第17课 天然材料与人造材料 （教学设计）-2026-2027学年科学三年级上册苏教版

第17课　天然材料与人造材料（教学设计） 课题 天然材料与人造材料 课时安排 1课时 教材分析 本课是第五单元“材料的演变”的起始课，也是整个材料单元的“总纲课”。教材从学生每天都接触的书包、课桌、衣服、文具盒切入，先引导学生列举一件物品由哪些材料构成，再按“材料的来源”把常见材料分成天然材料与人造材料两类，最后讨论“同一个部位为什么选择这种材料”，初步建立材料选择与用途相匹配的观念。教材安排了观察、分类、交流三个主要活动栏目，主线是“认识材料—给材料分类—解释选材”，为后面三课分别深入纺织材料、建筑材料和纳米材料搭好分类框架与思维支架。 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念12“技术、工程与社会”中学习内容12.1“技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造”和12.2“技术与工程改变了人们的生产和生活”，3~4年级内容要求包括“举例说出生活中常见的科技产品给人类生活带来的变化”“区分生活中常见的天然材料和人造材料，知道人类根据需求发明和改进材料”。教学中要让学生认识到人造材料由人工加工制造，人类根据需要不断发明新材料。本课还渗透跨学科概念“结构与功能”与“稳定与变化”。 与旧版教材相比，2024版不再孤立地教分类，而是把“天然材料与人造材料”放在“材料的演变”单元的起始位置，更强调材料来源的追溯与人类需求的关系，并留出了对纸、陶瓷、玻璃、钢铁等易错材料的辨析空间。本课承接第二单元“固体和液体”对物体特征的观察经验，把观察对象从“物体”推进到“材料”，为第18课纺织材料、第19课建筑材料提供统一的分类标准与选材思路，也为四年级上册研究材料的更多性质打好“先辨来源、再究性能”的方法基础。 核心 素养目标 科学观念：知道材料按来源可分为天然材料和人造材料，能准确说出木材、棉花、羊毛、蚕丝、麻、石料、黏土、沙、天然橡胶是天然材料，塑料、玻璃、钢铁、水泥、陶瓷、合成纤维、人造橡胶、纸是人造材料。 科学思维：能依据“是否直接来自大自然、是否经过人工加工制造”这一标准给常见材料分类，能举例说明人造材料大多由天然材料加工而来，在辨析中发展分类、比较与归纳的能力。 探究实践：能用看、摸、掂、比等方法观察比较多种材料样品，会用分类圈图记录分类结果，能针对一件生活物品说出它的构成材料并解释选材理由。 态度责任：感受材料科技发展给生活带来的便利，在分类出现分歧时能如实记录、用证据说话，体会天然材料与人造材料各有优点，愿意节约使用材料。 重点 和难点 教学重点：掌握天然材料与人造材料的概念，能按来源给常见材料正确分类，并说出常见材料的类别与用途。 教学难点：理解人造材料大多由天然材料加工而来，正确判断纸、陶瓷、玻璃、钢铁等易错材料的类别。突破策略：设置“待定区”暴露真实困惑，用“棉花到棉布”“砂子到玻璃”“木材到纸”的溯源图片与短片让学生亲历加工过程，再用“它有没有经过人工加工制造”这一统一问句反复追问，让学生在争辩中把分类标准立起来。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 教师课前在讲台上摆好一组物品：木质课桌、塑料文具盒、玻璃水杯、棉布校服、纸质课本、陶瓷花盆。上课伊始，教师请两名学生上台闭眼各摸三样物品，凭手感说出摸到的是什么、可能由什么材料做成。学生很快辨认出木头、塑料、玻璃、布、纸等，教师顺势在黑板上写下“材料”二字。 教师提出核心问题：“这些东西五花八门，可它们用的材料都是从哪儿来的？是大自然里本来就有的，还是人做出来的？”学生自由猜想，大多数人认为木头、石头是天然的，塑料、玻璃是人做的，但对纸、陶瓷、玻璃却意见不一：有的说纸来自树所以是天然的，有的说纸要人加工所以是人做的。 