4.5《地球家园的化学变化》（教学设计）-2025-2026学年科学六年级下册教科版

六年级下册科学第四单元《物质与变化》 第5课《地球家园的化学变化》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》要求，聚焦“物质的结构与性质”核心概念，以“地球家园的化学变化”为载体，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大核心素养目标，通过情境创设、资料分析、探究研讨与生活联结，引导学生建构“地球家园中的化学变化无处不在”的认知框架，理解化学变化对地球环境、资源形成和人类生活的影响，树立保护地球资源与环境的意识，体现科学与自然、科学与生活的紧密联系。 二、教材分析 本课是教科版小学科学六年级下册“物质的变化”单元的第5课，是本单元的拓展与提升课，将化学变化的视角从实验室、生活场景延伸到地球家园的宏观层面。教材以“地球家园的化学变化”为主题，通过三个板块层层递进： 1. 聚焦板块：以“地球家园每时每刻都在发生化学变化”为切入点，提出“地球家园中有哪些主要的化学变化呢？”的核心问题，引导学生将化学变化的认知拓展到宏观自然环境中。 2. 探索板块：分为三部分：①大地之下的化学变化：以煤的形成为例，通过观察煤块上的植物痕迹，了解煤由远古森林植物经过亿万年化学变化形成的过程，同时介绍矿石、宝石、石油等资源的形成与化学变化的关系；②大气层中的化学变化：以绿色植物的光合作用为例，了解氧气的形成过程，认识光合作用是大气层中重要的化学变化；③资源利用与化学变化：介绍石油、铁矿石、药品、化肥等生产生活材料的制取，都离不开化学变化，体现化学变化对人类生产生活的重要作用。 3. 研讨板块：通过三个问题引导学生深化认知：判断煤的形成过程是化学变化的依据、保护森林的意义、列举身边与化学变化有关的例子，实现知识的内化与迁移，同时渗透环保教育。 教材以“大地-大气-资源利用”为线索，将化学变化与地球资源、生态环境、人类生活紧密结合，既拓展了学生对化学变化的认知维度，也体现了科学的自然价值与社会价值，为学生形成正确的自然观和资源观奠定了基础。 三、学情分析 六年级学生已经通过前几课的学习，掌握了化学变化的本质（产生新物质）和伴随现象，能区分物理变化与化学变化，也了解了生活中常见的化学变化实例。但学生对宏观层面的化学变化（如煤的形成、光合作用）缺乏认知，不知道地球资源的形成与化学变化密切相关，也不理解化学变化对地球环境和人类生活的深远影响。学生对煤、石油、光合作用等知识有一定的生活经验，但对其背后的化学变化过程缺乏深入了解，同时，六年级学生具备一定的资料分析、逻辑推理和小组讨论能力，能够在教师引导下，通过观察、分析、推理理解煤的形成过程，也能结合生活经验列举化学变化的实例，需要教师通过情境创设和问题引导，帮助学生建立“宏观自然-微观变化-人类生活”的联系。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道地球家园中每时每刻都在发生化学变化，这些变化形成了人类生存所需的物质和条件。 2. 了解煤、石油等矿产资源是远古生物经过亿万年化学变化形成的，光合作用是大气层中重要的化学变化，能判断这些变化属于化学变化。 3. 认识到人类的生产生活离不开化学变化，很多材料和资源的制取都需要通过化学变化实现。 （二）科学思维目标 1. 能通过观察煤块的痕迹、分析煤的形成过程，推理煤的形成属于化学变化，形成基于证据的推理能力。 2. 能通过分析光合作用、资源利用等实例，归纳地球家园中化学变化的类型和意义，形成归纳概括的科学思维。 3. 