小学一年级科学《玩转沙世界-发现颗粒的秘密》教案

小学一年级科学《玩转沙世界——发现颗粒的秘密》教案

  一、课程基本信息

    1.学科：小学科学

    2.年级/学段：小学一年级下学期

    3.课时安排：2课时（共计80分钟）

    4.课程类型：物质科学领域探究实践课

    5.设计依据：遵循《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》中“物质的结构与性质”核心概念，针对1-2年级学段“观察、描述常见物体的基本特征”等学习内容要求，结合苏教版小学科学一年级下册相关单元主题，进行跨学科（工程、技术、艺术）项目化重构。

  二、教学前端分析

    （一）课程标准与教材解析

      本课立足于课标中“物质是运动的，物质具有一定的特性与功能”这一核心观念。原教材“玩沙子”活动旨在引导学生通过感官和简单工具认识一种常见物质。本设计对此进行了深化与结构化拓展，不仅限于感官游戏，而是将其升级为一系列有目的、有层次的科学探究活动。聚焦于“沙”作为颗粒物质的典型代表，引导学生系统探究其物理特性（如颗粒性、流动性、可塑性、不溶解性等），并初步建立“物质形态随条件改变”的朴素观念。本课作为物质世界认识的起点，与后续学习“水”、“空气”、“土壤”等单元构成认知序列，共同搭建起对自然物质基本属性的理解框架。

    （二）学习者特征分析

      一年级学生处于具体运算思维萌芽阶段，其认知具有以下特点：1.强烈的好奇心与操作欲：对沙子有天然的亲近感，喜欢动手操作，但活动易流于无目的嬉戏。2.以直观形象思维为主：依赖于直接感知和具体经验来认识世界，对抽象概念理解困难。3.初步的观察与描述能力：能够在引导下运用多种感官进行观察，但描述往往碎片化、缺乏条理。4.合作意识萌芽：愿意与同伴交流，但小组协作技巧薄弱，需要清晰的指令和角色分配。5.安全意识初步建立：需在活动中不断强化安全、卫生及环保行为规范。基于此，教学设计须将游戏化、情境化、结构化作为核心策略，将科学概念转化为可触摸、可操作、可表达的具身体验。

