5.17 认识矿物（教学设计）-四年级科学上册同步精品课堂（苏教版）

17.认识矿物（教学教案） 四年级科学上册同步精品课堂（苏教版） 核心素养 科学观念：※知道矿物是构成岩石的“积木”，能举例说明矿物有哪些特征。 科学思维：※能对矿物粉末的颜色、晶体形状、光泽、透明度和硬度进行细致观察与描述，并能认真记录。 探究实践：※提升对矿物观察研究的兴趣，体验到认真观察和细致描述的重要性。 态度责任：※会观察与描述矿物粉末的颜色、晶体形状、光泽、透明度和硬度等特征。重点 ※能准确描述不同矿物的晶体形状、光泽和透明度。难点 教学内容 本课为《岩石与矿物》单元第二课，旨在帮助学生在认识岩石基本特征的基础上，知道岩石由矿物组成，观察、描述不同矿物的外部特征，初步形成科学观察、细致描述矿物性质的能力。 本课教学内容包括两个活动：活动一，认识岩石由矿物组成。首先认识矿物的共同特征，观察黄铁矿、黄金矿、石英三种矿物，发现它们不同于常见岩石，如成分比较集中，有一定的晶体形状等。然后，通过阅读花岗岩的矿物组成资料认识岩石由矿物组成。岩石中每种颜色的颗粒代表一种矿物，不同矿物使岩石呈现出不同的颜色。活动二，用多种方法观察、描述矿物的性质。学生将学会使用合适的工具和方法观察矿物外部特征，也将学会科学描述矿物外部特征的语言。主要观察方法包括：将矿物用力在白砂纸上划过，观察矿物粉末颜色；用放大镜观察矿物中的晶体结构；用已知材料的光泽与矿物光泽作类比；用手电筒（或激光笔）照射矿物， 鉴别透明度；用不同硬度的物品在矿物表面刻划，鉴别硬度。每一种观察活动中都选用结构性强、识别度高的矿物，以便于学生比较、鉴别、描述矿物的不同特征，建立起认识矿物不同外部特征的程序性知识。 教学准备 教师材料：教学PPT及配套视频。 学生分组材料：白砂纸（或白色无釉瓷板）、放大镜、光泽描述卡、手电筒（或激光笔）、铜钥匙、小刀、玻璃、各种有标签的矿物（石墨、赤铁矿、石膏、黑云母等）、矿物卡（备用）。 教学过程 活动一 这些矿物有哪些不同于岩石的特征？ 1.观察黄铁矿、黄金矿和石英三种矿物。 黄铁矿 ：因其浅黄铜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。 黄金矿 ：含有金元素或金化合物的矿石。纯金为金黄色，具有耀眼的光泽，含有杂质时其颜色可相应变化。天然良好晶形极为少见，常呈不规则粒状、团块状、片状、纤维状等。 石英 ：石英是由二氧化硅组成的矿物，主要造岩矿物之一，无色透明，含有少量杂质后常变为半透明或不透明的晶体，质地坚硬。常见带尖顶的六方柱状晶体或晶簇。广泛用于玻璃、陶瓷、耐火材料、冶金、铸造、化工等工业。 2.观察花岗岩中的矿物。 矿物使岩石呈现出不同的颜色，如花岗岩中每种颜色的颗粒代表一种矿物。 （1）观察花岗岩颗粒。 观察方法：准备些花岗岩标本，用放大镜仔细观察它们的颗粒大小、颜色和形态等。 观察记录： 观察对象 颗粒特征 第一种颗粒 颜色较淡，带红或黄色调，近似柱状或板状 第二种颗粒 无色透明、闪闪发光（或灰白色），没有规则的形状 第三种颗粒 白色或黑色片状 观察分析：通过观察，我们发现花岗岩内含有三种颗粒，这说明花岗岩是由三种不同的矿物组成的。 观察结果：自然界里的花岗岩是多种多样的，但这些花岗岩通常都由三种不同形态、颜色的颗粒组成。 （2）辨别花岗岩颗粒。 观察方法：用放大镜观察石英、长石和黑云母标本，记录其特征。把花岗岩中的颗粒分别与这三种矿物进行比较、辨别。 观察记录： 花岗岩和石英、长石、黑云母特征的观察比较记录 矿物名称 矿物特征 花岗岩中类似颗粒的特征 石英 无色透明，含有少量杂质后常变为半透明或不透明（灰白色）的晶体，质地坚硬。常见带尖顶的六方柱状晶体或晶簇 无色透明（或灰白色）、闪闪发光，没有规则的形状 长石 长石在地壳中含量高达60%，是几乎所有火成岩的主要矿物成分。它们都具有玻璃光泽，本身应该是无色透明的，之所以有色或不完全透明，是因为含有其他杂质。晶体形状有些呈块状，有些呈板状，有些呈柱状或针状等 颜色较淡，带红或黄色调（肉红色），近似柱状或板状 黑云母 黑云母是花岗岩中最常见的镁铁质矿物之一，颜色从黑到褐、红、绿都有，具有玻璃光泽，形状为板状或柱状。