4.4 《地球表面的岩石》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地球表面岩石的特征、观察方法及组成，从生活经验切入，展示山地、建筑等岩石图片激活前概念，衔接单元前3课地表形态变化内容，为后续岩石分类与变化学习奠定物质认知基础。 以探究实践为核心，通过放大镜观察颗粒、刻画法测试硬度等活动培养科学观察能力，结合科学思维比较岩石特征并推测用途，落实科学观念中岩石由矿物组成的认知。帮助学生掌握系统观察方法，为教师提供结构化教学流程，提升课堂效率。

4.4 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4课《地球表面的岩石》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——地球表面被坚硬的岩石圈包裹，岩石是构成地壳的基本材料，不同岩石具有不同的特征，岩石由矿物组成。 内容与要求： 知道地球表面被坚硬的岩石圈包裹，岩石是构成地壳的基本物质。 能从颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征（如层状纹理）等多个方面观察和描述常见岩石的特征。 知道花岗岩、砂岩、大理岩三种常见岩石的基本特征及主要用途。 初步了解岩石是由矿物组成的，知道花岗岩主要由石英、长石、黑云母三种矿物组成。 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4课。本单元前3课分别从地球表面形态、火山喷发、地震三个角度，引导学生认识地球内部力量对地表的塑造作用。本课视角发生重要转向——从“地球表面的形态与变化”转向“构成地球表面的物质基础——岩石”。本课为后续第5课《岩石的类别与变化》中“三类岩石的转化”（岩石循环）的学习奠定物质认知基础，是学生从“地貌观察”走向“物质构成”的关键衔接课。 教材以“聚焦—探索—研讨—拓展”四大板块组织内容。聚焦部分提出三个问题：“岩石是什么样子的？常见岩石的表面特征有哪些？应该怎样描述它们？”直接指向本课的核心任务——学习观察和描述岩石的科学方法。探索部分包含三个递进环节：一是“交流我们对岩石的认识”，激活学生对岩石的前概念；二是“观察常见的岩石标本”，以花岗岩、砂岩、大理岩三种典型岩石为载体，引导学生从颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征四个维度进行系统观察和记录；三是“认识岩石的组成”，通过观察石英、长石、黑云母三种矿物，知道岩石是由矿物组成的，花岗岩由多种矿物组成。研讨部分围绕“观察描述方法”“三种岩石特征对比”“建筑用途”三个问题展开。拓展部分布置制作岩石标本和了解石灰岩用途的任务。 三、学情分析 学生在生活中对石头有丰富的感性经验，能说出“石头有不同颜色”“有的光滑有的粗糙”等直观特征。部分学生听说过“花岗岩”“大理石”等名称，但对其科学特征缺乏系统认知。学生对“岩石”与“矿物”的概念关系模糊，多数人分不清岩石和矿物的区别。 五年级学生具备基本的观察能力，能用感官（视觉、触觉）感知物体特征。但学生缺乏系统、多维度的观察方法，往往只关注颜色、形状等显性特征，容易忽略颗粒、硬度等细节特征。用小刀刻画测试硬度、用放大镜观察颗粒等操作对学生而言是新的技能，需要在教师指导下逐步掌握。 学生对形态各异、色彩丰富的岩石标本充满好奇，乐于动手触摸、观察和比较。但部分学生容易把科学观察等同于随意“看石头”，需要教师引导将感性观察提升为有目的、有方法的科学观察。 四、教学目标 核心素养维度 教学目标 科学观念 能说出岩石是构成地壳的基本物质；能说出花岗岩、砂岩、大理岩三种常见岩石的主要特征；能初步知道岩石是由矿物组成的，花岗岩由石英、长石、黑云母三种矿物组成。 