    （三）教学重点与难点

      教学重点：通过多感官观察和对比实验，认识干沙与湿沙在流动性、可塑性等方面的不同特性，并能用语言或图画进行初步描述。

      教学难点：从对现象的兴趣观察，过渡到对物质特性（颗粒性）的初步归纳与理解；在合作探究中，有条理地完成观察、比较与简单记录。

  三、教学目标

    （一）科学观念

      1.知道沙子是由许多细小的颗粒组成的。

      2.通过对比，认识到干沙具有流动性，不易塑形；而湿沙具有一定的粘性和可塑性，可以塑造一定的形状。

      3.了解沙子不溶解于水，但水可以改变沙子的状态。

    （二）科学思维

      1.能在教师指导下，运用看、摸、闻、捻等多种感官，有顺序地观察和描述沙子的特征。

      2.初步学习通过对比实验（干沙vs湿沙）发现物质特性差异的探究方法。

      3.尝试用简单的图画、符号或关键词记录自己的发现，并进行口头汇报。

    （三）探究实践

      1.能够安全、规范地使用漏斗、铲子、模具等简单工具进行沙子的操作与实验。

      2.能与同伴分工合作，共同完成“沙堡挑战”等探究任务，并能交流彼此的想法。

      3.经历“提出问题-观察实验-发现现象-交流结论”的完整微型探究过程。

    （四）态度责任

      1.保持对自然物质的好奇心和探究热情，乐于分享自己的发现。

      2.初步养成认真观察、实事求是、倾听他人意见的科学态度。

      3.建立活动后整理器材、清洁双手的卫生习惯，以及珍惜沙资源、爱护环境的意识。

  四、教学准备

    （一）材料准备（分组活动，4-5人一组）

      1.观察材料区：干沙样本（置于透明密封袋或观察盘中）、放大镜（儿童安全型）、白色卡纸。

      2.探究工具区：塑料漏斗（不同口径）、直筒塑料杯、小铲子、塑料托盘、湿抹布。

      3.实验对比区：干沙一份、喷壶（装清水）、小水桶、搅拌棒。

      4.创意建构区：不同形状的沙模（城堡、动物等）、塑料小刀、装饰用小石子、贝壳片（洗净安全）。

      5.记录与展示：学生活动手册（内含观察记录表、挑战任务卡）、班级大记录表、实物投影仪。

    （二）环境布置

      1.实验室或教室布置成“沙之探究乐园”，划分上述功能区域，确保通道畅通。

      2.地面铺设一次性防水桌布，便于清理。

      3.墙上张贴与沙有关的自然景观图片（沙漠、海滩、沙雕艺术等）及安全、卫生提示图标。

    （三）教师预实验

      教师课前需亲自操作所有实验，明确：干沙通过漏斗的最佳流速、加水至湿沙可塑状的大致水量（通常沙水体积比约5:1）、沙模脱模的技巧等，以便精准指导学生。

  五、教学实施过程

    第一课时：沙的初探——聚焦颗粒的秘密

      （一）情境导入，提出问题（预计时间：8分钟）

        教师活动：

          1.播放一段简短的视频（约1分钟），内容包含：海滩上孩子奔跑留下脚印、沙漏计时、精美的沙雕作品、沙漠的浩瀚风光。视频静音，配以舒缓的自然音效。

          2.视频结束后，提问：“同学们，刚才的画面里，都有一个共同的东西，是什么？”（学生回答：沙子）“对，就是沙子。它看似普通，却藏着好多秘密。今天，我们就化身‘小小科学家’，一起‘玩转沙世界’，去发现它的秘密。”

          3.出示一个装有干沙的密封透明袋，让学生传递观察。“不用打开，先用你的小眼睛看，你觉得沙子是什么样子的？你最想知道关于沙子的什么？”鼓励学生自由提问。教师将学生的问题关键词（如“为什么是散的？”“能不能粘起来？”“怕不怕水？”）记录在班级大记录表的“我们的问题”栏中。

        学生活动：

          观看视频，联系生活经验。积极回答教师提问，大胆提出自己关于沙子的疑问。

        设计意图：

          通过多场景视频冲击，快速聚焦主题，激发探究兴趣。封闭式观察（不打开袋子）制造认知冲突，引导学生从“无目的玩”转向“有目的看”。记录学生原初问题，尊重其认知起点，使教学真正从学生的问题出发。

      （二）探究活动一：微观下的沙粒（预计时间：15分钟）

        教师活动：

          1.发布任务一：“沙粒侦察兵”。“现在，我们可以请沙子出来做客了。每个小组会分到一些沙子和工具。你们的第一个任务是：像侦察兵一样，仔细‘侦察’一粒沙、一堆沙，看看你能发现什么？”

          2.指导观察方法：示范并讲解。

            （1）看：将少量沙子倒在白色卡纸上，先用肉眼看看颜色、样子。再使用放大镜，对准一粒沙子，调整距离，看看它像什么？（晶莹的宝石？小石头？）

            （2）摸：用手指轻轻地捻一捻沙粒，感觉是粗糙还是光滑？抓一把沙子，让它们从指缝慢慢流下，感觉怎样？

            （3）闻：凑近轻轻地扇闻气味（强调安全，不直接吸入）。

            （4）记录：在活动手册的“沙粒侦察报告”中，用画图的方式画出你看到的一粒沙的样子，并可以选用教师提供的“词语宝库”（如：黄色、棕色、细小、粗糙、闪闪发亮、颗粒状……）来贴一贴或写一写。

          3.巡视与支持：巡回指导，重点关注学生使用放大镜的方法是否正确，是否尝试从不同角度观察，鼓励他们用丰富的语言描述自己的发现。引导学生关注“一粒一粒”、“大大小小”、“形状不一样”等颗粒特征。

        学生活动：

          以小组为单位，领取材料。按照指导，运用多种感官有序观察。个别观察与小组交流相结合，完成“沙粒侦察报告”。

        设计意图：

          将感官观察方法具体化、程序化，培养系统观察的习惯。使用白色卡纸作为背景，增强对比，便于观察。放大镜的使用将学生的视野引向微观，震撼于“一粒沙的世界”，为理解“颗粒性”奠定感性基础。图画与词语结合的记录方式，符合一年级学生的表达水平。

      （三）探究活动二：干沙的“流水”舞（预计时间：12分钟）

        教师活动：

          1.承接发现，引出问题：“刚才很多同学都发现，沙子抓起来会从指缝流走，像水一样。它真的像水一样能流动吗？怎么证明？”

          2.发布任务二：“流动挑战赛”。提供漏斗和直筒杯。“试试看，让沙子通过漏斗流进杯子，你能让它流成一条不断的线吗？和水的流动有什么不一样？”

