19《建筑材料》（教学设计）-2026-2027学年科学三年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦建筑材料发展三阶段，从远古天然材料到现代钢筋混凝土，通过茅草屋、砖房、高楼图片对比导入，承接《纺织材料》，延续“天然→人造→新型材料”单元逻辑，搭建材料演变学习支架。 特色在于以模拟钢筋混凝土承重实验为核心，引导学生设计公平实验（控制变量），直观验证钢筋增强承重能力（探究实践），梳理建材性能升级规律（科学思维），结合透水、自愈混凝土渗透绿色环保意识（态度责任），助力学生具象化理解抽象原理，为教师提供完整实验方案与素养落地路径。

苏教版小学科学三年级上册 第五单元第19课《建筑材料》教学设计 一、设计依据 本课严格依照2025版义务教育科学新课程标准物质科学领域“材料具有一定性能，性能决定用途；材料不断发展改善人类生活”大概念进行设计，立足新课标四维核心素养落地。以建筑材料从古至今的演变为主线，遵循小学中段科学“做中学、生活化、重探究”原则，依托课本时序脉络搭建教学框架。通过模拟钢筋混凝土对比实验落实探究实践要求，引导学生梳理材料演变规律，体会科技进步、工程建设与材料发展的关联，同时渗透建筑安全、科技创新、绿色建材等责任教育，贴合三年级学生具象化学习特点。 二、教材分析 本课隶属于第五单元《材料的演变》，承接上一课《纺织材料》，完整延续“天然材料→人造材料→新型功能材料”的单元整体逻辑，是材料发展史板块的重要一课。 教材内容分为四大板块，逻辑层层递进： 1. 建材发展三阶段历史脉络：第一阶段远古天然建材（木材、竹子、稻草、泥巴搭建木骨泥墙）；第二阶段烧造建材（泥土烧制砖瓦，坚固度提升）；第三阶段现代建材，钢筋混凝土实现高楼建造，搭配塑钢、玻璃纤维等人造建材，配图展示上海金贸大厦、天府机场直观体现现代建筑。 2. 对比观察任务：展示两种建房框架，引导学生区分砖混结构、钢筋混凝土框架结构的搭建差异。 3. 核心探究实验：模拟制作普通混凝土、钢筋混凝土，通过承重对比实验，探究铁丝（钢筋）对混凝土承重能力的作用，完整给出操作步骤，要求学生自主设计公平实验。 4. 拓展延伸板块：介绍透水混凝土、混凝土帆布、自愈混凝土三类新型混凝土，讲解性能、用途，搭配课后资料卡实践作业，打通课堂学习与课外探究。 整节课以“时间发展+性能变化+实验验证+创新拓展”架构，让学生理解建筑材料性能升级推动建筑形态变化，为后续全部新材料学习搭建认知模型。 三、学情分析 已有认知基础 三年级学生每天接触楼房、平房、围墙、马路等建筑，能随口说出砖头、水泥、木头、玻璃等建筑材料，具备丰富生活见闻；此前学习土壤、纺织材料，已经能区分天然材料与人造材料，掌握对比实验控制变量的基础方法，会简单小组分工、动手操作与现象记录。去过农村、景区的学生见过泥土草房、红砖瓦房，对不同房子外观有直观印象。 认知短板 1. 不清楚建筑材料随时代演变的完整顺序，不理解木骨泥墙、砖瓦房、高楼大厦分别对应什么建材； 2. 不知道钢筋在混凝土里的作用，无法理解高楼必须使用钢筋混凝土的科学原理； 3. 不了解透水、自愈等新型混凝土，难以把材料性能和建筑使用需求建立对应逻辑； 4. 容易把“结实”笼统概括所有建材优点，不会拆分承重、防水、透水等细分性能。 学段学习特点 三年级以具象思维为主，抽象的建筑力学很难理解，必须依靠模拟小实验降低难度；乐于看图、动手做手工实验，喜欢建筑高楼、新奇建材相关趣味知识；小组交流积极性高，适合任务驱动、时序梳理、动手建模的学习方式。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 梳理建筑材料发展三个阶段：天然建材（木、竹、泥、稻草）→烧制砖瓦→现代钢筋混凝土、各类人造建材；能区分天然建筑材料与人造建筑材料。 2. 通过模拟实验知道钢筋（铁丝）可以大幅提升混凝土承重能力，明白钢筋混凝土是高层建筑的核心材料。 3. 认识透水混凝土、自愈混凝土、混凝土帆布等新型建材，了解不同建材性能适配不同建筑用途。 （二）科学思维目标 1. 按照时间顺序梳理建材演变，学会归纳“材料越来越坚固、功能越来越丰富”的发展规律，培养时序归纳思维。 2. 对比两种建房结构、两种混凝土，建立“材料性能决定建筑样式，建筑需求倒逼材料升级”的因果逻辑。 3. 能根据建筑场景（公园小路、高层楼房、山区修路）推理适配的建材，锻炼推理应用思维。 （三）探究实践目标 1. 小组合作讨论完善模拟混凝土承重实验方案，能主动说出控制变量，保证实验公平；完整完成材料调配、浇筑、晾干、承重测试全流程。 2. 精准记录普通混凝土、加铁丝的钢筋混凝土承重差异，整理实验现象并总结实验结论。 3. 学会观察房屋图片分辨建材种类，能独立搜集资料制作新型混凝土资料卡，落实课外探究。 （四）态度责任目标 1. 感受建筑材料不断进步，体会科学技术改变居住环境，激发工程、建筑科学的探索兴趣。 2. 认识坚固建材保障居住安全，懂得建材研发关系生活安全；了解透水、自愈建材兼顾实用与生态，树立绿色建筑、环保选材意识。 3. 体会工程师、材料科学家的价值，愿意留心身边道路、楼房的建筑材料。 五、教学重难点 教学重点 1. 理清建筑材料从古到今的发展三个阶段，区分天然建材与人造建材； 2. 完成模拟实验，理解钢筋能增强混凝土承重能力。 教学难点 1. 理解建筑需求和材料发展的相互关系； 2. 看懂两种建房框架区别，理解高层楼房必须依靠钢筋混凝土的原因； 3. 读懂自愈混凝土的科学原理，建立生物科学和建筑材料的跨学科关联。 六、教学准备 教师准备 多媒体课件（课本全部插图、茅草房、砖瓦房、摩天大楼实景视频；钢筋混凝土建房短视频）；实验全套材料：长方形塑料盒、食用油、铁丝、石子、细沙、石膏粉、清水、搅拌棒；承重测试重物（相同小螺母）；托盘；各类建材实物：木块、红砖、水泥块、玻璃；新型混凝土实景图片。 学生分组准备 每组：2个同款塑料盒、食用油、两根S形弯折铁丝、石子、细沙、石膏、清水、搅拌棍、抹布；实验记录单；课前提前观察自家小区楼房的建筑外观。 七、教学过程 环节一：生活激趣导入，初识建筑材料（4分钟） （教师出示茅草屋、农村砖房、城市高楼三张图片） 师：同学们上课！请看大屏幕这三张房子，分别是远古茅草房、乡下砖瓦房、城市摩天大楼。大家仔细观察，这三种房子用来搭建的东西一样吗？谁来说一说？ 生1：茅草房有草和泥巴，砖房是红色砖头，高楼有水泥、玻璃。 生2：高楼看起来特别重很高，小草房很矮，一碰好像容易坏。 师：观察得特别仔细！所有盖房子、修路、造大桥用到的材料，统一叫做建筑材料，简称建材。从古至今，人们盖房子用的材料一直在变化，材料变了，我们能造出的房子也完全不一样。今天我们一起学习第19课《建筑材料》，跟着建材的发展，解锁盖房子的科学。 板书课题：19 建筑材料 师：翻开课本76页，我们先跟着课本走进最早的建筑。 环节二：梳理建材三阶段发展史，区分天然与人造建材（9分钟） 1. 第一阶段：远古天然建材——木骨泥墙 师：人类最早没有砖头水泥，只能用大自然现成的材料建房，请全班齐读课本第二段。 全班齐读：人类最早使用的建材都是天然材料……填补木材或竹子之间的空隙。 师：读完找一找，搭建木骨泥墙用到了哪些天然材料？ 生齐答：木材、竹子、稻草、泥巴。 师：没错，全部直接取自大自然，属于天然建筑材料。