小学科学三年级上册《认识固体》教案

小学科学三年级上册《认识固体》教案

一、学科与学段背景分析

本教学设计针对小学三年级上学期的科学课程。本学段学生正处于具体运算思维阶段初期，好奇心强，乐于动手操作，但抽象概括和系统观察能力尚在发展之中。本课内容《认识固体》隶属于“物质科学”领域，是学生系统认识物质世界、建立“物质”与“材料”科学概念的起始课与关键节点。在教学设计与实施中，需严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的要求，以核心素养为导向，注重在观察、比较、分类等探究实践中，引导学生建构固体具有确定形状、体积和一定硬度的核心概念，并初步体验科学与工程实践的过程，为后续学习液体、气体及物质的三态变化奠定坚实的认知与思维基础。

二、设计理念与思路

本教案秉承“素养为本、学生中心、探究导向、跨界融合”的设计理念。

1.核心素养导向：聚焦科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个维度的核心素养培养。不仅让学生知道固体“是什么”，更引导他们经历“如何认识”的过程，发展比较、分类、归纳等科学思维。

2.大概念统领：围绕“物质具有不同的特性与功能”这一跨学科概念，将“固体”的特性学习置于更广阔的物质世界图景中，帮助学生建立知识的结构化联系。

3.工程与科学融合（STEAM视野）：打破单一学科壁垒，在探究固体特性的同时，引入简单的工程设计任务（如“搭建稳固结构”），让学生在“做”中应用科学知识，体会科学、技术、工程与数学的关联，培养解决问题的综合能力。

4.学习进阶设计：遵循学生的认知规律，从生活经验出发，通过“感官初识—工具测量—特征归纳—概念建构—迁移应用”的进阶路径，引导学生对固体的认识从感性、零散走向理性、系统。

5.评价嵌入教学：将过程性评价与终结性评价有机结合，通过观察记录单、小组合作表现、实践任务完成度等多维度评估学生的学习成效，实现“教-学-评”一致性。

三、教材与学情分析

（一）教材分析

本课是粤教粤科版三年级上册“物质世界”单元的开篇之作，具有承上启下的重要作用。教材通常以一系列学生熟悉的固体物品（如橡皮、木块、石头、塑料尺等）为观察对象，引导学生通过看、摸、捏、放等感官活动，初步感知固体在形状、流动性等方面的共同特征，并可能涉及简单的硬度比较。新教材更加强调探究的完整性和思维的显性化。本设计将在教材基础上进行深度挖掘与横向拓展，增加定量测量（如用尺子测量边长）、更系统的分类活动以及联系材料性能的初步思考，使学习更具探究深度和思维张力。

（二）学情分析

三年级学生对于“固体”已有丰富的生活经验，能够说出许多固体物品的名称。然而，他们的认知往往停留在“这个东西是硬的、不会流动”等直观、表面的水平，缺乏对固体本质特征（确定的形状和体积）的抽象概括，也较少有意识地从多维度（如硬度、形状稳定性、材料）去比较和描述固体。他们喜欢动手操作，但往往目的性不强，观察的细致性和持久性有待引导。在小组合作中，需要教师提供清晰的步骤指导和角色分工建议。

