小学科学一年级下册《沙的探秘：在游戏中发现物质特性》教案

小学科学一年级下册《沙的探秘：在游戏中发现物质特性》教案

一、教材与学情深度分析

（一）教材定位与核心价值阐释

本节课选自苏教版小学科学一年级下册第一单元“走进大自然”的第二课。在本套教材的编排体系中，本单元旨在引导学生从身边最熟悉、最易于接触的自然物入手，开启系统的科学观察与探究之旅。第一课《石头》引导学生观察固体物质的硬度、形状等特性，而本课《沙的探秘》则承上启下，将探究对象转向颗粒更小、流动性强、形态多变的松散物质——沙。这不仅是对“物质世界”认知的深化与拓展，更是学生科学思维方法与探究技能发展的关键节点。

本课的核心科学概念聚焦于物质的基本特性，具体表现为：认识沙是一种由许多细小颗粒组成的固体物质；感知并描述沙的流动性、可塑性、不溶于水等特性；初步体验物质形态（固态、液态）与条件（加水）之间的简单关系。这些概念是未来学习“物体与材料”、“物质的三态变化”、“土壤的组成”等内容的认知基石。

从学科核心素养的培养维度审视，本课的价值体现在：

1.科学观念：初步建立“物质具有多种特性，可以通过感官和简单工具进行观察和描述”的观念。

2.科学思维：在游戏中发展比较、分类、简单推理的思维能力。例如，比较干沙与湿沙的不同，推理沙城堡倒塌的原因。

3.探究实践：重点训练运用多种感官（视觉、触觉）进行有序观察；学习使用简单工具（放大镜、筛子）辅助观察；尝试提出基于现象的问题。

4.态度责任：在合作玩沙中培养乐于分享、认真倾听、爱护环境的态度；初步建立安全、有序进行科学活动的意识。

（二）学情剖析与认知起点

授课对象为小学一年级下学期学生，年龄约6-7岁。他们的认知与心理特点鲜明，是教学设计的根本依据：

认知基础方面：学生已具备初步的观察能力，能对物体进行颜色、形状等单一特征的描述，但缺乏系统性、多角度的观察策略。通过上一课《石头》的学习，学生对“固体”有了直观感受，但对颗粒状固体及其集合体的特性尚未接触。“玩沙”是学生普遍拥有且热衷的生活经验，但这种经验多停留在无意识的游戏层面，尚未提升到有目的的科学探究层次。学生具备简单的动手操作能力，但实验的目的性、规范性和记录意识薄弱。

思维特征方面：该年龄段学生思维以具体形象思维为主，依赖于直接的感知和操作。他们的注意力持久性有限，但对充满趣味性、活动性强的学习任务能保持较高的投入度。好奇心强烈，喜欢提问，但问题往往零散、表面化，需要教师引导聚焦。

潜在迷思概念：学生可能混淆“沙”与“土”；可能认为沙粒是“软的”（因为沙堆可以变形）；可能难以理解沙的“流动性”与液体流动性的区别；可能认为沙加入水后“消失”了（溶解）。

基于以上分析，本节课的教学设计必须将学生熟悉的“玩沙”游戏，巧妙转化为有层次、有目的的系列科学探究活动，引导学生在“玩中学”、“做中思”，实现从生活经验到科学认知的飞跃。

二、高阶教学目标设定

依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》对1-2年级学段的要求，结合教材与学情，设定以下三维融合的教学目标：

（一）科学观念

1.通过多感官观察和操作，知道沙是由许多非常细小的、形状不规则的固体颗粒组成的。

2.能描述干沙具有松散、流动性等特性；感知湿沙具有可塑性（能塑形）。

3.通过简单实验，了解沙不溶于水，但水可以存在于沙粒之间的空隙中。

（二）科学思维与探究实践

1.能运用看、摸、闻等多种感官，并借助放大镜、筛子等工具，对沙进行较系统、细致的观察和描述，发展观察能力。

2.能在教师引导下，通过对比干沙与湿沙的不同现象，提出“为什么湿沙能堆城堡而干沙不能”等可探究的问题。

3.能尝试设计并进行简单的对比实验（如堆沙堆、沙漏流速比较），记录主要发现，并与同伴交流观察结果。

4.初步学习用图画、简单词汇或口头语言等方式记录探究过程与发现。

（三）态度责任

1.在小组合作探究活动中，愿意与同伴分享材料、交流想法，体验合作的乐趣。

2.形成爱护实验器材、保持环境卫生的良好习惯，活动后能主动整理。

3.激发对身边常见物质进行探究的兴趣，感受大自然物质的神奇与多样。

三、教学重难点及创新处理

教学重点：引导幼儿运用多种感官和简单工具探究沙的基本特性，特别是干沙的流动性与湿沙的可塑性。

1.创新处理：摒弃教师讲解特性，设计“挑战通关”游戏情境。设置“观察关”（用工具细看沙）、“流动关”（沙漏计时赛）、“塑造关”（干沙vs湿沙堆高塔），让学生在完成挑战任务的驱动下，主动探究目标特性。

