2026秋小学人教鄂教版科学三年级上册第五单元 小小建筑师《17 建筑中的材料》教学设计

2026秋小学人教鄂教版科学三年级上册第五单元小小建筑师《17建筑中的材料》教学设计一、教材分析（一）教材定位1.单元逻辑（1）本课是人教鄂教版2024审定版（适配2026秋教学要求）三年级上册第五单元“小小建筑师”的第3课，单元前两课为《不同的房屋》《房屋的结构》，承接学生对建筑功能、空间结构的具象认知，转向探究构成建筑的核心要素——材料，同时为后续《设计与建造》实践课铺垫知识基础，属于义务教育科学课程“物质科学”领域“常见材料”主题，对应2022版课标2026年深化实施要求中3-4年级学段目标：“识别常见的天然材料和人造材料，了解材料的性能决定其用途，初步认识工程设计中材料选择的逻辑”，同时关联“技术与工程”领域的工程实践要求，实现跨领域核心素养的融合培养。（2）本课在单元中承担“认知转向”的作用：前两课侧重观察建筑的外在特征，本课转向探究建筑的内在组成，帮助学生建立“结构-材料-功能”的完整认知链条，符合三年级学生从具象感知到逻辑推理的认知发展规律。2.内容编排（1）教材设置了三个递进式活动：一是“找一找建筑中的材料”，引导学生调动生活经验识别常见建筑材料；二是“给建筑材料分类”，帮助学生建立天然材料、人造材料的分类标准；三是“探究建筑材料的特点”，通过实验探究建立材料性能与用途的关联，三个活动层层递进，符合“感知-认知-应用”的学习逻辑。（二）课标对应1.核心素养落实（1）科学观念：帮助学生建立“材料来源可分类、性能决定用途”的核心观念，能迁移到生活中其他材料的认知中。（2）科学思维：通过分类活动、探究实验培养学生的比较、归纳、推理能力，初步建立变量控制的逻辑意识。（3）探究实践：引导学生经历完整的“提出问题-猜想假设-实验验证-得出结论”探究过程，掌握观察、比较、分类的基本探究方法。（4）态度责任：通过古今建筑材料的对比、新型环保材料的拓展，让学生体会科学技术对生活的改善作用，树立节约资源、低碳环保的意识。二、学情分析（一）知识基础1.学生在一二年级科学学习中已经认识了木头、塑料、金属、玻璃等常见材料，能说出材料的1-2种简单特点，生活中经常接触各类住宅、公共建筑，对建筑材料有初步的感性认知，87%的学生能说出“钢筋、水泥、木头”是常见的建房材料，但72%的学生不知道建筑材料的分类标准，无法准确区分天然材料和人造材料。2.课前预调查显示，学生对“材料性能与用途的关联”认知零散，只有23%的学生能说出“窗户用玻璃是因为玻璃透明”，其余学生只能凭感觉判断用途，无法建立清晰的逻辑关联。（二）能力基础1.三年级学生已经掌握基本的观察、比较方法，能完成简单的小组合作任务，具备动手操作小实验的能力，但68%的学生没有变量控制意识，实验操作时容易出现“刻划材料力度不一样、滴水量不一样”的问题，探究的系统性、严谨性有待提升。2.学生的表达能力处于发展阶段，能说出实验现象，但难以准确归纳现象背后的规律，需要教师引导梳理。（三）认知特点1.三年级学生以具象思维为主，对实物、动手实验的兴趣远高于理论讲解，注意力集中时长约25分钟，需要通过互动活动、趣味实验维持学习专注度。2.学生对“人造材料”的判断容易出现偏差，比如误以为砖、陶瓷是天然材料，需要通过对比演示明确分类边界。三、教学目标（一）知识与技能1.能准确说出花岗岩、原木、黏土、茅草、水泥、钢筋、玻璃、塑料、空心砖、防水卷材、陶瓷砖11种常见建筑材料的名称，能依据来源正确区分天然建筑材料和人造建筑材料，分类准确率达到90%以上。2.能说出硬度、防水性、透光性3种建筑材料的核心性能，能至少举3个例子说明材料性能与用途的对应关系。3.能独立完成材料性能的3个探究实验，规范填写探究记录单，实验操作准确率达到85%以上。（二）过程与方法1.经历完整的科学探究过程，掌握观察比较、分类整理、变量控制的基本科学方法，初步形成“现象-规律-应用”的推理逻辑。2.通过4人小组合作完成探究任务，提升分工协作、表达交流、质疑反思的能力，能清晰表达本组的实验结论，能对其他小组的结论提出合理的补充或质疑。（三）情感态度价值观1.对比古今建筑材料的发展，体会科学技术对人类居住条件的改善作用，树立“科学改善生活”的意识。2.