能辩证分析化学变化对地球环境和人类生活的影响，形成全面的科学认知。 （三）探究实践目标 1. 能通过观察煤块标本，结合资料分析煤的形成过程，提升观察、分析和信息处理能力。 2. 能通过小组讨论，梳理地球家园中的化学变化实例，理解其对人类生活的影响，提升合作交流与归纳梳理能力。 3. 能结合生活实际，列举身边与化学变化有关的例子，体会化学变化与生活的联系，提升知识迁移与应用能力。 （四）态度责任目标 1. 体会地球家园中化学变化的神奇与重要性，激发对自然科学的探究兴趣，形成尊重自然、了解自然的科学态度。 2. 认识到森林资源对地球环境和化学变化的重要意义，树立保护森林、节约资源的环保意识。 3. 了解化学变化对人类生产生活的重要作用，体会科学技术的价值，形成合理利用资源、科学利用化学变化的意识。 五、教学重难点 教学重点 了解煤的形成过程、光合作用等地球家园中的化学变化实例，认识这些变化对地球环境和人类生活的意义。 教学难点 理解煤的形成过程属于化学变化的依据；建立地球家园中化学变化与人类生活的联系，体会化学变化的深远影响。 六、教学准备 1. 教师准备：课件（含远古森林、煤块标本、煤的形成过程示意图、光合作用示意图、石油利用、矿石冶炼等图片/视频）、煤块标本（含植物痕迹）、“地球家园的化学变化”资料卡片、小组讨论记录单。 2. 学生准备：课前预习教材内容，收集煤、石油的相关资料；小组合作学习用具（笔、记录单）。 七、教学过程 （一）聚焦导入，唤醒认知（5分钟） 师：同学们，上课！请坐。前几节课，我们学习了生活中、实验室里的化学变化，大家还记得化学变化的本质是什么吗？ 生（齐答）：产生新物质！ 师：非常棒！那大家想一想，除了我们身边的这些变化，我们生活的地球家园里，有没有化学变化呢？比如我们脚下的大地、头顶的天空，有没有发生化学变化？ 生1：我觉得有，比如煤、石油这些资源，好像是很久很久以前形成的，应该和化学变化有关。 生2：植物的光合作用，是不是也是一种化学变化？ 师：大家说得都很有道理！我们生活的地球家园，每时每刻都在发生着化学变化，正是这些变化，才形成了我们生存所需的各种物质和条件。今天，我们就一起来探究《地球家园的化学变化》。（板书课题：地球家园的化学变化）请大家齐读教材第68页的聚焦问题。 生（齐读）：我们生活的地球家园，每时每刻都在发生着化学变化。正是这些化学变化，给予了人类生存所需要的各种物质和条件。地球家园中有哪些主要的化学变化呢？ 师：这就是我们今天要探究的核心问题，让我们一起走进地球家园，寻找那些神奇的化学变化。 （二）探索活动一：大地之下的化学变化（15分钟） 师：首先，我们来看大地之下的化学变化。我们的大地里蕴藏着很多宝藏，大家知道有哪些吗？ 生3：有煤、石油、矿石、宝石这些。 师：没错！这些宝藏并不是一开始就有的，而是经历了亿万年的变化才形成的。我们先来看最常见的煤，老师这里带来了一块煤块标本，请大家仔细观察，看看煤块上有什么痕迹？（教师分发煤块标本，学生小组观察） 师：谁来说说你们的发现？ 生4：我们小组的煤块上有一些像树叶、树枝一样的痕迹，还有的有树干的形状。 师：观察得太仔细了！这些痕迹说明什么呢？请大家结合教材第69-70页的资料，小组讨论一下，煤是怎么形成的？给大家3分钟时间。（学生小组讨论，教师巡视引导） 师：好，时间到！哪个小组来分享你们的结论？ 生5：我们小组认为，煤是由远古时代的森林植物形成的。亿万年前，地球上有很多茂密的森林，死亡的植物被泥沙掩埋，埋在地下深处，在高温高压的环境下，经过很多变化，慢慢变成了煤。 师：说得非常完整！科学研究证实，在亿万年前，地球上生长着大片茂密的森林，死亡的植物在湖泊、沼泽等低洼地带大量堆积，被泥沙层层掩埋，随着时间推移，埋在深处的植物在地底高温高压的环境下，慢慢变成了煤。