          3.引导对比与思考：在学生操作后，组织分享。

            提问：“沙子流动顺畅吗？什么时候会卡住？”（颗粒大小、漏斗口大小）

            “沙子流出的‘线’和倒水时的‘线’看起来一样吗？”（沙子是断续的颗粒流，水是连续的水柱）

            “这说明了沙子和水有什么不同？”（沙子是一粒一粒的固体颗粒，水是连续的液体）

          4.小结提升：“干干的沙子，是由无数颗小颗粒组成的，它们之间不能像水分子那样紧密连接，所以可以滑动、流动，我们把这个特性叫做‘流动性’。但因为它是颗粒，流动时会碰撞、会堆积，和水不一样。”

        学生活动：

          进行漏斗倒沙实验，尝试控制流速，观察沙流形态。与生活经验中水的流动进行对比思考。积极参与讨论，表达自己的观点。

        设计意图：

          通过工具（漏斗）介入，将无形的感受（流走）转化为可观察、可控制的现象。与水的类比与对比，是重要的科学思维方法，帮助学生初步区分固体颗粒流与液体流的差异，深化对“颗粒物质”流动性特点的理解。

      （四）课堂小结与悬念设置（预计时间：5分钟）

        教师活动：

          1.引导学生回顾本节课的两个重要发现：沙子是许多小颗粒组成的；干沙有流动性，但和水的流动不同。

          2.指向班级记录表上学生提出的“能不能粘起来”的问题：“我们发现干沙是散的，那沙滩上的沙堡是怎么建起来的呢？艺术家那些漂亮的沙雕又是怎么做的？难道他们用的沙子和我们的不一样？”

          3.“秘密就藏在下一节课。请大家今晚想一想，猜一猜：怎样才能让沙子听话地粘在一起，塑造成型？”宣布下课，指导学生按小组有序整理器材，清洁双手。

        学生活动：

          回顾学习收获。对新的问题产生好奇和猜想。养成良好的整理与卫生习惯。

        设计意图：

          总结本课核心概念，形成阶段性认知。利用认知冲突（干沙散vs沙堡固）制造悬念，为第二课时的探究埋下伏笔，保持探究的连续性。

    第二课时：沙的变身——水与沙的魔法

      （一）回顾旧知，引入新探（预计时间：5分钟）

        教师活动：

          1.快速展示上节课的班级记录表和部分学生的“沙粒侦察报告”。

          2.提问：“上节课我们发现，干沙像什么？”（很多小颗粒，会流动但会散开）“它有一个烦恼：它很想和朋友们紧紧抱在一起，堆成城堡、捏成小动物，可是做不到。谁能帮帮它？”

          3.接纳学生的猜想（水、胶水等），聚焦到“水”。“水真的有这样的魔法吗？让我们用实验来验证。”

        学生活动：

          回忆并复述干沙特性。根据生活经验或预习进行合理猜想。

        设计意图：

          温故知新，建立两课时的逻辑关联。将科学问题拟人化，激发学生解决问题的代入感。聚焦核心变量——水，明确本课探究方向。

      （二）探究活动三：水来帮忙，沙子“变身”（预计时间：20分钟）

        教师活动：

          1.发布任务三：“沙子找朋友”。分步指导实验：

            （1）第一步：少量加水。每组取一份干沙，用喷壶非常缓慢地喷洒少量水（约5-10下），同时用铲子或手轻轻搅拌。观察沙子变化：“摸起来感觉和干沙有什么不同？还能轻松流动吗？”

            （2）第二步：适量加水。继续边喷水边搅拌，直到沙子可以捏成团，且在手中挤压不会散开，也不会渗出太多水分为宜。“现在，你能用手捏出一个球吗？能在地上摔打一下还不散吗？”

            （3）第三步：尝试塑形。提供简单模具（如心形、星形），让学生尝试将湿沙压入模具，然后小心脱模。“成功了吗？形状能保持住吗？”

          2.引导对比观察与记录：指导学生将干沙与湿沙的特性对比，记录在活动手册的“干湿沙对比表”中（采用打勾、画表情或简单绘图方式）。

          3.渗透科学思维：提问：“是所有的水都能让沙子粘起来吗？如果我们加的不是水，是油或者牛奶，会怎样？”（拓展思考，不要求实验）“水是跑到沙粒里面去了，还是挂在它们表面？”引导学生理解水在沙粒间起到了“桥梁”般的连接作用。

