科學教材設計理念1教師教學用書使用說明2本冊教學課時分配建議表6第1單元它們是用什么做的1第2單元玩磁鐵28第3單元土壤與生命57第4單元打開工具箱85專項學習像科學家那樣1101科學教材設計理念1.以學生的發展為教材編寫的宗旨。本教材的設計理念與國家課程改革的三個關鍵詞“核心素養”“學科核心素養”“學業質量評價標準”高度一致。以面向兒童終身受益的學習，如科學精神、科學思維、對自然的好奇心、運用知識解決實際問題的能力等核心要素，構建大科學觀統領下的主題單元，設計符合學生實際情況的學習活動。2.以科學世界觀作為整冊教材的組織線索。這些線索包括對科學本體的應有認知和對自然界的應有認知，如世界是物質的、物質是不斷變化的等等。落實到教材，一年級上冊的線索是：什么是科學、什么是技術以及科技與生活的關系；一年級下冊的線索是：世界是物質的；二年級上冊的線索是：物質是變化的；二年級下冊的線索是：進一步深化世界是物質的思想，關注人類對自然資源的發掘和利用。3.強化對科學探究和工程實踐的指導。科學探究的程序和方法、工程設計的步驟與要領是科學課程重要的學習內容。為此，在每冊教材的后面設有“專項學習”，將有關科學探究和工程設計（含科學思維與工程思維）的指導系統化和顯性化，在保證過程完整的基礎上，將探究和設計要素按年級有所側重，又螺旋上升地加以編排。4.設計專門針對解決問題能力訓練的STEM單元。STEM是科學、技術、工程、數學的英文縮寫，是當下炙手可熱的跨學科項目學習模式。與主要指向概念理解及運用的主題單元不同的是，STEM主要指向綜合運用各學科知識解決實際問題的能力的訓練。5.強調學習活動的多樣性和學習資源的全配套。教材設計了多種多樣的學習活動：有探究性學習，有探究性游戲，有科學DIY，有種植和飼養，還有觀察與閱讀這些學習活動有趣、有效、易做。為配合學習活動，教材配套了供學生觀看的高清視頻，供學生動手做的學具材料和供學生記錄、課外拓展用的活動手冊。全新的網站還將提供更多的學習資源。6.重視科技史的學習。為了有助于對科學本質的認識，有助于對科學、技術、社會、環境關系的認識，教材在主題單元中滲透科技史內容，在專項學習中有專題介紹，在每個年級教材的最后一面，還特別對科技史作概略的梳理，并以圖文并茂的形式加以呈現。2教師教學用書使用說明從不同角度說明本單元設計的理由。從本單元在本冊教材中的地位說明選擇本主題的理由。從必要性和可能性兩個方面說明選擇該主題的理由。說明本單元各課的組成及課與課之間的關系。是課程目標的具體化，是每一課教學目標的抽象，旨在為每一課具體的教學目標提供概括性的目標指向，以促進大概念和思維品質的形成。從落實課程標準中的年段目標及課程內容中的具體條目角度說明選擇本主題的理由。3本課的主要活動組成及相互之間的關系。以結構圖的形式展示每一課活動的內容和目的。在教學活動中希望學生達到的發展水平。提示教師關注的教學重點與難點。對每課課時及總課時的建議。4紅底文字：回答教材中的提問。藍底文字：解釋教材中文字和圖片的意思。指導使用并提供參考答案。5說明本活動的設計意圖，給教師以具體的教學指導和建議，并提醒教師在指導學生時應注意的問題。提供本單元必要的相關知識背景。6本冊教學課時分配建議表單元序號單元名稱課題名稱課時建議1.認識常見材料1第1單元它們是用什么做的2.各種各樣的杯子13.神奇的新材料14.磁鐵的吸力1第2單元玩磁鐵5.磁鐵的兩極16.自制指南針17.栽小蔥1.5第3單元土壤與生命8.養螞蟻1.59.