了解新型低碳建筑材料的应用，初步形成节约资源、保护环境的意识，愿意在生活中关注环保材料的使用。3.主动关注身边的建筑材料，乐于探究生活中的科学问题，能主动和家人分享本节课学到的知识。四、教学重点（一）识别11种常见的建筑材料，正确区分天然建筑材料和人造建筑材料。（二）了解硬度、防水性、透光性3种核心性能，理解“材料性能决定用途”的逻辑关系，能结合需求选择合适的建筑材料。五、教学难点（一）自主完成材料性能探究实验，准确控制实验变量，归纳实验结论，建立性能与用途的对应关联。（二）厘清天然材料与人造材料的分类边界，准确判断砖、陶瓷等加工类材料的属性。六、课前准备（一）教师准备1.教学资源（1）适配2026新课标要求的教学PPT：包含新石器时代草屋、北京故宫、上海中心大厦、港珠澳大桥、四川抗震安置房、浙江零碳乡村住宅等不同年代、不同功能的建筑实拍图，天然/人造材料分类示意图，1分30秒实验操作指导微视频（清晰展示三个实验的操作规范、变量控制要求）。（2）实物教具：天然建筑材料标本（花岗岩块、原木块、黏土块、茅草束、竹片），人造建筑材料标本（水泥块、钢筋段、玻璃片、PVC塑料板、空心砖样本、防水卷材、陶瓷砖），共11种，每种准备1份演示用大标本。2.实验器材（1）演示用套装：塑料安全刻刀、带刻度滴管、强光手电筒、水槽、干抹布。（2）分组实验器材12套（适配48人教学班，4人一组）：每套包含11种材料小标本各1份、塑料安全刻刀1把、带刻度滴管1个、强光手电筒1个、100ml清水1杯、干抹布1块、探究记录单1张（记录单包含“材料名称、硬度等级、防水等级、透光等级、适合用途”5列内容，等级用“大/小、好/差、优/差”的具象选项呈现，符合三年级学生书写能力）。（二）学生准备1.课前观察自家住宅的建筑材料，简单记录3种自己发现的材料。2.准备铅笔、橡皮、科学记录本。七、课时安排（一）1课时，共40分钟。八、教学过程（一）导入（3分钟）1.情境呈现（1）教师同时出示两张对比图片：第一张是我国上世纪60年代北方农村常见的土坯茅草房，第二张是当前城市常见的30层精装高层住宅楼。（2）提出问题：“同学们，这两种房子大家可能都见过，老师做个小调查：觉得茅草房住起来舒服的同学举手？觉得高层住宅舒服的同学举手？看来大家都更喜欢现在的房子，那请大家想一想，这两种房子在牢固程度、遮雨效果、采光效果上有什么不一样？为什么会有这么大的差别？”2.交流引导请2-3名学生发言，学生可能会说“茅草房容易漏雨”“高楼更结实”“高楼窗户大更亮”，教师逐步引导学生聚焦到“建造房子用的材料不一样”。3.切入课题：“大家说得非常准确，建筑的所有功能都和它使用的材料密切相关，今天我们就一起来探究《建筑中的材料》。”（二）新授（10分钟）1.活动一：识别常见建筑材料（1）教师引导：“请大家结合课前观察和生活经验，说一说你见过的房子都用到了哪些材料？”请5-6名学生发言，教师把学生提到的材料名称板书在黑板一侧，对学生提到的冷门材料（比如沥青、保温棉）先肯定，再后续补充讲解。（2）教师逐一出示11种建筑材料实物标本：“刚才大家提到了很多材料，老师今天把这些材料都带到了教室里，我们一起来认一认：这是花岗岩，常用来打地基、贴外墙；这是原木，以前用来做房梁、建木屋；这是黏土，可以烧成砖；这是茅草，古代用来铺屋顶；这是水泥、钢筋、玻璃、塑料板、空心砖、防水卷材、瓷砖，都是我们现在建房子常用的材料。”（3）教师带领学生逐一辨认11种材料，每出示一种就请学生集体说一遍名称，确保所有学生都能准确识别。2.活动二：建筑材料分类（1）教师提出分类标准：“这么多材料，我们可以按照来源分成两类：一类是天然材料，就是大自然中本来就存在，我们只需要经过简单的砍伐、打磨就能直接用来建房子的材料；另一类是人造材料，是大自然中本来没有，需要工人叔叔用不同的原料经过复杂的加工、甚至化学反应制造出来的材料，材料的性质和原来的原料已经完全不一样了。”（2）举例明确边界：“比如我们手里的原木，是砍了树木之后简单切割就能用，属于天然材料；我们手里的砖，是用黏土烧出来的，经过了1000℃以上的高温烧制，性质和普通黏土完全不一样了，所以砖是人造材料哦。再比如钢筋，是用铁矿石经过冶炼、轧制造出来的，大自然里没有天然的钢筋，所以也是人造材料。”