老师这里有课本细节放大图，木、竹做骨架撑住屋顶，稻草混泥巴糊墙面。大家思考：这种房子有什么缺点？同桌两人互相说一说。（生生同桌交流1分钟） 生汇报：下雨泥巴会被冲掉；稻草容易着火；不结实，不能盖很高。 师总结：天然材料取材方便，但是不防水、不牢固，只能搭建低矮小屋。 2. 第二阶段：烧制建材——砖瓦出现 师：人类学会用火烧制泥土，建材迎来第二次升级，看课本文字，谁来读一读烧造建材的介绍？ 生朗读：人类社会进入烧造材料阶段后……它比泥墙、草顶更结实。 师：泥土经过火烧变成砖头、瓦片，砖头瓦片属于天然材料还是人造材料？ 生：人造材料，因为泥土经过人类用火加工改变了样子。 师：砖瓦房防水、结实耐用，一直到现在很多乡村还在使用。和茅草房对比，最大进步就是坚固度提升。 3. 第三阶段：现代建材——钢筋混凝土时代 师：随着城市发展，大家想要建造几十层高楼，砖头已经不够结实。课本告诉我们，高楼最重要的发明是什么？ 生：钢筋混凝土！ 师出示上海金贸大厦、天府机场图片：正是钢筋混凝土让超高建筑、超大机场成为现实。除了钢筋混凝土，现代还有塑钢、玻璃纤维、保温泡沫等人造建材。 师出示课本两种建房框架图片：左边是红砖搭配简单钢架，右边是粗壮水泥柱搭配密集钢筋框架。小组讨论30秒，说一说两种建房结构哪里不一样？（生生小组交流） 组代表：左边砖头多，柱子细；右边有很粗的水泥柱子，钢筋更多，框架更牢固。 师小结：普通砖混结构适合低层房屋；钢筋混凝土框架承重能力极强，可以搭建百米高楼。 环节三：核心探究实验——模拟钢筋混凝土承重对比（18分钟） 步骤1：小组讨论，设计完善实验方案 师：钢筋混凝土里，水泥石子沙子是混凝土，钢筋就是铁丝。我们用铁丝模拟钢筋，石膏、石子、沙子模拟混凝土，做对比实验。请结合课本78页6步操作，小组完整讨论2分钟：这个实验要对比什么？哪些条件必须一模一样？哪些条件不一样？完善你们的实验方案。（学生小组热烈讨论，教师巡视指导各组梳理变量） 小组依次汇报方案： 小组1：我们要对比普通混凝土、加铁丝的钢筋混凝土承重能力。塑料盒大小、材料用量、水量、晾干时间全部要相同，只有一组放S形铁丝，一组不放。 小组2：我们补充，盒子刷食用油方便脱模，搅拌时间也要一样，保证公平。 师点评：所有小组都抓住了对比实验“只改一个变量”的关键，方案严谨。老师补充安全注意：石膏遇水会发热，不要用手长时间触碰混合液体；晾干过程放在桌面，不要磕碰。 步骤2：学生分组动手，分步完成制作 全班按照课本6大步骤有序操作，教师逐组指导： 1. 各组给两个同款塑料盒内壁均匀刷食用油； 2. 两根铁丝弯成S形，备用； 3. 三满杯石子、沙子、石膏粉倒进同一个大碗，加定量清水搅拌均匀； 4. 第一个盒子倒满全部混合物，做成普通混凝土；第二个盒子先倒一半混合物，放入两根S铁丝，再倒入剩余混合物盖住铁丝； 5. 小棒抹平表面，放在教室通风处静置晾干。 （课堂内完成浇筑，教师提前准备前一天晾干完成的成品硬块，用于当堂承重测试） 步骤3：当堂成品承重测试，观察实验现象 师拿出提前晾干的两块长方体硬块，一块纯混凝土，一块内嵌铁丝（模拟钢筋混凝土）。搭建悬空支架，把硬块架在两个支撑物中间，逐个放小螺母承重。 全班全员观察记录： 现象1：纯混凝土块放上8个螺母直接断裂； 现象2：带铁丝的混凝土块放上22个螺母才弯曲断裂，能承受重量大很多。 师：大家把实验现象完整填写在记录单，现在小组讨论，为什么加了铁丝承重变强？（生生讨论1分钟） 步骤4：汇总分析，得出实验结论 小组代表发言：混凝土硬但是脆，容易断；铁丝韧性好，拉住混凝土，不容易裂开，可以承受更多重量。 实验统一结论：混凝土硬度高但容易脆裂；加入铁丝（钢筋）之后，整体承重能力大幅提升。