科学思维 能比较花岗岩、砂岩、大理岩在颜色、颗粒、硬度等方面的异同；能根据岩石的特征推测其可能的用途；能基于观察证据对岩石进行分类描述。 探究实践 能使用放大镜观察岩石颗粒的粗细并描述；能用指甲、铜钥匙、小刀测试岩石的坚硬程度；能从颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征四个方面系统观察和描述岩石；能规范完成岩石特征观察记录表。 态度责任 能养成细致观察、如实记录的科学态度；能感受到岩石的多样性和自然之美；能意识到岩石是人类生产生活的重要资源。 五、教学重点与难点 教学重点：从颜色、颗粒粗细、坚硬程度等方面观察、描述花岗岩、砂岩、大理岩的特征。 教学难点：使用放大镜观察并描述岩石的颗粒特征，用刻画法比较岩石的坚硬程度。 六、教学准备 教具：多媒体课件（含三种岩石图片、矿物图片、建筑用途图）、放大镜、铜钥匙、小刀（安全使用） 学具（每组）：花岗岩、砂岩、大理岩标本各1块、放大镜1个、指甲（自身）、铜钥匙1把、小刀1把（教师指导使用）、记录单、笔 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. 展示多种岩石图片（山地岩石、河滩卵石、建筑石材等），提问：“同学们，地球表面被坚硬的岩石圈包裹着，我们看到的陆地、海底都是岩石构成的。你们在生活中一定见过各种各样的石头，它们一样吗？” 2. 追问：“岩石是什么样子的？常见岩石的表面特征有哪些？如果让你向别人介绍一块岩石，你会从哪些方面来描述它？” 3. 板书学生说出的描述角度（颜色、形状、光滑程度等）。 4. 揭示课题：今天我们就来学习如何科学地观察和描述《地球表面的岩石》。 1. 观察岩石图片，回忆生活中见过的各种石头。 2. 独立思考，尝试用自己的方法描述岩石的特征。 3. 2-3名学生分享自己的描述方法和内容。 4. 明确本课探究任务。 从生活经验切入，激活学生对岩石的前概念。通过“你会怎样描述岩石”的提问，暴露学生已有的观察方法，为后续学习科学观察方法做铺垫。以教材“聚焦”三个问题引领本课方向。（体现“情境导入法”“前概念探查法”） 探索1：交流我们对岩石的认识 1. 出示教材探索1中的两个提示问题： ——“岩石是什么颜色的？” ——“它们摸起来是粗糙的还是光滑的？” 2. 请各小组拿出课前准备的一块石头（或教师发的常见岩石），引导学生小组内互相交流：“你们的岩石是什么颜色？摸起来感觉怎么样？还有没有其他发现？” 3. 巡视各小组交流情况，倾听学生的描述方式。 4. 组织汇报：“哪个小组来分享一下你们观察到的岩石特征？你们用了哪些方法来观察？” 5. 总结学生发言，引入观察方法：“刚才同学们用了看颜色、摸光滑程度等方法。除了这些，我们还可以从哪些方面观察岩石呢？接下来我们就学习更系统的观察方法。” 1. 观察手中的岩石，思考岩石的颜色和触感。 2. 小组内交流对岩石的认识，互相补充观察发现。 3. 各小组代表汇报观察结果和观察方法。 4. 倾听教师总结，准备学习更系统的观察方法。 先让学生用自己已有的方法观察和描述岩石，暴露前概念和已有观察水平。通过小组交流拓宽观察视角。在此基础上引入系统观察方法，体现“先试后导”的教学策略。（体现“前概念探查法”“合作交流法”） 探索2：观察常见岩石标本（一）——花岗岩、砂岩、大理岩的整体观察 1. 出示三种岩石标本（花岗岩、砂岩、大理岩），引导学生观察：“这三种岩石是地壳中常见的岩石。请同学们先用肉眼观察，从颜色上区分它们，猜一猜分别是什么岩石。” 2. 介绍三种岩石的典型颜色特征：花岗岩通常呈花斑状（肉红色、白色、黑色相间）；砂岩通常呈黄褐色或红褐色；大理岩通常呈白色或浅色（纯白的大理岩叫汉白玉）。 3. 提问：“除了颜色，你们还能发现其他不同吗？砂岩的表面有什么特别的地方？” 4. 引导学生观察砂岩的层状纹理：“砂岩具有明显的层状纹理。联想一下土壤研究的沉降实验吧！