2.6 材料的用途（教学设计）科学冀人版三年级上册（新教材）

冀人版（2024）科学三年级上册 《材料的用途》教学设计 课题 2.6 材料的用途 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道材料的特性决定物体的功能和用途，不同材料性质不同，可以满足不同场景、不同职业的使用需求。 2.认识铜、铁、铝等常见金属的共同特征与不同特性；了解石墨烯、气凝胶、形状记忆合金等新材料，知道新材料可以优化物品性能。 3.知道材料可以按照用途分类，认识电子材料、航空航天材料、生物材料、建筑材料等。 科学思维： 1.能多角度思考废旧物品再利用的途径，提升比较、归纳、发散创新的思维能力。 2.通过观察、对比不同手套、金属丝，归纳材料性质与用途之间的关系。 3.能对比不同金属制品的优缺点，根据使用场景选择合适材料，发展分析推理能力。 探究实践： 1.体验佩戴多种手套，小组讨论材料特性与用途，能为不同从业者选择合适手套并说明理由。 2.动手用看一看、掂一掂、折一折、磨一磨、磁铁测试的方法探究铜丝、铁丝、铝丝，完成记录表格。 3.搜集、阅读新材料资料，了解特殊服装的材料与功能，尝试提出改进设想。 态度责任： 1.通过对比古代与现代材料，感受材料发展推动科技进步，体会材料对生产生活的价值。 2.感受新材料对国家尖端技术发展的作用，激发对材料科学的探究兴趣。 教学重难点 重点： 建立核心概念：材料的特性决定用途；认识金属的特性；认识常见新材料。 难点： 建立 “材料性质→功能→适用场景” 的逻辑联系；能根据实际需求选择合适材料。 教学环节 教学过程 课堂导入 （一）情境导入（5 分钟） 课件出示两组图片：古代麻布衣服、木质马车、青铜器具；现代航天服、高铁车身、手机芯片。 教师提问：同学们观察图片，古代人们制作物品用到哪些材料？现代高科技物品又用到了哪些材料？ 学生自由发言，说一说自己的发现。 继续追问：古人为什么选择麻布做衣服、青铜做器具？现代航天器为什么不用木头和麻布制作呢？能不能用毛线手套去拿滚烫的铁锅？ 学生猜想，简单交流。 教师小结：每一种材料都有自己独特的本领，材料本身具备什么样的特性，就决定了它适合用来做什么物品。这就是我们今天要研究的内容 ——《材料的用途》，板书课题。 课 程 学 习 （二）探究活动一：不同手套，本领不同（22 分钟） 1.活动布置，明确规则（4min） 教师出示 5 种手套，展示在讲台：毛线手套、一次性塑料手套、乳胶家务手套、隔热耐高温手套、防割手套。 提出探究任务：小组轮流观察、触摸、试戴手套。注意：试戴时不撕扯手套，轻拿轻放。 小组思考 3 个问题，写在学习单上： ① 这只手套是什么材料做成的？ ② 摸一摸，它有什么特点（软硬、厚薄、防水、隔热等）？ ③ 这样的特点，让它可以完成什么工作？适合谁来使用？ 2. 分组体验与小组研讨（9min） 学生分组轮流体验，组内交流讨论，填写学习单。教师巡视各组，参与学生讨论，适时引导： 看到学生摸隔热手套：摸上去厚厚的，它能传递热量吗？适合拿什么东西？ 观察一次性手套：薄薄的塑料，它能挡住脏东西、病菌吗？能不能防高温？ 3. 全班汇报交流，归纳特点（6min） 邀请小组上台汇报，师生共同整理： 毛线手套：毛线纤维，柔软蓬松，空气藏在纤维缝隙里，保暖，适合冬天户外防寒；缺点：不防水，容易弄脏。 一次性塑料手套：塑料薄膜，轻薄、防水、隔离污物；适合餐饮、简单医护操作；缺点：不耐高温，容易撕破。 乳胶家务手套：天然乳胶，弹性好、防水耐油污，做家务洗碗洗衣服；缺点：不能接触高温。 隔热手套：多层耐高温纤维，厚、导热慢，可以隔绝热量；厨师、实验室人员拿高温器皿，防止烫伤。 防割手套：高分子纤维 + 钢丝，坚韧耐磨，不容易被刀具割破；适合肉类切割、金属加工工人。 4. 实践应用：为职业挑选手套（3min） 出示职业卡片：外科医生、消防员、食品加工员、切割工人。 小组快速讨论，选择手套，并说清理由。 预设学生回答：医生选一次性防护手套，卫生，阻隔细菌；消防员需要隔热手套，火场高温，防止烧伤；切割工人选用防割手套，保护手部不被刀具划伤。 教师引导提炼核心概念：材料的特性决定了物品的功能，我们要根据工作需要，挑选具有对应特性的材料。 板书核心句。 （三）科技在线：材料按照用途分类（8 分钟） 教师过渡：生活中的材料成千上万，科学家会按照材料的用途给它们分类。请同学们打开课本自主阅读 “科技在线” 板块。 学生自主阅读课本内容。 课件出示分类：建筑材料、电子材料、航空航天材料、生物材料、能源材料。 师生互动举例： 建筑材料：水泥、钢筋，用来盖房子； 电子材料：硅、铜，制作电路板、导线； 航空航天材料：高强度合金，轻又结实，制作火箭、飞船； 生物材料：医用硅胶，制作人工器官； 提问：想一想，还有哪些物品属于这几类材料？学生补充生活例子。 教师简单拓展：同样一种材料，也可以有多种用途，比如金属铝，既可以做建筑材料，也可以做航空航天材料。 第 2 课时：金属特性与新材料 （一）复习导入（3 分钟） 教师提问回顾上节课核心知识点：上一节课我们学习了材料的秘密，谁来说一说材料和用途之间有什么关系？ 学生集体回答：材料的特性决定用途。 教师出示铜导线、铁钉、铝箔图片。追问：铜、铁、铝都属于金属材料。金属材料广泛用在生活中，它们有哪些特性？它们之间有没有不一样的地方？今天我们就通过动手实验，揭开金属的秘密。板书副标题：金属与新材料。 （二）探究活动二：探究铜、铁、铝的特性（20 分钟） 1.明确实验材料、实验方法与实验注意事项（5min） 每组材料：粗细、长度相同的铜丝、铁丝、铝丝，砂纸，磁铁，金属特性记录单。 教师介绍探究方法： ① 看一看：观察金属丝的颜色，有没有光泽； ② 掂一掂：用手掂量，比较轻重； ③ 折一折：轻轻弯折，看能不能弯曲，松手观察；注意不要用力折断，防止划伤手。 ④ 磨一磨：用砂纸轻轻打磨金属表面，观察打磨后光泽变化； ⑤ 吸一吸：用磁铁靠近，看磁铁能不能吸引。 安全提示：砂纸边缘粗糙，弯折金属丝不要对着同学，实验材料轻拿轻放，实验结束整理器材。 2. 分组动手实验，填写记录单（9min） 学生分组开展探究，边操作边记录。教师巡视指导，帮助有困难的小组，引导学生对比观察，提醒学生做好记录。 引导思考：打磨前后金属表面有什么变化？这说明金属有什么特点？同样长短粗细，三种金属掂起来轻重一样吗？ 3. 实验汇报，研讨交流（6min） 各小组依次展示记录表，全班交流。 师生共同总结： ✅共同特点：铜、铁、铝打磨后都有明亮的金属光泽；都有韧性，可以弯折，不易断裂。 ✅不同特点：铁丝银白色，可以被磁铁吸引；铜丝是棕黄色，不能被磁铁吸引；铝丝银白色，质地最软，同等体积下最轻；铁最重，硬度相对更大。 继续研讨：课件出示铁锅、铝锅、铜导线、铁剪刀图片。 小组讨论：人们利用金属的什么特性制作这些物品？这些金属制品有哪些优点和不足？ 预设：铁锅导热好，硬度高，但是容易生锈；铝锅轻便，导热好，质地偏软；铜导电性能好，适合做导线，但是比较贵。 教师小结：人们利用金属不同的特性，制作不同生活用品，发挥材料优势。 （三）探究活动三：新材料大搜索（9 分钟） 教师过渡：铜铁铝是传统金属材料。随着科技不断发展，科学家不断研究，发明了很多性能更强大的新材料。请同学们阅读课本，小组合作，完成新材料信息卡片。 学生阅读课本，小组合作整理信息，完成卡片，内容包含：新材料名称、特性、用途。 全班分享交流： 石墨烯：强度极高，导电性好、透光，用于手机屏幕、新能源电池； 气凝胶：极轻，隔热能力超强，用于航天保温； 柔性玻璃：可以弯曲折叠，制作折叠手机屏幕； 纳米陶瓷：韧性强，不容易碎裂； 形状记忆合金：温度改变可以恢复原来形状，用于血管支架。 研讨问题：这些新材料和普通材料相比，优势在哪里？新材料给我们的生活、航天、医疗带来哪些改变？ 学生发言。教师补充：很多过去做不到的技术，就是依靠新材料才实现的。 （四）应用与拓展：神奇的服装（5 分钟） 课件展示：航天服、消防服、潜水服、防弹衣。 教师提问：这些特殊服装，和我们日常的衣服有什么区别？它们要面对怎样危险环境？依靠材料的什么特性保护人体？ 学生小组快速讨论，填写任务单。 师生交流： 航天服：多层复合材料，在太空真空、极端高低温环境下，隔热、防辐射、维持压力； 消防服：阻燃纤维，耐高温，火场中阻隔高温，保护消防员； 防弹衣：高强度纤维，吸收冲击能量，抵御子弹碎片； 潜水服：防水橡胶，水下保温，抵抗水压。 拓展思考：如果让你改进其中一种特殊服装，你觉得还有哪些不足？可以利用什么新材料优化？鼓励学生大胆说出想法。 课堂 小结与课后作业 第一课时课堂小结 + 预习布置 师生共同梳理本节课收获：不同材料有不同特性；材料特性决定用途；材料可以按照用途分成不同类别。 课堂小思考：金属是我们生活中很常见的一类材料，铜、铁、铝都属于金属，它们又具备哪些共同和不同的特性呢？ 预习任务：观察家里铜、铁、铝制作的物品，想一想它们有什么特点，下节课我们分组实验探究金属。 第二课时课堂小结 + 作业布置 师生总结本节课：金属有着独特的共同特征，不同金属特性不同；科学家研发各种新材料，利用材料特性，制造满足人类需求的物品。 分层作业： 基础作业：回家寻找 3 种金属物品，记录物品名称、制作材料、利用了材料的什么特性。 拓展作业：搜集一种新材料资料，下节课分享它在生活中的应用。 板书设计 6 材料的用途 【第 1 课时板书】 不同手套：材料不同 → 特性不同 → 功能不同 材料分类：建筑、电子、航空航天、生物、能源材料 【第 2 课时板书】 金属（铜、铁、铝） 相同点：有金属光泽、有韧性，能弯折 不同点：颜色、磁性、轻重、硬度 新材料：石墨烯、气凝胶、形状记忆合金 优势：性能更强，助力科技 教学反思 第 1 课时：学生动手试戴手套的体验活动积极性较高，大部分学生能够说出手套材料的特点与用途之间的联系。个别学生只能描述现象，难以建立 “特性决定用途” 的逻辑。课堂上可多增加追问引导，帮助学生建立推理意识。 第 2 课时：金属分组实验是本课重点，要把控实验操作时间，提前强调实验安全。学生对新材料兴趣浓厚，但对抽象材料性能理解浅显，可多增加短视频或者实物图片辅助理解。 两课时衔接：两节课前后逻辑连贯，第 1 课时建立核心概念，第 2 课时把概念应用到金属、新材料。教学中注意前后知识呼应，帮助学生形成完整认知。 1 学科网（北京）股份有限公司 $