2026秋小学青岛版（五四制）科学四年级上册第四单元 材料与科技产品《17 圆珠笔的秘密》教学设计

《圆珠笔的秘密》2026秋教学设计（青岛版五四制四年级上册）一、教材分析本节课选自青岛版（五四制）小学科学四年级上册第四单元《材料与科技产品》，是单元核心探究课例。本课立足新课标技术与工程领域核心要求，以学生日常最熟悉的圆珠笔为探究载体，引导学生从日常使用的科技产品入手，跳出单纯的物品使用认知，深入探究产品结构、材料特点与功能的对应关系，感知简单科技产品的设计原理。教材内容围绕“观察结构—探究原理—分析材料—优化创新”逻辑展开，贴合四年级学生具象思维向抽象思维过渡的认知特点。课本通过实物观察、拆解探究、对比实验等活动，让学生建立“结构决定功能、材料适配用途”的科学认知，为后续学习复杂科技产品、工程设计与技术创新奠定基础，同时培养学生关注生活科技、乐于探究创新的科学素养。课本核心原文：圆珠笔是生活中常用的科技产品，它的不同结构、不同材料，让它具备书写流畅、方便便携的特点。拆开圆珠笔，观察各部分结构，探究每一部分的作用，能发现小小圆珠笔中蕴含的科学秘密。改变圆珠笔的结构或材料，会改变它的使用效果。二、核心素养目标（依据2022版小学科学新课标）1.科学观念：认识圆珠笔的完整组成结构，掌握各部件的具体功能，明确圆珠笔常用材料的特性，建立“结构与功能相适应、材料与用途相匹配”的核心科学概念。2.科学思维：能通过观察、拆解、对比分析，归纳圆珠笔的工作原理，能针对圆珠笔使用中的问题提出合理猜想与改进思路，培养逻辑思维与辩证分析能力。3.探究实践：能独立完成圆珠笔拆解、观察、组装实验，规范记录实验现象，熟练运用观察法、实验法开展探究活动，提升动手实践与合作探究能力。4.态度责任：感受小小科技产品的设计智慧，体会科技对生活的便利作用，养成细心观察、乐于探究、勇于创新的科学态度，树立学以致用的工程意识。三、教学重难点1.教学重点：精准识别圆珠笔各组成结构，熟练掌握各部件的功能，理解圆珠笔的基本工作原理。2.教学难点：结合材料特性分析圆珠笔选材的合理性，能结合使用场景提出圆珠笔的优化改进方案，建立结构、材料、功能三者的关联认知。四、教学方法1.实物观察法：借助完整圆珠笔、拆解部件、不同材质圆珠笔实物，让学生直观感知结构与材料差异。2.实验探究法：组织学生分组拆解、组装圆珠笔，通过实操探究部件作用与工作原理。3.分层提问法：设计基础题、提升题、创新题三级提问，适配不同层次学生学习需求。4.小组合作法：4人固定小组分工探究，落实互助学习，提升全员参与度。5.对比分析法：通过不同结构、不同材料圆珠笔的书写对比，总结选材与结构设计的优势。五、教学过程（单课时40分钟）本课为1课时新授课，时长40分钟，全程落实差异化教学，兼顾学困生巩固、中等生提升、优等生拓展。（一）情境导入，激趣设问（5分钟）1.教师操作：手持普通按压式圆珠笔，在黑板快速书写，展示流畅书写效果，随后按压笔尾，展示笔芯伸缩功能。2.教师话术：同学们，我们每天上课、写作业都要用到圆珠笔，它是我们最熟悉的学习工具。大家每天都在用它写字，那你们认真观察过它吗？为什么圆珠笔轻轻一按就能出芯、再一按就能收芯？为什么它写字比铅笔更流畅、不用频繁削笔？这小小的圆珠笔里藏着很多科学秘密，今天我们就一起探究《圆珠笔的秘密》。3.互动环节（分层提问）：（1）面向全体学生：大家说一说，你平时用圆珠笔的时候，发现它有哪些特点？（预留1分钟思考，随机点名学困生作答）（2）面向中等生：你觉得圆珠笔能伸缩写字，主要靠哪些部分发挥作用？（3）面向优等生：同样是笔，圆珠笔和钢笔、铅笔相比，优势在哪里？和它的结构、材料有关系吗？4.导入小结：大家的观察都很细致，圆珠笔的便捷、流畅，都来自它特殊的结构和合适的材料，今天我们就通过动手探究，揭开这些秘密。（二）新知探究，实操解惑（25分钟）本环节结合课本原文，分步开展探究，全程教师示范指导，学生分组实操，落实差异化指导。