成的地壳，又可分为大陆性地壳和大洋性地壳两种。大陆性地壳的平均厚度为33-35km，从上到下，由沉积岩层、花岗岩层和玄武岩层构成。大洋性地壳的平均厚度为8-10km，自上到下为海底沉积物和玄武岩层等。地壳上各种岩石的分布是很有规律的，比如，大多数玄武岩层分布在海洋底部，花岗岩则分布在陆地，构成陆壳。五、教学案例教学目标：（1）能用简单工具对岩石进行较为细致的观察、研究，培养学生的观察能力和比较、分析能力，会查阅有关岩石的资料。（2）在探究中愿意合作交流，搜集欣赏岩石中体验自然美。（3）能根据特征对岩石进行分类，了解常见岩石的种类。活动准备：学生搜集各种石头、放大镜、小刀、铜钥匙、锤子、稀释的盐酸、滴管、水槽、水，石头分类资料卡，岩石录像资料。活动过程：一、情景创设。1、师谈话：石头在我们的生活中到处可见，石头五彩斑斓、形态各异，平凡而又神奇的石头中蕴藏着许多奥秘，这些奥秘等待我们去探究。大自然中有各种各样的石头，它们装点着美丽神奇的大自然，这里有一段大自然岩石的录像资料，我们来欣赏一下。师:看了这段资料，同学们可能会有很多问题和想法，关于石头，你们想研究一些什么问题？2、学生交流：生：我想知道石头从哪里来的？生：我想知道石头是什么？生：我想知道石头都有什么用？3、谈话：这节课我们就来研究这些有趣的石头。二、感知体验，观察研究石头。（一）、初步感知，说说搜集的石头。1、师：课前同学们都采集了一些石头，有的石头很有趣，各小组同学把石头集中起来观察交流一下，说说自己的石头，把你们的发现记录下来和大家分享。2、学生观察交流活动：1用眼睛观察，发现石头在形状、颜色、花纹、透明度等方面的特征。2用手摸的感觉，发现石头在质感上的特征有的光滑，有的粗糙。3、汇报交流：教师和学生共同参与交流，发现问题，捕捉信息。（二）、探究岩石。1、师谈话：同学们采集了很多石头，但通过刚才的表面观察研究还不能完全了解石头，所以再给同学们提供了一些研究工具，需要的话可以下来取。但我想先问问同学们，你们想怎么研究这些石头。2、学生设计探究实验方案，准备岩石探究。师：下面各小组就选择自己喜欢的方法动手研究，相信在研究的过程中，肯定还会有更新奇的方法和发现。如果有什么