尋訪土壤中的小動物110.認識工具1第4單元打開工具箱11.擰螺絲112.做個小溫室1專項學習像科學家那樣2總課時：1561第1單元它們是用什么做的一單元設計意圖1.本單元主題的提出材料的發現、發明及利用是人類文明進步的產物。材料與日常生活密切相關，材料與能源、信息并稱為人類社會發展的三大支柱。因此，引導學生盡早了解材料的發展、基本性能及其主要用途，是現實生活的必然要求。物質、物體、材料是物質科學領域最基本的三個概念。物體是具象化了的物質，材料是功能化了的物質。課程標準中要求，從低年級開始引導學生認識常見材料的基本性能和主要用途，隨著年級的升高，逐漸理解物體具有一定的特征、材料具有一定的性能這些概念。在此基礎上，促使學生逐步建立“世界是物質的”這一大概念。對二年級學生而言，材料的概念既熟悉又陌生。幼兒園階段，他們用積木搭房子，用卡紙做手工，用泥巴捏泥人故他們對一些具體材料不陌生。但他們很少會用到“材料”這個名詞，對“材料有什么特點”“各種物品與材料之間有什么關系”這樣的問題也未有過思考，故他們對材料又是陌生的。對學生做前概念調查時發現，學生對某些材料的正確指認率較低，尤其對金屬這類材料的認識不清晰，對材料的簡單特點及其利用也不太關注。這些都成為編寫本單元教材的認知起點。本單元作為學生系統認識材料的起始單元，需要從學生身邊最常見、最熟悉的材料開始，引導他們在觀察中比較，在體驗中感知，從而對材料的簡單特點、材料對人們生活的重要影響，以及新材料的神奇功能，都有一個初步的認識。2.本單元對課程標準的落實（1）本單元通過觀察、比較、實驗、交流等活動，落實課程標準低年段的課程目標。科學知識：辨別生活中常見的材料。2科學探究：在教師指導下，能利用多種感官或者簡單的工具，觀察對象的外部形態特征及現象。科學態度：能在好奇心的驅使下，對常見的動植物和物質的外在特征、生活中的科學現象、自然現象表現出探究興趣。科學、技術、社會與環境：了解人類可以利用科學技術改造自然，讓生活環境不斷得到改善。（2）本單元學習內容基于課程標準課程內容中“物質科學領域”“技術與工程領域”的低年段要求。1.1物體具有質量、體積等特征。通過觀察，描述物體的輕重、薄厚、顏色、表面粗糙程度、形狀等特征。1.2材料具有一定的性能。辨別生活中常見的材料。16.2工程和技術產品改變了人們的生產和生活。體會生活中的科技產品給人們帶來的便利、快捷和舒適。3.本單元次級主題的構成及邏輯關系本單元由認識常見材料各種各樣的杯子神奇的新材料三課組成，按照先常規后特殊的邏輯順序展開。其中，第一課認識常見材料與第二課各種各樣的杯子針對的是常見材料，第三課神奇的新材料指向特殊材料中的新材料。在常見材料部分，第一課是對各種材料的總體認識，包括辨認陶瓷、玻璃、木材、石材、塑料、布、金屬，以及對這些材料基本特點的認知。第二課是通過具體的物品杯子，更深入地理解材料的不同特點，進而展開針對材料特點解決實際問題的思考和現象解釋，讓學生對常見材料的性質初步建立較全面的認識。第三課是對特殊材料中的某些新材料進行介紹，重點展示的是材料納米化后性質的改變，目的是讓學生對新材料有一個粗淺的認知，并通過觀察和實驗，激發他們對新材料的興趣。3第1單元它們是用什么做的4.本單元在整套教材中與其他單元的關系本冊教材所遵循的科學思想是：人類對自然資源的發掘和利用，這也是對一年級下冊“世界是物質的”科學思想的深化。二單元教學目標認識生活中常見的材料，了解新材料的神奇。