土壤沉降时分成了层，砂岩的层状纹理也是在沉积过程中一层层堆积形成的。”引导学生建立跨单元知识联系（三上土壤沉降实验）。 5. 继续引导观察：“花岗岩表面你能看到几种颜色的颗粒？大理岩的颗粒有什么特点？” 1. 观察三种岩石标本，从颜色上进行初步区分。 2. 倾听三种岩石典型颜色的介绍。 3. 用手指触摸岩石表面，感受不同岩石的质感差异。 4. 观察砂岩的层状纹理，回忆土壤沉降实验的分层现象，建立知识联系。 5. 初步观察花岗岩的颗粒和大理岩的颗粒。 从肉眼观察入手，引导学生从颜色、表面特征（层状纹理）等显性特征开始认识三种岩石。通过跨单元知识联系（土壤沉降实验），帮助学生理解砂岩层状纹理的成因，体现单元间知识的前后呼应。（体现“观察法”“跨单元联系法”） 探索2：观察常见岩石标本（二）——借助工具细致观察 1. 过渡：“用肉眼观察能发现一些特征，但要想看得更细致，我们需要借助工具。接下来我们使用放大镜来观察岩石的颗粒。” 2. 分发放大镜，演示使用方法：“将放大镜靠近岩石表面，调整距离直到看到清晰的图像。请同学们仔细观察三种岩石的颗粒粗细，看看是否一样。” 3. 指导学生从“颗粒粗细”维度进行观察和描述：花岗岩的颗粒粗大、颗粒明显（能清晰看到不同颜色的矿物颗粒）；砂岩的颗粒较细、均匀；大理岩的颗粒中等，晶体感强。 4. 过渡：“除了颜色和颗粒，岩石还有一个重要的特征——坚硬程度。接下来我们用刻画法来比较三种岩石的坚硬程度。” 5. 演示刻画方法：“分别用指甲、铜钥匙、小刀在岩石表面刻画，看看能留下痕迹吗？注意用刀安全，小刀要往远离身体的方向刻。” 6. 引导学生在刻画前先猜测，再实验验证：“先猜一猜，哪种岩石最硬？哪种最软？” 7. 巡视各组实验情况，指导学生规范刻画（选择新鲜断口处刻画、控制力度均匀）。 8. 引导学生总结硬度对比结果：大理岩最软（指甲能刻动），砂岩较硬（指甲刻不动、铜钥匙能刻动或轻微痕迹），花岗岩最硬（铜钥匙和小刀都难以刻动）。 1. 学习放大镜的使用方法。 2. 用放大镜分别观察三种岩石的颗粒粗细，记录观察结果。 3. 小组内交流颗粒观察发现。 4. 学习刻画法测试硬度的操作方法和安全注意事项。 5. 先猜测三种岩石的硬度排序，再动手实验。 6. 小组合作完成硬度测试：分别用指甲、铜钥匙、小刀刻画三种岩石。 7. 记录刻画结果，比较三种岩石的坚硬程度。 8. 总结：大理岩最软，花岗岩最硬，砂岩居中。 借助放大镜和刻画法两种工具和方法，从“颗粒粗细”和“坚硬程度”两个核心维度深入观察岩石特征。通过“先猜测后验证”的方式激发探究兴趣，培养预测与验证的科学思维。硬度测试涉及简单的对比实验设计，体现探究实践能力的培养。（体现“工具观察法”“对比实验法”“预测—验证法”） 探索2：完成观察记录 1. 出示“岩石的不同特征”记录单，逐栏说明填写要求：“请同学们将刚才观察到的三种岩石的颜色、颗粒粗细、坚硬程度和其他特征填写在记录单中。” 2. 提醒：“其他特征可以写砂岩的层状纹理、大理岩的晶体光泽、花岗岩多种颜色的颗粒等。” 3. 巡视学生填写情况，个别指导。 4. 请1-2个小组展示记录单，全班交流补充。 1. 根据观察结果，独立完成三种岩石特征的记录单。 2. 小组内互相补充完善记录。 3. 展示记录单，全班交流观察发现。 通过规范填写记录单，培养学生科学记录的习惯，将感性观察上升为系统性的科学描述。（体现“科学记录法”） 探索3：认识岩石的组成——矿物 1. 提出问题：“岩石是由什么组成的呢？请同学们看教材中的资料。” 2. 出示教材资料：“岩石是由矿物组成的，有些岩石由多种矿物组成，有些岩石主要由一种矿物组成。” 3. 出示石英、长石、黑云母三种矿物的图片及实物（如有标本），引导学生观察：“这三种矿物分别是什么样的？石英是透明的、像玻璃一样；长石是肉红色或浅色的；黑云母是黑色的、片状的、有光泽。” 4. 出示花岗岩的放大图片：“花岗岩主要由石英、长石、黑云母三种矿物组成。