小学科学一年级下册《金属》单元探究式教案

小学科学一年级下册《金属》单元探究式教案

一、单元整体解读与设计理念

（一）课标依据与单元定位

本单元依据《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》中“物质科学领域”的核心概念“材料具有一定的性能”进行设计。针对一年级学生的认知特点，本单元从“物体的特征”这一学习内容出发，引导学生运用感官和简单工具观察、描述金属材料的常见特征，初步建立“材料”概念，为后续学习材料的性能与用途奠定基础。

（二）核心概念与学情分析

核心概念：

1.金属是一种常见的材料。金属来源于自然界，经过加工后制成各种物品。

2.金属具有一些共同特征。如：有金属光泽、一般比较坚硬、容易导热、能导电（初步感知）等。

3.金属的特性决定了它的用途。不同金属或同种金属制成的物品，因其特性被用于不同场合。

学情分析：

一年级学生处于具体运算思维阶段初期，对世界的认知以直观感知和具体形象思维为主。他们对“金属”一词可能有模糊的生活印象（如知道剪刀、钥匙是金属的），但缺乏系统、科学的观察和描述。他们好奇心强，乐于动手操作，但注意力集中时间较短，需要充满趣味性和情境性的活动引领。同时，他们的语言表达和小组合作能力正在发展中，需要教师提供清晰的指导和结构化支持。

（三）设计理念与创新特色

1.探究式学习为主线：以“观察-发现-比较-归纳”的科学探究路径贯穿始终，让学生像科学家一样亲历发现过程。

2.跨学科融合（STEAM）：有机融入工程（设计与制作）、技术（工具使用）、数学（测量、比较）、艺术（光泽、形态之美）元素，提升综合素养。

3.情境化与生活化：创设“小小材料鉴定师”、“金属王国探秘”等贯穿始终的大情境，所有学习任务均与学生的真实生活经验紧密相连。

4.表现性评价嵌入：设计“探究记录单”、“金属百宝箱”等工具，将过程性评价与终结性评价相结合，关注科学态度与合作能力的养成。

二、单元教学目标

（一）科学观念

1.知道生活中许多物品是由金属制成的，能辨认常见的金属物品。

2.通过多感官观察和简单实验，认识金属具有光泽、硬度较大、能导热等常见特征。

3.初步建立“材料的特性决定其用途”的观点，能举例说明金属特性与用途的简单联系。

（二）科学思维

1.能运用看、摸、掂、听等多种方法，从不同角度观察和描述金属的特征。

2.能在教师指导下，对多种金属或金属与非金属物品进行比较，找出异同点。

3.能对观察到的现象进行简单的描述和初步的归纳。

（三）探究实践

1.能在教师指导下，制定简单的观察计划，并利用多种感官和简单工具（如放大镜、磁铁）进行观察。

2.能动手操作简单的对比实验（如导热性对比），并如实记录观察到的现象。

3.能与同伴合作完成探究任务，乐于分享自己的发现。

（四）态度责任

1.对金属材料的特征保持好奇心和探究热情。

2.在探究活动中，养成认真观察、如实记录、注意安全、爱护器材的习惯。

3.意识到金属材料在生活中的重要性和有限性，初步建立节约资源、爱护物品的意识。

三、单元教学结构规划

本单元设计为3个课时的连贯性探究学习。

1.第1课时：寻找身边的金属——初步感知与辨识

2.第2课时：解密金属“小脾气”——核心特征探究

3.第3课时：金属本领大——特性与用途的联系及拓展应用

单元情境脉络：我们收到了“金属王国”国王的求助信，王国里的“金属精灵”们跑到了人类世界，变成了各种物品。我们需要成为“小小材料鉴定师”，通过完成一系列挑战任务，认识并了解这些“金属精灵”的特征和本领，最终帮助国王更好地管理和运用他的子民。