四、教学目标

基于以上分析，确立本课的四维教学目标：

（一）科学观念

1.通过多感官观察和比较一系列物体，能归纳出固体在常温常压下具有确定的形状和体积，不会流动的共同特征，并能据此判断一个物体是否为固体。

2.知道不同的固体在硬度、透明度、弹性、表面光滑度等方面具有不同的特性，这些特性与它们的用途有关。

（二）科学思维

1.发展比较与分类思维：能根据多个可观察的特征（如硬度、形状）对固体进行分类，并说明分类依据。

2.发展归纳与概括思维：能从对多个具体固体物品的观察中，抽象概括出固体的共同本质特征。

3.初步发展分析与推理思维：能根据固体材料的特性，简单解释其常见用途的原因（如“玻璃为什么用来做窗户？”）。

（三）探究实践

1.能运用多种感官（看、摸、掂、捏）并借助简单工具（尺子、指甲、硬币等）观察和描述固体的特征。

2.能设计并执行简单的对比实验，比较不同固体的硬度（如刻画法）。

3.能与同伴合作，完成“搭建一个稳固结构”的简单工程挑战，在实践中应用对固体形状、稳定性等特性的理解。

4.能用图表、文字或语言清晰记录和表达自己的观察、比较结果。

（四）态度责任

1.对认识固体物质世界产生浓厚的兴趣和好奇心，乐于参与观察、比较、搭建等探究活动。

2.在小组合作中，愿意倾听他人意见，分享自己的发现，共同完成任务。

3.初步意识到根据材料特性合理选择和使用材料的重要性，形成初步的物尽其用的观念。

五、教学重难点

教学重点：通过观察、比较、分类等活动，归纳概括出固体具有确定形状和体积的共同特征。

教学难点：从对具体物体多样性的感知中，抽象出“固体”这一类别物质的本质属性；理解“确定的形状”是指不被外力改变时形状固定。

六、教学准备

（一）教师准备

1.多媒体资源：PPT课件（包含各种固体、非固体图片和视频，如流动的沙、融化的冰激凌）；固体特征思维导图模板。

2.演示材料：一套标准固体样品（木块、塑料块、石块、金属块、橡皮、粉笔）、一个装满水的方形玻璃缸、一个气球、一块橡皮泥、一碗黄豆、一杯果汁。

3.分组材料（每4-6人一组）：

1.4.材料盒A（观察与分类用）：多种固体样本（如：小木块、塑料片、鹅卵石、金属螺母、橡皮、粉笔、海绵块、塑料泡沫块、玻璃弹珠、塑料小方块、一片树叶（干燥）、一张硬纸卡）。

2.5.材料盒B（探究硬度用）：待测固体条（塑料条、蜡条、肥皂条、木条各2根，标号）、铜钥匙、铁钉、塑料尺。

3.6.材料盒C（工程挑战用）：牙签、橡皮泥块、吸管、胶带、若干小立方块（木质或泡沫）。

4.7.工具：放大镜、学生尺（软尺）、记录单、铅笔。

（二）学生准备：课前观察并记录家中5种“自己认为是固体”的物品。

七、教学过程实施

第一课时：聚焦问题，初识固体特征

（一）情境导入，引发认知冲突（预计时间：8分钟）

1.生活链接：教师出示课前收集的学生“家庭固体记录单”片段，快速浏览，肯定学生的生活观察。

2.现象激疑：

1.3.教师出示一个装有黄豆的碗。提问：“碗里的黄豆是固体吗？”学生大多会肯定。

2.4.教师将黄豆倒入一个心形模具中，轻轻震动使其填满模具，然后拿起模具，黄豆呈现出一个“心形”堆。提问：“现在，这堆‘心形’的黄豆，它有确定的形状吗？它是固体吗？”

3.5.学生观点可能出现分歧。教师不急于评判，出示一杯果汁和一个方形鱼缸里的水。提问：“果汁和水，有确定的形状吗？（没有，它们会流动，形状随容器改变）那么，黄豆和它们一样吗？”

6.揭示课题：教师指出，我们身边很多物体像木块、石头一样，被称为“固体”。但固体究竟有哪些共同特征？如何科学地判断？今天我们就来当小小科学家，一起《认识固体》。板书课题。

【设计意图】从学生前概念出发，利用“流动性”和“形状可变”的黄豆创设认知冲突，打破学生“固体就是硬邦邦、一动不动”的片面认知，激发探究固体本质特征的强烈兴趣，将问题聚焦于“固体vs液体”的关键区别——形状和体积的确定性。

（二）探究活动一：多种感官找“感觉”（预计时间：15分钟）

1.明确任务与观察方法：

1.2.教师出示材料盒A，介绍其中丰富的固体样本。

2.3.提问：我们可以用哪些方法来认识这些固体朋友？（引导学生说出：用眼睛看颜色、形状、大小；用手摸感觉冷热、粗糙光滑、软硬；用手掂感觉轻重；用鼻子闻气味等）。强调安全：对不明物体不要用舌头尝。

3.4.分发“固体观察记录表（一）”，指导学生从“视觉、触觉、简单描述”等多栏进行记录。

5.分组观察与记录：

1.6.学生以小组为单位，对材料盒A中的5-6种固体样本进行多感官观察，并完成记录表。

2.7.教师巡视指导，鼓励学生使用准确的描述词汇（如：光滑/粗糙，冰凉/常温，有光泽/暗淡，透明/不透明），并引导学生关注“用手捏、压，物体的形状会改变吗？”这一关键观察点。