（课件出示煤的形成过程示意图，分步讲解：远古森林→植物死亡堆积→泥沙掩埋→高温高压→形成煤） 师：那大家想一想，煤的形成过程是化学变化还是物理变化？为什么？ 生6：是化学变化，因为植物变成了煤，产生了新物质，而且煤的成分和原来的植物不一样了。 师：完全正确！判断的依据就是煤和原来的植物是不同的物质，产生了新物质，所以煤的形成是化学变化。除了煤，石油、矿石、宝石也是这样，都是经历了亿万年的化学变化才形成的。（课件出示矿石、宝石、石油的图片）比如铁矿石，是地壳中的物质经过化学变化形成的，我们可以用它来冶炼金属；宝石也是矿物经过复杂的化学变化形成的，还有石油，也是远古生物经过化学变化形成的，这些都是大地之下的化学变化。现在，请大家把煤的形成过程和判断依据记录在小组讨论单上，和小组同学再交流一下。 （三）探索活动二：大气层中的化学变化（10分钟） 师：看完了大地之下，我们再来看大气层中的化学变化。我们每天呼吸都离不开氧气，大家知道大气中的氧气是怎么来的吗？ 生7：是植物的光合作用产生的！ 师：没错！那光合作用是不是化学变化呢？请大家看教材第70页的内容，小组讨论一下，光合作用的过程是什么样的？为什么说它是化学变化？给大家3分钟时间。（学生小组讨论，教师巡视引导） 师：好，谁来说说你们的理解？ 生8：绿色植物利用太阳能，把二氧化碳和水转化成氧气和有机物，这个过程中产生了新物质氧气和有机物，所以是化学变化。 师：说得非常对！早期地球的大气层中并没有氧气，经过长时间的演变，氧气含量仍然很低，当绿色植物出现之后，通过光合作用，把二氧化碳和水转化为氧气和有机物，大气中的氧气含量才逐步增加。（课件出示光合作用示意图，讲解反应过程：二氧化碳+水[叶绿体]{太阳能}氧气+有机物）大家看，这个过程中，产生了新物质氧气和有机物，所以光合作用是大气层中非常重要的化学变化，它不仅给我们提供了呼吸所需的氧气，还为地球上的生物提供了能量来源。 师：那大家想一想，如果没有光合作用，会发生什么？ 生9：大气中就没有氧气，我们人类和动物都无法生存了。 生10：也没有植物制造的有机物，我们就没有食物了。 师：没错！光合作用是地球家园中至关重要的化学变化，它维持了地球的生态平衡，是我们生存的重要基础。 （四）探索活动三：资源利用与化学变化（7分钟） 师：这些由化学变化形成的资源，我们是怎么利用的呢？请大家看教材第70页的内容，说一说，石油、铁矿石、药品、化肥这些，是怎么利用化学变化制取的？ 生11：石油可以通过化学变化生产燃油、塑料、纤维、沥青这些材料。 生12：铁矿石通过冶炼，也就是化学变化，可以把铁从矿石里提炼出来，制成铁制品。 生13：药品、化肥也是通过化学变化合成的，农业生产需要化肥，生病的时候需要药品。 师：说得非常全面！我们生活中的很多材料，都离不开化学变化。（课件出示石油利用、矿石冶炼、药品化肥的图片）石油经过化学变化，可以变成燃油、塑料、纤维、沥青，我们的汽车、衣服、道路都离不开它；铁矿石经过冶炼，可以变成铁，做成各种工具和建筑材料；药品和化肥，也是通过化学变化合成的，保障了我们的健康和农业生产。这些资源的利用过程，本身也发生着化学变化，给我们的生活带来了很多便利。 （五）研讨交流，深化认知（8分钟） 师：现在，我们来完成教材上的三个研讨问题，小组讨论一下，给大家4分钟时间。（学生小组讨论，教师巡视引导） 师：好，我们一个一个来交流。第一个问题：我们怎么判断煤的形成过程经历了化学变化？ 生14：因为煤和原来的植物是不同的物质，煤的成分、性质都和植物不一样，产生了新物质，所以是化学变化。 师：说得非常准确！