小学科学17 天然材料与人造材料教学设计

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一、教材分析
本课是苏教版（2025秋新版）科学三年级上册第五单元《材料的演变》中的第17课。作为本单元的起始课，本课起着奠定概念基础的重要作用。教材内容从学生熟悉的物品入手，通过“区分天然材料与人造材料”“探究材料的性能”以及“了解材料的发展史”三个递进模块，引导学生从感性认识走向理性探究。特别是通过吸水树脂等趣味实验，让学生直观感受人造材料的神奇性能，理解“性能决定用途”的核心科学观念，为后续学习材料的演变打下坚实基础。
二、学情分析
三年级的学生在日常生活中接触过各种各样的物品，对木头、塑料、金属等材料有一定的感性认识。然而，他们往往难以清晰界定“天然材料”与“人造材料”的本质区别，容易将“经过简单加工的天然材料”混淆。此外，学生虽然对材料的用途有所了解，但对于“材料性能决定物品用途”这一逻辑关系缺乏深入的思考。因此，本课需要通过丰富的实物观察和对比实验，帮助学生建立科学的材料认知。
三、核心素养目标
科学观念：能区分常见的天然材料和人造材料，知道人造材料是对天然材料进行加工改造而成的；理解不同材料具有不同的性能（如吸水性、防水性、弹性等），且性能决定了材料的用途。
科学思维：能通过观察与比较，归纳出天然材料与人造材料的特征；能基于实验现象（如吸水树脂的膨胀），推理出材料性能与实际应用之间的联系。
探究实践：能通过简单的对比实验（如毛巾吸水、吸水树脂实验），规范操作并记录实验现象；能调查生活中物品的材料构成，并分析其利用的性能。
态度责任：了解材料的发展历史，体会科技进步对人类生活的推动作用；激发对未来新型材料的探索兴趣，树立合理利用材料的意识。
四、教学重难点
重点：区分天然材料与人造材料，认识不同材料的性能。
难点：理解材料性能与用途之间的紧密联系；通过实验探究吸水树脂等特殊材料的性能。
五、教学准备
教师材料：多媒体课件（含材料分类图、材料发展史视频）、演示实验器材。
学生分组材料：
分类材料包：竹片、棉花、石块、塑料片、玻璃片、金属片、布料等。
性能探究材料：棉质毛巾、化纤毛巾、水槽、吸水树脂（高吸水性树脂）、无纺布袋、勺子、透明塑料杯。
六、教学过程
(一) 创设情境，激趣导入
实物展示：教师出示木椅、塑料杯、棉布手帕、玻璃花瓶等实物。提问：“同学们，这些物品分别是用什么材料做的？这些材料是从哪里来的？”
聚焦课题：引导学生发现有的材料直接来自大自然，有的则是人工制造的。顺势引出课题《天然材料与人造材料》。
(二) 观察辨析，认识材料分类
概念建立：
天然材料：直接取自大自然，或仅经过简单加工的材料（如木材、棉花、竹子、石料、毛皮）。
人造材料：对天然材料进行深度加工或化学合成得到的材料（如塑料、玻璃、金属、陶瓷）。
分类活动：分发“材料包”，请学生分组观察并讨论，将材料分为“天然材料”和“人造材料”两类，并说明理由。
生活应用：出示生活场景图（如教室、公园），让学生圈出天然材料制成的物品，框出人造材料制成的物品。
(三) 实验探究，了解材料性能
活动一：探究不同材料的性能
提出问题：人们为什么要制造出这么多的人造材料？（引导学生思考：为了满足保暖、防水、轻便等需求）。
性能初探：出示电线、玻璃杯、海绵、橡皮筋等物品。提问：“制造这些物品利用了材料的什么性能？”（预设：电线利用了导电性，玻璃杯利用了透光性，橡皮筋利用了弹性）。
总结：不同的材料具有不同的性能，性能决定了用途。
活动二：探究材料的吸水性（核心实验）
对比实验（毛巾吸水）：
将棉质毛巾（天然纤维）和化纤毛巾（人造纤维）的一端同时浸入水中。
观察哪条毛巾的水爬升得更快、更高。
结论：不同材料的吸水本领不同。
趣味实验（吸水树脂）：
出示吸水树脂（白色粉末）。提问：“这种人造材料有什么神奇之处？”
实验操作：将少量吸水树脂装入无纺布袋，放入装满水的杯子中，观察现象（水迅速被吸干，袋子膨胀）。
研讨交流：吸水树脂的吸水性极强，生活中哪些地方用到了它？（预设：婴儿纸尿裤、农业保水剂、抗洪沙袋）。
(四) 阅读拓展，了解材料发展
历史梳理：阅读教材中关于材料发展史的资料。提问：“人类使用材料经历了哪几个阶段？”（石器时代 -> 青铜器时代 -> 铁器时代 -> 现代新材料时代）。
展望未来：展示纳米材料、智能材料等新型材料的图片。提问：“未来的材料会是什么样的？”激发学生创造新型材料的愿望。
(五) 课堂小结，布置作业
课堂小结：回顾天然材料与人造材料的区别，以及材料性能与用途的关系。
课后作业：调查自己卧室中的物品，哪些是由天然材料制成的？哪些是由人造材料制成的？制作这些物品利用了材料的哪些性能？设计表格整理信息。
七、板书设计
17. 天然材料与人造材料
分类：
天然材料：直接来自大自然（木材、棉花、石料）
人造材料：加工改造而成（塑料、玻璃、金属）
性能决定用途：
吸水性（棉毛巾、吸水树脂）
防水性、透光性、弹性、导电性……
发展：石器 -> 青铜 -> 铁器 -> 新材料
八、课堂练习
填空题
（1）直接来自大自然的材料，如木材、棉花、石料等，属于______材料；对天然材料进行加工后获得的材料，如塑料、玻璃等，属于______材料。
（2）不同的材料具有不同的______，如吸水性、防水性、弹性等，这些性能决定了材料的______。
（3）吸水树脂是一种吸水性极强的______（填“天然”或“人造”）材料，常用于制作纸尿裤。
选择题
（1）下列材料中，属于天然材料的是（ ）。
A. 塑料 B. 玻璃 C. 羊毛
（2）制造玻璃杯主要利用了玻璃（ ）的性能。
A. 透光性 B. 导电性 C. 弹性
（3）下列关于材料的说法，错误的是（ ）。
A. 人造材料是对天然材料的加工改造
B. 天然材料比人造材料更好，我们应该只用天然材料
C. 材料的发展推动了人类社会的进步
判断题
（1）棉花是天然材料，而用棉花织成的布是人造材料。（ ）
（2）吸水树脂吸水后体积会变大，说明它发生了化学变化。（ ）
（3）工程师在设计物品时，会根据物品的用途选择合适的材料。（ ）
【参考答案】
（1）天然；人造 （2）性能；用途 （3）人造
（1）C （2）A （3）B
（1）×（棉布仍属于天然材料加工，通常视为天然纤维制品，但在小学阶段若强调“深度加工”可视为人造，此处按苏教版教材逻辑，棉布一般仍归为天然纤维制品，若严格区分“人造材料”如塑料，则棉布更接近天然。注：部分教材将棉布视为天然材料，此处判错是因为棉布本质仍是天然纤维，未发生化学本质改变，若题目意指“人造材料”特指塑料等合成材料，则棉布不属于人造材料。） 更正：根据苏教版教材，棉布通常作为天然材料（天然纤维）的延伸，不属于像塑料那样的人造材料。
（2）×（吸水树脂吸水主要是物理变化） （3）√