教师顺势揭示课题并布置任务：“今天我们就给材料找‘娘家’，认识天然材料与人造材料，还要弄清一件物品为什么偏偏选这种材料。”学生明确本节课要学会分类、说清理由，并带着“纸和玻璃到底算哪一类”的疑问进入探究。 从闭眼触摸身边的真实物品导入，把学生的注意力从书本拉回生活，材料的多样性在感官体验中自然呈现；摸一摸、猜一猜门槛低、参与面广，能迅速唤起学生已有的生活经验，达成科学观念与探究实践目标中“能通过感官观察描述材料”的要求。 “给材料找娘家”的拟人化任务把抽象的“来源”问题变得具体可感，教师的核心问题把学生的模糊直觉推向分类需求，为后续的分类活动定向；同时用“为什么选这种材料”埋下伏笔，达成科学思维目标中“能按标准分类并说明理由”的要求。 讲授新课 【总起】本课以“材料的来源”为主线，按“认识材料—建立标准—分类实践—解释用途”四步推进。先让学生在书包、课桌、衣服里找材料，积累直观印象；再用样品观察把注意力落到材料本身；然后抛出天然材料与人造材料的分类标准，允许把拿不准的放进待定区；最后借助溯源图片与视频弄清纸、陶瓷、玻璃、钢铁的归类，并回到生活解释选材理由，完成从认材料到用材料的进阶。 【总起】本课的教学难点是“人造材料大多由天然材料加工而来”这层关系。设计上不直接告知结论，而是让学生先在小组内争辩“纸和玻璃到底算哪一类”，把分歧摆上台面，再用“棉花到棉布”“砂子到玻璃”“木材到纸”三段溯源短片逐一破解，用“它有没有经过人工加工制造”这个统一问句反复追问，最后让学生自己把标准说出来，把易错点转化为课堂最宝贵的教学资源。 环节一：情境导入·聚焦问题（约8分钟） 教师请全班起立，用一分钟“扫描”教室：“请找出你身边五样东西，说出它们是用什么材料做的。”学生快速报出木桌、塑料尺、玻璃窗、铁门把手、棉布窗帘、纸质课本。教师把学生说到的材料名称随手贴到黑板上，形成一列材料清单。接着教师出示课前准备的六样物品——木质课桌、塑料文具盒、玻璃水杯、棉布校服、纸质课本、陶瓷花盆，请两名学生上台闭眼各摸三样，凭手感判断材料，其余学生举牌表示同意或不同意。 师：摸到的东西，你能判断它是什么材料做的吗？为什么？生（预设）：木桌摸起来有木纹、比较硬；玻璃杯凉凉的、滑滑的、能看见手；塑料文具盒轻、敲起来声音脆。师：追问，这些材料，有的是大自然里本来就有的，有的是人造出来的，你能举个例子吗？生（预设）：木头、石头是自然里就有的；塑料、玻璃是人做出来的。师：再追问，那纸呢？纸是用树做的，树是大自然里的，纸算天然材料吗？生（预设）：有人说是天然的，因为它来自树；有人说是人做的，因为树不会自己变成纸，要经过加工。 教师不急于评判，请学生带着这个分歧进入后面的探究。全班分为六人小组，每组领到一份材料样品袋，袋内有棉布、丝绸、羊毛线、木片、石料、黏土块、塑料片、玻璃片、纸片、陶瓷片共十种样品。组长负责清点与保管，材料员负责取放，记录员负责填写记录单，汇报员准备发言。教师提醒：玻璃片与陶瓷片轻拿轻放，不要用力敲击，也不要放到桌边。 【知识归纳】①我们身边的每一件物品都是由一种或几种材料做成的，描述一件物品既要说出它是什么，还要说出它由什么材料构成。②研究材料的第一步是观察它的特点，第二步是为它找到一条合适的分类标准。③本课关注的分类标准是“材料的来源”，也就是看它是不是直接来自大自然。 【评价要点】达成科学观念与探究实践目标：能列举教室中至少五样物品并说出其构成材料；能在小组内按分工各司其职，取放材料轻拿轻放。达标证据是每名学生都能在记录单第一栏写出五条“物品—材料”对应关系，并在小组内说出自己的一条判断依据。 环节二：探究实践一·观察样品，认识材料（约12分钟） 材料清单（每组一份）：棉布、丝绸、羊毛线、木片、石料、黏土块、塑料片、玻璃片、纸片、陶瓷片十种样品各一件，放大镜两把，材料观察记录单一张，抹布一块。