小学一年级科学下册“发现泥土的秘密-材料的初步探究”教案

小学一年级科学下册“发现泥土的秘密——材料的初步探究”教案

  一、课程学情分析与理论基础

  （一）学情分析

  本课程面向小学一年级下学期学生。此阶段儿童认知发展处于皮亚杰理论所界定的前运算阶段向具体运算阶段过渡的关键期。其思维特点表现为：以具体形象思维为主，开始萌发逻辑思维，但需依赖具体事物和实际操作；好奇心与探索欲极为旺盛，对周围物质世界具有强烈的触摸、感知和改造欲望；注意力集中时间相对较短，通常在15-20分钟，但对其兴趣浓厚的活动能保持更久的专注；具备初步的语言表达能力，能描述简单现象，但系统性、精确性有待引导；社会性方面，乐于在游戏中与同伴交流、合作，但规则意识与协作技巧尚在发展中。关于“泥土”这一材料，学生已有丰富的非正式经验：他们在日常生活中见过、玩过泥巴，对其湿润时可变形、干燥后变硬等物理特性有模糊感知，但缺乏系统的、有目的的观察与科学概念的建构。同时，个体经验差异较大，部分城市学生可能仅有极有限的直接接触泥土的机会。因此，教学设计需从学生已有经验出发，通过高度结构化、游戏化的科学探究活动，引导其将零散感知上升为初步的科学认知。

  （二）理论框架与设计理念

  本设计以建构主义学习理论为核心指导，融合项目式学习与STEAM教育理念。建构主义强调学习是学习者在原有经验基础上，通过与环境互动主动建构新知识的过程。本课程将“捏泥巴”这一活动转化为一个驱动性问题：“如何像一位小小材料科学家一样，探索并记录泥土这种特殊材料的秘密？”学生将在教师的引导下，像科学家一样工作：提出问题（泥土是什么样的？它能变成什么？）、进行观察与实验（运用多种感官、尝试改变其形态）、记录与交流发现（运用图画、简单词汇、肢体语言）、得出结论（初步认识到泥土是一种具有可塑性的常见材料）。STEAM理念的融入体现在：科学探究为核心，探究材料性质；技术体现在使用简单工具（如木片、塑料刀）对材料进行加工；工程思维蕴含在“设计与制作一个你喜欢的泥土造型”这一任务中；艺术表现在造型的审美创造与装饰上；数学元素则自然地整合在对形状、大小、数量的描述与比较中。整个设计致力于培养科学探究的核心素养，特别是观察、描述、比较、提出简单问题的能力，同时渗透爱护环境、珍惜自然材料的情感态度。