请同学们在花岗岩标本上找一找，你能找到这三种矿物吗？” 5. 引导学生观察花岗岩中的不同颜色颗粒与三种矿物的对应关系：透明的颗粒是石英，肉红色的颗粒是长石，黑色的片状颗粒是黑云母。 6. 小结：“岩石由矿物组成，不同岩石的矿物组成不同。” 1. 阅读教材资料，初步了解岩石与矿物的关系。 2. 观察石英、长石、黑云母三种矿物的图片或标本，描述它们的外观特征。 3. 在花岗岩标本中寻找三种矿物颗粒，建立“岩石由矿物组成”的认知。 4. 倾听教师小结。 通过观察三种矿物和花岗岩中的矿物颗粒，帮助学生直观理解“岩石由矿物组成”这一核心概念。将花岗岩的颜色颗粒与三种矿物对应起来，是对前面观察活动的深化。（体现“直观教学法”“概念建构法”） 研讨 1. 提出研讨问题一：“我们应该从哪几个方面观察、描述一种岩石的特征？”引导学生回顾本课所学：颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征（纹理、光泽等）。 2. 提出研讨问题二：“花岗岩、砂岩、大理岩各有什么特征？”引导学生对照记录单进行汇报。 3. 提出研讨问题三：“根据三种常见岩石标本的特点，说一说三种岩石在建筑中分别有什么不同的用途。”展示建筑石材应用图片：花岗岩用于地面铺装和建筑外墙（坚硬耐磨）、砂岩用于建筑装饰（质地适中、有纹理美感）、大理岩用于雕塑和室内装修（质地软、易雕刻、美观）。 4. 追问：“为什么花岗岩适合做地板，而大理岩适合做雕塑？”引导学生用硬度特征来解释。 1. 回顾并说出观察描述岩石的四个方面。 2. 对照记录单，说出三种岩石各自的特征。 3. 观察建筑石材应用图片，说出三种岩石在建筑中的不同用途。 4. 用硬度特征解释用途差异。 三个研讨问题层层递进——从“怎么观察”到“观察到什么”再到“有什么用”，完整回顾本课核心内容。通过“用硬度解释用途”的追问，建立“特征决定用途”的科学认知。（体现“研讨归纳法”“学以致用法”） 拓展 1. 布置拓展任务一：“课后收集更多种类的岩石，制成岩石标本。像教材中的范例一样，标注名称、采集地、采集者。” 2. 出示教材拓展任务二：“石灰岩是一种沉积岩，它是烧制石灰和水泥的主要原料，炼铁和炼钢也需要它。石灰岩被侵蚀可以形成溶洞等地貌。”展示溶洞图片。 3. 简单介绍：“石灰岩在自然界中受到水的侵蚀，会形成千姿百态的溶洞。我们将在后面的课中继续探究水对岩石的作用。”为后续第7课《水对地表的作用》埋下伏笔。 1. 明确拓展任务的要求。 2. 观察溶洞图片，对石灰岩的侵蚀产生兴趣。 3. 对后续学习产生期待。 将课堂知识延伸到课后实践（制作岩石标本），培养学生的实践能力和科学收藏习惯。石灰岩的引入为后续岩石分类和水的侵蚀作用学习做铺垫。（体现“做中学”“跨课时衔接”） 课堂总结 1. 带领学生回顾本课所学： ——岩石是构成地壳的基本物质。 ——观察描述岩石的四个维度：颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征。 ——三种岩石的特征：花岗岩（花斑状、颗粒粗、最硬）、砂岩（层状纹理、颗粒细较均匀、较硬）、大理岩（白色或浅色、有晶体感、最软）。 ——岩石由矿物组成，花岗岩由石英、长石、黑云母组成。 2. 强调：不同的岩石有不同的特征，这些特征决定了它们在不同领域的用途。 1. 跟随教师回顾本课核心知识。 2. 用自己的话说出三种岩石的主要特征。 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. 收集1-2种不同的岩石（或卵石），用本课学习的观察方法从颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征四个方面进行观察和描述，记录在科学笔记本上。 2. 尝试用放大镜观察你收集的岩石中是否含有不同颜色的矿物颗粒，推测它可能与哪种岩石相似。 3. 