黑云母被广泛用在真石漆等装饰涂料中，黑云母细片也常用作建筑材料填充物 白色或黑色片状 观察结果：花岗岩中不同的颗粒代表不同的矿物，花岗岩主要是由石英、长石和黑云母三种矿物组成的。 设计意图： 在《常见的岩石》一课，学生已经对岩石的分布及岩石的外部特征有了一定的认识。此活动聚焦岩石中的矿物成分，从区别和联系两个方面来帮助学生认识矿物和岩石的关系，进一步深化学生对岩石的认识。 通过观察三种较典型的矿石，学生初步发现矿物区别于岩石的共同特征：成分集中，颜色单一，有相似的晶体形状等。借助剖析花岗岩的矿物组成，认识到岩石中每一种颜色代表一种矿物成分，从而帮助学生建立矿物组成岩石的概念，岩石是由一种或多种矿物组成的。这样的安排符合学生的认知特点，关注思维活动，有利于认知结构的形成。 活动二 用不同的方法观察，描述矿物的特征 1.矿物的颜色。 颜色是最容易观察到的矿物的特征，也是辨认矿物的重要依据之一。在不同的地质条件下所生成的同一种矿物，往往在颜色上也有所差别。如闪锌矿，若其形成温度较高，则含铁质较多，它的颜色容易呈现黑色或褐黑色；若其形成温度不高，则含铁质较少，它的颜色容易呈现较浅的黄色、褐黄色。有些矿物具有多种色彩，有些不同的矿物却具有相同的色彩。 我们描述矿物的颜色时，一般用标准色谱（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）来描述；为了区别同种颜色，加上深浅、浓淡等词，如深红、浅绿等如果矿物不只是一种颜色，那么可用双重的颜色表示，如橙黄、紫红等，后者为主要颜色；此外，也可以用形象的实物比喻，如柠檬黄、橘红等。 2.观察矿物粉末的颜色。 实验材料：石墨标本、赤铁矿标本、白砂纸。 实验步骤：（1）用石墨标本在白砂纸上刻划，观察石墨标本在白砂纸上留下的粉末的颜色。 （2）用赤铁矿标本在白砂纸上刻划，观察赤铁矿在白砂纸上留下的粉末的颜色。 实验记录： 对矿物粉末颜色的观察记录 矿物名称 石墨 赤铁矿 矿物粉末的颜色 黑色或灰黑色 棕红色或褐红色 实验分析：在本实验中矿物粉末颜色是指矿物在白砂纸上刻划时留下的粉末的颜色。矿物粉末的颜色可能与其本身的颜色一致，也可能不一致。如石墨粉末的颜色是黑色或灰黑色，赤铁矿粉末的颜色是棕红色或褐红色。这是因为： （1）矿物的颜色有时与所含的杂质有关，所含的杂质不同，呈现出的颜色也不同；（2）矿物外表颜色容易受光线等因素的影响而发生变化，但粉末的颜色是固定不变的；（3）同种矿物虽然可以呈现不同的颜色，但粉末的颜色一定是相同的，比如赤铁矿的颜色有黑、红、褐等，但它们粉末的颜色都是棕红色或褐红色。矿物粉末的颜色可以消除假色，减弱他色，因此要比矿物颜色稳定得多，所以矿物粉末的颜色是鉴定矿物的重要标志之一。 实验结论：石墨在白砂纸上的粉末的颜色是黑色，它是制造铅笔芯的主要原料；赤铁矿在白砂纸上的粉末的颜色是棕红色或褐红色。 3.观察矿物晶体的形状。 （1）矿物的形状。 有些矿物有着特殊规则的几何形状，它们都是矿物的晶体，很容易区分它们。自然界中绝大部分矿物都是晶体，矿物晶体的几何形体往往是鉴别矿物的重要特征。比如有长方体、正方体锥体菱状体等。对于不具有规则几何形状的，我们可以观察它的结构，如整块矿物是由粒状晶体组成的，可以叫粒状；有些矿物由疏松的粉末组成，用放大镜都不能看出晶体结构，可以叫土状；有些矿物的形状可以用自然界存在的物体形状进行描述，如鱼子状、葡萄状等，这些都是描述矿物形状的词语。 （2）观察矿石的形状。 实验方法：用放大镜仔细观察石英、萤石，用语言描述它们的晶体形状。 实验材料：石英标本、萤石标本。 实验记录： 对矿物晶体形状的观察记录 矿物名称 石英 萤石 矿物的晶体形状 带尖顶的正六棱柱 八面体或立方体，并呈粒状、块状集合体 实验分析：自然界中的矿物形态是多种多样的，我们见到的矿物更多的是不规则的块状。同一种矿物的晶体有时会具有不同的形状。这是由矿物生成的环境、条件不同造成的。如石英的晶体应该是带尖顶的正六棱柱状的，但花岗岩中的石英，由于结晶晚于云母和长石，剩下的空间不够，因此往往不能形成正六棱柱状。 实验结论：石英的晶体形状是带尖顶的正六棱柱，萤石的晶体形状是八面体和立方体。 4.观察矿物断口处的光泽。 （1）矿物的光泽。 矿物的光泽是指矿物表面反射可见光的能力。