四、教学资源准备

资源类型

具体内容

设计意图

多媒体资源

1.课件：包含“金属王国”故事动画、各类金属制品高清图、金属开采与加工过程简短视频。

2.音频：不同金属被敲击的声音样本。

创设沉浸式情境，提供丰富的感知素材，弥补直接经验的不足。

实物材料包

（分组/套）

1.观察包：铜钥匙、铁钉、铝箔纸片、钢勺、硬币（新旧不同材质）、金属小饰品。

2.对比包：木块、塑料尺、棉布、玻璃片（磨边处理）、橡胶块。

3.实验包：蜡烛、金属勺与塑料勺或木勺、凡士林、绿豆若干、安全火柴或打火机（教师操控）。

4.工具包：放大镜、条形磁铁、记录单、铅笔。

提供结构化、对比性的探究材料，支撑学生进行多角度、可操作的探究活动。安全第一，锐利物品需提前处理，火源由教师严格控制。

环境与展示

1.班级“金属发现墙”或展板。

2.“金属百宝箱”（一个装饰过的盒子，用于收集学生课后发现的金属物品图片或描述）。

营造主题学习氛围，提供成果展示与持续探究的平台。

五、分课时教学实施详案

第1课时：寻找身边的金属——初步感知与辨识

（一）教学目标

1.（观念）通过寻找活动，辨认出教室内外多种由金属制成的物品。

2.（思维）能运用看、摸等方法，初步描述金属物品给人的直观感受（如凉凉的、亮亮的、硬硬的）。

3.（实践）能在小组内合作寻找和记录金属物品，并大胆向全班介绍自己的发现。

4.（态度）激发对生活中金属材料的探究兴趣，感受科学探究的乐趣。

（二）教学重难点

1.重点：调动多感官，发现并列举生活中的金属物品。

2.难点：初步尝试用科学的语言描述对金属的感知，并开始思考“为什么有些东西是金属做的”。

（三）教学流程与实施（40分钟）

第一阶段：情境激趣，提出问题（约8分钟）

1.故事导入（3分钟）：

1.2.播放或讲述“金属王国求助信”故事：“……金属精灵们最喜欢变成各种有用的东西藏在人类世界里，可是国王年纪大了，记不清它们都有谁、长什么样了。小朋友们，你们愿意当‘小小鉴定师’，帮国王找到并认识它们吗？”

2.3.提问：“你觉得，我们身边哪些东西可能是‘金属精灵’变的？”

4.聚焦任务（5分钟）：

1.5.学生自由发言，教师将学生提到的典型物品（如门把手、窗户框、铅笔刀等）进行板书或课件呈现。

2.6.揭示课题：“今天，我们就开启第一个挑战任务——‘火眼金睛寻金属’。”

3.7.安全提示：“在寻找和观察时，我们要像科学家一样注意：①不随意放入口中；②不追逐打闹；③对于拿不准或够不着的物品，先询问老师。”

第二阶段：合作探究，初次辨识（约20分钟）

1.制定“寻宝计划”（3分钟）：

1.2.教师出示“寻宝地图”（教室区域划分图），小组讨论：我们去哪里找？怎么找？（用眼睛看、用手摸……）

2.3.发放“金属发现记录单”（简笔画或贴图形式，留出记录位置）。

4.小组“寻宝”行动（12分钟）：

1.5.学生以4人小组为单位，在规定的安全区域内（教室及走廊指定区域）进行寻找。

2.6.教师巡视指导：鼓励学生多感官参与（“你摸摸看有什么感觉？”“听听声音有什么不同？”）；引导学生思考“你为什么认为它是金属？”；关注小组分工与合作。

7.分享与聚焦（5分钟）：

1.8.各小组派代表上台，借助实物或照片，分享1-2个最有趣的发现。

2.9.教师引导性总结：“大家找到了这么多！它们有的亮闪闪（指着有光泽的物品），有的摸起来凉凉的，有的很坚硬……这些都是金属给我们的第一印象。但，它们都一定对吗？金属还有哪些共同的‘小秘密’呢？我们下节课继续揭秘！”

第三阶段：初步归纳与延伸（约12分钟）

1.“我的金属朋友”记录（7分钟）：

1.2.回到座位，学生在记录单上画出或写出自己找到的“金属朋友”中最喜欢的一个，并尝试用一句话描述它（如：这是我找到的银色窗户把手，它很光滑，很结实）。

2.3.将记录单贴到班级“金属发现墙”上。

4.拓展与预告（5分钟）：

1.5.播放一段简短视频，展示古代青铜器、现代摩天大楼、航天飞机中的金属应用，让学生感受金属的重要与神奇。

2.6.布置课后小任务：“回家后，请你再找找家里有哪些‘金属精灵’，问问家人它是什么做的，明天可以把你的新发现放进我们的‘金属百宝箱’（出示实物）。”

（四）板书设计（第1课时）

课题：火眼金睛寻金属

我们的发现：

看——亮闪闪、有颜色…

摸——凉凉的、光滑/粗糙、硬硬的…

听——声音清脆…

我的问题：它们为什么是金属？

第2课时：解密金属“小脾气”——核心特征探究

（一）教学目标

1.（观念）通过对比实验，认识金属有光泽、较坚硬、易导热等特征。

2.（思维）能对金属与非金属材料进行对比观察，发现金属在光泽、硬度等方面的典型特点。

3.（实践）能合作完成简单的导热性对比实验，并记录、描述现象。

4.（态度）在探究中养成细致观察、尊重证据、相互协作的科学态度。

（二）教学重难点

1.重点：通过有计划、有对比的探究活动，归纳金属的几个核心特征。

2.难点：理解“导热性”这一抽象概念，并通过实验直观感知。

（三）教学流程与实施（40分钟）

第一阶段：回顾质疑，明确任务（约5分钟）

1.回顾与分享（3分钟）：

1.2.展示“金属发现墙”和“金属百宝箱”中的新收获，请几位学生分享家里的发现。

2.3.“上节课我们找到了很多金属，大家对金属的第一印象是亮、硬、凉。但这些是金属独有的吗？塑料尺子也硬，玻璃也亮，水也凉。今天，我们要像真正的鉴定师一样，做几个小实验，揭开金属独有的‘小脾气’！”