预习思考：岩石的分类标准可能有哪些？花岗岩、砂岩、大理岩分别属于哪一类？ 记录作业内容，课后认真完成观察、记录和思考。 将科学观察方法延伸到课外，培养学生独立观察和描述的科学能力。预习思考为下一课《岩石的类别与变化》做好认知准备。（体现“做中学”“前后衔接”） 八、板书设计 4.4地球表面的岩石 一、观察描述岩石的四个方面 颜色、颗粒粗细、坚硬程度、其他特征（纹理、光泽等） 二、三种常见岩石的特征对比 花岗岩：花斑状（肉红+白+黑），颗粒粗，最硬 砂岩：黄褐/红褐色，层状纹理，颗粒细较均匀，较硬 大理岩：白色/浅色，晶体感，最软 三、岩石的组成——矿物 岩石由矿物组成 花岗岩 = 石英 + 长石 + 黑云母 九、教学反思 本课通过观察、比较、硬度测试等多种方法，让学生全面认识了三种常见岩石的特征。学生对手持放大镜观察颗粒非常感兴趣，能准确分辨花岗岩的粗颗粒和砂岩的砂粒。硬度测试环节，学生用指甲、钥匙、小刀依次刻划，兴奋地发现“大理岩能用钥匙划动，花岗岩小刀都划不动”。研讨时，学生能主动归纳观察方法，并联系建筑用途（“我们家灶台是花岗岩的”“广场雕塑是大理石”）。拓展制作岩石标本的任务深受期待。时间分配合理，实验操作有序。不足之处是砂岩标本的层状纹理不够明显，可用高清图片补充。整体上，本课培养了学生科学观察和比较的能力，为后续学习岩石分类和变化打好基础。 十、课堂巩固练习 （一）填空题 1、观察岩石可以从________、________、坚硬程度、纹理等方面进行。 参考答案： 颜色；颗粒粗细（顺序可换） 2、花岗岩主要由________、________和________三种矿物组成。 参考答案： 石英；长石；黑云母 3、用指甲、铜钥匙、小刀刻画岩石，大理岩可以被________划动，花岗岩________（填“容易”或“很难”）被小刀划动。 参考答案： 铜钥匙；很难 4、砂岩表面有明显的________纹理，大理岩常用于________（填建筑用途）。 参考答案： 层状；雕塑/室内装饰 （二）选择题 1、下列岩石中，颗粒最粗、最坚硬的是（ ） A. 花岗岩 B. 砂岩 C. 大理岩 D. 石灰岩 参考答案： A 2、用指甲无法划动，用铜钥匙可以划动的岩石可能是（ ） A. 花岗岩 B. 砂岩 C. 大理岩 D. 石英岩 参考答案： C 3、岩石与矿物的关系是（ ） A. 岩石是矿物的组成 B. 矿物是岩石的组成 C. 岩石和矿物没有关系 D. 岩石就是矿物 参考答案： B （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、所有岩石的颜色和颗粒粗细都一样。（ ） 参考答案： × 2、花岗岩主要由石英、长石和黑云母组成。（ ） 参考答案： √ 3、砂岩的硬度比大理岩大。（ ） 参考答案： √（大理岩较软） 4、观察岩石只能用眼睛看，不能用工具刻划。（ ） 参考答案： × （四）课堂实验探究题 题目：小明在科学课上观察了花岗岩、砂岩和大理岩标本，并做了硬度测试。他记录了以下结果： 岩石名称 指甲刻划 铜钥匙刻划 小刀刻划 花岗岩 无痕迹 无痕迹 轻微痕迹 砂岩 无痕迹 轻微痕迹 明显痕迹 大理岩 无痕迹 明显痕迹 易刻出粉末 （1）三种岩石中，硬度最大的是哪一种？硬度最小的是哪一种？ （2）根据硬度测试结果，推测三种岩石在建筑中的用途有什么不同？ （3）小明用放大镜观察，发现花岗岩的颗粒很粗，大理岩的颗粒很细。这说明了什么？ 参考答案： （1）硬度最大的是花岗岩（小刀只能划出轻微痕迹），硬度最小的是大理岩（铜钥匙就能划出明显痕迹）。 （2）花岗岩最硬，适合用于地面、台面等耐磨场所；大理岩较软，适合用于雕刻、装饰；砂岩硬度中等，可用于建筑外墙、石雕。 （3）说明不同岩石的矿物颗粒大小不同，这与岩石的形成过程有关。花岗岩是岩浆缓慢冷却形成，颗粒粗；大理岩是变质岩，重结晶后颗粒细。 学科网（北京）股份有限公司 $