  二、教学目标体系

  （一）科学观念目标

  学生能够通过亲身体验，初步建立起“材料”的朴素概念，认识到我们周围物品由不同材料制成。具体到本课内容，学生应能：

  1.识别泥土是一种常见的天然材料。

  2.描述干燥泥土与湿润泥土在颜色、硬度、颗粒感等方面的主要外部特征差异。

  3.理解并运用“可塑性”这一概念的初级表述：当泥土与水按一定比例混合后，可以被揉捏、改变形状，并在外力撤去后能保持新形状。

  4.初步感知泥土从湿到干的物理变化过程，知道干燥后的泥土造型会变硬、易碎。

  （二）科学思维目标

  1.观察能力：能够运用多种感官（视觉、触觉、嗅觉）对泥土进行有目的的、有序的观察。

  2.比较能力：能在教师引导下，比较干燥泥土与湿润泥土、不同湿度泥土在特性上的不同。

  3.简单推理与预测能力：能基于对湿润泥土的观察，预测其可能被捏成什么形状；能根据经验，预测湿泥作品放置一段时间后可能发生的变化。

  4.表达能力：能用简单的语言、图画或符号，记录自己的观察发现和制作过程。

  （三）探究实践目标

  1.能够模仿科学探究的基本流程：在教师指导下提出问题、进行动手操作、观察现象、记录结果。

  2.掌握基本的材料处理技能：安全地使用水和工具，将干燥泥土调制到适宜捏塑的湿度；运用揉、捏、搓、压、刻等基本手法进行造型。

  3.学会简单的记录方法：用涂画方式记录泥土前后状态，或用贴图、简单词汇完成学习单。

  （四）态度责任目标

  1.激发对自然材料的好奇心和探究热情，体验动手创造和科学发现的乐趣。

  2.培养认真观察、如实记录的科学态度。

  3.在小组活动中，愿意与同伴交流想法、分享材料，初步养成合作意识。

  4.树立爱护环境、节约材料的意识，活动后能主动清理工作区域。

  三、教学重点与难点

  （一）教学重点

  1.引导学生运用多种感官对泥土进行系统的观察与描述。

  2.让学生通过亲手操作，探究并理解泥土在加水后获得“可塑性”这一核心特性。

  （二）教学难点

  1.如何引导一年级学生从“好玩”的层面上升到“有目的探究”的层面，即让观察和操作服务于科学概念的初步建构。

  2.帮助学生用合适的语言或符号，清晰表达自己的观察发现（特别是触觉感受和变化过程）。

  3.调控实验材料（水土比例）以达到适宜捏塑的状态，对部分学生可能存在挑战。

  四、教学准备（资源与环境创设）

  （一）教师准备

  1.材料与工具：

  （1）探究材料：优质、洁净的天然干燥黏土或陶土粉末（分装于密封袋，每组约300克），避免使用可能含有杂质的园土以确保卫生与均一性。清水（装于带喷嘴的壶中）。干燥泥土样本（小块状）。已完成干燥的泥土作品样本（简单造型）。

  （2）探究工具：每组一个塑料托盘（用于操作，防止污染桌面）、数个小型料碗（用于盛水、盛放不同湿度的泥）、木质或塑料安全造型工具（如小滚棒、塑形刀、印花模等）、湿毛巾或湿纸巾（用于清洁）。

  （3）记录与展示工具：“泥土科学家发现记录单”（图文并茂，包含“我用眼睛看”、“我用手摸”、“我的鼻子闻”、“我捏成了……”等栏目，主要用勾选、涂色、画画方式完成）。实物投影仪。数码相机（用于拍摄学生作品）。班级科学探究墙（用于展示记录单和作品照片）。

  2.环境布置：将课桌分组排列，便于小组合作。地面铺设防水垫或旧报纸，便于清理。营造“小小科学工作室”氛围，墙上可张贴材料科学家工作的图片、各种材料的照片等。

  （二）学生准备

  穿着适合动手操作的服装。心理准备：对即将成为“泥土小科学家”充满期待。

  五、教学实施过程（共计2课时，80分钟）

  （一）第一课时：启动探究——唤醒经验，初识泥土（40分钟）

  1.情境导入与驱动性问题提出（预计8分钟）

  教师活动：播放一段简短的、无解说音的微视频，内容呈现自然界中的泥土、花园里种植的植物、陶艺师制作陶器、儿童在沙滩玩沙堡等多元场景。视频结束后，教师手持一个密封袋装着的干燥泥土块和一个简单烧制的陶制小碗，以神秘而充满趣味的语气提问：“小朋友们，刚才我们看到了好多不同的画面。现在老师手里有两样东西，猜猜看，它们之间有什么秘密联系？”鼓励学生自由猜测。随后，教师揭示：“这个小碗，就是用这种看起来普普通通的泥土，经过艺术家的巧手和火的魔法变成的！那么，泥土到底有什么神奇的本领，能从一块‘石头’一样的东西，变成我们手里可以千变万化的材料呢？今天，我们每个人都来当一回‘泥土材料科学家’，一起发现泥土的秘密。我们的科学任务就是：探究泥土这种材料，看看它原本是什么样，我们怎样才能改变它，它能变成什么。”

  学生活动：观看视频，被丰富的视觉内容吸引。积极思考教师提出的问题，大胆表达自己的猜想（如“泥土是软的”、“碗是硬的”、“它们颜色像”等）。明确本节课的角色（科学家）和核心任务（探究泥土的秘密），产生强烈的代入感和探究动机。

  设计意图：通过多感官视频冲击，快速聚焦主题，链接学生已有生活经验。利用真实物品（土块与陶碗）制造认知冲突，激发探究欲望。明确提出驱动性问题和“科学家”角色，赋予活动以目的感和庄严感，从课程伊始就引导思维走向深入。

  2.聚焦观察：干燥泥土的初始特性（预计15分钟）

  教师活动：分发装有干燥泥土块的密封袋（暂不打开），提出第一个子任务：“科学家工作的第一步是仔细观察。请用你们像放大镜一样的眼睛，先隔着袋子看看我们这位‘泥土朋友’。”引导学生描述颜色、形状。接着，允许学生轻轻打开袋子，取出小块干燥泥土放在托盘上，发布详细的观察指令：“现在，请运用你们的‘科学家工具箱’——眼睛、手、鼻子，来仔细研究它。用眼睛近看，它的表面是怎样的？用手轻轻地摸一摸、捏一捏，感觉怎么样？小心地凑近闻一闻，有什么气味？请把你们的发现，用画画或者勾选的方式，记录在‘发现记录单’的第一部分。”教师巡视指导，用提示性语言引导学生进行更细致的观察，如：“除了颜色，你看到上面有小颗粒吗？它们大小一样吗？”“捏的时候，它是很容易分开，还是很结实？”“闻的时候，要轻轻扇动空气哦。”

  学生活动：接收观察任务。先进行整体视觉观察。然后动手操作，运用多种感官探究干燥泥土：视觉上可能发现它是棕色的、有深有浅、由很多细小颗粒组成；触觉上感到它是硬的、粗糙的、一捏容易碎成更小的颗粒；嗅觉上可能感觉有淡淡的土腥味或无特别气味。边观察边尝试用记录单上的图标（如画颗粒、勾选“硬”、“粗糙”等词语）进行记录。

  设计意图：将“玩泥”的随意性导向科学观察的严谨性。训练学生有目的、有序、多感官地进行观察，这是科学探究的基石。使用结构化记录单，为一年级学生提供思维和表达的脚手架，帮助其梳理和固化观察结果，同时为后续比较提供基线数据。

  3.提出问题与预测：泥土可以改变吗？（预计7分钟）

  教师活动：收集几份有代表性的观察记录，通过实物投影展示，并请学生用语言补充描述。教师总结：“科学家们发现，干燥的泥土是硬硬的、脆脆的、颗粒状的。那么，它一直都会是这样吗？我们有没有办法让它发生改变？”出示一杯水和湿润的泥团，引发学生思考。提出问题：“如果我们把水这位‘魔法朋友’请来，和干燥的泥土碰在一起，你觉得可能会发生什么？泥土会变成什么样？它还能被我们捏成想要的形状吗？请把你的猜想画或写在记录单的‘我的预测’部分。”

  学生活动：分享自己的观察发现，倾听同伴的描述。看到水和湿泥团，结合生活经验，进行预测。可能会预测泥土会变软、变粘、颜色变深、可以捏东西等。将自己的预测通过图画（如画一个软软的泥团）或简单文字（如“变软”）记录下来。

  设计意图：在观察基础上自然引出探究主题。鼓励学生基于已有经验进行预测，这是科学探究中形成假设的雏形。记录预测便于课后与探究结果进行对比，让学生体验科学探究的完整过程（预测-验证）。

  4.课堂小结与准备延伸（预计10分钟）

  教师活动：简要回顾本课时的学习内容：我们像科学家一样观察了干燥泥土的特性，并对它遇水后的变化进行了大胆的预测。布置实践准备任务：“下节课，我们将亲自进行‘泥土变形’实验。请大家想一想，如果你想让泥土听话地变成你想要的样子，水和泥土的比例多少才合适呢？可以回家后和家长聊聊，或者自己用一点点土试试看。”提醒学生整理好观察材料，将干燥泥土放回密封袋。

  学生活动：在教师引导下回顾学习过程。明确下节课的实践任务，对即将到来的动手操作充满期待。整理个人物品，培养良好实验习惯。

  （二）第二课时：深入探究与创造——赋予形态，揭秘特性（40分钟）

  1.回顾与聚焦（预计5分钟）

  教师活动：简短问候后，通过提问快速链接上节课内容：“上节课，我们观察了干燥泥土，它是什么样的？我们对它加水后的变化做了什么预测？”展示几位学生的预测记录。再次明确本节课核心任务：“今天，我们就要动手验证我们的猜想，探索如何让泥土变身，并创造我们自己的泥土作品。”

  学生活动：积极回应教师的提问，回忆上节课的发现和预测。确认本节课的目标。

  2.探究实践一：调制“可塑泥”（预计15分钟）

  教师活动：分发材料：干燥泥土（倒入塑料碗中）、装水的喷壶或小杯、搅拌棒。提出挑战性任务：“科学家们，现在我们要来配制一种‘魔法泥料’——它不能太干（一捏就散），也不能太稀（粘手不成型），要刚刚好能捏出形状。请你们小组合作，一点点加水，一边加一边用手揉捏、感受，找到那个‘刚刚好’的状态。”教师演示安全、卫生的操作规范：少量多次加水、在托盘内操作、使用工具搅拌初步混合后再用手揉。强调合作与尝试。巡视各组，进行差异化指导：对加水过多的组，引导其思考如何补救（如添加少量干土或静置蒸发）；对过于谨慎加水不足的组，鼓励其继续尝试。过程中，不断提问引导思考：“现在摸起来和干燥时有什么不同？”“加水后颜色变化了吗？”“粘手吗？能捏在一起吗？”

  学生活动：以小组为单位，兴致勃勃地开始实验。尝试不同比例的水土混合，通过亲身揉捏感受泥土状态的变化：从散沙状，到勉强成团但易裂，再到柔软可塑不粘手，最后可能到过度湿润粘手。在反复尝试中，通过感官判断，努力寻找那个适宜的“可塑性”状态。小组成员间交流感受，如“再加一点点”、“好像可以了”、“太湿了”等。

  设计意图：这是本课的核心探究环节。寻找适宜水土比例的过程，本身就是对材料特性（吸水性、粘结性）的深度探究。它充满了试错、调整和基于感官反馈的决策，是工程思维的初步体现。小组合作形式促进了同伴学习与经验共享。教师的关键性提问引导学生将操作感受与材料性质的变化联系起来。

  3.探究实践二：塑造与记录（预计15分钟）

  教师活动：当大部分小组调制出适宜湿度的泥团后，宣布进入“创造时间”：“恭喜各位小科学家成功配制出可塑泥！现在，发挥你们的想象力，用它来塑造一个你喜欢的形状。可以是一个小动物、一个水果、一个符号，或者任何你想创造的东西。同时，别忘了我们科学家的另一项重要工作——记录。请在你的记录单上，画出你最终的作品，并写或画下你觉得此刻的湿泥和之前的干泥最大的不同。”提供简单的造型工具供学生选用。继续巡视，鼓励创造，并引导学生关注和描述可塑性：“看，你现在可以轻松地把它搓成条、压成饼，而且松开手它还保持着这个形状，这就是泥土加水后获得的新本领——‘可塑性’（可出示词卡）。我们可以说，湿润的泥土具有可塑性。”

  学生活动：沉浸在创造的喜悦中，运用揉、捏、搓、压、刻等方法塑造自己的泥塑作品。在创作过程中，深刻体验泥土的可塑性。完成作品后，将其放置在托盘指定位置，并专心完成记录单的相应部分，用图画表征作品，并尝试用语言或符号描述湿泥的特性（如“软”、“可变形”、“能保持形状”）。

  设计意图：将科学探究与艺术创造无缝融合。创作过程是对“可塑性”这一抽象概念最具体、最深刻的体验式理解。记录环节促使学生从动手操作中抽离片刻，进行反思性观察和表征，将感性体验转化为初步的科学表述。引入“可塑性”术语，是在丰富体验基础上给予精准的科学词汇，促进概念建构。

  4.展示、交流与拓展思考（预计10分钟）

  教师活动：组织“小小科学成果发布会”。邀请几组学生上台，通过实物投影展示自己的泥塑作品和记录单，并介绍：“我做了什么？我在调制和制作过程中发现了泥土的什么秘密？”教师和其他学生可进行补充或提问。教师引导学生关注共同发现：加水后的泥土变软、颜色变深、具有可塑性等。随后，教师出示第一课时展示过的干燥泥块和课前准备好的已干透的泥塑样本，提出拓展性问题：“我们的湿泥作品，如果放在空气里几天，它会怎么样？会变回原来的样子吗？这和我们之前看到的干燥泥土、以及这个干透的作品（传递观察）有什么联系？”让学生触摸干透的作品，感受其重新变硬、易碎。最后总结：“原来，泥土就像一位会变身的精灵。干燥时，它硬而脆；加入水，它变得柔软可塑，让我们能创造形状；当水分慢慢蒸发，它又会重新变干变硬，把我们的创作固定下来，但也变得容易破碎。这就是我们今天发现的关于泥土材料的大秘密！”

  学生活动：踊跃参与展示，自豪地介绍自己的作品和发现。认真倾听同伴的分享。观察干燥的成品，触摸感受其质地，思考教师提出的关于变化循环的问题。在教师的总结中，将整个探究过程的片段联系起来，形成对泥土材料特性及其变化相对完整的、动态的认识。

  设计意图：交流环节是思维碰撞和语言表达训练的重要机会。通过分享，学生可以相互学习，完善自己的认知。从湿泥作品自然引向对其干燥后状态的思考，将探究视角延伸至材料状态的完整变化循环，体现科学的动态观念。最终总结将两课时的探究发现进行整合、提升，用形象的语言帮助学生形成概念脉络。

  5.整理与延伸（预计5分钟）

  教师活动：指导学生将完成的泥塑作品放置在班级指定的“作品干燥区”（通风但避免阳光直射），并标注姓名和日期。布置课后长期观察任务：“请在未来一周内，每天花一点时间看看你的泥塑，摸摸它，把它的变化画下来或告诉老师和家长。”指导学生对操作区域进行彻底清理：剩余泥土归集、工具清洗擦干、桌面地面打扫干净。表扬在探究过程中表现出科学态度和合作精神的小组及个人。

  学生活动：妥善安置自己的作品，接受长期观察任务。认真负责地清理工作区域，将材料工具归位。带着满满的成就感、以及对作品未来变化的期待结束课程。

  设计意图：将科学探究延伸至课外，培养学生的持续观察习惯。清理环节是科学实验规范和责任感教育的重要组成部分，也是环保意识的实践。

  六、教学评价设计

  本课程采用“嵌入式”过程性评价与发展性评价相结合的方式，贯穿教学始终。

  （一）观察评价：教师在教学过程中，通过巡视和参与小组活动，观察并记录以下关键表现：

  1.探究兴趣与参与度：是否对活动充满热情，积极动手操作和尝试。

  2.科学观察与记录能力：是否能运用多种感官进行观察，是否认真填写记录单，记录是否反映了真实发现。

  3.探究思维与实践能力：在调制泥土时是否有试错和调整的策略，是否能理解并应用“可塑性”进行创作。

  4.合作与交流能力：在小组中是否能与同伴分享材料、交流想法，是否能清晰地表达自己的发现。

  （二）成果评价：

  1.“泥土科学家发现记录单”：评价其完整性（是否完成各部分）、真实性（是否反映实际观察与操作）、表征的准确性（图画或符号是否能有效传达信息）。

  2.泥塑作品：不仅评价其艺术性，更关注其作为“可塑性”证据的体现——是否成形良好、结构稳固。

  （三）言语评价：教师在整个过程中使用具体、描述性的鼓励性语言进行即时评价，如：“你观察得非常仔细，注意到了泥土颗粒大小不一样。”“你们小组通过不断加水尝试，终于找到了合适的湿度，这就是科学家的探索精神！”“你用了‘软软的、可以随便变’来形容湿泥，说得非常形象准确！”

  （四）长期观察评价：通过后续对学生“泥塑干燥观察记录”的检视，评价其持续探究的意识和观察的细致程度。

  七、教学反思与差异化实施建议

  （一）预设问题与应对策略

  1.卫生与纪律管理问题：提前做好充分的物质准备（托盘、毛巾、围裙）和明确的规则约定（如“泥土只在托盘里旅行”