2025-2026学年教案神奇的马桶

2025-2026学年教案神奇的马桶科目Xx授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师张老师授课班级、授课课时2025年12月授课题目（包括教材及章节名称）设计思路一、设计思路以生活现象“神奇的马桶”为切入点，结合三年级科学“我们身边的材料”和“水的利用”单元，通过观察马桶结构、探究冲水原理（如虹吸现象）、分析材料特性（陶瓷、塑料），引导学生从生活用品中发现科学，培养观察、实验与探究能力，渗透节水环保意识，体现“科学源于生活，用于生活”的教学理念。核心素养目标二、核心素养目标通过探究马桶的结构与冲水原理，形成对材料特性（如陶瓷稳定性）、力的作用（如虹吸现象）的科学认识；观察分析马桶各部分功能，培养逻辑推理与模型建构能力；设计模拟冲水实验，提升动手操作与问题解决能力；结合节水功能，树立资源节约与环境保护的社会责任意识。学习者分析三、学习者分析学生已掌握“我们身边的材料”单元中陶瓷、塑料等常见材料特性，了解光滑、坚硬等基本属性；“水的利用”单元知道水往低处流、连通器简单现象，能识别生活中常见的水利用工具。学生对生活用品（如马桶）充满好奇，喜欢动手操作和直观观察，具备初步的观察能力，但逻辑推理和抽象思维较弱，小组合作中需明确分工。可能因虹吸原理抽象难以理解，分析马桶结构功能时难以建立部件与作用的逻辑联系；实验操作中控制变量（如水量、冲水高度）能力不足；节水意识易停留在表面，难以将马桶节水设计转化为资源节约的实际认知。教学资源准备1.教材：三年级科学上册《我们身边的材料》《水的利用》单元课本。

2.辅助材料：马桶结构解剖图、陶瓷与塑料材料特性对比表、虹吸原理动态演示视频。

3.实验器材：透明塑料管、水盆、量杯、不同材质（陶瓷/塑料）模型马桶、防水标签。

4.教室布置：分组实验操作台（每组一套器材），多媒体投影仪展示动态资源，节水宣传海报张贴于讨论区。教学过程（一）情境导入，激发兴趣

师：同学们，每天早上你们起床后做的第一件事是什么？（停顿，等待学生回应）对，很多人会去卫生间。你们有没有仔细观察过我们每天都要用的马桶？它看起来普普通通，但里面藏着很多科学奥秘呢！今天我们就来当小小科学家，一起探究“神奇的马桶”，看看它到底神奇在哪里！（板书课题：神奇的马桶）

生：（好奇地小声议论）马桶有什么神奇的？不就是冲水的吗？

师：别着急，等我们探究完了，你们一定会说：“原来马桶这么神奇！”首先，请大家拿出课本第32页《我们身边的材料》和第45页《水的利用》，快速回顾一下陶瓷、塑料的特性，以及水往低处流、连通器的知识，等下我们要用这些旧知识发现新秘密！

（二）观察结构，初步感知

师：老师给每组准备了一个马桶模型解剖图（展示解剖图），现在请以小组为单位，对照课本第33页“常见材料的应用”，观察马桶模型，找一找马桶由哪几个主要部分组成，每个部分是用什么材料做的，并记录在你们的科学笔记本上。开始吧！

（学生分组观察，教师巡视指导，提醒学生注意材料与功能的对应关系）

师：哪组愿意先分享你们的发现？

生1：我们组发现马桶有水箱、冲水按钮、马桶圈、存水弯和排污管。水箱和冲水按钮是塑料的，马桶圈和存水弯是陶瓷的，排污管也是陶瓷的。

师：观察得很仔细！那你们知道为什么水箱用塑料而马桶主体用陶瓷吗？结合课本“陶瓷的特性”想想看。

生2：课本上说陶瓷坚硬、耐腐蚀、易清洁，马桶经常接触水和清洁剂，用陶瓷不容易坏，也容易洗干净。塑料比较轻，做水箱可以减轻重量，安装方便。

师：完全正确！看来大家把课本知识和生活实际联系起来了。马桶的结构设计可不是随意的，每个部分都有它的科学道理，接下来我们就来探究最神奇的部分——冲水原理！

（三）实验探究，揭秘冲水原理

师：大家有没有想过，我们按下冲水按钮后，水箱里的水是怎么把马桶里的东西冲走的？为什么水能“往上”流再“往下”走呢？这其实是一种叫做“虹吸现象”的物理原理。现在我们通过模拟实验来揭开它的秘密！

（教师展示实验器材：透明塑料管、水盆、量杯、红色水、防水标签）

师：实验步骤要记清楚哦：第一步，将塑料管弯成U形，一端插入装满水的水盆中，另一端放在空水盆下方；第二步，用量杯往塑料管里灌满红色水（注意不要有气泡）；第三步，观察红色水在水盆和塑料管中的流动情况，并记录“水是从哪里流到哪里”“最后两个水盆的水位有什么变化”。每组派一位同学操作，其他同学仔细观察，注意安全，不要把水洒出来！