钢筋拉住混凝土，既坚硬又有韧性，这就是高楼必须使用钢筋混凝土的科学原因。 师拓展：生活里大桥、高层楼房、高架桥全部使用钢筋混凝土，兼顾坚硬和抗断裂。 环节四：新型混凝土拓展，联系生活与环保（6分钟） 师：科技不停进步，科学家研发出各种功能不一样的新型混凝土，请自主阅读课本79页三种新型混凝土内容，读完小组互相介绍一种新材料。 （学生自主阅读+生生组内分享） 1. 透水混凝土：多孔能排水防滑，用在公园步道、小区小路，雨天没有积水； 2. 混凝土帆布：像布一样可以卷起来，加水变硬，适合山区快速修路； 3. 自愈混凝土：里面藏休眠细菌，出现裂缝遇水细菌苏醒，分泌石灰石填补裂缝，自己修复裂痕，延长建筑寿命。 师补充：新型建材根据生活需求设计功能，兼顾好用、环保、耐用。课后作业：查阅资料制作一张新型混凝土资料卡，写清名称、性能、用途。 环节五：全课整体梳理小结（3分钟） 师：我们从头到尾梳理本节课全部知识点： 1. 建筑材料三阶段：天然草木泥→烧制砖瓦→现代钢筋混凝土+各类人造建材；建材从易损坏变得坚固，功能越来越多。 2. 模拟实验证明：钢筋可以极大提升混凝土承重，支撑高层建筑。 3. 现代还有透水、自愈等功能混凝土，材料科技不断适配生活各类需求。 师总结：人类的居住需求推动建材发展，新的建材又让我们造出更多神奇建筑；材料科学让建筑更安全、更环保、更多样。希望大家出门散步多观察路边楼房、路面，认一认用到了哪些建筑材料。 八、板书设计 19 建筑材料 建材发展三阶段 1.远古：天然材料（木、竹、泥、稻草）→木骨泥墙（低矮、不结实） 2.中期：烧制人造材料（砖、瓦）→更坚固防水 3.现代：钢筋混凝土+塑钢、玻璃纤维→高楼、大型建筑 模拟实验：普通混凝土 VS 钢筋混凝土 变量：有无铁丝（钢筋） 现象：钢筋混凝土承重更强 结论：钢筋增加韧性，承重翻倍，适合高层建筑 新型混凝土 透水、帆布速干、自愈 特点：按需设计功能，环保耐用 九、教学反思 本节课完整依托课本时序与探究实验开展教学，落实四维科学素养目标。亮点方面，以房屋进化故事串联整节课，贴合三年级学生喜欢故事化学习的特点；钢筋混凝土模拟实验经过学生自主讨论完善方案，牢牢把控对比实验公平原则，学生亲手参与浇筑、直观见证承重差距，把抽象的建筑力学变得可视化，有效突破本课重难点。课堂预留充足生生交流时间，建房结构对比、建材优缺点讨论全员参与，实现人人思考；结尾新型混凝土结合生态、建筑安全开展拓展，落地态度责任目标，让学生明白材料研发兼顾生活便利与环保，打通科学和真实生活。 课堂存在三处明显不足。第一，混凝土浇筑晾干需要时间，当堂只能使用提前预制成品测试，学生无法亲眼见证自己制作的样品承重，动手获得感略有不足；第二，自愈混凝土涉及细菌微生物，部分三年级学生很难理解休眠细菌修复裂缝的原理，跨学科知识点讲解偏仓促；第三，课堂时间有限，新型建材只做到认识，缺少更多生活实物、实景图片辅助认知。 后续优化改进：提前布置小组利用科学课课前延时完成混凝土浇筑晾干，当堂测试自己制作的样品；制作自愈混凝土动态简易动画，放慢细菌苏醒、填补裂缝全过程，降低理解难度；收集小区透水路面、乡村帆布水渠实拍照片丰富素材；增加课堂小游戏“建材匹配小闯关”，出示建筑场景让学生快速选择适配建材，强化“性能决定用途”的思维；完善课后资料卡展示环节，下节课预留3分钟学生分享成果，延伸课外探究习惯。整体持续优化实验可操作性，平衡知识深度和三年级认知水平，让材料演变的科学逻辑落地更扎实。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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