2025 小学四年级科学下册金属延展性测试实验操作课件

一、实验背景：从生活现象到科学概念的联结演讲人CONTENTS实验背景：从生活现象到科学概念的联结实验目标：三维目标的精准设定实验准备：安全与严谨的双重保障实验操作：从观察到实证的科学流程现象分析：从数据到结论的思维跃升拓展思考：从课堂到生活的科学延伸目录2025小学四年级科学下册金属延展性测试实验操作课件作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：科学课的魅力不在于知识的灌输，而在于让孩子用双手触摸世界的真实。今天要和大家分享的“金属延展性测试实验”，正是这样一个能让四年级学生直观感受材料特性、培养科学思维的经典实验。接下来，我将从实验背景、目标设定、准备工作、操作流程、现象分析、拓展思考六个维度，逐步展开这个实验的完整操作指南。01实验背景：从生活现象到科学概念的联结实验背景：从生活现象到科学概念的联结在四年级上册的“材料”单元中，学生已经接触了常见材料的分类（金属、塑料、木材等），并通过观察认识了金属的光泽、导电性等特性。而“延展性”作为金属区别于其他材料的核心物理性质之一，却因较为抽象，需要通过具体操作才能被感知。记得去年春天带学生观察校园里的自行车架时，有个孩子指着被撞弯的车筐问：“为什么铁被压了不会碎，反而变扁了？”这个问题像一颗种子，让我意识到：四年级学生对“金属变形”的生活经验丰富，但缺乏对“延展性”的科学认知。本次实验的核心目标，正是要将“金属能被拉长成丝或压成薄片”的生活现象，转化为“延展性”的科学概念，并通过实证操作加深理解。概念界定：什么是金属的延展性？延展性是金属材料在受力时能发生永久变形而不被破坏的能力，具体表现为“延性”（拉成细丝）和“展性”（压成薄片）。例如，家里用的铜导线是铜的延性体现，铝箔纸则是铝的展性体现。需要特别强调的是，延展性是金属的共性，但不同金属的延展能力存在差异（如金的延展性远强于铁）。课程定位：与教材的衔接根据2025版小学科学课标（四年级下册）“材料与结构”主题要求，学生需“通过实验观察常见材料的物理性质，如导电性、导热性、延展性等，并能举例说明其在生活中的应用”。本实验正是该要求的具体落实，既是对前续“材料分类”的深化，也为后续“材料的加工与利用”奠定基础。02实验目标：三维目标的精准设定实验目标：三维目标的精准设定基于课标要求和学生认知特点，本实验的目标可分为知识、能力、情感三个维度，三者层层递进，最终指向“科学探究”核心素养的培养。知识目标123理解“延展性”的科学定义，能区分“延性”与“展性”；知道常见金属（如铜、铝、铁、铅）的延展性差异；能举例说明金属延展性在生活中的应用（如电线、易拉罐、金箔）。123能力目标掌握“锤击法”测试金属展性的基本操作（包括工具使用、数据测量）；01学会用“观察记录单”描述实验现象（如厚度变化、表面状态、是否断裂）；02能通过对比实验数据，归纳“不同金属延展性不同”的结论。03情感目标激发对材料科学的探究兴趣，感受“生活中的科学”；培养严谨的实证意识（如重复实验、规范记录）；体会“材料特性决定用途”的科学思想（如铜因延展性好且导电，被用于电线）。03实验准备：安全与严谨的双重保障实验准备：安全与严谨的双重保障实验准备是确保操作顺利进行的基础。考虑到四年级学生的动手能力和安全意识，材料选择需兼顾“典型性、安全性、可操作性”，工具需简单易控，环境布置需符合实验室规范。实验材料清单|类别|具体物品|选择依据||------------|-----------------------------------|--------------------------------------------------------------------------||金属样品|铜丝（直径1mm，长5cm）|常见、延展性较好，适合观察压片效果|||铝片（厚0.5mm，边长2cm正方形）|质软、易变形，适合低年级操作|||铁丝（直径1mm，长5cm）|延展性较弱，对比明显|实验材料清单||铅条（厚1mm，边长1.5cm正方形）|质软但有毒性，需教师演示（注：实际教学中可用锡替代铅，更安全）|1|工具|铁锤（木柄，重200g）|重量适中，木柄防滑，适合小学生握持|2||木板（厚2cm，30cm×30cm）|缓冲锤击力，保护桌面，同时便于观察金属变形|3||游标卡尺（精度0.02mm）|精准测量金属厚度变化（需提前培训使用方法）|4||放大镜（10倍）|观察金属表面是否出现裂纹|5||防护手套（棉制）|防止金属碎屑划伤|6实验材料清单|辅助材料|实验记录单（附后）|结构化记录现象，避免遗漏|||抹布、托盘|整理工具，保持台面整洁|环境与安全准备010203040506实验室布局：将学生分为4人一组，每组一张实验桌，确保操作空间；01安全强调：02锤击时需握持铁锤中上部，手臂垂直向下，避免误伤；03金属样品需固定在木板中央，防止滑动；04操作后用抹布清理金属碎屑，不可用手直接触摸尖锐边缘；05铅（或锡）样品由教师统一保管，演示时佩戴手套。06预实验验证教师需提前操作实验，确认：铝片锤击5次后厚度可从0.5mm减至0.2mm左右，无断裂；铜丝锤击后可展成薄片，边缘光滑；铁丝锤击3次后出现微小裂纹，5次后断裂；记录单设计是否覆盖关键现象（厚度、形状、表面状态）。04实验操作：从观察到实证的科学流程实验操作：从观察到实证的科学流程实验操作是学生动手探究的核心环节，需遵循“观察-操作-记录-反思”的逻辑，每个步骤明确、指令清晰，同时给予学生自主探究的空间。步骤1：观察初始状态（5分钟）分发金属样品，学生用肉眼和放大镜观察：铜丝：圆柱状，表面有金属光泽，无划痕；铝片：正方形薄片，边缘整齐；铁丝：与铜丝粗细相近，但颜色更暗；铅条（或锡条）：颜色灰白，用指甲轻划可留下痕迹（说明质软）。用游标卡尺测量并记录初始厚度（或直径）：铜丝直径：1.02mm；铝片厚度：0.51mm；铁丝直径：1.01mm；铅条厚度：1.03mm。教师提示：测量时需将游标卡尺的两个量爪完全贴合金属表面，避免倾斜导致误差。步骤2：锤击测试（15分钟）固定样品：将金属样品平放在木板中央，用左手轻压（注意手指远离锤击区域）；锤击操作：右手握持铁锤中上部，手臂自然下垂，以手腕力量垂直锤击样品中心，每组金属锤击5次（力度均匀，避免用力过猛）；特殊处理：铜丝需先拉直，再横向锤击（将圆柱状敲成片状）；铁丝锤击时需观察是否出现裂纹（可提前提醒学生注意“听到脆响可能是断裂信号”）；铅条（或锡条）由教师演示，锤击2次后即可观察到明显变形（避免学生因用力过大导致样品飞溅）。步骤3：测量与记录（10分钟）再次用游标卡尺测量变形后的厚度（或最薄处厚度）：铝片：厚度0.18mm，边长从2cm扩展至2.8cm；铁丝：厚度0.75mm（第三次锤击后出现1mm裂纹，第五次断裂为两段）；铅片（或锡片）：厚度0.45mm（锤击2次后已呈薄片状，边缘有褶皱）。用放大镜观察表面：铜片：表面光滑，无裂纹；铝片：边缘有细微划痕，但整体连续；铁丝：裂纹处可见金属断口（呈颗粒状）；铅片：表面有锤击留下的密集凹痕。铜片（原铜丝）：厚度0.32mm，长度从5cm延伸至6.5cm；步骤3：测量与记录（10分钟）填写实验记录单（示例）：|金属种类|初始状态（厚度/直径）|锤击次数|变形后状态（厚度/长度）|表面是否有裂纹|是否断裂||----------|-----------------------|----------|-------------------------|----------------|----------||铜|直径1.02mm|5|厚度0.32mm，长6.5cm|无|否||铝|厚度0.51mm|5|厚度0.18mm，边长2.8cm|细微划痕|否|步骤3：测量与记录（10分钟）|铁|直径1.01mm|5|厚度0.75mm（断裂）|明显裂纹|是||铅（锡）|厚度1.03mm|2|厚度0.45mm，边缘褶皱|无|否|步骤4：安全整理（5分钟）用抹布清理木板上的金属碎屑；洗手（特别是接触铅或锡的学生）。将金属样品、工具放回托盘；归位游标卡尺（避免卡爪受损）；05现象分析：从数据到结论的思维跃升现象分析：从数据到结论的思维跃升实验的价值不仅在于操作，更在于通过现象分析形成科学概念。教师需引导学生从“看到了什么”到“为什么会这样”，逐步构建逻辑链。对比分析：不同金属的延展性差异数据对比：铝片厚度减少65%（0.51→0.18mm），铜丝厚度减少69%（1.02→0.32mm），铁丝仅减少26%（1.01→0.75mm）后断裂；现象归纳：铝和铜能承受多次锤击并显著变形，铁丝易断裂，铅（锡）虽易变形但变形量较小；结论推导：金属的延展性不同，铝、铜的延展性较好，铁较差，铅（锡）介于两者之间（注：实际铅的延展性强于铁，但因实验中铅条初始厚度大，且学生锤击力度有限，需向学生说明“实验条件会影响现象观察”）。联系生活：延展性与用途的关系03铁的应用：铁锅需锤打成型（利用一定展性），但不宜做极薄的材料（因延展性有限易断裂）；02铝的应用：易拉罐需压成薄而均匀的片状（展性），铝箔纸可折叠不变脆（展性）；01铜的应用：电线中的铜丝需拉成细而不断的丝（延性），同时能弯曲安装（展性）；04金的拓展（视频辅助）：播放金箔加工视频（1克金可压成0.5平方米金箔），说明“金是延展性最好的金属”。反思实验：误差与改进01误差来源：02锤击力度不均（学生个体差异）；03游标卡尺测量时的人为倾斜；04金属样品初始状态不一致（如铁丝可能有微小划痕）；05改进建议：06统一锤击力度（用机械装置替代手工，但小学阶段不适用）；07增加重复实验（每组测3次取平均值）；08使用更均匀的金属样品（如工业级标准件）。06拓展思考：从课堂到生活的科学延伸拓展思考：从课堂到生活的科学延伸科学教育的终极目标是培养“用科学眼光看世界”的习惯。通过拓展问题，可引导学生将实验结论迁移到更广阔的情境中。跨学科联结：延展性与其他性质的关系与导电性的关联：铜既具有良好的延展性，又有优异的导电性，因此成为电线的首选材料；1与导热性的关联：铝的延展性和导热性都较好，因此用于制作散热片和锅具；2与硬度的关联：铁的硬度较高（不易被划伤），但延展性较低（易断裂），体现“材料性质的两面性”。3生活探究任务家庭小实验：用铝箔纸（厚度约0.01mm）尝试折叠成小船，观察是否断裂（体验铝的展性）；社会调查：观察生活中的金属制品（如回形针、自行车链条、金属衣架），推测其使用的金属种类及利用的延展性；批判性思考：为什么塑料瓶不能像铝罐一样被锤扁后重复使用？（对比金属与塑料的变形特性：金属是“永久变形”，塑料是“弹性变形”或“断裂”）。结语：在动手探究中触摸科学的温度金属延展性测试实验，是一把打开材料科学之门的小钥匙。通过这个实验，学生不