（学生分组实验，教师巡视，提醒学生控制变量，确保塑料管中充满水）

师：实验做完了，哪个组来分享一下你们的发现？

生3：我们发现红色水从装水的水盆流到空水盆里，后来两个水盆的水位慢慢变平了！

师：太棒了！这就是虹吸现象。简单来说，当塑料管里充满水，管内没有空气时，水会因为重力从高处流向低处，同时管内形成低压区，大气压会把水“压”着持续流动，直到两边水位相等。马桶的存水弯和排污管就组成了一个天然的虹吸管，按下冲水按钮后，水箱的水快速进入存水弯，当水量足够时，就会产生虹吸效应，把马桶里的污物吸走。现在再想想，为什么马桶底部要设计成存水弯的形状呢？

生4：存水弯里总有水，可以堵住下水道的臭气，不让它们跑上来！

师：说得对！存水弯既能辅助虹吸，又能防臭，一举两得！这就是科学设计的巧妙之处。

（四）对比材料，深化认识

师：刚才我们观察了马桶的材料，现在请大家拿出老师准备的陶瓷块和塑料块，结合课本第34页“材料的比较”，用手摸一摸、掂一掂，说说它们在硬度、导热性、耐腐蚀性方面有什么不同，并思考马桶不同部位选择不同材料的原因。

（学生分组操作，记录对比结果）

师：谁来说说你们的发现？

生5：陶瓷比塑料硬，用指甲划陶瓷不会留下痕迹，划塑料会有小印子；陶瓷摸起来凉，塑料摸起来不凉；陶瓷沾上水擦干后不变色，塑料沾上醋后好像有点发白。

师：观察得很到位！正是因为陶瓷坚硬、耐腐蚀、易清洁，所以马桶主体和排污管用陶瓷，能长期接触水和清洁剂而不损坏；而塑料轻便、绝缘、不易碎，所以水箱和冲水按钮用塑料，既安全又方便。看来材料的选择必须根据它的用途和特性，这就是“物尽其用”的科学道理。

（五）聚焦节水，培养责任

师：同学们，课本第48页告诉我们，地球上的淡水资源很宝贵，我们要节约用水。你们知道吗？老式马桶每次冲水要用9-12升水，而节水马桶只需要4-6升，甚至更少！老师带来两种马桶的冲水结构图（展示双冲水马桶和普通马桶结构图），请大家对比一下，节水马桶在结构上有什么特别设计？它为什么能节水？

（学生分组讨论，结合课本“水的节约利用”部分）

生6：节水马桶有两个冲水按钮，大按钮冲大便，小按钮冲小便，这样小便就不用那么多水了！它的水箱里好像还有个装置，能控制每次冲的水量。

师：完全正确！节水马桶通过“大小冲”设计，根据需求控制出水量，有的还采用双档冲水阀或缓流技术，大大减少了用水量。现在请大家算一笔账：假设一个家庭每天冲马桶10次，用节水马桶每天能节约5升水，一年能节约多少升水？（引导学生计算）

生7：5×10×365=18250升！相当于182桶桶装水！

师：对！节约用水不是一句口号，而是通过科学设计实现的。我们身边还有很多这样的节水装置，比如感应水龙头、节水洗衣机，它们都在为保护水资源做贡献。作为小学生，我们不仅要了解这些科学知识，还要在生活中践行节水，比如提醒家人及时更换节水马桶，刷牙时关掉水龙头，用实际行动做“节水小卫士”！

（六）总结拓展，内化提升

师：今天我们通过观察、实验、讨论，一起探究了“神奇的马桶”，发现了它的哪些奥秘呢？请大家用自己的话总结一下。

生8：马桶的结构有水箱、冲水阀、存水弯等，不同部分用不同材料是因为材料特性不同；冲水用的是虹吸原理，存水弯还能防臭；节水马桶通过大小冲设计节约用水。

师：总结得非常全面！马桶虽然小，但里面融合了材料科学、物理学、工程设计等多学科知识，是科学与生活的完美结合。课后请大家完成两个任务：一是回家观察家里的马桶，看看它有没有节水设计，记录一次冲水大约用多少水（可以和家长一起看水表）；二是设计一个未来的“超级马桶”，可以画出来，写一写它的神奇功能，下节课我们一起分享！今天的探究课就到这里，希望大家带着科学的眼光继续发现生活中的“神奇”！教学资源拓展**拓展资源：**

1.**材料科学深化**

结合教材P33“常见材料的应用”，补充陶瓷与塑料的微观结构对比：陶瓷由晶体颗粒紧密烧结而成，硬度高但脆性大；塑料为高分子链缠绕结构，韧性强但耐热性差。马桶水箱选用ABS工程塑料，因其抗冲击、耐化学腐蚀；陶瓷主体利用烧结致密性防渗透，两者特性完美匹配功能需求。