4.揭示挑战任务（2分钟）：

1.5.任务一：“比一比，谁的光泽更特别？”（光泽探究）

2.6.任务二：“试一试，谁更‘坚强’？”（硬度探究）

3.7.任务三：“猜一猜，热量爱走哪条路？”（导热性探究）

第二阶段：分层探究，揭秘特征（约25分钟）

探究活动一：光泽的秘密（5分钟）

1.操作：每组发放金属片（如铝箔、铁片）和非金属片（如彩色卡纸、塑料片、木片）。在自然光或灯光下，从不同角度观察它们表面的反光情况。

2.引导问题：“金属片和纸片，谁看起来更‘亮’？这种‘亮’有什么特点？（转动一下，看看光泽变化）”

3.小结：金属有一种独特的、明亮的反光，我们称之为“金属光泽”。这是很多金属的一个招牌特征。

探究活动二：硬度的较量（8分钟）

1.操作：尝试用指甲、钥匙（作为工具）分别在金属片（如铝片易划出痕，可选）、木片、塑料片上轻轻划一下。强调：动作要轻，注意安全，不要划伤自己和同学。

2.引导问题：“用同样的力气，在谁的身上更容易留下痕迹？这说明什么？”

3.小结：大多数金属比较坚硬，不容易被划伤。但不同的金属硬度也不同（展示指甲能划出痕的铝和不能划动的钢，简单说明）。

探究活动三：导热小实验（12分钟）【本课核心探究活动】

1.情境与预测（3分钟）：

1.2.“妈妈煮牛奶时，为什么用的都是金属锅，而不是塑料碗呢？”引导学生猜想可能与“传热”有关。

2.3.介绍材料：金属勺、塑料勺/木勺，柄端用凡士林各粘一颗绿豆。

3.4.预测：如果同时把勺子的头部放在热水（教师提前准备，安全操作）中，哪把勺子上的绿豆会先掉下来？为什么？

5.实验与观察（6分钟）：

1.6.教师演示将两把勺子的头部同时浸入热水中（或由教师在每组巡视协助完成关键步骤）。

2.7.学生小组观察并记录：眼睛紧紧盯着绿豆！发生了什么？谁先掉？大约多久？

3.8.强调：这是对比实验，除了勺子材料不同，其他条件（热水、绿豆大小、粘贴位置）都应相同。

9.分析与结论（3分钟）：

1.10.学生汇报观察结果。

2.11.教师讲解：“热量能从热水跑到勺子上，再沿着勺子跑到另一端，这种性质叫做‘导热’。金属勺子上的绿豆先掉，说明金属的导热本领比塑料、木头强（或说快）。所以煮东西要用金属锅。”

第三阶段：整合发现，形成认识（约10分钟）

1.“金属鉴定手册”填写（5分钟）：

1.2.发放“金属鉴定手册”（简易表格），引导学生根据今天的探究，用图画或简单词语总结金属的“小脾气”：有（独特的）光泽、比较坚硬、容易导热。

3.概念建构与交流（5分钟）：

1.4.小组内互相展示自己的“手册”。

2.5.教师总结：“通过今天的科学侦探工作，我们发现了金属的几个重要特征。正是这些‘小脾气’，让金属在生活中有大用处。下节课，我们就去看看金属如何大显身手！”

（四）板书设计（第2课时）

课题：解密金属“小脾气”

特征探究：

1.光泽——有独特的金属光泽

2.硬度——比较坚硬（指甲不易划伤）

3.导热——容易导热（传热快）

科学方法：比一比、试一试

第3课时：金属本领大——特性与用途的联系及拓展应用

（一）教学目标

1.（观念）能运用学习的金属特征，解释生活中常见金属制品选择该材料的原因（如锅用铁制——导热好）。

2.（思维）能在具体情境中，初步建立“结构-功能-材料”的简单联系。

3.（实践）能参与一个简单的设计与制作活动（如用铝箔做小船），在实践中体会材料的性能。

4.（态度）认识到金属材料的重要性和有限性，初步形成合理使用、节约资源的意识。

（二）教学重难点

1.重点：建立金属特性与其常见用途之间的简单联系。

2.难点：在开放性的设计与制作任务中，有意识地将材料特性考虑进去。

（三）教学流程与实施（40分钟）

第一阶段：联系生活，深化理解（约10分钟）

1.情境回扣（2分钟）：

1.2.“我们帮助金属国王认识了他的子民们的‘脾气’，国王非常高兴。现在，他想请我们当参谋，根据子民们的‘脾气’，给它们分配合适的工作。”

3.“招聘大会”——特性与用途连线（8分钟）：

1.4.课件展示“招聘岗位”和“金属应聘者”。

1.2.5.岗位：需要导热快的厨具、需要坚硬结实的工具、需要亮晶晶有光泽的饰品、需要敲起来声音好听的乐器。

2.3.6.应聘者（图片）：铁锅、铜锣、金项链、钢锤、铝箔纸、银导线等。

4.7.小组讨论：哪个“金属精灵”适合哪个岗位？为什么？（因为它坚硬，所以可以做锤子……）

5.8.全班交流，教师适时引导、纠正和补充（如简要说明电线用铜/铝是因为导电性好，此为拓展，不要求掌握）。

第二阶段：工程实践，应用创新（约20分钟）

活动：设计一艘“金属小船”

1.明确任务与约束（3分钟）：

1.2.“国王想举办一场水上庆典，需要一批能浮在水上的小船。我们只有一种材料——铝箔（展示）。它能完成任务吗？为什么？（回顾金属特性：坚硬可塑形，但密度大）”

2.3.挑战：用一张大小固定的铝箔纸，设计并制作一艘能平稳漂浮、且能装载最多“货物”（小螺帽或垫圈）的小船。

4.设计与制作（10分钟）：

1.5.小组讨论设计思路（画草图）：船要做成什么形状才能浮得好、装得多？（引导思考：把铝箔展开、做大，改变形状增加空间）。

2.6.领取材料，动手制作。教师巡视，关注学生如何利用铝箔的延展性（可展平、可折叠）和可塑性（可改变形状），并强调工具使用安全。

7.测试与优化（7分钟）：

1.8.在教室中央的水槽（或大塑料盆）中进行“载重测试”。

2.9.各组依次将小船放入水中，然后轻轻、逐个地添加“货物”，直到小船倾覆或沉没。记录最大承载数。

3.10.观察成功与失败的设计，讨论原因。“为什么他的船能装更多？”“你的船哪里可以改进？”

4.11.提供机会进行快速调整和二次测试。

第三阶段：总结拓展，升华情感（约10分钟）

1.单元总结（5分钟）：

1.2.引导学生回顾单元学习历程：寻找金属→探究特性→应用特性。

2.3.完成“金属王国”故事结局：因为我们出色完成了任务，国王授予每个小朋友“荣誉材料鉴定师”勋章（虚拟或纸质）。

3.4.最终板书形成概念网络：

金属（一种常见材料）

↓（具有）

特征：光泽、坚硬、易导热、易导电（初步）…

↓（所以）

用途：饰品、工具、厨具、电线、船舶、汽车…

5.情感升华与责任教育（5分钟）：

1.6.讨论：金属从哪里来？（播放简短视频：开采矿石、冶炼加工）这个过程辛苦吗？

2.7.思考：我们应该怎样对待生活中的金属物品？（爱护、节约、不浪费、废旧物品回收）

3.8.延伸活动倡议：“开展班级‘爱惜金属小卫士’活动，检查教室里的金属物品（如桌椅螺丝、门窗合页）是否有损坏，及时报告维修；收集家里的废旧电池、易拉罐，送到回收站。”

（四）板书设计（第3课时）

课题：金属本领大

特性→决定→用途

坚硬→工具、框架

有光泽→饰品、镜子

易导热→厨具、散热器

可塑形/延展→易拉罐、箔纸

爱护金属，节约资源！

六、教学评价设计

1.过程性评价（嵌入教学）：

1.2.观察记录：教师利用课堂巡视，使用简易检核表记录学生参与探究的积极性、操作的规范性、合作交流的情况。

2.3.作品分析：对学生的“金属发现记录单”、“金属鉴定手册”、“铝箔小船”的设计与载重表现进行评价，关注其思维过程和运用知识的能力。

3.4.交流评价：在小组分享和全班讨论中，评价学生语言表达的清晰度、逻辑性以及倾听与回应的习惯。

5.总结性评价（单元末）：

1.6.趣味闯关游戏：设计“金属迷宫”游戏，设置多个关卡（如“辨认关”——找出图中的金属物品；“判断关”——根据特性选择合适材料；“应用关”——简单解释现象