1.探究一：观察圆珠笔的整体结构（8分钟）（1）课本原文出示：圆珠笔主要由笔杆、笔芯、弹簧、按压结构、笔尖、油墨等部分组成，每一个部分都有专属作用，缺一不可。（2）教师示范操作：教师手持完整圆珠笔，逐一指认部件，慢速拆解，边拆边讲解，规范拆解步骤：第一步取下笔帽，第二步抽出笔芯，第三步分离按压结构与笔杆，第四步取出内置弹簧。（3）分组实操步骤：第一步：每组领取1支完整按压式圆珠笔、1张结构记录表。第二步：学生参照教师示范，轻柔拆解圆珠笔，禁止暴力撕扯，避免部件损坏。第三步：在记录表上对应标注出笔杆、笔芯、弹簧、按压结构、笔尖等部件名称。第四步：小组内互相说一说，自己找到的各个部件，核对结构名称。（4）差异化指导：教师巡视，重点指导学困生识别基础部件，督促中等生规范记录，引导优等生梳理部件分布规律。（5）集中小结：师生共同梳理，明确圆珠笔六大核心部件，所有部件组合在一起，才能实现完整的书写功能。2.探究二：分析各部件功能与工作原理（10分钟）（1）课本原文出示：按压结构控制笔芯伸缩，弹簧提供复位动力，笔尖的滚珠滚动带出油墨，笔杆起到固定、握持的作用，油墨是书写的核心材料。（2）教师讲解话术：我们拆解出的每一个部件，都有不可替代的作用。按压结构是控制开关，我们按压一次，卡扣卡住笔芯，笔尖伸出可以书写；再按压一次，卡扣松开，弹簧回弹，笔芯收回，保护笔尖。笔尖处的细小滚珠是关键，写字时滚珠滚动，均匀带出油墨，所以圆珠笔书写流畅、字迹均匀。（3）分组验证实操：第一步：让学生单独拿出弹簧，用手按压、拉伸，感受弹簧的弹力作用。第二步：去掉弹簧，组装圆珠笔，尝试按压，观察无法回弹的现象。第三步：观察笔尖滚珠，轻轻触碰纸面，感受滚珠的滚动效果。（4）互动提问话术：全体学生：去掉弹簧后，圆珠笔还能正常伸缩吗？说明了什么？中等生：笔尖的滚珠有什么作用？如果滚珠卡住，会出现什么问题？优等生：结合刚才的实验，完整说一说圆珠笔伸缩、书写的全过程。3.探究三：辨析圆珠笔材料的优势（7分钟）（1）课本原文出示：圆珠笔的笔杆多采用塑料材质，轻便、坚固、成本低；笔尖采用金属材质，耐磨、不易变形；油墨粘稠度适中，书写不易晕染、干燥速度快。（2）教师讲解话术：大家观察圆珠笔不同部件的材料，会发现选材都有讲究。塑料笔杆重量轻，我们长时间握笔不累，还不容易摔坏；金属笔尖硬度大，反复书写、摩擦不会磨损变形，能保证长期书写流畅；专用油墨流动性适中，不会太稀晕纸，也不会太干写不出字。（3）对比实操：学生手持塑料笔杆、金属笔尖，触摸感受材质硬度、重量差异，结合书写体验，总结材料与功能的适配关系。（三）巩固总结，梳理新知（7分钟）1.教师引导学生分层梳理本节课知识点：学困生梳理：圆珠笔的基本结构和各部件名称。中等生梳理：各部件的功能和圆珠笔基本工作原理。优等生梳理：结构、材料、功能三者的关联，总结科技产品的设计逻辑。2.教师集中总结：小小的圆珠笔是典型的科技产品，依靠合理的结构设计、适配的材料选择，实现了便捷、流畅的书写功能，这就是科技的魅力，生活中很多物品都蕴含这样的科学原理。（四）课堂测评，分层反馈（3分钟）1.基础题（全员必做）：写出圆珠笔3个核心部件及对应功能。2.提升题（中等及以上完成）：简述圆珠笔按压伸缩的工作原理。3.拓展题（优等生选做）：说说圆珠笔选材的科学性。六、作业设计（差异化分层作业）1.基础作业（全员完成）：回家独立拆解、组装一次圆珠笔，向家人讲解圆珠笔各部件的作用，熟练掌握基础结构与功能。2.提升作业（中等生选做）：观察家里2种不同款式的圆珠笔，对比它们的结构、材料差异，简单记录不同之处。3.拓展作业（优等生选做）：结合本节课所学，找出圆珠笔使用中的小缺点，设计1-2条合理的改进方案，写下简单的设计思路。七、结语本节课我们通过观察、拆解、实验，揭开了圆珠笔的科学秘密，认识了科技产品结构与功能、材料与用途的适配关系。看似普通的文具，藏着严谨的科学设计与工程智慧。希望同学们今后能做生活的有