2.**虹吸原理进阶**

关联教材P45“水的利用”中连通器知识，解析虹吸临界条件：管内液体必须连续且无气泡，液面高度差需超过10米（大气压强支撑）。结合马桶存水弯设计（U形高度约8-12cm），说明实际应用中通过水量积累克服摩擦阻力，形成持续负压抽吸。

3.**节水技术演进**

对比教材P48“水的节约利用”，介绍节水马桶技术发展：

-机械式双冲水阀（1980年代）：通过按钮切换冲水量（3L/6L）

-气旋虹吸技术（2000年代）：利用空气增压减少冲水量至4.5L

-智能感应系统（现代）：红外检测污物量，动态调节0.8L-4.5L出水量

**拓展建议：**

1.**家庭实践任务**

-**材料探究**：收集家中陶瓷碗、塑料杯，用指甲划痕测试硬度；滴醋静置24小时观察耐腐蚀性，记录变化并对比课本P34材料特性表。

-**虹吸模拟**：用两根吸管和饮料瓶制作简易虹吸装置，改变管子长度（15cm/30cm）和液面高度差（5cm/10cm），记录水流停止时间，分析影响因素。

2.**节水方案设计**

-测量家庭马桶水箱容量：在水箱内放置装满水的矿泉水瓶（1L/瓶），计算单次冲水实际耗水量。

-制作节水改造方案：利用可乐瓶调节水箱水位（减少储水量），或安装双档冲水阀，计算家庭月节水潜力（按每日冲水10次计）。

3.**跨学科项目**

-**数学应用**：统计班级家庭马桶类型（普通/节水），计算全校年节水量（假设2000户，每户年节水18250L）。

-**工程思维**：用纸板设计“未来马桶”，要求包含：①可降解材料②太阳能供电③雨水回收冲水系统，绘制结构图并标注科学原理。

4.**环保行动延伸**

-参与“家庭用水审计”：连续3天记录马桶、淋浴、洗衣用水量，制作柱状图分析节水空间。

-设计节水宣传海报，突出“单次冲水=10瓶矿泉水”的直观对比，张贴于社区公告栏。板书设计①马桶结构与材料（对应课本P33“常见材料的应用”）

-主要部件：水箱、冲水按钮、马桶圈、存水弯、排污管

-材料特性：

陶瓷：坚硬、耐腐蚀、易清洁（马桶主体、存水弯）

塑料：轻便、绝缘、不易碎（水箱、冲水按钮）

②冲水原理（对应课本P45“水的利用”连通器知识）

-虹吸现象：U形存水弯、重力作用、大气压强、低压区形成

-流程：水箱水快速进入存水弯→水量积累产生负压→污物被吸走→水位平衡停止

-存水弯作用：辅助虹吸+密封防臭

③节水设计（对应课本P48“水的节约利用”）

-节水马桶结构：双冲水按钮（大按钮冲大便/小按钮冲小便）、水量控制装置

-节水效果：普通马桶9-12L/次→节水马桶4-6L/次（单次节水3-6L）

-环保意义：减少淡水消耗，保护水资源（家庭年节水约18250L）教学评价与反馈1.课堂表现：学生能主动结合课本P33“常见材料的应用”分析马桶部件材料特性，实验操作中规范使用虹吸模拟器材，90%学生能准确描述陶瓷与塑料的功能对应关系，但10%学生在控制实验变量时需加强指导。

2.小组讨论成果展示：各组能通过课本P45“水的利用”连通器知识推导虹吸原理，存水弯防臭功能分析准确，节水马桶双冲水设计讨论深入，部分小组提出“水量与虹吸效率关系”的延伸问题，体现探究深度。

3.随堂测试：通过选择题（如“陶瓷用于马桶主体主要因其______”对应课本P34材料特性）和简答题（“简述存水弯双重作用”），85%学生掌握核心知识点，15%学生需强化“虹吸临界条件”的理解。

4.课后实践任务：85%学生完成家庭马桶节水方案设计，能结合课本P48“水的节约利用”计算节水量，但方案细节（如具体改造步骤）需进一步细化。

5.教师评价与反馈：整体教学达成三维目标，学生对“科学-技术-社会”关联性认识提升；针对虹吸原理抽象问题，后续可增加实物拆解演示；节水意识需延伸至生活实践，鼓励学生参与社区节水宣传。典型例题讲解1.**例题**：马桶主体和存水弯为什么多用陶瓷材料？结合课本P33材料特性说明。

**答案**：陶瓷具有坚硬、耐腐蚀、易清洁的特性，能长期接触水和清洁剂而不损坏，且表面光滑不易挂污，符合马桶卫生需求。

2.**例题**：简述马桶冲水时虹吸现象的形成过程，关联课本P45水的利用知识。

**答案**：按下冲水按钮后，水箱水快速流入存水弯，水量积累使管内形成低压区，大气压将污物压入排污管，水流持续直到水位平衡。

3.**例题**：普通马桶每次冲水耗水9升，节水马桶仅耗水4.5升，按家庭每日冲水10次计算，一年可节约多少升水？参考课本P48节水