教学难点：理解沙粒间存在空隙，水可以填充这些空隙从而使湿沙具有黏结性和可塑性。

1.创新处理：设计可视化类比实验和微观想象活动。利用透明杯子装marbles（或大颗粒豆子）模拟沙粒，倒入水让学生观察水流入颗粒间隙的过程。同时，借助高清沙粒显微图片或动画，引导学生想象“小水滴就像小手一样把沙粒宝宝拉在了一起”，化抽象为具体。

四、教学准备（体现跨学科与资源整合）

（一）材料准备（分组材料，4-6人一组）

1.探究材料：

1.2.干沙若干（盛于敞口托盘内，确保洁净、安全）。

2.3.湿沙一份（干沙与适量水混合）。

3.4.放大镜（儿童安全型）每人一个。

4.5.不同孔径的筛子（2-3种）。

5.6.透明塑料杯、搅拌棒。

6.7.清水一小瓶。

7.8.“沙漏”制作材料：两个相同的小塑料瓶、连接器、少量干沙。

8.9.塑形工具：小型模具、铲子、小桶等。

10.记录材料：

1.11.小组探究记录单（采用图画勾选、贴图、简单词汇填空等形式）。

2.12.个人观察绘画纸。

13.演示与安全材料：

1.14.教师用高清沙粒显微结构投影图/动画。

2.15.透明大烧杯、marbles（或黄豆）、染色水（用于模拟空隙实验）。

3.16.湿纸巾、清洁用的小扫帚和簸箕。

4.17.安全护目镜（可选，培养实验安全意识）。

（二）环境与资源准备

1.教室布置：采用“探究岛”式分组布局，中间留出集中讨论区。墙面布置“我们的问题”和“我的发现”展示区。

2.信息技术整合：

1.3.预备短视频（30秒）：展示沙漠、海滩、沙画艺术、沙漏计时、建筑用沙等，链接沙与生活、艺术、科技。

2.4.AR增强现实应用：通过平板电脑扫描沙盘，可动态显示沙粒放大模型和空隙结构示意图（若条件允许）。

5.跨学科链接准备：

1.6.语文/口语交际：引导学生使用“颗粒状”、“粗糙”、“流动”、“塑形”等词汇进行描述。

2.7.数学：在“沙漏挑战”中渗透时间快慢的比较、简单的测量（沙堆高度）。

3.8.艺术：链接沙画艺术，鼓励学生用湿沙进行创造性塑形。

4.9.生活/品德：讨论玩沙的安全与卫生注意事项，以及保护沙资源（如海滩、河流）的环保意识。

五、教学实施过程（详细阐述）

第一阶段：情境激趣，问题聚焦(预计时间：10分钟)

活动一：沙之印象——唤醒已有经验

1.趣味导入：教师播放一段融合了海滩嬉戏、沙画创作、沙漏转动等画面的短视频。“同学们，视频里的人们都在和一种特别的东西做游戏，它是什么？（沙）对，沙子！你们喜欢玩沙吗？都在哪里玩过？”

2.自由发言：鼓励学生分享自己的玩沙经历和感受。“用手抓沙是什么感觉？”“沙子看起来是什么样的？”

3.揭示课题与挑战：“看来大家都是玩沙小高手！但今天，我们要变身成为‘沙之探秘家’，用科学家的眼睛和双手，去玩沙、看沙、研究沙，解开沙子的小秘密。大家有信心接受挑战吗？”（出示优化后的课题《沙的探秘：在游戏中发现物质特性》）

活动二：问题银行——存入我的好奇

1.引导提问：“关于沙子，你的小脑袋里有没有冒出过一些‘小问号’呢？比如，沙子为什么是散的？为什么湿沙子能堆城堡？沙子放到水里会怎么样？”

2.记录问题：教师将学生提出的问题用简笔画或关键词的形式，记录在“我们的问题”海报上。典型问题预设：“沙子是从哪里来的？”“沙子都是一样的吗？”“为什么干沙子捏不紧？”“沙子怕水吗？”

3.聚焦本课：“大家的问题真棒！今天，我们就先集中火力，来解决这几个关键问题（指向与本科目标相关的问题）：沙子到底长什么样？干沙子和湿沙子有什么不一样？沙子和水在一起会变魔术吗？”

【设计意图】：从学生喜闻乐见的游戏场景切入，快速激发兴趣与共鸣。通过开放式的提问，充分暴露学生的前概念和兴趣点，使教学真正从学生的问题出发。“探秘家”角色和“挑战”情境的创设，赋予学习以使命感和游戏感。

第二阶段：分层探究，建构概念(预计时间：25分钟)

本阶段采用“工作站”或“挑战关卡”模式，各小组在教师引导下有序进行三个层次的探究活动。每组配备探究记录单。

探究活动一：挑战观察关——沙的微观世界

1.任务驱动：“探秘家们，第一关是‘火眼金睛’。请你们用上自己的眼睛、小手，还有我们的秘密武器——放大镜和筛子，仔细地、安静地观察盘子里的干沙。看看谁能发现别人没看到的秘密！”

2.学生活动：

1.3.感官观察：用手抓、捏、搓干沙，感受其质感；用鼻子轻轻闻（强调安全）；用眼睛看颜色。

2.4.工具观察：用放大镜近距离观察单颗沙粒的形状、颜色、透明度。尝试用不同筛子筛沙，观察现象。

3.5.记录发现：在记录单上勾选或画出沙子的颜色（如：黄色、白色、褐色）、触感（粗糙、颗粒感），并用图画表示沙粒的大致形状（不规则的小点、小颗粒）。

6.教师指导要点：

1.7.巡视指导，引导学生使用“颗粒”、“细小”、“不规则”等词汇。

2.8.提问深化：“沙粒都是一样大的吗？”“用筛子筛过后，你发现了什么？”（引入颗粒大小的差异）。

3.9.汇总观察结果，引导学生得出初步结论：沙是由很多很多细小的、形状不规则的固体颗粒组成的。

探究活动二：挑战流动关——干沙的“瀑布”

1.任务驱动：“干沙子好像一群调皮的小精灵，它们有个了不起的本领——会流动！第二关‘流动大师’，我们来做个比赛：用提供的材料制作一个简易小沙漏，看看哪个小组能让沙流得又稳又均匀。”

2.学生活动：

1.3.制作与测试：小组合作组装简易沙漏，将干沙倒入其中，观察沙的流动。

2.4.现象描述与比较：观察沙流动时的状态，像什么？（像小溪流，像小瀑布）比较不同小组沙漏的流速，思考为什么有快有慢？（可能与沙的多少、颗粒粗细、瓶口大小有关，此点仅作感受，不深究）。

3.5.关联生活：想一想，生活中哪里利用了沙子会流动的特点？（建筑工地的沙堆倾斜、沙漏计时、沙坑游戏）。

6.教师指导要点：

1.7.强调操作安全，沙不要扬起来。

2.8.引导学生关注“沙是从高处往低处流的”、“是整体像液体一样流下”的现象，初步建立“流动性”的概念。

3.9.总结：干沙具有像水一样的流动性，这是它的一个重要特性。

探究活动三：挑战塑造关——干沙与湿沙的“对决”

1.任务驱动：“最激动人心的第三关‘塑造大师’来了！每个小组有两份‘法宝’：一份干沙，一份湿沙。你们的挑战是：分别用它们堆一座尽可能高的‘塔’或者捏一个牢固的‘造型’。仔细观察，发生了什么？”

2.学生活动：

1.3.对比操作：小组分工，同时尝试用干沙和湿沙进行堆高或塑形。

2.4.记录现象：学生很快会发现干沙无法塑形，一推就散；而湿沙可以堆得较高或捏出形状。在记录单上用表情符号（笑脸/哭脸）或简单词语记录结果。

3.5.关键提问：“为什么干沙不听话，而湿沙却能做成形状？”学生可能会说“湿沙黏”、“有水”。

6.教师指导要点：

1.7.这是突破难点的关键环节。当学生提出“水”是关键时，教师追问：“水是怎么让湿沙变‘黏’的呢？水是把沙子融化了吗？”

2.8.演示类比实验：教师出示装有marbles的透明烧杯，提问：“烧杯满了吗？”倒入染色水，学生清晰看到水流入marbles之间的缝隙。“看，水并没有让marbles消失，而是钻到了它们之间的‘小房间’（空隙）里。沙子也一样，每颗沙粒之间也有小小的空隙。”

3.9.微观想象：展示沙粒显微图，引导学生想象：“当我们把水加到沙子里，小水滴就像神奇的胶水，它们钻进沙粒之间的空隙，并在沙粒表面铺开一层薄薄的水膜。正是这层水膜产生的力量，像无数只小手一样，把沙粒们轻轻地拉在了一起，所以湿沙就能被塑造成型了。而干沙粒之间只有空气，小手没拉住，所以就散开了。”

4.10.安全与卫生提示：玩湿沙后要及时用湿纸巾擦手。

【设计意图】：三个探究活动层层递进，从静态观察到动态特性，再到对比探究，符合学生的认知规律。将核心知识的探究包装成游戏挑战，极大提升参与度。难点突破采用“可视化类比+形象化比喻”双重策略，将微观、抽象的空隙和水的粘结作用具体化、趣味化，有效化解认知障碍。

第三阶段：研讨交流，提炼升华(预计时间：10分钟)

活动一：探秘成果发布会

1.小组汇报：邀请2-3个小组，结合他们的记录单，分享最有趣的发现。教师引导汇报聚焦：“你们发现了沙子的哪些秘密？”“干沙和湿沙最大的不同是什么？”

2.互动质疑：鼓励其他小组进行补充、提问或提出不同看法。教师营造安全的交流氛围。

3.概念梳理：教师利用板书（思维导图或概念图形式），和学生一起系统梳理本节课的核心发现：

1.4.沙的组成：许多细小固体颗粒。

2.5.干沙特性：松散、会流动、不易塑形。

3.6.湿沙特性：可塑形（因水填充空隙产生粘结力）。

4.7.沙与水：沙不溶于水，水存在于沙粒空隙中。

活动二：回归问题，解疑拓展

1.解答“问题银行”：回顾课初提出的部分问题，引导学生用今天的发现来尝试解答。

2.提出新问题：“解决了旧问题，新的问题又来了：所有的沙子都一样吗？沙滩的沙和建筑工地的沙一样吗？沙子是怎么形成的？……”将这些问题存入“问题银行”，鼓励有兴趣的学生课后继续探究。

3.生活与跨学科链接：

1.4.（播放沙画、沙雕艺术图片）“看，艺术家们利用湿沙的可塑性，创造了多么震撼的作品！”

2.5.“建筑工人叔叔用沙子、水泥和水混合，建造了我们坚固的房子，这和我们今天的发现有关吗？”

3.6.“玩沙给我们带来快乐，但我们在沙滩、公园玩沙时，要注意什么？（安全、卫生、不扬沙、爱护环境）”

【设计意图】：研讨环节是知识内化、思维碰撞的关键。通过汇报交流，将零散的发现系统化、条理化。回应课初问题，形成探究闭环，并引出新问题，保持探究的延续性。链接艺术、工程、品德教育，体现科学的广泛应用价值与社会责任，实现跨学科育人的目标。

第四阶段：应用延伸，评价反馈(预计时间：5分钟)

活动一：创意实践——我的沙之作品

提供少量湿沙和小型安全模具，让学生在短时间内进行自由创意塑形（如小动物、蛋糕等），将科学探究与艺术创造结合，在实践中巩固对湿沙可塑性的理解，并收获成就感。

活动二：整理与评价

1.习惯培养：播放整理音乐，各小组分工合作，将所有材料清理、归位，用湿布清洁桌面。教师评价各小组的整理情况，培养良好的实验习惯。

2.多元评价：

1.3.过程性评价：教师根据学生在各环节的参与度、合作情况、观察记录进行口头评价和小组星级奖励。

2.4.成果性评价：收集学生的探究记录单和创意沙塑作品（拍照），作为学习成果存档。

3.5.自我反思：引导学生简单思考：“今天，我像科学家一样玩沙了吗？我最大的收获是什么？我还有哪些好奇？”

课后拓展任务（选做，体现差异化）：

1.基础任务：向家人介绍沙子的三个秘密。

2.拓展任务：收集不同地方的沙子（如河边、花坛、海边，需家长协助确保安全），用放大镜观察它们有什么不同。

3.挑战任务：尝试用沙、水、一个小容器，制作一个能够计时1分钟的“土沙漏”。

六、板书设计（思维导图式）

沙的探秘

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看：细小颗粒干沙：会流动湿沙：可塑形

摸：粗糙（像瀑布）（水帮忙）

闻：无味水钻空隙

工具：放大镜、筛子小手拉一起

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沙+水：沙不消失，水住空隙

（生活：沙画、建筑、要环保）

七、教学