        学生活动：

          小组合作，严格按照步骤进行加水实验。亲身感受沙子从松散到粘合再到可塑的过程变化。尝试用模具塑造简单形状。完成对比记录表。

        设计意图：

          这是一个受控对比实验的雏形。分步骤操作，确保所有学生都能观察到沙子状态随水量增加的连续变化过程。亲手捏、摔、塑形，获得关于湿沙“粘性”和“可塑性”的直接体验。记录表帮助学生梳理信息，强化对比认知。

      （三）探究活动四：沙堡工程师（预计时间：15分钟）

        教师活动：

          1.发布终极挑战任务：“沙堡工程师”。“现在，你们掌握了让沙子听话的秘密。请以小组为单位，利用你们准备好的湿沙和提供的工具、装饰物，合作设计并建造一座最稳固、最有创意的‘沙堡’或沙雕作品。时间10分钟。”

          2.明确工程要求：①底座稳固；②有一定高度；③造型有创意（可借助工具或装饰）。

          3.提供工程思维支持：在挑战前，简短讨论：“建高塔，底座大一点好还是小一点好？怎么拍打沙子更结实？怎么防止倒塌？”

          4.巡视与支持：观察各小组合作情况，适时提醒安全使用工具，鼓励遇到倒塌等问题时讨论原因、调整策略。

        学生活动：

          小组进行头脑风暴，确定建造方案。分工合作（如有人运沙、有人塑形、有人装饰），运用所学知识（湿沙的可塑性、压实技巧）完成沙堡建造。

        设计意图：

          将科学知识应用于简单的工程技术项目，实现STEM整合。任务具有开放性和挑战性，促进学生综合运用知识、动手实践、解决问题和团队协作。建造过程是对湿沙特性的深度应用与检验。

      （四）成果展示、评价与拓展（预计时间：15分钟）

        教师活动：

          1.“沙堡博览会”：各小组派代表展示作品，介绍设计思路和建造过程中克服的困难。

          2.多维度评价：组织学生根据“稳固之星”、“创意之星”、“合作之星”等维度进行互评（贴星星贴纸）。教师结合过程观察进行点评，重点表扬运用科学原理（如“他们知道把底座压实、弄宽，所以很稳”）、坚持改进、友好合作的行为。

          3.深化探究与拓展：

            （1）溶解性探究：提问：“如果我们把一勺沙子放进一杯水里，搅拌后静置，会发生什么？”现场演示或播放高清慢镜头视频，展示沙子沉底、水依然清澈的现象，得出“沙子不溶解于水”的结论。

            （2）联系生活与环保：展示因过度采沙导致河床破坏、海岸侵蚀的图片。“沙子是宝贵的自然资源，是许多动植物的家园。我们玩沙要选择合适的地方（沙池），不破坏自然沙源。美丽的沙雕节后，作品也会自然回归。我们要做爱护环境的小卫士。”

            （3）课后探索建议：鼓励学生回家尝试：用面粉或盐代替沙子，加水后能捏成型吗？和沙子有什么不同？阅读关于沙漏、沙画艺术的绘本或资料。

          4.全课总结：师生共同总结沙子的主要特性（颗粒组成、干沙流动性、湿沙可塑性、不溶于水），并强调水改变了沙子的状态。将班级记录表补充完整，形成完整的探究故事线。

        学生活动：

          自豪地展示小组作品，认真倾听同伴介绍，积极参与评价。观察溶解实验，理解沙子不溶于水的性质。倾听环保教育，树立正确观念。记录或思考课后拓展任务。

        设计意图：

          展示与评价环节提升学生的表达能力和欣赏水平，将学习成果可视化、共享化。评价导向过程与素养，而非单纯作品精美度。拓展环节将认知引向更深的科学概念（溶解性）和更广的社会责任（环保），体现科学教育的完整价值。课后探索将探究延伸至家庭，保持科学兴趣的持续性。

  六、板书设计（动态生成式）

    （主标题）玩转沙世界——发现颗粒的秘密

    （左侧）我们的问题：（随堂记录学生提出的关键词）

    （中间）我们的发现：

      干沙：

        颗粒组成（图示：放大镜下的沙粒）

        流动性（图示：漏斗流沙）

        散，不易塑形

    （右侧）湿沙：（第二课时补充）

        加水后……

        有粘性（图示：水桥连接沙粒）

        可塑性（图示：沙堡）

        能塑形

    （底部）小科学家提醒：

      仔细看，认真记，大胆猜，动手试。

      合作好，爱整理，惜沙粒，护环境。

  七、教学评价设计

    （一）过程性评价

      1.观察评价：教师通过巡视，记录学生在探究活动中是否积极投入、能否规范使用工具、是否尝试运用多种感官观察、小组合作是否有效、遇到困难时的态度等。使用简易检核表进行记录。

      2.作品评价：“沙粒侦察报告”、“干湿沙对比表”的完成质量，反映学生的观察细致度、记录能力。“沙堡”作品及其介绍，反映知识应用能力、实践创造力和合作水平。

      3.言语评价：课堂问答、小组讨论、成果汇报中的表达，评价其科学思维的清晰度和语言组织能力。

    （二）总结性评价（课后小任务）

      设计一份简单的“课后探秘卡”，包含选择题和图画题。如：

      1.干沙子能从指缝流走，是因为它（）。

        A.是湿的B.有很多小颗粒C.很轻

      2.想让沙子堆成城堡，需要（）。

        A.加胶水B.加水C.用力压

      3.请画一画：你用了什么方法，让湿沙城堡更牢固？（可以用图画表示，如：拍实、做宽底座等）

  八、教学反思与改进预设（教师用）

    本设计以“玩”为外显形式，以“结构化的科学探究”为内核，力求在充分尊重一年级学生天性的同时，引导其经历有深度的科学学习。成功的关键在于：情境是否真正点燃兴趣；材料与工具是否支持有效的发现；教师的提问与指导是否精准地支架了学生的思维攀升。

    可能出现的问题及对策：

      1.安全与卫生管理：预设学生可能扬沙、将沙放入口鼻。对策：课前明确安全公约，使用“安全小卫士”角色监督；选用颗粒较大、清洁的河沙或专用儿童沙；准备充足的湿毛巾和洗手设施。

      2.探究过程混乱：学生可能急于操作，忽略观察步骤。对策：采用“任务卡”分步发布；使用可视化计时工具（如沙漏）控制各环节时间；培养小组长协助管理。

      3.认知差异：部分学生可能很快理解，部分则停留于表面玩耍。对策：设计分层挑战任务（如基础观察、进阶对比、创意工程）；在小组内安排差异化角色；教师进行个别化指导。

      4.时间控制：“沙堡工程师”环节可能超时。对策：严格控制核心建造时间，将精细装饰作为可选或课后延续活动。

      5.概念建构困难：“颗粒性”、“流动性”等术语的理解。对策：不强求术语记忆，而是通过反复的体验、形象的比喻（如“沙粒像小小运动员在滑梯上跑”、“水像小手拉住沙粒”）和对比（沙流vs水流）来帮助理解。

      本教学设计是一个动态框架，在实际教学中需根据学生的即时反应和生成性问题灵活调整，始终以促进学生科学素养的切实发展为最终旨归。

  九、差异化指导建议

    1.对探究能力较强的学生：

      鼓励其设计更复杂的对比实验，如：“如果加不同量的水，沙子的粘性有什么变化？”；“尝试用沙子、石子、泥土混合，看看哪种材料塑形最好？”。在“沙堡工程师”环节，可挑战更高难度、更多细节的造型，或尝试不使用模具进行自由创作。引导他们阅读更详细的关于沙丘形成、沙岩等拓展资料。

    2.对需要更多支持的学生：

      提供更细致的操作步骤图解，采用“一对一”或“一对二”的伙伴协助制。在观察时，教师或同伴可以引导提问：“你看这一粒是什么颜色？和旁边那粒一样吗？”在记录时，提供更多可选择的贴纸或词语卡片。在建造沙堡时，可以从制作简单的沙饼、沙球开始，逐步建立信心。

    3.对感官或行动不便的学生：

      确保活动区域无障碍。提供不同纹理的样本（如更粗糙的建筑沙、更细腻的海沙）供触摸感受。允许并鼓励其使用适应性的工具（如带手柄的模具、固定的观察盘）。重视其通过语言描述、指挥同伴操作或使用电子设备辅助记录等方式参与探究过程，肯定其思考的价值。

  十、家庭与社区延伸活动建议

    1.家庭实验室：发放“家庭探究锦囊”，建议家长与孩子一起：探索厨房里的“颗粒”（盐、糖、面粉、小米），比较它们与沙子的异同；制作一个简易沙漏（两个矿泉水瓶对接）；寻找家中哪些物品利用了沙子的特性（