小学科学新材料课程教案分享

小学科学新材料课程教案设计与实践分享——以“神奇的纳米材料”为例一、课程设计背景与目标在科技迭代的浪潮中，新材料技术已成为推动生活变革的核心力量——从防水防污的户外装备到精准医疗的靶向药物，新材料的创新应用无处不在。小学科学课程作为科学素养启蒙的主阵地，将“新材料”主题纳入教学，既呼应《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质的结构与性质”“技术与工程实践”的核心要求，又能引导学生从生活现象出发，建立“科学—技术—社会”的关联认知。本课程以“神奇的纳米材料”为载体，目标在于：知识维度：初步感知纳米材料的特殊性能（如防水、防污、超强韧性等），了解其在生活中的典型应用；能力维度：通过观察、对比实验培养实证意识，借助小组合作提升探究与表达能力；情感维度：激发对新材料技术的好奇心与探索欲，树立“科技改善生活”的科学价值观。二、学情分析与教学准备（一）学情定位小学中高年级（4-6年级）学生已具备初步的观察能力和逻辑思维，但对“纳米”这类微观尺度的概念理解较抽象，需通过直观实验、生活实例建立认知。学生对“新材料”的认知多停留在“新奇产品”层面，缺乏对“材料特性—功能—应用”逻辑链的系统思考。（二）教学准备1.实验材料：纳米防水布、普通棉布（尺寸均为10cm×10cm）；纳米防污玻璃片、普通玻璃片；滴管、有色水（红墨水稀释）、食用油、放大镜；2.可视化资源：纳米材料结构动画（简化版，展示“纳米级颗粒排列”）、生活应用案例视频（如纳米口罩、自清洁涂料）；3.教具设计：自制“纳米尺度对比卡”（将头发丝直径、纳米颗粒大小以直观图示呈现，避免复杂数字）。三、教学过程设计（40分钟）（一）情境导入：生活中的“神奇现象”（5分钟）播放一段“洒在衣服上的果汁自动滚落”的视频，提问：“为什么这件衣服像‘荷叶’一样不沾水？生活中还有哪些‘奇怪’的材料？”引导学生列举（如擦不干净的“自清洁玻璃”、摔不碎的“防弹玻璃”），顺势引出“纳米材料”的概念，初步感知其“超乎寻常”的性能。（二）探究活动：解密纳米材料的“超能力”（20分钟）实验1：“防水大比拼”——对比棉布与纳米防水布操作步骤：①学生分组，用滴管将有色水分别滴在棉布和纳米防水布表面，观察水滴形态（普通棉布吸水扩散，纳米布上呈“水珠滚动”）；②轻轻倾斜布料，观察水滴是否滑落，用放大镜观察布料表面的微观差异（教师提示：“纳米布表面的‘小凸起’像无数把小雨伞，挡住了水分子”）。引导思考：“为什么纳米布能防水？这种特性可以解决生活中什么问题？”（如雨天的雨衣、户外装备的防潮）实验2：“防污挑战赛”——对比普通玻璃与纳米防污玻璃操作步骤：①用滴管将食用油滴在两片玻璃上，观察油滴的附着状态（普通玻璃上油滴摊开，纳米玻璃上呈“圆珠状”）；②用纸巾轻擦，对比清洁难度（纳米玻璃上的油滴更易擦除）。拓展讨论：“厨房的油烟机、汽车玻璃如果用这种材料，会带来什么便利？”（三）知识建构：从“现象”到“原理”（8分钟）结合动画演示，简化讲解纳米材料的核心特点：“纳米是一种极小的尺度（类比：头发丝直径约是纳米颗粒的几万倍），当材料的结构小到纳米级时，会出现‘小尺寸效应’——表面的‘纳米颗粒’像盔甲一样，让水、油‘不敢靠近’。”同步展示纳米材料在医疗（靶向药物）、环保（污水净化）等领域的应用图片，拓宽认知边界。（四）实践延伸：“未来新材料设计师”（5分钟）布置任务：“如果给你一种纳米材料，你想把它用在什么地方？画出设计图，并用一句话说明它的‘超能力’。”学生分组交流，教师选取创意案例（如“纳米书包”：轻如羽毛却能装下全班课本；“纳米墙纸”：自动调节室内温度）进行展示，激发创新思维。（五）总结评价：我的“科学发现”（2分钟）采用“3句话分享”形式：“我观察到……（实验现象）；我知道了……（纳米材料的特性）；我想探索……（未来的新材料）。”教师补充点评，强调“科学探究需要细心观察、大胆猜想，更需要用实验验证”。四、教学实施建议（一）安全与规范实验材料需提前检测安全性（如纳米布无刺激性气味、玻璃片边缘打磨光滑）；滴管使用后及时归位，避免液体飞溅。（二）分层指导基础层：聚焦“观察—描述”，记录实验现象；进阶层：尝试分析“现象—特性”的逻辑关系；创新层：设计新材料的应用场景，培养工程思维。（三）跨学科融合美术：绘制“纳米材料应用海报”；语文：撰写《神奇的纳米材料》科普短文；道德与法治：讨论“新材料技术的伦理问题（如纳米污染）”，培养辩证思维。五、教学反思与优化1.认知难点突破：学生对“纳米尺度”的抽象理解可通过“类比游戏”优化（如让学生用大米粒模拟纳米颗粒，黄豆模拟普通颗粒，直观感受“小尺寸效应”）。2.实验效率提升：可提前将实验材料分装成“探究包”，减少课堂准备时间；小组分工细化为“操作员”“记录员”“发言人”，避免分工模糊。3.评价多元化：引入“科学探究成长档案”，记录学生的实验报告、创意设计，从“知识掌握”“探究能力”“创新思维”多维度评价。结语小学科学新材料课程的核心价值，在于让学生从“被动接受知识”转向“主动探索未知”。通过“观察—实验—创造”的教学链条，不仅能让学生