冀人版小学科学三年级上册《材料的用途》教案

冀人版小学科学三年级上册《材料的用途》教案

一、教材与学情分析

本节课选自冀人版小学科学三年级上册“材料”单元。本单元的核心概念是引导学生认识周围常见的材料，了解其基本特性，并初步建立材料特性决定其用途的科学观念。三年级学生正处于具体运算思维阶段，他们对周围世界充满好奇，能够通过观察、比较、简单的实验获取直接经验，并开始学习对信息进行初步的归纳与推理。在日常生活中，学生已经积累了大量关于不同物品由何种材料制成的感性认识，如塑料、木头、金属、纸等，但往往停留在识别层面，对于“为什么不同的物品要选用不同的材料”缺乏深入的、基于性能的思考。本节课旨在引导学生从“识别材料”走向“理解材料性能与用途的关系”，是培养学生物质科学领域核心素养（如科学探究、科学思维）的关键节点。

二、教学目标

（一）科学观念

1.知道常见材料（如塑料、金属、木头、玻璃、纸、纤维等）具有不同的特性（如硬度、透明度、吸水性、导热性、柔韧性等）。

2.理解材料的特性决定了它的用途，一种材料可以有多样用途，一种物品也可以由多种材料组合制成。

3.初步建立“结构-功能”的意识，认识到物品的设计需要综合考虑材料性能、使用需求、成本与环境等因素。

（二）科学思维

1.能基于观察和实验现象，运用比较、分类、归纳等方法，初步概括材料的某些特性。

2.能根据特定需求（如盛热水、防雨、承重），提出材料选择的理由，并尝试用“因为……所以……”的句式进行因果论证。

3.发展初步的批判性思维，能对日常生活中材料使用的合理性进行简单的评价。

（三）探究实践

1.能设计简单的对比实验，探究不同材料在硬度、吸水性等方面的差异。

2.能通过调查、查阅资料等方式，了解更多关于材料特性与用途的信息。

3.能尝试运用所学，为一项简单的设计任务（如制作一个笔筒）选择合适的材料并说明理由。

（四）态度责任

1.激发对材料科学的探究兴趣和好奇心。

2.认识到材料的发展对人类生活和社会进步的巨大影响。

3.初步树立合理使用材料、节约资源的意识，关注材料带来的环境问题。

三、教学重难点

1.教学重点：通过探究活动，认识几种常见材料的显著特性，并理解其特性与用途之间的关系。

2.教学难点：引导学生从多维度、综合性地分析材料特性，理解物品设计中材料选择的复杂性（并非单一性能决定）。

四、教学准备

1.分组实验材料：

1.2.材料样本盒（内含相同大小的塑料片、木片、金属片、玻璃片、硬纸板、棉布片）。

2.3.探究工具：滴管、水杯、砂纸、小重物（如钩码）、热水、温度传感器或简易测温贴、记录单。

3.4.常见物品实物或高清图片：雨衣（塑料/布料）、炒锅（金属+塑料/木柄）、窗户（玻璃+金属/塑料框）、书本（纸+纤维/胶水）、运动鞋（多种材料复合）。

5.多媒体资源：课件（含材料特性微视频、现代新材料应用图片、如记忆金属、碳纤维等）、互动白板。

6.环境布置：教室布置成“材料探索中心”，分设“观察区”、“实验区”、“设计区”。

五、教学过程

第一课时：情境导入与初探材料特性

（一）真实情境，驱动问题（预计用时：8分钟）

1.情境创设：播放短片，展示“班级创意工坊”需要制作以下物品：一个既美观又能防水的花盆、一个夏天用的凉爽水杯托、一个坚固的模型桥梁。提出问题：制作这些物品，分别该用什么材料？为什么？

2.聚焦课题：引导学生认识到，选择材料的关键在于了解“材料的用途”是由其“特性”决定的。板书课题：《材料的用途》。

3.前概念调查：利用互动白板，让学生将“书本”、“剪刀”、“雨伞”、“毛衣”等物品拖拽到其认为的主要材料（金属、塑料、木头、纸、纤维等）区域下，并简单说明理由。暴露学生可能存在的“单一材料构成”或“凭感觉选择”的前概念。

（二）观察比较，描述特性（预计用时：15分钟）

1.分组观察：各小组领取材料样本盒。任务一：用多种感官（看、摸、掂、弯折）观察这些材料片，尽可能多地将它们的异同点记录下来。

2.引导描述：教师引导学生使用科学的语言进行描述。例如，从“视觉”引出“透明度”、“光泽度”；从“触觉”引出“光滑/粗糙”、“冷/热”；从“弯折”引出“柔软/坚硬”、“易折/有韧性”。将学生描述的词汇分类板书在“材料特性词云”中。

3.初步归纳：小组讨论并汇报：哪一种材料最硬？哪一种最轻？哪一种看起来能透光？引导学生初步建立材料特性差异的直观认识。

（三）探究实验一：材料的吸水性（预计用时：12分钟）

1.提出问题：刚才有同学说雨衣用塑料做是因为“不沾水”，如何科学地比较不同材料的“吸水性”？

2.设计实验：引导学生讨论公平比较的条件（水滴大小、滴落高度、等待时间相同）。确定实验方案：用滴管在每种材料表面滴一滴水，观察并记录1分钟后水迹的变化（是形成水珠、扩散还是被吸收）。

3.实验与记录：学生分组实验，并在记录单上绘制或文字描述现象。

4.分析结论：各小组汇报。引导学生得出结论：棉布、纸吸水性强；塑料、玻璃、金属几乎不吸水；木头有微弱吸水。关联用途：吸水性的材料适合做毛巾、纸张；不吸水的适合做雨具、容器。

（四）课堂小结与延伸（预计用时：5分钟）

1.总结：今天我们学会了用观察和实验探究材料的特性，特别是吸水性。

2.布置课后任务：寻找家中三件物品，记录它们由什么材料制成，并猜想为什么用这种材料（从今天学到的特性角度思考）。

第二课时：深究特性与综合应用

（一）回顾与进阶提问（预计用时：5分钟）

1.分享课后调查发现，巩固材料特性与用途关联的认识。

2.提出新问题：炒锅的锅身和锅柄用的是同一种材料吗？为什么？引出对材料“导热性”的探究。

（二）探究实验二：材料的导热性（预计用时：15分钟）

1.演示引导：教师展示金属勺、塑料勺、木勺同时放入热水中，让学生触摸露在外面的勺柄顶端，感受温度差异。

2.分组验证：各小组用温度传感器或测温贴，定量测量金属片、塑料片、木片一端接触热水后，另一端的温度变化，记录数据。

3.建构概念：分析数据，得出金属导热快，塑料、木头导热慢的结论。联系生活：锅身用金属为了快速传热；锅柄用塑料或木头为了防止烫手。强调“一种物品可由多种材料组成，各取所长”。

（三）工程挑战：我是小小设计师（预计用时：18分钟）

1.发布设计任务：“创意工坊”升级挑战——为校园小鸟设计一个饮水器。要求：能盛水、不易倒、小鸟容易饮用、兼顾美观。

2.分析需求，选择材料：

1.3.小组讨论：饮水器不同部分（容器、支架、饮水口）分别有什么要求？（容器：防水、轻便；支架：坚固、稳定；饮水口：光滑、不易残留）。

2.4.材料选择：从材料库（实物或图片）中，为每个部分选择合适的1-2种材料，并撰写《材料选择说明书》。要求用“因为（材料特性）……所以（适合用途）……”的句式阐述理由。

3.5.例如：“我们选择塑料瓶做容器，因为塑料具有不吸水、轻便、容易塑形的特性，所以适合做成盛水的容器。”

6.展示与答辩：各小组展示设计图及《材料选择说明书》。其他小组和教师可以充当“评审团”，提问质疑（如：“塑料在阳光下容易老化怎么办？”“支架只用木头，在户外雨天会不会腐烂？”）。引导思考材料选择的综合性与局限性。

7.优化与拓展：教师介绍工程师在实际设计中还会考虑成本、环保、耐用性等因素。展示新型材料（如可降解塑料、疏水材料）的图片，打开学生视野，感受科技发展。

（四）总结升华（预计用时：7分钟）

1.概念梳理：师生共同完善板书，形成以“材料特性”为核心，连接“实验探究”与“多样用途”的概念图。明确核心观点：性能决定用途，用途引导选择。

2.情感态度提升：

1.3.观看视频，了解从古至今材料（石器、青铜、铁、塑料、硅）如何推动人类文明进程。

2.4.讨论：我们身边有哪些浪费或不当使用材料的现象？作为小小科学家，我们可以怎样合理利用、节约材料？（如废旧物改造、垃圾分类回收）。将科学学习与社会责任相联系。

5.评价与反馈：发放“学习之星”贴纸，让学生自评或互评在“观察发现”、“实验探究”、“设计创新”、“合作交流”等方面的表现。

六、板书设计

材料的用途

↓

（由…决定？）

↓

材料的特性

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|||

吸水性导热性硬度/韧性...

（实验）（实验）（观察/比较）

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防水吸水传热快传热慢坚固柔软

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雨衣毛巾锅身锅柄桥梁衣服

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单一材料制品复合材料制品

(如木椅)(如运动鞋、窗户)

核心理念：性能决定用途，设计需要智慧与责任。

七、教学反思（预设）

本节课的设计力图体现当代科学教育“素养导向、综合学习、注重实践”的理念。成功之处在于：

1.以真实项目驱动学习：“筹建创意工坊”、“设计小鸟饮水器”等任务，将知识学习置于有意义的情境中，激发了学生的内在动机。

2.突出探究与实践：两个递进的探究实验（吸水性与导热性），引导学生从定性观察到初步定量测量，亲历科学探究过程，培养了实证意识。

3.渗透工程思维：“小小设计师”环节，要求学生分析需求、权衡选择、说明理由并接受质疑，初步体验了“分析-设计-优化”的工程流程，实现了科学与技术的跨学科融合。

4.关注态度与社会责任：将材料的学习延伸到历史、环保领域，有助于学生形成正确的科学价值观。

可能面临的挑战及应对：

1.学生思维的发散与聚焦：在讨论材料选择时，学生想法可能天马行空。教师需要通过追问“你的理由是？”“这种材料能满足所有要求吗？”，引导思维走向深入和综合。

2.实验操作的规范性：三年级学生实验技能仍在培养中，教师需