8.交流与初步归纳：

1.9.请2-3个小组汇报他们的观察发现，重点描述不同固体在颜色、表面、软硬、形状上的差异。

2.10.教师引导全班关注共同点：“尽管这些物体如此不同，当我们用手去捏它们、压它们时，除非特别用力破坏，它们的形状会轻易改变吗？和老师手里的这杯水（晃动）相比呢？”

3.11.学生通过对比，初步达成共识：这些物体都比较“实在”，形状不容易自己改变。

【设计意图】本环节旨在通过开放性的感官观察，让学生充分感知固体的多样性，为后续的“求同”思维铺垫丰富的感性材料。同时，在观察中隐含了“形状稳定性”的体验，为归纳核心特征埋下伏笔。

（三）探究活动二：形状与体积的“挑战”（预计时间：12分钟）

1.挑战一：形状会变吗？

1.2.教师出示橡皮泥和气球。提问：“我可以用手把橡皮泥捏成小动物，可以把气球吹成各种形状，它们还是固体吗？”引发讨论。

2.3.教师演示：将一块方形橡皮泥捏成球状。强调：“是我用手施加了外力改变了它的形状。当我不再捏它，把它放在桌上，它的形状还会变吗？”（不会）。对比气球：吹鼓后扎紧，它自己保持鼓胀形状，但一刺就破，形状由内部气体维持。

3.4.引导学生思考：固体在外力作用下形状可能改变，但外力消失后，它能保持新的形状（塑性）。而液体，一倒出来形状就变了。这是固体一个重要的“脾气”。

5.挑战二：占据空间大比拼

1.6.教师演示：将一个小木块和一块橡皮先后放入盛有半杯水的透明烧杯中，标记水位上升的高度。提问：“为什么水会上升？”

2.7.引导学生说出：因为它们占据了水的位置，即“占据空间”。科学家把物体所占空间的大小叫“体积”。

3.8.学生活动：每组将一个固体（如石块）放入自己的小水杯，观察并描述现象。得出结论：固体都有确定的体积。

9.概念初步建构：

1.10.教师引导学生将两个挑战的发现结合起来，尝试用自己的话说说固体有什么共同特点。

2.11.教师板书核心概念：固体——在常温常压下，有确定的形状，有确定的体积，不会流动。

【设计意图】通过精心设计的对比演示和学生小实验，将“确定的形状”和“确定的体积”这两个抽象特征转化为可视、可体验的现象。特别是对橡皮泥和气球的辨析，深化了学生对“形状确定性”的理解，突破了“形状可变就不是固体”的迷思概念。

（四）课堂小结与延伸（预计时间：5分钟）

1.师生共同回顾本节课通过观察和实验发现的固体共同特征。

2.布置课后思考题：沙子是固体吗？冰是固体吗？请结合今天学的特征想一想，并收集证据，下节课分享。

3.整理实验器材。

第二课时：深化探究，辨析特性与应用

（一）复习旧知，引入新知（预计时间：5分钟）

1.快速问答复习：什么是固体？固体有哪些共同特征？

2.分享课后思考：关于沙子和冰的讨论。教师通过展示沙漏中沙的流动视频和冰块融化视频，引导学生辨析：单个沙粒是固体，大量沙粒堆积时能流动是其堆积特性；冰是水的固体状态，具有固体的所有特征，受热会熔化。

3.引入新课：所有固体都一样吗？我们如何区分和描述它们的不同？今天我们将成为“固体鉴定师”。

【设计意图】巩固上节课核心概念，并通过辨析沙和冰这两个边界案例，深化、精细化对固体概念的理解，体现科学概念的严谨性。

（二）探究活动三：给固体分分类（预计时间：12分钟）

1.多角度分类：

1.2.学生再次利用材料盒A的固体样本。教师提出挑战：“你能用至少两种不同的方法，给这些固体分分类吗？”