第二个问题：我们为什么要保护森林？ 生15：因为森林里的植物通过光合作用产生氧气，维持大气中的氧气含量；而且远古的森林形成了煤，现在的森林如果被破坏，会影响生态平衡，也会减少氧气的产生，还会导致水土流失。 生16：森林是很多动物的家园，保护森林就是保护生物多样性，而且森林可以吸收二氧化碳，缓解温室效应。 师：大家说得都非常全面！森林不仅是氧气的制造者，也是地球生态的重要组成部分，保护森林就是保护我们自己的生存环境。第三个问题：我们还能举出哪些身边的例子说明它们和化学变化有关？ 生17：食物的消化，是我们体内的化学变化，把食物变成我们需要的营养。 生18：用粮食酿酒，是化学变化，产生了新物质酒精。 生19：用天然气做饭，燃烧的过程是化学变化，产生了二氧化碳和水。 生20：铁生锈，也是化学变化，产生了铁锈。 师：大家举的例子都非常好！化学变化就在我们身边，从地球的形成，到我们的衣食住行，都离不开化学变化。 （六）全课小结，拓展延伸（3分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起走进了地球家园，认识了大地之下煤、石油、矿石形成的化学变化，大气层中光合作用的化学变化，还有资源利用过程中的化学变化，知道了正是这些化学变化，给我们提供了生存所需的物质和条件。 师：地球家园的化学变化是神奇而重要的，它不仅塑造了我们的地球，也支撑着我们的生活。希望大家课后能继续留心观察，看看身边还有哪些和化学变化有关的例子，也可以查一查，还有哪些地球资源是通过化学变化形成的，下节课我们一起分享。同时，也希望大家能树立保护森林、节约资源的意识，用我们的行动，守护地球家园。 （七）板书设计 地球家园的化学变化 大地之下的化学变化： 煤的形成：远古植物→泥沙掩埋→高温高压→煤（化学变化，产生新物质） 其他：石油、矿石、宝石（亿万年化学变化形成） 大气层中的化学变化： 光合作用：二氧化碳+水→氧气+有机物（化学变化，产生氧气） 意义：维持大气氧气含量，提供能量来源 资源利用与化学变化： 石油→燃油、塑料、纤维、沥青 铁矿石→冶炼成铁 药品、化肥→化学合成 保护森林，节约资源 八、教学反思 （一）亮点与成效 1. 情境创设与资料分析结合，落实核心素养：以“地球家园”为大情境，通过观察煤块标本、分析煤的形成过程、梳理光合作用等实例，引导学生从宏观到微观理解地球家园中的化学变化，既落实了科学观念目标，也培养了学生基于证据推理的科学思维。 2. 科学与自然、生活紧密联结：将化学变化与地球资源、生态环境、人类生活结合，既让学生认识到化学变化的自然价值，也体会到科学知识的实用性，同时通过保护森林的研讨，渗透了环保教育，落实了态度责任目标。 3. 小组合作充分有效：通过小组讨论、观察分析、交流分享等活动，让学生在合作中完成探究任务，培养了倾听、协作的能力，同时通过师生互动，及时解决学生的认知困惑，突破了教学难点。 （二）不足与改进方向 1. 煤的形成过程较为抽象，部分学生对“高温高压下的化学变化”理解不够深入，后续可补充煤的形成过程的动画视频，让学生更直观地看到植物到煤的变化过程，加深对化学变化的理解。 2. 对光合作用的化学变化原理讲解不够深入，部分学生对“二氧化碳和水转化为氧气和有机物”的过程理解不足，后续可补充简单的反应示意图，帮助学生理解反应物和产物，深化对化学变化本质的认识。 3. 拓展延伸环节不够充分，可布置“地球家园的化学变化调查”实践任务，让学生课后调查一种地球资源的形成过程，制作简单的科普小报，进一步深化对地球家园化学变化的理解，提升探究实践能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $