小学科学一年级下册第四课时：木材、塑料与金属特性探究教学设计

小学科学一年级下册第四课时：木材、塑料与金属特性探究教学设计

一、课程基本信息

（一）学科与学段：小学科学一年级下册。（二）教材版本：沪科技版五四制。（三）课题：木材、塑料与金属特性比较（第四课时）。（四）课时安排：本单元第四课时，在学生已初步认识玻璃、纸、布等材料的基础上，对常见工程材料进行深入系统的比较探究。（五）授课对象：小学一年级学生，平均年龄6至7岁，思维处于前运算阶段向具体运算阶段过渡期，依赖具象感知与直接操作，具备初步的口语表达能力但书面记录较弱，小组合作习惯处于养成期。

二、教学内容分析

本课隶属于《上海市小学科学课程标准（五四制）》一年级“材料与物质”模块，聚焦于“物质具有一定的特性与功能”核心概念。【基础】知识层面要求学生准确说出木材、塑料、金属三种材料的来源及典型物理特性。木材来源于植物，具有天然纹理、质轻、能浮于水、易吸水、不易导电、导热较慢；塑料来源于石油化工，具有质轻、防水、绝缘、可塑性强、色彩丰富、一般能浮于水（视具体类型而定）；金属来源于矿石，具有金属光泽、较重、沉于水、导电、导热快、延展性强。【重要】能力层面强调运用多种感官与简单工具进行系统观察，并能通过比较归纳出不同材料的显著差异。【非常重要】价值层面要求初步建立“材料特性决定用途”的工程思维，体会合理选材对生活与生产的意义。本课时内容承上启下——既是前几课零散材料认知的结构化整合，又是后续“设计与制作”单元中依据功能选择材料的逻辑起点。【难点】学生容易将“物品功能”与“材料特性”混淆，例如认为“铁锅能炒菜”是铁的特性，而忽略了导热性是更本质的属性；此外“导电”“导热”属于微观机理，需通过可视化现象帮助学生建构概念。

三、学情分析

一年级学生在前三课时通过触摸、观察等活动对玻璃的透明、纸的易折、布的柔软建立了初步印象，积累了一定的感官观察经验。但他们对“材料”的认知仍处于碎片化阶段，常常用物品名称代替材料名称，如将“铁”与“金属”等同，将“塑料”等同于“玩具”。【难点】在逻辑思维方面，学生能发现单一特性，但难以同时从多个维度对材料进行对比分析，需要借助图示化工具（如卡牌、表格）辅助归纳。在实验操作方面，学生好奇心强、参与积极性高，但对规范操作、有序协作缺乏意识，容易出现争抢材料、忽略现象记录等问题。此外，部分学生存在迷思概念，例如认为“重的东西一定沉，轻的东西一定浮”“所有塑料都不吸水”“金属本身是冷的”。针对上述学情，本课将观察任务拆解为若干个单项活动，每个活动聚焦一种特性，并以任务驱动与角色分工保障全员参与。

四、教学目标

（一）科学观念：通过系列探究活动，知道木材、塑料、金属在外观、轻重、沉浮、防水性、导电性等方面存在显著差异；理解这些差异决定了材料的不同用途；初步形成“材料的特性可以被测试和比较”的认识。（二）科学思维：在教师引导下，运用比较、分类等思维方法对观察与实验现象进行整理，尝试用证据支持自己对材料特性的判断，发展归纳概括能力。（三）探究实践：能使用放大镜、滴管等简易工具对材料进行细致观察；能按照规范步骤完成沉浮实验、防水实验并观察导电演示；能与同伴分工协作完成材料分类与特性配对任务；能用画图或拼音文字记录关键现象。（四）态度责任：对常见材料的研究产生持续兴趣；养成仔细观察、如实报告的习惯；在小组活动中愿意倾听他人意见，乐于分享自己的发现；初步感知材料回收与环保选材的意义。

五、教学重难点

（一）【重点】通过看、摸、掂、试等多种方法，比较木材、塑料、金属在轻重、软硬、沉浮、防水性及导电性五个维度的差异，并能用语言或图示描述这些差异。（二）【难点】准确归纳三种材料的综合特性图谱，尤其是理解金属同时具备“有光泽、重、沉、导电、导热”这一组关联特性，并能排除非本质属性的干扰（如颜色、形状）；同时初步区分“导电”与“导热”两个抽象概念。

六、教学准备

（一）教师材料：混合材质笔筒一个；木质积木块、聚乙烯塑料片、不锈钢金属片（每组一套，尺寸相近）；透明水槽四个；清水；滴管若干；自制电路检测器四套（含电池盒、2.5V小灯泡、导线、鳄鱼夹）；放大镜（每组一个）；特性卡牌大图及磁性板；PPT课件；班级记录单大表。（二）学生材料：学习任务单（含三栏记录区）；放大镜；铅笔；彩笔；纸巾；小组实验盒（含上述三种材料各三片）；特性卡牌信封（每套含12张象形卡牌）。（三）环境布置：四人小组围坐，实验材料置于托盘内统一放置于小组中央；水槽区集中安置，分组轮流操作；电路检测器由教师统一调控演示并穿插小组轮流体验；黑板左侧预留板书区，右侧为磁性卡牌展示区。

七、教学实施过程

（一）情境导入，激活经验（预设3分钟）

教师面带微笑从讲台下方取出一个造型别致的笔筒，轻轻举起使其与第一排学生视线齐平。“同学们，老师今天带来一件很特别的文具，请你仔细看看，它和你平时用的笔筒有什么不一样？”学生立刻被笔筒上深色的木纹、亮银色的金属包边以及底部彩色的塑料底座吸引，纷纷举手。一生答：“它有木头，还有银色的东西，下面好像是塑料。”教师追问：“你的眼睛真亮！那么，为什么设计师不干脆只用木头做个笔筒，还要费事把三种材料组合在一起呢？只用木头行不行？”片刻沉默后，一名男生说：“木头碰水会烂，笔筒弄湿就坏了。”另一女生补充：“底下用塑料很轻，拿起来方便。”教师顺势将笔筒传递给最近的小组供轮流触摸，同时板书课题并张贴三种材料的真实样本。“看来每种材料都有自己的长处和短处，只有把它们的‘特点’查清楚，我们才能像设计师一样聪明地选材。今天我们就继续做‘材料小侦探’，把木材、塑料和金属的特点查个明明白白。”【重要】导入环节以学生熟悉的文具制造认知冲突，将日常生活经验自然导向科学探究主题，并渗透工程设计意图。

（二）回顾聚焦，明确方法（预设2分钟）

“要查清楚材料的特点，我们有哪些好办法？”教师手指板书上的前课关键词。学生脱口而出：“用眼睛看，用手摸，用鼻子闻……”教师微笑肯定，并在黑板右上角贴出“侦探工具箱”：眼睛图（观察）、手图（触摸）、掂图（比较轻重）、实验图（试一试）。“今天我们就用这四样工具，给木材、塑料、金属制作一张专属名片。”【基础】将抽象的科学方法转化为儿童易懂的具象符号，为后续自主探究铺设支架。

（三）活动一：感官侦察，采集初步证据（预设8分钟）

教师请小组长从托盘内取出盛有三种材料小片的培养皿，同时发放放大镜。大屏幕同步显示观察提示：一看——用放大镜看表面有什么线条、亮点；二摸——用手背轻轻滑过，感觉凉热与光滑度；三捏——用指甲轻压，感觉软硬；四掂——左手放一种，右手放一种，比比谁轻谁重。【非常重要】指令具体、顺序明确，降低随意性。

学生立即进入专注观察状态。教室里响起轻轻的交流声：“木头上有波浪线……”“金属能照出我的手指！”“塑料掂着好像没重量。”教师巡视，俯身于各小组之间。第一组学生为“金属是否最重”争执不下，教师引导：“可以和塑料比一比，也可以和木头比一比，三样都掂过才能下结论。”第二组学生报告金属摸起来“冰手”，教师适时解释：“金属有个本领——能很快把手的热量带走，所以摸上去感觉凉，其实它自己跟手的温度差不多。”【难点】用拟人化语言渗透导热概念，避免术语压力。

八分钟后，教师组织全班交流。被邀请的学生手持材料站到讲台前，使用句式：“我用______（方法），发现______。”一生举起木块：“我用放大镜看，木头有一圈一圈的线。”教师板贴“纹理”。一生用夸张动作掂塑料片：“它最轻，像羽毛！”板贴“很轻”。一生展示金属片：“它亮亮的，能当小镜子。”板贴“光泽”。另有学生补充“木头有点粗糙”“塑料滑滑的”“金属硬硬的”。教师将关键词分别记录在三种材料下方，形成第一层级特性集群。随后学生将观察结果用简笔画或符号记录在任务单第一栏，教师巡回指导个别书写困难生。【基础】全纳记录，差异达标。

（四）活动二：沉浮试炼，破解轻与重的迷思（预设5分钟）

“刚才大家掂出金属最重、塑料最轻，那把它们请进水里，谁会浮在水面，谁会沉到水底？”教师出示透明水槽。全班手势预测，几乎全员指向木材浮、金属沉，塑料则出现约三分之一的手掌向下（预测沉）。教师不置可否，依次将木块、塑料片、金属片平放水面。木块悠然漂浮，金属片竖放入水瞬间下沉，塑料片在水面打旋后稳定漂浮。预测塑料沉的学生发出“哎——”的惊叹。教师举起塑料片：“塑料有很多种，有的浮，有的沉。今天我们研究的是能浮的这种。科学家做实验时，总要说明白自己用的是哪一种材料。”【重要】严谨界定研究对象，避免后续认知混乱。

随后每名学生轮流将三种材料放入小组水槽，并用手轻轻按压漂浮的木材与塑料，感受向上的顶推力。一名女生惊喜：“木头想逃上来，一直推我的手！”教师顺势引导：“这种向上推的力叫浮力，木材和塑料身体里藏着很多空气，所以容易浮。”此解释虽简略，但为三年级学习浮力埋下伏笔。【热点】沉浸式操作使抽象概念具象化。

任务单第二栏，学生画波浪线表示水面，木材与塑料画在上方，金属画在下方，符号化存储沉浮证据。

（五）活动三：水滴对峙，揭示吸水与防水（预设5分钟）

“材料遇到水，除了沉下去，还可能发生什么变化？”教师举起滴管，邀请一名学生上台协助。学生在木块、塑料片、金属片表面各滴一滴清水，全体目光聚焦大屏幕特写。十秒内，塑料片上的水珠晶莹滚动，金属片上的水珠凝聚如透镜，木块上的水滴则迅速摊开、边缘渗入深色印记。台下自发响起“哇，木头把水吃掉了”的惊呼。

各组立刻领取滴管复现实验。教师强调滴管竖直、轻捏、一滴足矣。第五组误将水滴在桌面，教师引导观察桌面是否吸水，与木块对比，意外生成“不同材料吸水本领不同”的额外证据。【非常重要】捕捉生成性资源，强化对比意识。

交流时学生用自己的话描述：“塑料和金属不喝水，木头爱喝水。”教师板贴“防水（塑料、金属）”“吸水（木材）”。并抛出挑战性问题：“如果想让木头也能防水，有什么好办法？”学生联系生活：“刷油漆”“裹上透明胶”“贴一层塑料”。教师点赞：“你们已经在用工程师的脑子思考了——材料的特性可以改变。”【重要】动态材料观初现。

（六）活动四：电路奇兵，初识导体与绝缘体（预设6分钟）

教师出示自制的电路检测器，接通电池，小灯泡发出温暖黄光。“这是一个电路，小灯泡能亮是因为电流从电池里跑出来，沿着导线旅行了一圈。现在老师把导线剪断——”教师将一根导线从中部剥开处断开，“电流的旅行在这里中断了。谁能找一种材料当‘小桥’，帮助电流通过，让灯泡重新亮起来？”

学生A将金属片接入断口——灯泡亮！学生B换塑料片——灯泡灭！学生C换木块——灯泡灭！每一次结果都引发整齐的反应：“过！”“不过！”“不过！”教师趁势揭示：“金属是电流的好朋友，愿意让电流从自己身体里跑过，我们称它‘导电’；塑料和木头不愿意让电流通过，称它‘不导电’。”板贴“导电（金属）”“不导电（木材、塑料）”。【难点】用“好朋友”隐喻巧妙回避电子移动的深奥原理，一年级可接受。

为满足全体学生的操作欲望，教师将四套检测器轮流传递至各组，每名学生均获得一次亲手连接金属片点亮灯泡的机会。灯泡亮起的瞬间，许多学生露出惊喜笑容。教师随即展示剥开的电线、插头图片，学生准确指出内部金属芯（导电）、外皮塑料（绝缘、防水），安全用电教育自然嵌入。【高频应用】当堂迁移，强化概念价值。

（七）活动五：卡牌布阵，建构特性图谱（预设12分钟）

本环节为全课认知冲刺。每组领取混合材料片一盒（三种材质各五片，形状颜色各异）及特性卡牌信封。卡牌共12张，图符并茂：小树（来源木材）、油滴（来源塑料）、矿石（来源金属）、羽毛（轻）、砝码（重）、波纹（纹理）、星星（光泽）、水珠滚落（防水）、水渍印（吸水）、灯泡（导电）、温度计（导热）、浮排（浮）、锚（沉）。【非常重要】卡牌将散点实验发现转化为可视化元件，极大降低归纳难度。

教师通过大屏幕展示四步任务：一、将所有材料片按材质分成三堆；二、逐一阅读卡牌图案，讨论“这个特点属于哪种材料？”（可多选）；三、将卡牌贴在任务单相应材料栏内；四、检查员核验，组长准备发言。各组成员佩戴角色胸牌，秩序井然。

教师重点巡视第三、六组。第六组将“轻”只贴在塑料下方，教师引导：“木材掂起来重不重？和金属比呢？”学生重新掂量，将“轻”卡补贴至木材栏。第四组将“灯泡”误贴至木材栏，同伴立即反对：“木头刚才没让灯泡亮！”学生主动撕下重贴。教师赞许：“你们在用实验证据说话，这就是科学。”【非常重要】合作中自我纠偏，概念内化远胜教师灌输。

八分钟后，邀请一组至展台展示。组长将任务单投影，逐条陈述：“木材特点有小树、波纹、轻、浮、吸水、不导电；塑料特点有油滴、很轻、防水、浮、不导电；金属特点有矿石、重、光泽、沉、导电、凉。”台下另一组举手补充：“金属还应该加上‘硬’。”教师当即板贴“坚硬”。全体学生对照修正自己的任务单。此时黑板思维导图已成型，三种材料特性分层呈现，来源、物理属性、功能属性脉络清晰。【热点】群体论证使知识建构从个体走向公共。

（八）巩固应用，实战选材（预设4分钟）

“材料侦探们已经掌握了三大材料的绝密档案，现在有一项紧急任务——”教师出示情境图：学校要在操场边建造一座“书香长廊”，需要一批不怕日晒雨淋、结实又轻便的户外桌椅。“请你担任小小材料工程师，为桌面和桌腿分别选材，并说明理由。”

小组快速讨论，三十秒后代表发言。方案一：桌面用塑料，防水、轻便、颜色漂亮；桌腿用金属，坚固、承重好。方案二：桌面用刷过防水漆的木材，更环保；桌腿用空心金属管，既轻又结实。教师均予肯定，并引导全体学生分析两种方案各自的优势，不追求唯一答案，强调“根据使用环境选择合适特性”。【重要】开放性问题培养权衡思维，工程教育启蒙。

随即插入快速反应游戏：教师说特性串烧——“防水、不导电、很轻”，学生起立抢答“塑料！”；“导电、有光泽、坚硬”——“金属！”；“有纹理、吸水、能浮”——“木材！”反向游戏亦流畅。全班在站立与坐下中完成核心概念复现，课堂气氛达到高点。

（九）总结延伸，迁移生活（预设2分钟）

教师带领学生手指板书，以三句话总结全课：“木材来自树木，轻、吸水、不导电；塑料人工制造，轻、防水、不导电；金属来自矿石，重、光泽、导电导热。”全体齐诵，节奏分明。

“今天我们在课堂上研究了三种材料。其实世界上的材料成千上万种，都可以用今天的方法——看、摸、掂、实验——去发现它们的秘密。”教师出示一个旧物改造的“家庭材料博物馆”照片：鸡蛋托里分类陈列着小木块、塑料瓶盖、回形针等，每件贴有手绘特性标签。“请大家回家后，也收集三种材料做成的小物件，给它们贴上特性名片，下下周我们举办班级材料博览会。”【非常重要】将40分钟探究延伸为长周期项目化学习，科学思维从课堂走向生活。

八、板书设计

黑板左侧为主板书区，中央绘制圆形辐射状思维导图。中心主题：“材料特性大发现”。向外辐射三个分支，分别指向“木材”“塑料”“金属”板块。木材板块下方以磁力贴呈现：小树图标、羽毛图标、波浪线纹理图、水渍扩散图、打叉的灯泡图；塑料板块呈现：油滴图标、羽毛图标、水珠滚落图、打叉的灯泡图；金属板块呈现：矿石图标、砝码图标、星星图标