我们可以在光线充足的条件下，仔细观察各种矿物的亮度有什么不同。要尽量使用恰当的词语表达矿物的光泽，如：像金属一样……；像丝绸一样……；像玻璃一样…… 具有金属光泽的大部分是金属矿物，如方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等；具有半金属光泽的有磁铁矿、黑钨矿、褐铁矿等；具有非金属光泽的常常是透明、半透明或者颜色较浅的矿物，其中具有玻璃光泽的有长石、石英、重晶石、方解石等；具有油脂光泽的有滑石等；具有珍珠光泽的有白云母、石膏等；具有丝绢光泽的有纤维、石棉等；具有土状光泽的有高岭石等。有些同种矿物具有不同的光泽，比如有的石英具有玻璃光泽，有的石英具有油脂光泽。 （2）观察和描述矿物的光泽。 实验材料：方铅矿标本、水晶标本、石膏标本。 方铅矿 水晶 石膏 实验方法：①将矿物对着光线，观察其反光情况。 ②通过观察，比较，确定这些矿物的光泽情况。 实验记录： 对矿物晶体形状的观察记录 矿物名称 方铅矿 水晶 石膏 矿物的光泽 金属光泽 玻璃光泽 珍珠或丝绸光泽 实验分析：对矿物光泽的描述是以具体的物体做参照物的，如反光像金属样很强的矿物光泽就称金属光泽；像玻璃的光泽就称玻璃光泽；像涂上油脂一样的光泽就称油脂光泽；像珍珠发出的光泽就称珍珠光泽，像丝织品反光样的光泽就称丝绢光泽；表面反光暗淡像泥土的光泽就称土状光泽。 实验结论：方铅矿具有金属光泽，水晶具有玻璃光泽，石膏具有珍珠或丝绢光泽。 5.辨别矿物的透明度。 透明度指矿物透过可见光的程度。通常是将矿物磨制成0.03毫米的薄片，进行测量和观察。根据矿物的透明程度，可分为透明矿物、半透明矿物和不透明矿物。 实验材料：云母标本、方解石标本、褐铁矿标本、手电筒、白纸。 实验方法：用手电筒分别照射在这些矿物的表面，观察其透光情况。 实验记录： 对矿物透明度的观察记录 矿物名称 云母 方解石 褐铁矿 矿物的透明度 透明 半透明 不透明 实验分析：观察透明度时，可将手电筒紧贴在矿物一侧，用白纸屏在另一侧接收光线，如能明显透过矿物在纸屏上留下清晰光斑，为透明；如能留下光晕，为半透明；如无光斑或光晕，则为不透明。光线透过云母时清晰可见，说明云母为透明矿物。光线透过方解石时有光晕，有时较暗，可判断为半透明。通常情况下，无杂质的方解石为透明矿物，含有杂质的方解石可表现为半透明或不透明，视实物而定。光线无法通过褐铁矿，说明褐铁矿为不透明矿物。 实验结论：云母为透明矿物，方解石为半透明矿物，褐铁矿为不透明矿物。 6.辨别矿物的硬度。 （1）矿物的硬度。 硬度是指矿物抵抗刻、划或摩擦的能力，它是矿物的重要特征之一。 （2）观察矿物硬度的方法。 用指甲划 用钢钥匙划 用铁钉划 矿物硬度被简化为四个等级：软、较软、硬、很硬。通过用指甲、铜钥匙以及铁钉刻、划矿物的方法来判断矿物的硬度。在矿物上，用指甲能留下划痕的为软，如石墨、石膏、滑石；用指甲不能，而用铜钥匙能留下划痕的为较软，如萤石；用铜钥匙不能，而用铁钉能留下划痕的为硬，如赤铁矿；铁钉也不能留下划痕的为很硬，如石英。 7.总结几种矿物的特征及主要用途。 设计意图： 此活动为本课主体活动，共有五个小活动，属于并列关系，旨在运用不同工具深入观察，从划痕颜色、晶体形状、光泽、透明度、硬度五个方面描述矿物的典型特征。 教材呈现了10种矿物的精美高清大图，具有科学阅读价值。 为降低观察难度，教材用简洁明晰的图文呈现科学观察矿物性质的方法，包括用什么工具、观察什么特征、用什么词汇描述。这符合学生的认知规律，有利于学生自学，为提高学生的观察和描述能力做好了铺垫。 活动手册 课堂总结 通过本课学习我们认识了矿物的共同特征，观察黄铁矿、黄金矿、石英三种矿物，发现它们成分比较集中，有一定的晶体形状等。以花岗岩为例，认识岩石由矿物组成。岩石中每种颜色的颗粒代表一种矿物，不同矿物使岩石呈现出不同的颜色。能利用肉眼和放大镜观察矿物的颜色、晶体形状和光泽，利用白砂纸观察矿物粉末的颜色，利用手电筒观察矿物的透明度，利用手指甲、铜钥匙、铁钉观察矿物的硬度。认识到矿物的这些特征对鉴别矿物的种类有重要作用。 板书设计 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$