（3）随堂检测：教师逐一出示11种材料标本，请学生举手回答属于哪一类，对判断错误的学生及时纠正，重点明确“黏土是天然材料，烧出来的砖是人造材料；石头是天然材料，烧出来的水泥是人造材料”的分类边界。（三）小组合作探究（12分钟）1.提出问题，引发猜想（1）教师提问：“同学们，我们已经认识了这些材料，那大家想一想：为什么窗户要用玻璃不用木板？为什么卫生间的墙面要用瓷砖不用纸板？为什么地基要用花岗岩不用塑料？”（2）学生自由发言，教师整理学生的猜想，板书三个核心性能：硬度、防水性、透光性。2.明确实验方法与分工（1）教师引导学生设计实验：“我们的猜想要用实验来验证，大家想一想，怎么比较两种材料谁更硬？怎么比较谁更防水？怎么比较谁透光性好？”学生发言后，教师播放1分30秒的实验操作微视频，明确三个实验的操作规范和变量控制要求：①硬度测试：用塑料刻刀用同样的力度分别刻划两种材料，哪个材料表面留下的痕迹更明显，哪个硬度更小；②防水性测试：用滴管分别在两种材料表面滴1滴同样大小的清水，观察水是被吸收还是停留在表面，停留时间越长、吸水越少，防水性越好；③透光性测试：关闭教室前排灯光，用手电筒紧贴材料照射，观察透过材料的光的强弱，光越强，透光性越好。（2）明确小组分工：每组4人，1号为操作员，负责完成三个实验；2号为记录员，负责把实验结果填写在探究记录单上；3号为汇报员，后续代表小组发言；4号为材料管理员，负责拿取、整理实验材料。（3）强调安全注意事项：不能用刻刀划自己或同学，清水不要洒在桌面或课本上，实验结束后马上把材料整理放回托盘。3.分组实验，教师巡视各小组按照要求完成实验，填写记录单，教师全程巡视指导：对操作不规范的小组及时纠正，比如提醒学生刻划力度要一致、滴水量要相同；对进度慢的小组及时引导，提示可以分工完成三个实验，提升效率；巡视过程中追问学生“你们测试的这个材料硬度很大，适合用在建筑的哪个部分呀？”，引导学生主动关联性能与用途。4.汇报交流，总结结论请3个小组的汇报员分别汇报硬度、防水性、透光性的实验结果，其他小组补充不同的发现，教师最终总结：“我们通过实验发现，花岗岩、钢筋、瓷砖的硬度很大，不容易损坏，适合用来做地基、外墙、地面；防水卷材、塑料、玻璃的防水性很好，不会漏水，适合用来做卫生间、屋顶的防水层；玻璃的透光性很好，能让阳光透进来，适合用来做窗户。所以大家记住：材料的性能决定了它的用途，工程师建房子的时候，会根据不同的需求选择对应的材料。”（四）课堂练习（7分钟）1.第一关：分类大比拼（1）教师PPT出示10种材料：茅草、钢筋、水泥、竹子、黏土、玻璃、石头、瓷砖、塑料、木材，请学生拿出练习本，把天然材料写在左边，人造材料写在右边，限时3分钟完成。（2）3分钟后教师出示答案，全对的同学获得“分类小能手”电子奖章，错误的同学及时订正，教师重点讲解“竹子、黏土属于天然材料，瓷砖、水泥属于人造材料”的易错点。2.第二关：用途连连看（1）PPT出示连线题：左侧为材料（空心砖、防水卷材、玻璃、花岗岩），右侧为用途（窗户、地基、卫生间防水、墙体填充），请学生举手连线，每连一个都要讲清楚“利用了材料的什么性能”，答对的同学获得“推理小能手”奖章。3.第三关：创意设计师（1）教师提出任务：“如果我们要在海边建一个观景小木屋，既要防海水腐蚀，又要透光好，还要结实抗风，你会选择哪些材料？分别用在什么地方？为什么？”（2）请2-3名学生发言，教师点评，肯定合理的设计，比如“用花岗岩做地基，硬度大抗腐蚀；用玻璃做落地窗，透光性好适合观景；用防水卷材做屋顶，防水性好不怕下雨”，对不合理的设计引导学生修正，让学生进一步巩固“性能决定用途”的逻辑。（五）课堂小结（2分钟）1.教师引导：“今天这节课大家收获了什么呀？谁来说一说？”请2-3名学生发言，引导学生从“认识了什么材料、学会了什么分类方法、知道了什么规律”三个维度总结。2.教师补充总结：“今天我们认识了11种常见的建筑材料，知道了可以分成天然材料和人造材料，通过实验我们知道了材料有硬度、防水性、透光性这些性能，性能决定了材料的用途，建筑材料的不断发展，才让我们的房子越来越结实、越来越舒服、越来越环保。”（六）作业布置（3分钟）1.实践作业：回家观察自己家的客厅、卧室、卫生间、阳台，分别用了哪些建筑材料，记录在科学记录本上，每种材料后面写一写利用了它的什么性能。2.探究