4.5《岩石的类别与变化》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦岩石的类别与变化，核心知识点包括岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类及其典型代表，岩石变化受温度、水、生物等因素影响及岩石循环。课堂导入通过展示花岗岩、砂岩、大理岩图片，回顾上节课特征观察，提问成因，实现从特征描述到成因探究的过渡，搭建前后知识衔接的学习支架。 该资料特色在于融合科学思维与探究实践，通过温度变化模拟实验（加热岩石投入冷水观察碎渣）直观验证热胀冷缩对岩石的作用，利用多媒体动画展示岩石循环过程帮助建构动态模型，拓展制作化石模型培养动手能力。对学生提升实证分析与模型思维，对教师提供清晰教学流程与丰富活动设计，助力高效教学。

4.5 小学科学教科版（2026版）五年级上册第四单元《地球表面的变化》 第5课《岩石的类别与变化》教学设计（2026新教材·五年级） 一、核心概念、内容与要求 核心概念：地球系统——岩石是地球演化历史的记录者，按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，三大类岩石在内外力作用下可以相互转化；岩石在自然环境中会受到温度、水、生物等因素影响而发生变化。 内容与要求： 知道地质学家将岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类，能说出三类岩石的典型代表（花岗岩、砂岩、大理岩）。 初步了解三大类岩石的形成过程：岩浆冷却结晶形成岩浆岩；沉积物经过成岩作用形成沉积岩；岩浆岩或沉积岩在高温高压下变成变质岩。 知道化石几乎都是在沉积岩中发现的，化石是古生物的遗存、印痕或残迹。 能说出岩石变化受温度、水、生物等因素的影响，并通过模拟实验观察温度变化对岩石的作用。 初步感知岩石循环的基本概念——三大类岩石在内外力作用下可以相互转化。 二、教材分析 本课是教科版五年级上册第四单元《地球表面的变化》的第5课，在单元中处于“承上启下”的关键位置。前承第4课《地球表面的岩石》，学生已学会从颜色、颗粒、硬度等方面观察和描述岩石特征；本课从“成因”角度对岩石进行科学分类，揭示岩石形成与变化的深层规律；后启第6课《水对地表的作用》和第7课《风对地表的作用》，帮助学生理解外力作用如何参与岩石循环。 教材以“聚焦—探索—研讨—拓展”四大板块组织内容。聚焦部分提出三个核心问题：“岩石可以分为哪几类？不同岩石的形成原因一样吗？自然环境中岩石的模样会改变吗？”引导学生从“特征描述”上升到“成因探究”。探索部分包含三个递进环节：一是阅读资料，认识三大类岩石及其形成过程，填写“对岩石成因的认识”记录单；二是观察图片（水在岩石缝中结冰、动物在土壤和岩石中穿行等），思考岩石变化与自然因素的关系；三是开展温度对岩石变化的模拟实验（加热岩石→投入冷水→反复多次→观察碎渣），用实证感受温度变化对岩石的破坏作用。研讨部分围绕“岩石分类与成因”“影响因素”“变化趋势”三个问题展开。拓展部分布置制作化石模型的任务，引导学生用陶泥模拟化石的形成过程。 三、学情分析 学生通过第4课的学习，已能从颜色、颗粒、硬度等方面描述花岗岩、砂岩、大理岩的特征。但学生对“岩石为什么会有这些特征”缺乏深层次认知，不清楚三类岩石的成因差异。“岩浆冷却”“沉积成岩”“高温高压变质”等概念较为抽象。部分学生听说过“化石”一词，但不知道化石几乎只存在于沉积岩中。 学生具备一定的阅读提取信息能力和观察描述能力，能按要求填写记录单。但学生对“岩石循环”这一动态过程的理解存在困难，因为岩石的形成和转化跨越了极长的时间尺度，远超出五年级学生的直接经验范围。 