操作步骤：①按“看、摸、掂、比”四步观察每种样品，看颜色与纹理，摸软硬与粗糙程度，掂轻重，比一比谁更硬、谁更光滑；②对照样品标签确认名称，把观察到的特点用两三个词记在记录单上；③每组推选一种最有意思的样品向全班介绍。记录单样式：材料名称—看起来—摸起来—掂起来—我的发现。样例数据：棉布，看起来粗糙有细小绒毛，摸起来软而暖，掂起来很轻，我的发现是它由细线织成、能吸水；玻璃片，看起来透明发亮，摸起来冷而光滑，掂起来较重，我的发现是能看见后面的手指；木片，看起来有明显年轮纹路，摸起来硬而温润，掂起来较轻，我的发现是它可以浮在水上；陶瓷片，看起来洁白致密，摸起来非常光滑，掂起来较重，我的发现是敲起来声音清脆。观察提示：每观察完一种样品，先在心里默说一遍它的特点，再动笔记录，不要边看边写而漏掉后面的样品；出现意见不一致时，以小组多数人观察到的现象为准，少数人的不同发现也要记在记录单备注栏。 师：把十种样品都看过一遍，你们发现它们可以按什么不同来分组？生（预设）：有的软有的硬，有的透明有的不透明，有的吸水有的不吸水，有的来自植物和动物，有的是工厂做的。师：追问，如果只能用一个标准把所有材料分成两类，你会选哪个标准？为什么？生（预设）：选来源，因为软硬只是特点，材料最终是从哪里来的更重要。师：再追问，棉布摸着软、木头摸着硬，为什么还能分成一类？生（预设）：因为棉花和木头都是大自然里长出来的，不是人做出来的，只是后面有人把它们整理加工了一下。 预期现象：学生能说出至少五种材料的直观特点，并能自发提出“来源”“软硬”“透明与否”等多个分类标准。教师小结观察结论——材料各有特点，研究材料首先要学会用感官和简单工具去观察，其次要找到一条合适的标准把它们分门别类。教师顺势把“来源”这一标准确定为本课的分类依据，板书“看来源”，并请学生把十种样品卡片按新的标准重新摆放一遍。 【知识归纳】①观察材料常用看、摸、掂、比的方法，必要时借助放大镜；观察时要按同一种顺序推进，避免漏看漏记。②分类要先确定一条统一的标准，标准不同，分类结果就不同。③本课选定的标准是“材料的来源”。 【评价要点】达成探究实践目标：能按四步观察法描述至少五种材料的特点，记录单填写完整、用词准确；能主动提出可用的分类标准。达标证据是小组记录单上每种材料至少有两项特点记录，且汇报时能说出选择“来源”作为标准的理由。 环节三：探究实践二·给材料找“娘家”，辨析易错材料（约13分钟） 教师板书两个大圈，左边写“天然村”，右边写“人造城”，并给出分类标准：直接来自大自然、没有经过人工加工制造的，是天然材料；经过人工加工制造出来的，是人造材料。各组把十张样品卡片贴到对应圈里。天然村放棉布、丝绸、羊毛线、木片、石料、黏土；人造城放塑料片、玻璃片、纸片、陶瓷片。教师专门在中间留出一条“待定区”，允许学生把拿不准的卡片先插在这里，并写上一句话说明理由，贴完后请各组派代表说明自己组把哪张卡放进了待定区、为什么。 师：纸是从树上来的，树是天然材料，为什么把纸放进人造城？生（预设）：因为树不会自己变成纸，要人砍树、打浆、烘干，经过好多道加工，所以纸是人造材料。师：追问，玻璃和陶瓷的材料来自砂子和黏土，它们算天然还是人造？生（预设）：算人造，因为砂子和黏土不能自己变成玻璃陶瓷，要经过高温烧制。师：再追问，那钢铁呢？生（预设）：钢铁是人造材料，因为要把铁矿石冶炼加工才能得到铁和钢。师：归纳追问，判断的关键到底看什么？生（预设）：看它是不是直接来自大自然，有没有经过人工加工制造。 预设问题与应对一：学生认为“透明、光滑、冷冰冰的玻璃是天然材料”，理由是它看起来像水晶、像石头。应对：出示“砂子—熔炉—玻璃液—成型玻璃板”的溯源图片，让学生看到砂子要在高温下熔化才能变成玻璃，明确“原材料天然”不等于“成品天然”，关键看有没有经过人工加工制造。 预设问题与应对二：学生认为“羊毛线、棉布是工厂织的，应该算人造材料”。应对：引导学生区分“纺和织”与“造出新材料”。棉花和羊毛本身就来自植物和动物，纺织只是把它们整理成线、织成布，并没有造出自然界原本没有的新材料；而涤纶是工厂用石油原料合成的，自然界本来没有，才是人造材料。这一辨析同时为第18课化学纤维的学习埋下伏笔。 关系提升：教师用一条箭头把两个圈连起来，指出“人造材料的根大多扎在天然材料里”——塑料来自石油，玻璃来自砂子，纸来自木材，钢铁来自铁矿石，天然材料是大自然的馈赠，人造材料是人类智慧的结晶。变式训练1道：小明说“人造材料都是人凭空造出来的，和天然材料没有关系”。请判断这句话对不对，并举例说明理由。参考要点：不对。人造材料大多由天然材料加工而来，例如玻璃由砂子烧制，纸由木材加工，塑料来自石油，人不能凭空造出材料。 【知识归纳】①天然材料是自然界中本来就有的材料，如木材、棉花、羊毛、蚕丝、麻、石料、黏土、天然橡胶、沙。②人造材料是人们加工制造出来的材料，如塑料、玻璃、钢铁、水泥、陶瓷、合成纤维、人造橡胶、纸。③纸、陶瓷、玻璃、钢铁都是人造材料，判断依据是“有没有经过人工加工制造”。④人造材料大多由天然材料加工而来，天然材料与人造材料各有优点。 【评价要点】达成科学观念与科学思维目标：十种样品分类全部正确，能说清纸、陶瓷、玻璃、钢铁归为人造材料的理由；能举出至少一例说明人造材料与天然材料的联系。达标证据是小组分类圈贴片与理由卡，以及变式训练中能用“加工制造”一词完整作答。 环节四：迁移应用·课堂小结（约6分钟） 教师出示三样生活用品：雨衣、锅铲、窗户，请学生说出各由什么材料做成，并解释为什么选这种材料。学生答：雨衣用塑料或防水面料，因为不吸水、能挡雨；锅铲柄用木头或塑料，因为不导热、握着不烫手；窗户用玻璃，因为透明能采光。教师追问：如果雨衣改用棉布、锅铲柄改用铁，会怎样？学生很快发现棉布淋湿、铁柄烫手，体会到“材料的性能决定它的用途”。教师再补充两组对比：全棉雨伞淋一场雨就湿透，塑料雨伞轻轻一抖水珠就滑落；木椅坐久了会晃，钢架椅结实却冬天冰凉，引导学生认识到天然材料与人造材料各有长处，也各有短处。教师追问：“既然各有短处，人们会怎么做？”学生想到可以把两种材料合起来用，比如棉涤混纺的衣服既有棉的舒适又有涤的耐穿，教师顺势点出：人们正是为了满足不同需要，才不断发明和改进材料，材料因此不断演变，回扣单元主题。 【课堂小结】这节课我们从教室里的物品出发，认识了十种常见材料，学会了用“来源”这把尺子把它们分成天然材料与人造材料，更重要的是弄明白了纸、陶瓷、玻璃、钢铁这些“看着像天然”的材料为什么是人造材料——判断的关键是看它有没有经过人工加工制造。我们还知道了人造材料大多来自天然材料，选材料要看用途，也要节约使用、减少浪费。 【板书生成】按“课题—标准—两类材料—关系—用途”的顺序逐步生成板书：先写课题“天然材料与人造材料”；再写分类标准“看来源”；接着左右两栏写出天然材料与人造材料的具体例子；然后画箭头写出“人造材料大多由天然材料加工而来”；最后补上一行“材料的选择要符合用途”，与本课开头的选材问题首尾呼应。板书每一行都由学生说出、教师书写，不预先写好。【知识归纳】①材料按来源分为天然材料与人造材料，判断依据是“是不是直接来自大自然、有没有经过人工加工制造”。②纸、陶瓷、玻璃、钢铁都是人造材料，人造材料大多由天然材料加工而来。③选材料要看用途，天然材料与人造材料各有优点。【评价要点】达成态度责任目标：能说出天然材料与人造材料各有长处，能在生活中说出一种物品选材的理由，并愿意节约使用材料。达标证据是课堂发言中能举出至少一例说明选材与用途的关系。 【当堂检测】1.选择题：下列材料中，全部属于人造材料的一组是（　）。A.木材、棉花、羊毛　B.塑料、玻璃、钢铁　C.石料、黏土、沙　D.蚕丝、麻、天然橡胶。2.材料分析题：妈妈给小红买了一只陶瓷碗和一双棉袜。小红说：“陶瓷碗又光又亮，是天然材料；棉袜是工厂织的，应该是人造材料。”请你判断小红的说法对不对，分别说出一条理由，再另外举出两种人造材料。 参考答案与解析：1.选B。木材、棉花、羊毛、石料、黏土、沙、蚕丝、麻、天然橡胶都直接来自大自然，属于天然材料；塑料、玻璃、钢铁均经过人工加工制造，属于人造材料。2.小红的说法不对。陶瓷碗虽然漂亮，但黏土要经过成型、高温烧制才变成陶瓷，经过人工加工制造，属于人造材料；棉袜虽然由工厂纺织，但棉花本身就是自然界长出来的，纺织只是把棉花整理成线、织成布，属于天然材料。常见人造材料举例：塑料、玻璃、钢铁、水泥、纸、合成纤维、人造橡胶等，写出两种即可。 本课以“来源”这条主线贯穿始终，四个环节分别承担“感知材料—建立标准—辨析分类—解释用途”的任务。环节一用触摸和列举唤醒经验，明确研究材料要先看它的来源；环节二用十种样品把注意力落到材料本身，让学生自己比较并提出可能的分类标准，教师顺势确定“来源”这一标准，达成科学观念与探究实践目标。 环节三是本课重心，用“天然村—人造城—待定区”的分类圈容纳学生的真实分歧，把纸、陶瓷、玻璃、钢铁这些易错材料转化为最宝贵的教学资源，在溯源与追问中深化对“人工加工制造”标准的理解，达成科学思维目标；环节四把标准带回雨衣、锅铲、窗户等真实物品，训练有依据的选材表达，达成态度责任目标。 评价采取“记录单＋分类圈＋口头理由”三种证据：记录单看观察是否细致，分类圈看标准掌握是否准确，口头理由看能否说出“有没有经过人工加工制造”。每环节末尾的【评价要点】都标注对应的素养目标，便于课堂即时判断与跟进。 板书设计 天然材料与人造材料 分类标准：看来源——是不是直接来自大自然、有没有经过人工加工制造 天然材料：木材、棉花、羊毛、蚕丝、麻、石料、黏土、沙、天然橡胶 人造材料：塑料、玻璃、钢铁、水泥、陶瓷、纸、合成纤维、人造橡胶 易错辨析：纸←木材　玻璃←砂子　陶瓷←黏土　钢铁←铁矿石　都算人造材料 关系：人造材料大多由天然材料加工而来 关系：天然材料是大自然的馈赠，人造材料是人类智慧的结晶 选材：材料的性能要符合用途（雨衣防水、锅铲柄不导热、窗户透光） 各有优劣，珍惜材料，减少浪费 作业布置 基础性作业：完成活动手册“材料分类”页，把木材、塑料、棉花、玻璃、羊毛、纸、陶瓷、钢铁八种材料分别填入天然材料与人造材料两栏，并在每种材料后面用一句话写出你的判断依据。 提升性作业：选择家中的三件物品（如水杯、衣服、椅子），写出它们各用了哪几种材料，判断每种材料的类别，并说明设计师选择这种材料的一个理由，写清用到的是这种材料的什么性能。 拓展性作业：和家长一起找出家里三种天然材料制品和三种人造材料制品，拍照或画成“材料全家福”，在图旁标注材料名称、类别与主要用途，下节课带来交流分享。 教学反思 预设问题：学生对“纸来自木材”印象深刻，容易把“原材料天然”当成“成品天然”，坚持认为纸是天然材料。改进设想：在待定区辨析时先不出示结论，让学生自己说出“树不会自己变成纸”，再用溯源短片确认加工环节，让标准从学生口中长出来。 学生真实困难：陶瓷、玻璃与石料、黏土外观相似，仅凭看和摸难以区分天然与人造。改进设想：准备一小袋砂子和一小袋黏土作为原料样品，与玻璃片、陶瓷片并排摆放，用“原料在这里、成品在那里、中间发生了什么”作对比支架，把加工过程补出来。 课堂组织问题：十种样品数量偏多，个别小组观察蜻蜓点水，玻璃片、陶瓷片还有滑落风险。改进设想：样品减到八种，用亚克力片替代玻璃片，并把样品编号固定摆放，观察时按编号顺序推进，避免漏看漏记。 评价跟进问题：分类圈贴片完成后，小组理由表达不充分，个别学生只会说“老师讲的”。改进设想：增设“材料身世卡”配对游戏，让学生把材料卡与来源卡配对，再抽卡向同伴复述判断依据，用输出倒逼理解。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $