小学科学四年级下册《物质的变化：混合与分离的探究》教学设计

小学科学四年级下册《物质的变化：混合与分离的探究》教学设计

一、教学内容分析

【基础】本课“混合与分离”是湘科版四年级下册第一单元“变与不变”的核心内容。在课程标准中隶属于“物质科学”领域，具体对应“物质的一般特征”及“物质的组成与结构”等主要概念。本节课是在学生学习了固体、液体的基本性质以及部分物质变化（如蜡的熔化）之后，第一次系统性地引导学生从“性质”的角度出发，探究如何将混合在一起的物质进行分离。这不仅是前一课“蜡的有趣变化”中物理变化概念的深化，更是后续学习溶解、结晶、过滤、蒸发等更复杂分离方法以及化学变化的重要基石。教材编排遵循从生活经验出发，经由实验探究，最终回归生活应用的逻辑线索，旨在帮助学生建立“物质的性质决定了其分离方法”这一核心科学观念。

二、学情分析

【基础】四年级学生正处于由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。他们具备丰富的生活经验，比如见过淘米、筛沙、用磁铁吸铁屑等，对“分离”有初步的感性认识。然而，这种认识往往是零散、模糊的，尚未上升到“利用性质差异”这一科学高度。学生在前两课中已经掌握了观察、描述物质基本特征的方法，并具备初步的动手实验能力。本课的【难点】在于，学生需要综合运用多种感官和工具，分析混合物中各组分性质的异同，并设计出科学合理的分离流程。此外，对于过滤、蒸发等初次接触的规范实验操作，学生的手部精细动作和协调性有待加强，需要教师进行细致的示范与指导。

三、核心素养目标

1.科学观念：通过探究活动，认识到世界是由物质组成的，物质各有其独特的性质；混合物的分离正是利用了物质在颜色、颗粒大小、溶解性、磁性等方面的性质差异；初步建立“溶解—蒸发”是一个可逆过程的概念。

2.科学思维：能够运用比较与分类的方法，分析混合物中不同组分的特点。能够依据物质的性质差异，推理并设计出简单的分离流程，培养分析与综合、归纳与演绎的思维能力。

3.探究实践：能基于生活经验和所学知识，针对“如何分离食盐和沙”等问题提出猜想。能规范使用过滤、蒸发等实验器材，经历完整的“问题—假设—验证—结论”的科学探究过程。能准确记录实验现象，并运用科学语言进行描述和交流。

4.态度责任：在小组合作中，能主动参与，乐于分享，养成细致观察、实事求是的科学态度。通过了解分离技术在生活中的应用（如自来水净化、选矿、中药熬制），体会科学技术对人类生活的贡献，增强社会责任感。

四、教学重难点

1.【重点】能根据食盐和沙在水中溶解性不同，设计并完成“溶解—过滤”的分离过程；能根据食盐和水的沸点不同，设计并完成“蒸发”的分离过程。

2.【难点】理解“分离”的本质是“利用物质的不同性质”；掌握酒精灯的安全使用规范及过滤、蒸发实验的操作要领。

五、教学准备

1.教师准备：教学课件（含海水晒盐、自来水厂工艺流程图、不同分离方法视频）、实验记录单、班级记录大表。

2.分组实验材料（每组一套）：

1.3.基础材料：食盐（约20克）、细沙（约10克，清洗并烘干）、食盐与沙的混合物、烧杯（3个）、玻璃棒、清水。

2.4.过滤材料：漏斗、铁架台（带铁圈）、滤纸、剪刀。

3.5.蒸发材料：蒸发皿、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴、放大镜、坩埚钳。

6.拓展材料：磁铁、木屑与铁屑混合物、装有水的培养皿。

六、教学实施过程

（一）创设情境，聚焦问题

1.生活引入：教师手持一个装有芝麻和食盐混合物的透明玻璃瓶。【非常重要】师：“同学们，老师在家做饭时，不小心把盐瓶碰倒了，盐全撒进了芝麻里。大家平时在家有没有遇到过类似的情况？妈妈是怎么处理的？你能帮老师想个办法，把这些混合在一起的芝麻和食盐快速、干净地分开吗？”（学生根据生活经验，可能会提出“用手拣”、“用筛子筛”等方法。）

2.冲突激发：【难点】师：“用手拣太慢，用筛子筛呢？大家请看，老师这里的芝麻和食盐，它们的颗粒大小怎么样？”（引导学生观察并发现，两者颗粒大小非常接近，用普通筛子无法分离。）“看来，这个方法行不通。那究竟有没有更好的办法呢？今天，我们就化身为小小科学家，一起走进《混合与分离》的世界，来探究解决这类问题的科学方法。”

（二）初步观察，明确差异

1.观察任务：【基础】师：“要分离两种物质，我们首先得像侦探一样，彻底了解它们各自的特点。请大家拿出信封里的食盐和沙，利用放大镜仔细观察，并将它们的特征记录在实验记录单上。可以从哪些方面观察呢？”（引导学生从颜色、形状、颗粒大小、透明度、气味、手感以及是否能溶解于水等方面进行观察和比较。）

2.交流汇总：小组汇报观察结果。教师引导学生在班级记录大表上汇总，【重点】明确食盐是白色、半透明、颗粒均匀、有咸味、能溶解于水的晶体；而沙是黄色、不透明、颗粒不规则、无味、不能溶解于水的固体颗粒。

（三）层层递进，深度探究（核心环节）

环节一：用水分离食盐和沙

1.方案设计：【非常重要】师：“既然我们明确了食盐和沙最重要的一个区别是‘溶解性’不同，你能利用这个性质，设计一个分离方案吗？”小组讨论，并在记录单上画出简单的流程图。教师巡视，选取有代表性的方案进行投影展示，让学生讲解设计思路（如：加水—>搅拌—>倒出盐水—>剩下沙）。

2.实验验证—过滤教学：【高频考点】【难点】

1.3.师：“大家的设计思路非常棒！当食盐溶解到水里后，就变成了我们看不见的‘小家伙’，而沙还是沉在水底的‘大个子’。现在，我们怎么才能把这一杯混合了沙子的盐水，彻底地、干干净净地把沙子和水分开呢？”

2.4.引出新工具：“这就需要借助一个科学工具——过滤装置。”教师出示过滤装置，并利用课件或微视频，详细介绍过滤法的原理（利用颗粒大小不同，让液体通过滤纸的小孔，而固体颗粒被截留下来）和操作要点：“一贴”（滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡）、“二低”（滤纸边缘低于漏斗口；漏斗内液面边缘低于滤纸边缘）、“三靠”（烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒末端轻靠三层滤纸一侧；漏斗末端紧靠烧杯内壁）。

3.5.分组实验一：学生分组操作“溶解—过滤”实验，将食盐和沙的混合物放入烧杯，加水搅拌溶解后，进行过滤。教师巡回指导，重点关注玻璃棒的使用方法和学生的操作规范性。

6.观察与研讨：【热点】过滤结束后，引导学生观察滤纸和滤液。师：“你们看到了什么现象？说明了什么？”学生汇报：滤纸上留下了沙，烧杯里得到了澄清的盐水。结论：利用溶解和过滤的方法，成功地将不溶于水的沙与食盐（盐水）分离开了。

环节二：分离食盐和水

1.问题深化：【难点】师：“现在，沙已经被我们成功‘逮捕’了。可是，溶解在水里的食盐怎么‘救’出来呢？我们喝到的盐水是咸的，说明食盐还在水里。有什么办法能把溶解的食盐再变回固体吗？”

2.回顾生活，建立联系：【非常重要】师引导学生回顾生活经验：衣服湿了晾干后会留下水渍；海水被太阳晒过之后，可以变成盐（展示“海水晒盐”图片）。学生很容易想到——把水蒸发掉。

3.实验验证—蒸发教学：【高频考点】

1.4.师：“在实验室里，我们可以用酒精灯加热来加快水的蒸发。”教师介绍蒸发装置各部分的名称（三脚架、石棉网、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒），并进行酒精灯使用的安全专项教育：【重点强调】绝对禁止用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯；必须用火柴或打火机点燃；熄灭时要用灯帽盖灭，切不可用嘴吹；加热后的蒸发皿、三脚架等很烫，不可直接用手触摸。

2.5.教师演示蒸发实验的关键步骤：将少量滤液（盐水）倒入蒸发皿，放在三脚架上的石棉网上加热；用玻璃棒不断搅拌（防止液体受热不均而飞溅）；当蒸发皿中出现较多白色固体时，【重点】熄灭酒精灯，利用余热将剩余水分蒸干。

3.6.分组实验二：学生分组操作蒸发实验。教师重点关注酒精灯使用的安全性及停止加热的时机。

7.成果展示与研讨：各组展示蒸发后蒸发皿中得到的白色晶体。师：“这些白色颗粒是什么？你们是怎么知道的？（尝一尝，但要强调实验室物品不能随便品尝，此处的食盐是老师专门准备的食用盐）说明了什么？”结论：通过蒸发，可以盐从盐水中分离出来，水变成了水蒸气跑到空气里了。

（四）回顾总结，提炼方法

1.流程复盘：【重要】教师引导学生回顾本节课分离食盐和沙的完整流程：“大家回忆一下，我们是怎么一步步把紧紧混合在一起的食盐和沙彻底分开的？”师生共同梳理出“混合—加水溶解—过滤—蒸发”的完整工艺流程，并再次强调每一步所利用的物质性质差异（溶解性不同、颗粒大小不同、水的沸点与盐的熔点不同）。

2.提炼概念：【核心】师：“通过刚才的探究，你们发现分离混合物的秘密武器是什么？”引导学生说出：我们是根据物质的不同性质（如是否溶于水、颗粒大小等）来选择分离方法的。混合物中的各种物质在分离后，依然保持着它原来的性质，并没有变成新物质。这是一种物理变化。

（五）学以致用，拓展延伸

1.问题挑战：【热点】【非常重要】教师展示一个装有铁屑和木屑的混合物。师：“同学们，现在考验你们的时候到了。工地上有一堆废料，里面有铁屑和木屑，把它们分开就可以回收利用。请你们利用今天学到的‘根据性质分离’的思路，帮工人叔叔想想办法，看哪个小组想到的方法最多？”（小组讨论，预设：用磁铁吸、用水浮、用风扇吹……）

2.实践体验：为每组提供一份铁屑和木屑的混合物，以及磁铁、水等材料，让学生尝试用不同方法分离，并解释原理（铁屑具有磁性，能被磁铁吸引；木屑密度小，能浮在水面等）。

3.联系生活：【基础】师：“其实，分离技术在我们的生活中无处不在。大到自来水厂的沉淀、过滤、消毒（展示图片），小到我们喝的凉茶需要滤去药渣，农民伯伯用风车扬谷，都运用了今天所学的科学原理。希望大家今后遇到生活中的难题，也能像今天一样，用科学的眼光去观察，用科学的思维去解决。”

七、板书设计

物质的变化：混合与分离的探究

分离任务：食盐（溶于水）+沙（不溶于水）混合

分离依据：利用物质的不同性质

分离流程：混合物

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├─【加水】利用溶解性不同

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├─【过滤】利用颗粒大小不同

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│├─>滤纸上：沙

│└─>滤液中：盐水

│

└─【蒸发】利用沸点不同

│

└─>蒸发皿中：食盐

核心结论：根据物质的性质差异，可以分离混合物。