学生对“三大类岩石如何形成”充满好奇，对加热岩石的模拟实验兴趣浓厚，对化石相关内容有天然的探究欲望。教学中需借助形象的比喻（如“岩石圈的物质循环像水的三态变化”）、直观的实验现象来帮助学生跨越时间尺度的认知障碍。 四、教学目标 核心素养维度 教学目标 科学观念 能说出岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类；能说出花岗岩属于岩浆岩、砂岩属于沉积岩、大理岩属于变质岩；能初步理解三大类岩石在内外力作用下可以相互转化；知道化石几乎都是在沉积岩中发现的。 科学思维 能比较三大类岩石形成过程的异同；能根据岩石特征推断其可能的成因类别；能将模拟实验现象与自然界中岩石变化建立类比联系。 探究实践 能通过阅读资料提取三大类岩石成因的关键信息并完成记录；能规范完成温度对岩石变化的模拟实验（加热→冷却→反复→观察）；能准确描述实验现象并记录。 态度责任 能感受到岩石记录了地球演化的历史，形成尊重自然、珍视地质遗迹的意识；能养成基于证据进行科学推断的习惯；能体会到科学探究需要耐心和细致。 五、教学重点与难点 教学重点：知道岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类，初步了解三大类岩石的形成过程。 教学难点：初步理解三大类岩石在内外力作用下可以相互转化的“岩石循环”过程。 六、教学准备 教具：多媒体课件（含三大类岩石形成动画、岩石循环图、风化图片）、酒精灯、石棉网、铁架台、坩埚钳、冷水槽、小岩石块（如页岩或小鹅卵石）、火柴、湿抹布 学具（每组）：岩石标本（花岗岩、砂岩、大理岩）各1块、放大镜、记录单、笔；教师演示实验（或分组实验）材料 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 1. 出示花岗岩、砂岩、大理岩三种岩石图片，提问：“上节课我们观察了这三种岩石，知道了它们各自的特征。那你们想过没有——它们是怎么形成的？为什么有的有层状纹理，有的有晶体感，有的是花斑状？” 2. 出示教材聚焦问题：“岩石可以分为哪几类？不同岩石的形成原因一样吗？自然环境中岩石的模样会改变吗？” 3. 揭示课题：今天我们就来探究《岩石的类别与变化》，揭开岩石形成与变化的秘密。 1. 观察三种岩石图片，回顾上节课所学特征。 2. 思考岩石形成的原因，对聚焦的三个问题产生探究兴趣。 3. 明确本课探究方向。 以上节课的三种已知岩石切入，从“特征”自然过渡到“成因”，激发深层探究欲望。以教材“聚焦”三问引领本课方向。（体现“温故知新法”“问题驱动法”） 探索1：认识岩石的分类和形成（阅读资料与记录） 1. 布置阅读任务：“请同学们阅读教材第114页的资料，边读边思考三个问题：地质学家将岩石分为哪三大类？三大类岩石分别是怎么形成的？花岗岩、砂岩、大理岩分别属于哪一类？” 2. 学生阅读后，组织交流： ——三大类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。 ——岩浆岩：岩浆冷却结晶形成（举例：花岗岩）。 ——沉积岩：岩浆岩和变质岩受到风化、侵蚀→沉积物→成岩作用（举例：砂岩）。 ——变质岩：岩浆岩或沉积岩因温度、压力改变而变质（举例：大理岩）。 3. 用形象的比喻辅助理解： ——岩浆岩：“火成”——像蜡烛油冷却变硬。 ——沉积岩：“水成”——像层层堆积的泥沙压紧变硬。 ——变质岩：“变成”——像面团在高温高压下变成了面包（改变性质）。 4. 出示化石图片（菊石化石），提问：“为什么化石几乎都是在沉积岩中发现的？”引导学生理解：生物死亡后沉积在泥沙中，经过成岩作用被保存下来，所以化石在沉积岩中。 