2.3.小组讨论并动手分类。教师提示分类角度：按材料分（木头、塑料、石头、金属……）；按软硬感觉分；按透明度分；按形状分（规则/不规则）等。

4.展示与交流：

1.5.各组展示一种最有特色的分类方法，并说明分类标准。

2.6.教师引导全班评价：这个分类标准清晰吗？有没有哪个物体不容易分？这说明了什么？（说明固体特性是多样的，从不同角度看会有不同分类）

7.聚焦“硬度”探究：

1.8.教师提问：在“软硬”分类时，大家的感受一致吗？有没有更科学的方法比较软硬？

2.9.介绍“刻画法”：用一种材料的尖角去划另一种材料的表面，看是否能留下划痕。能划伤别人的通常更硬。这是一种简单的对比实验。

3.10.强调公平比较：用力大小要尽量一致；在同一部位刻画。

【设计意图】分类是重要的科学思维方法。本活动鼓励学生从多维度观察和思考固体的特性，理解物体的属性是多方面的。自然引出需要更精确方法比较的“硬度”属性，过渡到下一个定量探究活动。

（三）探究活动四：科学比较硬度（预计时间：15分钟）

1.学习使用工具：

1.2.教师出示材料盒B，介绍待测的塑料条、蜡条、肥皂条、木条，以及测试工具：指甲、铜钥匙、铁钉。

2.3.讲解“硬度比较记录表（二）”的使用：从软到硬的工具（指甲→铜钥匙→铁钉）依次尝试刻画，记录下能留下划痕的最软工具，即可判断相对硬度。

4.分组实验与记录：

1.5.学生分组进行刻画实验，并认真记录。教师巡视，指导学生规范、公平操作。

6.数据汇总与分析：

1.7.将各组的硬度排序结果汇总到班级大表上。

2.8.讨论：哪些固体的硬度顺序大家的结果比较一致？哪些有分歧？可能是什么原因？（如用力不均、材料不均匀）。

3.9.得出结论：不同固体硬度不同。我们可以用科学的方法进行比较和排序。科学家有更精确的硬度标准（如莫氏硬度）。

【设计意图】将“软硬”的模糊感受转化为可操作、可记录的对比实验，让学生亲历简单的控制变量实验过程，培养严谨的科学态度和实证意识。数据汇总环节让学生体会重复实验和共识形成的科学过程。

（四）工程挑战：巧用特性搭结构（预计时间：10分钟）

1.发布挑战任务：各小组利用材料盒C中的材料（牙签、橡皮泥、吸管等），在5分钟内搭建一个尽可能高的稳定结构（塔）。

2.设计与搭建：

1.3.小组先进行短暂讨论和设计，思考如何利用不同材料的特性（如牙签硬而细长适合做骨架，橡皮泥软而有粘性适合做连接点）。

2.4.动手搭建。教师巡视，鼓励尝试和调整。

5.展示与评价：

1.6.测量各组成品的高度，并测试其稳定性（轻轻吹气或触碰桌面）。

2.7.请成功的“工程师”分享经验：如何选择和使用材料？结构设计上有什么窍门？（如底座要大、结构要对称等）。

3.8.教师总结：工程师在设计物品时，必须充分考虑固体材料的各种特性（硬度、形状、强度等），才能让物品既好用又稳固。

【设计意图】这是一个微型STEAM项目，将科学（材料特性）、技术（搭建方法）、工程（设计优化）、数学（测量高度、结构对称）有机融合。让学生在解决真实、有趣的任务中，创造性地应用本课所学的知识，体验学以致用的乐趣，培养工程思维和合作解决问题的能力。

（五）总结拓展，回归生活（预计时间：8分钟）

1.概念图梳理：师生共同完善“固体”概念图。中心是“固体”，一级分支为“共同特征”（确定的形状、体积）和“不同特性”，二级分支列出各种特性（硬度、透明度、弹性、导电性等），并连接相关物体实例和用途。

2.生活应用畅谈：出示图片（玻璃窗、海绵床垫、橡胶轮胎、陶瓷碗）。讨论：这些物品分别利用了固体的什么特性？

3.全课总结：我们通过两节课的探究，不仅知道了固体的科学定义，还学会了用多种方法研究固体的特性，甚至当了一回工程师。物质的世界很奇妙，固体只是其中一员，下节课我们将去认识它的好伙伴——液体。

4.拓展作业