5. 布置填写记录单：“请将三大类岩石的名称、成因和代表岩石填写在记录单中。” 1. 阅读教材资料，提取三大类岩石及其成因的关键信息。 2. 回答教师的提问，说出三大类岩石名称及其形成过程。 3. 倾听教师的比喻讲解，帮助理解抽象概念。 4. 观察化石图片，理解化石与沉积岩的关系。 5. 填写“对岩石成因的认识”记录单。 通过阅读资料自主获取信息，培养信息提取和归纳能力。用形象的比喻（火成、水成、变成）降低三大类岩石成因的理解难度。化石的引入拓展了学生对沉积岩科学价值的认识。（体现“阅读指导法”“类比讲解法”） 探索1延伸：三大类岩石的相互转化——岩石循环 1. 出示岩石循环示意图或动画，引导学生观察：“这三大类岩石是固定不变的吗？它们之间有没有可能相互转化？” 2. 结合示意图讲解岩石循环： ——岩浆冷却→岩浆岩→（风化侵蚀搬运沉积成岩）→沉积岩→（高温高压变质）→变质岩→（深埋重熔）→岩浆→冷却→岩浆岩…… 3. 强调核心概念：“三大类岩石在内外力作用下可以相互转化，这个过程叫做岩石循环（或岩石圈的物质循环）。岩石循环的过程非常缓慢，往往需要数百万年甚至更长时间。” 4. 追问：“上节课我们观察到砂岩具有层状纹理，这能说明它属于哪一类岩石吗？为什么？”引导学生用“沉积岩是层层堆积形成的”来解释。 1. 观察岩石循环示意图或动画，初步感知三大类岩石可以相互转化。 2. 倾听岩石循环的讲解，理解岩石转化的基本路径。 3. 运用所学知识解释砂岩层状纹理的成因。 4. 建立“岩石是不断变化、循环的”科学观念。 通过示意图和讲解，帮助学生初步建立“岩石循环”的动态观念，突破教学难点。岩石循环的内容只作初步了解，不要求深入掌握，符合课标要求。通过解释砂岩纹理的成因，将本课所学与第4课的观察建立联系。（体现“图示教学法”“跨课时知识联系”） 探索2：思考岩石变化与自然因素的关系 1. 过渡：“我们已经知道三大类岩石可以相互转化。那在自然环境中，岩石的模样会不会改变？它们会受到哪些因素的影响？” 2. 出示教材中的图片：水在岩石缝中结冰、动物在土壤和岩石中穿行（也可补充植物根系在岩石缝中生长）。 3. 提问：“水在岩石缝中结冰会对岩石产生什么影响？动物在土壤和岩石中穿行呢？你还知道哪些因素会影响岩石的变化？” 4. 引导学生归纳：温度变化（热胀冷缩）、水（结冰膨胀、溶解）、生物活动（动物穿行、植物根系）、风力、流水等。 5. 追问：“这些因素是快速改变岩石还是缓慢改变？在长时间的积累下，这些因素会产生怎样的效果？”引导学生理解：这些因素的作用虽然缓慢，但经过漫长的时间会显著改变岩石。 1. 观察自然界岩石变化的图片。 2. 分析水结冰对岩石的影响（水结冰体积膨胀，撑裂岩石）。 3. 分析动物穿行对岩石的影响（松动、破碎岩石）。 4. 归纳影响岩石变化的自然因素：温度、水、生物等。 5. 理解这些因素的作用是缓慢而长期的。 从岩石循环的宏观框架聚焦到具体的岩石变化因素，联系生活实际，培养学生观察自然、分析现象的能力。（体现“观察分析法”“联系生活法”） 探索3：温度对岩石变化的影响——模拟实验 1. 过渡：“刚才我们说到温度变化会影响岩石。接下来我们就通过一个模拟实验来验证——加热岩石然后迅速冷却，反复几次，看看岩石会发生什么变化。” 2. 介绍实验材料和方法： ——用坩埚钳夹住小块岩石； ——在酒精灯上加热岩石（约1分钟）； ——立即将加热后的岩石放入冷水中； ——反复3次； ——观察岩石的变化，记录水底是否有岩石碎渣。 3. 强调安全：“戴上护目镜！加热时不要用手触碰岩石和坩埚钳的加热端；放入冷水时动作要轻，防止水溅出烫伤。” 4. 教师演示或学生分组操作（建议教师演示确保安全，各小组观察记录）。 5. 引导学生观察： ——加热前岩石的样子； ——第一次加热冷却后岩石的变化； ——第二次、第三次后的变化； ——烧杯底部是否有岩石碎渣。 6. 各小组汇报观察到的现象。 7. 引导学生理解实验与自然的联系：“我们的实验在短时间内反复加热冷却。自然界中，白天太阳晒热岩石、晚上温度降低，季节变化带来的温度变化，年复一年、日复一日地作用在岩石上。我们的实验是模拟这种温度变化，但自然界的作用时间要漫长得多。” 8. 追问：“除了温度，还有哪些因素会在长时间作用下改变岩石？”引导学生回顾探索2的讨论。 1. 倾听实验方法和安全注意事项。 2. 以小组为单位观察教师演示实验（或在教师指导下分组操作）。 3. 记录加热前岩石的样子。 4. 观察并记录每次加热冷却后岩石的变化。 5. 观察烧杯底部是否有岩石碎渣。 6. 各小组汇报观察到的现象。 7. 理解实验与自然界岩石变化的类比关系。 8. 回顾影响岩石变化的其他因素。 通过模拟实验，让学生直观感受温度变化对岩石的破坏作用，建立“温度变化可以使岩石破碎”的科学认知。强调实验与自然界的类比关系，培养学生的类比推理能力。（体现“模拟实验法”“类比推理法”） 研讨 1. 提出研讨问题一：“岩石可以分为哪几类？上节课的三个岩石标本分别属于哪一类？举例说一说岩石是怎样形成的。”引导学生结合记录单回答。 2. 提出研讨问题二：“地球表面的岩石变化受哪些因素影响？举例说明。”引导学生从温度、水、生物等方面回答。 3. 提出研讨问题三：“地球表面的岩石变化有怎样的趋势？最终可能会变成什么？”引导学生思考岩石在内外力作用下不断破碎、搬运、沉积、变质、重熔，形成循环。 4. 总结提升：“岩石圈的物质是不断循环的。今天看到的高山，亿万年后可能变成平地；今天的海底，亿万年后可能变成高山。地球表面的变化从未停止。” 1. 对照记录单，说出三大类岩石及其成因，指出花岗岩、砂岩、大理岩的类别。 2. 列举温度、水、生物等影响岩石变化的因素。 3. 思考岩石变化的趋势——在不断变化中循环。 4. 倾听教师总结，建立“岩石不断变化、循环”的科学观念。 三个研讨问题层层递进，从分类到影响因素到变化趋势，完整回顾本课核心内容。通过开放的讨论，帮助学生将零散的知识点整合为系统认知。（体现“研讨归纳法”） 拓展 1. 出示教材拓展任务——“制作化石”。介绍步骤： ——准备不同颜色的陶泥，压成饼状； ——依次叠放，按压成层（模拟沉积岩的层状结构）； ——将标本（如贝壳、树叶）放置在泥饼上，轻压留下印痕； ——再叠放几层泥饼； ——用擀面杖压实； ——用酒精灯加热，观察陶泥的变化。 2. 提问：“这个模拟实验中，不同颜色的陶泥叠放模拟了什么？加热模拟了什么？”引导学生理解：陶泥叠放模拟沉积岩形成时的层层堆积和压实；加热模拟沉积岩在高温高压下变质的过程。 3. 布置课后任务：“课后选择一种生物标本（贝壳、叶子等），尝试制作一个‘化石模型’。” 1. 倾听制作化石的步骤。 2. 回答教师的提问，理解陶泥叠放和加热在实验中的模拟意义。 3. 对课后制作化石产生兴趣。 通过“制作化石”的拓展活动，将课堂知识延伸到动手实践。引导学生理解实验各步骤的模拟意义，培养模型思维。（体现“做中学”“模型建构法”） 课堂总结 1. 带领学生回顾本课所学： ——岩石分为三大类：岩浆岩（岩浆冷却）、沉积岩（沉积成岩）、变质岩（高温高压变质）。 ——花岗岩→岩浆岩，砂岩→沉积岩，大理岩→变质岩。 ——三大类岩石可以相互转化，形成岩石循环。 ——岩石受温度、水、生物等因素影响会发生变化。 ——温度变化可以使岩石破碎（加热冷却实验）。 2. 强调：岩石记录了地球演化的历史，每一块岩石都有它的故事。 1. 跟随教师回顾本课核心知识。 2. 用自己的话说出三大类岩石的成因和代表岩石。 系统梳理本课知识点，帮助学生构建完整的知识框架。 布置作业 布置课后探究作业： 1. 查阅资料，了解当地常见的岩石属于三大类中的哪一类，它有什么特征。 2. 选择一种生物标本（贝壳、落叶等），按照教材拓展的方法制作一个“化石模型”。 3. 预习思考：水在地球表面是怎样流动的？它会对地表和岩石产生怎样的影响？ 记录作业内容，课后认真完成查阅、制作和思考。 将课堂知识延伸到课外，通过查阅资料和动手实践加深理解。预习思考为下一课《水对地表的作用》做好认知准备。（体现“做中学”“跨课时衔接”） 八、板书设计 4.5岩石的类别与变化 一、三大类岩石 岩浆岩：岩浆冷却结晶（花岗岩） 沉积岩：沉积物压实固结（砂岩，常有化石） 变质岩：高温高压变质（大理岩） 二、岩石变化的影响因素 温度变化（热胀冷缩）、水结冰（体积膨胀）、生物（树根、动物） 三、模拟实验：加热岩石→冷水→反复→岩石碎屑（温度风化） 四、岩石循环 岩浆岩 → 沉积岩 → 变质岩 → 岩浆 → 岩浆岩（循环） 九、教学反思 本课通过阅读资料、观察图片、模拟实验等多种方式，帮助学生建立了岩石分类和风化的概念。学生对三大类岩石的成因有了清晰认识，能正确说出花岗岩、砂岩、大理岩的类别。温度变化模拟实验效果明显，岩石经过几次加热冷却后，水底出现小碎屑，学生直观理解了热胀冷缩导致岩石破裂。研讨环节，学生能主动列举风化的多种因素（树根、冰、温度）。拓展制作化石的任务深受期待。整体上，本课实现了概念建构和能力培养的双重目标，实验安全有序。 十、课堂巩固练习 （一）填空题 1、岩石分为________、________和________三大类。 参考答案： 岩浆岩；沉积岩；变质岩 2、花岗岩属于________岩，砂岩属于________岩，大理岩属于________岩。 参考答案： 岩浆；沉积；变质 3、把烧热的岩石放入冷水中，反复几次后，岩石会________，这是因为________。 参考答案： 破碎（产生碎屑）；热胀冷缩 4、沉积岩中常含有________，它是古生物的遗存或印痕。 参考答案： 化石 （二）选择题 1、下列岩石中，属于岩浆岩的是（ ） A. 砂岩 B. 大理岩 C. 花岗岩 D. 页岩 参考答案： C 2、树根在岩石缝隙中生长，可能会使岩石（ ） A. 变得更硬 B. 被撑裂 C. 变成沉积岩 D. 不受影响 参考答案： B 3、大理岩是由（ ）在高温高压下变质形成的。 A. 花岗岩 B. 砂岩 C. 石灰岩 D. 玄武岩 参考答案： C（教材未明确，但常识可知） （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、三大类岩石之间可以相互转化。（ ） 参考答案： √ 2、温度变化对岩石没有影响。（ ） 参考答案： × 3、所有沉积岩都含有化石。（ ） 参考答案： ×（绝大多数，但不是全部） 4、岩石风化后形成土壤。（ ） 参考答案： √ （四）课堂实验探究题 题目：在“温度对岩石变化”的实验中，小明将一块小岩石用酒精灯加热2分钟后，迅速放入冷水中，反复操作3次。他发现水底出现了一些细小的岩石碎屑。 （1）这个实验模拟了自然环境中哪种因素对岩石的作用？ （2）为什么反复加热冷却会导致岩石破碎？请用科学原理解释。 （3）除了温度变化，还有哪些因素可以使岩石破碎？请写出2个。 参考答案： （1）模拟了温度变化（昼夜温差、季节温差）对岩石的风化作用。 （2）岩石受热时体积膨胀，受冷时体积收缩，反复的热胀冷缩使岩石内部产生微裂缝，最终导致岩石破裂、剥落。 （3）水结冰膨胀、树根生长、动物挖洞、流水冲刷、风力侵蚀等。（答出2个即可） 学科网（北京）股份有限公司 $