能觀察、比較、描述常見材料的輕重、薄厚、顏色、軟硬等特征。樂于發現材料的不同特點，并嘗試提出自己的問題。感受現代科技進步對人類生活的改善。中年段：對某些材料（紙、金屬、塑料）導電性能、透明程度、主要用途的認識。（三年級下冊材料的性質、四年級上冊簡單電路）高年段：對常用材料的漂浮能力、導熱性能、主要用途的認識。（五年級上冊熱傳遞）低年段：人類對自然資源的發掘和利用二、玩磁鐵三、土壤與生命一、它們是用什么做的四、打開工具箱通過各種材料反映人類對各種自然資源的利用。通過探究磁鐵的各種性質和制作指南針，反映人類對大自然的神秘饋贈自然磁鐵的利用。通過土壤與植物、土壤與動物的關聯，間接地反映土壤資源與人類的關系。人類正是用發明的工具，實現了對自然資源的加工和利用。4三單元活動框架四課時建議2.3思考與提出問題，想辦法彌補材料的缺點。2.2觀察并描述各種材料杯子的不同，發現這些材料的特點。一、它們是用什么做的3.神奇的新材料2.4分析保溫杯的組成材料，意識到集中材料的優點可以改善物品的性能。序號課題課時1認識常見材料12各種各樣的杯子13神奇的新材料1總課時31.認識常見材料2.各種各樣的杯子1.1觀察物品，初步認識常見材料。2.1交流杯子的組成材料，認識到同一種物品可由不同材料制成。1.2辨認材料并給它們歸類，識別生活中常見的一些材料。1.4觀察鞋子的組成材料并交流選用材料的原因，發現一件物品可由多種材料組成。1.3觀察文具袋和文具，辨別它們的組成材料。3.2在蠟燭黑灰上滾水滴，發現蠟燭黑灰不沾水、水滴卷走黑灰上的粉筆灰。3.1在荷葉上滾水滴，發現荷葉不沾水、水滴卷走荷葉上的粉筆灰。3.3閱讀資料，了解一些新材料及其在生產生活中的應用。5第1單元它們是用什么做的五教師課本第1課認識常見材料1.教學內容本課是認識生活中材料的第一課，作為材料單元的起始課，目的在于激發學生研究材料的興趣。本課內容分為兩個部分。第一部分包含兩個活動：活動一，觀察教室里或家里的物品是用什么材料做成的，讓學生不僅意識到我們身邊的物品都是用不同的材料做成的，還讓學生調用前概念，從物品出發初步認識常見材料；活動二，進一步在材料和名稱之間建立關聯，即識別生活中常見的幾種材料紙、金屬、布、玻璃、陶瓷、石材、塑料、橡膠等，脫離具體物品，強化對材料本身的認識。第二部分聚焦具體物品，進一步認識材料及其優點。這部分也包含兩個活動：活動一，觀察文具袋和文具用什么材料做成，指導學生發現一個物品可以由多種材料組合而成，并鞏固、運用前面對材料的認識；活動二，觀察帆布鞋用哪幾種材料做成，并猜測各種材料的優點。此活動在前一個活動的基礎上，提出了進一步的要求，為第二課認識材料的特點做好鋪墊。2.教學目標識別身邊常見物品是用什么材料制成的。能夠辨認玻璃、陶瓷、石材、布料、木材、紙、塑料、金屬等材料。能描述常見材料的優點。3.重點與難點重點：識別生活中常見的材料。難點：辨認物品的組成材料。4.教學準備教師材料：帆布運動鞋。學生分組材料：鞋子、各種材料的樣品、居室內部照片。65.教材提示1認rn識shi常chng見jin材ci料lio觀un察ch教jio室sh里l或hu家ji里l的de物w品pn分fn別bi是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de。2家里或教室里常見的材料有：木頭做成的桌椅、陶瓷做成的花瓶、玻璃做成的水杯、鐵制花架、羊毛做成的地毯、棉布做成的靠枕、毛皮做成的沙發罩、液晶材料做成的電視屏幕等。7第1單元它們是用什么做的陶瓷玻璃石材布料木材紙塑料金屬辨bin認rn這zh些xi材ci料lio，把b它t們men放fng進jn相xing應yng的de盒h子zi里l。金屬也分很多種哦！銅勺鐵鍋鋁罐1單元它們是用什么做的3這是三種常見的金屬，且不是合金。從左到右依次是：布料、木材、石材、塑料、金屬、陶瓷、紙、玻璃。8觀un察ch文wn具j袋di和h文wn具j，說shu說shuo它t們men分fn別bi是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de。鞋面是用帆布做的，帆布比較透氣。鞋眼扣鞋底是用橡膠做的，橡膠觀gun察ch你n的de鞋xi子zi各部b分fen是sh用yn什shn么me材ci料lio做zu的de，說shu說shuo用yn這zh種zhn材ci料lio的de好ho處ch。見學生活動手冊第1頁4制作成文具袋或鉛筆盒的材料，有的用防水布，有的用刷漆的鐵，有的用塑料同時，文具袋上通常有尼龍做的拉鏈；塑料鉛筆盒上有磁鐵和鐵做的搭扣；文具袋內的文具有木頭和石墨做的鉛筆、塑料做的尺子、鐵做的刀片、橡膠做的橡皮，還有木材做的便箋紙等。鞋眼扣用金屬或塑料做成，比較結實；鞋底用橡膠做成，彈性比較好；鞋頭用橡膠做成，比較耐磨9第1單元它們是用什么做的1.認rn識常shichn見材料jincilio寫一寫你鞋子的各部分xiyixinxizidebfen所su用yn的材料和它的好處deciliohtdehoch。將物品與制作材料連線jinwpnyzhzuciliolinxin。1單元它們是用什么做的鞋面是用ximinshyn做的zude，它的好處tdehoch：。鞋底是用xidshyn做的zude，它的好處tdehoch：。是用shyn做的zude，它的好處tdehoch：。，。鉛筆芯筆袋橡皮尺子拉鏈小刀便簽紙木材塑料金屬尼龍布料橡膠石墨16.活動手冊提示帆布橡膠有彈性透氣10活動內容設計意圖、教學建議、注意事項可利用資源活動一：觀察教室或家里物品的組成材料設計意圖：從學生日常最熟悉的家里或教室里的物品入手，知道一些常見物品是用什么材料制成的。教學建議：如在此環節出示實物，最好選用生活中常見的物品，比如陶瓷花瓶、玻璃杯、布衣服、塑料碗、金屬刀具等等。這些物品最好是由單一材料做成的，并且特征明顯，容易識別或判斷，不要選用難以判斷的復合材料，如復合材料的牛奶盒。注意事項：在教室里識別各種材料時，給學生分好組，分組行動，并維持好觀察秩序。家庭場景照片電子教材中的相關視頻活動二：辨認材料并給它們歸類設計意圖：“把材料放進相應盒子”的活動只是一種形象化的呈現方式，其目的并不在于放的行動，而是讓學生將材料與其名稱建立一一對應的關聯，強化對材料本身的認識。教學建議：針對低年級學生的認知特點，可以設計一個“給材料寶寶找家”的游戲，增強學生的活動興趣。活動前，教師為學生準備八種常見材料的樣品。活動過程中，讓小組內的學生輪流來給材料寶寶找家。當一個同學做完后，取出材料并混合，再讓下一個同學做。為幫助學生理解金屬是一類材料的名稱，教師可準備多種單質金屬制品，如鐵絲、銅絲、鋁絲、鎢絲等等，讓學生進行觀察。注意事項：課前，一定要消除活動中的安全隱患，如把玻璃、金屬片的邊角磨毛等。各種不同材料樣品，標有材料名稱的小盒子或杯子學具箱里的配套學具7.教學活動說明11第1單元它們是用什么做的活動內容設計意圖、教學建議、注意事項可利用資源活動三：觀察文具袋和文具是用什么材料做成的設計意圖：從學生身邊熟悉的文具入手，知道不同的材料有不同的用途。教學建議：可以把學生目前正在使用的筆袋、鉛筆盒以及里面的文具作為觀察對象，讓學生先觀察自己的，把觀察結果說給同桌聽；然后觀察同桌的，說給對方聽，看自己說的是否和對方說的一致，以此來具體認識筆袋、鉛筆盒以及里面文具的組成材料。利用學生活動手冊中的記錄圖，指導學生做好記錄。注意事項：此活動結束后，要求學生把文具放入筆袋、鉛筆盒中，以免在下一個活動中分散學生的注意力。學生自己的筆袋或鉛筆盒學生活動手冊活動四：觀察鞋子的組成材料并交流選用材料的原因設計意圖：對相對復雜的物品進行分析，發現物品可由多種材料組成。知道為什么要選用不同的材料，在材料的特點與功能之間建立起聯系。教學建議：先組織全班學生集體觀察同一雙鞋子，認清鞋子的各部分名稱，如鞋面、鞋底、鞋帶、鞋眼扣等，為下一步讓學生觀察自己的鞋子并進行交流打下基礎。如果學生說不出鞋子各部分材料的好處，可以采用反向提問的方式進行啟發：“假如不用這種材料會怎樣？”幫助學生進行思考。注意事項：在組織學生觀察自己的鞋子時，提出明確要求：只觀察，不要把鞋子脫下來，以保證正常的教學秩序。運動鞋一雙、學生穿的鞋子學生活動手冊12第2課各種各樣的杯子1.教學內容本課緊接第一課最后一個活動“猜測鞋子上各種材料的好處”，以杯子為載體，展開對常見材料特點的認識，具有承前啟后的作用。本課內容分為兩個部分。第一部分由兩個活動組成：活動一，辨別杯子的材料，將學生的目光聚焦在杯子上，并為下一個活動的開展做好鋪墊；活動二，指導學生利用多種觀察方法，較全面地認識一些常見材料的基本特點，并為下一個部分的展開打下基礎。第二部分由兩個活動組成：活動一，指導學生從一些杯子的缺點出發，找出克服這些缺點的方法，在增強問題意識和提問能力的同時，讓學生意識到可根據不同材料的性質來克服缺點；活動二，分辨保溫杯的組成材料并說明使用這些材料的理由，讓學生在解釋活動中豐富對材料的認識，同時與此部分的活動一相配合，共同說明本課第二部分的目的，即把不同材料的優點集中起來，可以做成讓人們滿意的物品。2.教學目標能舉例說出做杯子的各種材料的簡單特點。能說出保溫杯各部分材料的特點和作用。能提出類似的問題和相應的解決辦法。3.重點與難點重點：觀察、描述不同材料的特點。難點：針對不同材料的特點，提出類似的問題和相應的解決辦法。4.教學準備教師材料：紙杯、金屬杯、木頭杯、玻璃杯、陶瓷杯、塑料杯、玉石杯。學生分組材料：紙杯、塑料杯、陶瓷杯、玻璃杯、不銹鋼杯。13第1單元它們是用什么做的5.教材提示這zh些xi杯bi子zi分fn別bi是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de？2各g種zhng各g樣yng的de杯bi子zi51單元它們是用什么做的最中間的是玻璃杯。從紅色的塑料杯開始，順時針方向，杯子的材料依次是塑料、陶瓷、紙、玉石、不銹鋼、木頭。14比b較jio并bng描mio述sh各g種zhng材ci料lio做zu的de杯bi子zi有yu什shn么me不b同tng。看一看捏一捏掂一掂摸一摸倒入熱水試試。倒熱水時，不要燙著自己和別人。6看：材料是否透明、是否有光澤、光滑程度。掂：輕重。捏：軟硬。摸：傳熱性能。15第1單元它們是用什么做的見學生活動手冊第2頁金jn屬sh杯bi燙tng手shu，怎zn么me辦bn？玻b璃li杯bi、陶to瓷c杯bi容rng易y碎su，怎zn么me辦bn？紙zh杯bi太ti軟run，怎zn么me辦bn？這zh只zh杯bi子zi的de各g部b分fen是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de？為wi什shn么me選xun這zh些xi材ci料lio？膠墊杯蓋杯嘴開關密封圈杯體你還能提出哪些類似的問題和解決的辦法？每mi一y種zhng材ci料lio都du有yu它t的de特t點din，可k以y把b不b同tng材ci料lio的de優yu點din集j中zhng起q來li，做zu成chng人rn們men想xing要yo的de物w品pn。1單元它們是用什么做的7金屬杯燙手，可以給它加一個傳熱差的橡膠套，或者加一個手柄，或者將杯壁做成雙層的。玻璃杯、陶瓷杯易碎，可以給它加一層柔軟的布料護套。紙杯太軟，可以給它加一個塑料杯托，等等。開關、杯嘴、杯蓋是用塑料做的，塑料可塑性強、光滑、隔熱效果好、較輕。膠墊、密封圈是用橡膠做的，橡膠彈性好、密封性好。杯體是用雙層不銹鋼做的，結實、保溫。166.活動手冊提示2.各種zhn各樣yn的杯子debizi關于杯子的研究unybizideynji。金屬杯燙手jnshbitnshu，你的辦法是ndebnfsh：玻璃杯易碎blibiysu，你的辦法是ndebnfsh：其他的問題qtdewnt：你的辦法是ndebnfsh：紙杯太軟zhbitirun，你的辦法是ndebnfsh：1單元它們是用什么做的2如：給金屬杯加個手柄。如：給玻璃杯加個柔軟布料做的杯套。陶瓷杯易碎怎么辦？給陶瓷杯加一個有彈性的橡膠圈。如：給紙杯加個較硬的塑料杯托。17第1單元它們是用什么做的活動內容設計意圖、教學建議、注意事項可利用資源活動一：交流幾種杯子是用什么材料做成的設計意圖：引導學生關注研究對象，樂于交流和分享多種多樣的杯子材料的問題。教學建議：可以利用搶答的方式來激發學生的學習熱情。搶答前，教師要說明規則：聽完問題開始搶答，舉著杯子回答問題。可以讓學生說出自己判斷杯子是用什么材料做的理由，逐漸養成有依據地表達的習慣。注意事項：要準備充足的活動材料，讓每個學生都能觀察到實物。各種材料的杯子活動二：觀察并描述各種材料制成的杯子的不同設計意圖：認識不同材料的基本特點，學會用多種方法觀察、比較。教學建議：讓學生及時將比較結果記錄下來，為交流做好準備。可以讓學生先在小組內進行交流，然后在班級交流，以保證所有學生都有表達的機會，讓他們在鍛煉中提高。低年級學生的觀察能力不強，語言描述的水平較低，描述的準確性往往不高，需要教師給予適時、適當的引導和補充、糾正，讓學生逐漸學會仔細觀察、科學描述。注意事項：從安全角度出發，提供給學生用于比較水杯傳熱性能的水，不宜直接用溫度高的開水，以免學生燙傷。學具箱里的配套學具7.教學活動說明18活動內容設計意圖、教學建議、注意事項可利用資源活動三：思考如何想辦法彌補材料缺點的問題設計意圖：知道對做杯子而言，各種材料都有缺點，要想辦法彌補各種杯子材料的缺點，并為下一活動的展開埋下伏筆。讓學生模仿樣例提出問題，增強他們的研究意識。教學建議：教學活動分兩步進行：先讓學生思考并回答教材上呈現的三個問題，然后讓學生提出類似的問題，并探討解決問題的方法。提醒學生用簡單的文字、圖畫，把自己想到的改進方法及時填寫在學生活動手冊上，以便進行交流。注意事項：解決問題的方法不是唯一的，往往有多種方法可選。因此，學生可能會想到各種各樣的方法，只要是合理的，教師就應該給予肯定。即使學生的想法難以實現，教師也不要輕易否定，可以引導學生作進一步的思考，以保護他們的學習熱情。學生活動手冊活動四：分析保溫杯的各部分是用什么材料做的，并根據材料的特點說出選擇這些材料的理由設計意圖：通過觀察保溫杯各部分是用什么材料做的，鞏固學生對多種材料及其特點的認識。通過分析為什么要用這些材料，引導學生在材料的特點與功能之間建立起聯系。教學建議：可以分兩步進行活動：第一步，組織學生觀察并分析教材圖片呈現的保溫杯；第二步，組織學生把自己的保溫杯作為觀察與分析的對象，在豐富觀察與分析對象的同時，讓學生得到更多針對具體問題進行具體分析的鍛煉機會。可以啟發學生思考：為什么保溫杯上要用到各種各樣的材料？引導學生懂得：集中各種材料的優點，才能做出讓人們滿意的物品。注意事項：并不需要學生完整地說出保溫杯各部分所用材料的功能特點，鼓勵學生積極思考，能說出一條也行。學生自己的保溫杯實物19第1單元它們是用什么做的第3課神奇的新材料1.教學內容本課在前兩課指導學生認識常見材料的基礎上，將學生的視野拓展到特殊材料中的新材料。本課內容可以分成兩大部分。第一部分，組織體驗。它由兩個本質相同的活動組成：活動一，調用生活經驗，讓學生在荷葉上滾水滴，發現荷葉不沾水、水滴會卷走荷葉上的粉筆灰；活動二，和前面的活動相類似，親手做一做在紙杯底用蠟燭火焰熏出黑灰，并在蠟燭黑灰上滾水滴，發現蠟燭黑灰不沾水、水滴會卷走黑灰上的粉筆灰。這兩個活動都是引發學生對這一神奇現象的好奇，為后面閱讀納米材料的資料奠定感性基礎。第二部分，介紹納米材料和其他一些新材料。教材以閱讀資料的形式展開內容。資料的前半部分與學生在第一部分活動中的體驗相呼應，說明了荷葉表面的極細小絨毛和紙杯底的黑灰都屬于納米材料；資料的后半部分，以圖文結合的形式介紹了一些新材料及其用途，展現了科學技術的發展。2.教學目標發現荷葉不沾水、水滴卷走荷葉上粉筆灰的奇特現象。能用蠟燭火焰熏黑紙杯底，并發現蠟燭黑灰不沾水、水滴卷走黑灰上粉筆灰的奇特現象。知道一些新材料給人類生產生活帶來的便利。3.重點與難點重點：了解一些新材料及其用途。難點：用蠟燭火焰熏黑紙杯底。4.教學準備教師材料：相關視頻資料，火柴或打火機。學生分組材料：燒杯（裝少量水）、紙杯、蠟燭、滴管、粉筆、記錄單等。205.教材提示3神shn奇q的de新xn材ci料lio在zi荷h葉y上shng滾n水shu滴d。1.在zi荷h葉y上shng滴d一y兩lin滴d水shu，輕qn輕qn晃hun動dn水shu滴d。雨y點din落lu在zi荷h葉y上shng，你n有yu什shn么me發f現xin？2.在zi荷h葉y上shng撒s點din粉fn筆b灰hu，讓rn水shu滴d在zi粉fn筆b灰hu上shng來li回hu滾n動dn。你有什么發現？8雨點落在荷葉上呈球狀。輕輕抖動荷葉，水珠會滾落下去。水滴會卷走荷葉上的粉筆灰。荷葉表面一塵不染，而且立刻就變干燥了。這是在展現納米材料的特點。荷葉表面的極細小絨毛是天然的納米材料。21第1單元它們是用什么做的在zi荷h葉y上shng滾n水shu滴d。水shu滴d在zi荷h葉y上shng和h黑hi灰hu上shng滾n動dn時sh有yu什shn么me相xin同tn之zh處ch？在zi蠟l燭zh黑hi灰hu上shng滾n水shu滴d。1.在zi紙zh杯bi里l裝zhung少sho量ling水shu。2.把b杯bi底d放fng在zi蠟l燭zh火hu焰yn上shng方fng1厘l米m處ch，讓rng蠟l燭zh煙yn熏xn黑hi杯bi底d。3.滴d一y滴d水shu在zi杯bi底d，輕qng輕qng晃hung動dng水shu滴d。4.再zi刮gu一y點din粉fn筆b灰hu在zi黑hi灰hu上shng，讓rn水shu滴d在zi粉fn筆b灰hu上shng滾n動dn。見學生活動手冊第3頁1單元它們是用什么做的9蠟燭火焰在紙杯底熏出的黑灰也是納米材料。它是人工制造出來的。水滴在荷葉上和蠟燭黑灰上滾動時，都呈球狀，會卷走粉筆灰。22人rn們men發f明mn的de納n米m布b料lio、納n米m涂t料lio等dn，可k以y像xin荷h葉y表bio面min和h蠟l燭zh黑hi灰hu那n樣yn，不b沾zhn水shu、不b沾zhn灰hu。現xin在zi，越yu來li越yu多du的de新xn材ci料lio被bi研yn制zh出ch來li，用yn于y制zh造zo性xn能nn優yu異y的de產chn品pn。不b沾zhn灰hu不b沾zhn水shu的de納n米m面min料lio安n全qun的de夾ji層cng玻b璃li防fn水shu防fn曬shi的de木m塑s棧zhn道do雷li達d不b易y發f現xin的de隱yn形xn飛fi機j10納米是長度的度量單位，國際通用名稱為nanometer，簡寫為nm。1納米就是0.000001毫米，相當于4倍原子大小，比單個細菌的長度還要小得多。具體見參考資料上的介紹。23第1單元它們是用什么做的3.神奇的新材料shnqdexncilio把觀察到的現象bunchdodexinxin記下來或畫出來jxilihuhuchli。1單元它們是用什么做的紙杯底上水滴的樣子。煙熏過的紙杯底上水滴的樣子。晃動水滴后粉筆灰的情況。36.活動手冊提示水滴在紙杯底上呈扁平狀，水面四周形狀不規則，輕輕晃動紙杯底時，水會平攤開。煙熏過的紙杯底上，水滴滾圓，會把粉筆灰卷進去，滾到沒有蠟燭黑灰的紙杯底邊緣。水滴在煙熏過的紙杯底上呈球狀。24活動內容設計意圖、教學建議、注意事項可利用資源活動一：在荷葉上滾水滴設計意圖：引導學生發現荷葉不沾水、水滴會卷走荷葉上的粉筆灰。教學建議：可以利用視頻或圖片再現日常生活中的有趣現象：下雨天，荷葉不會被雨水打濕，水在荷葉上呈球狀。最好選用新鮮的荷葉來做實驗和進行觀察，如果無法獲得新鮮荷葉，也可以用干的荷葉來代替。干荷葉也能在一定程度上滿足實驗需求。注意事項：教師一定要提前準備好用來做實驗的荷葉。如果因條件限制，教師實在找不到荷葉，至少要播放相關的視頻，給學生以直觀感受。荷葉電子教材中的相關視頻學具箱里的配套學具活動二：在蠟燭黑灰上滾水滴設計意圖：讓學生經歷一個完整的探究過程，從制作黑灰開始，直到發現水滴在黑灰上滾動與在荷葉上滾動有相似之處。教學建議：用蠟燭的火焰熏黑紙杯底的操作，需要學生動作準確，時間長短把握恰當，這對二年級學生來講有一定難度。因此，教師最好先示范、講解，說明操作要點，然后讓學生動手。可以在紙杯中裝入少量的水，以防止學生把杯底燒破。注意事項：教會學生正確并安全使用器材的方法，如正確使用滴管，用火柴或打火機點火，強調點燃蠟燭的安全注意事項。教師要密切關注學生的點火操作過程，如發現危險應及時糾正動作。蠟燭、紙杯、滴管、粉筆、火柴或打火機等電子教材中的演示實驗視頻學具箱里的配套學具活動三：通過閱讀了解納米材料與其他新材料設計意圖：了解納米材料以及其他新材料的應用。教學建議：可以利用視頻資料，幫助學生認識更多的新材料，了解現代科技給人們生活帶來的便利。電子教材中的相關視頻7.教學活動說明25第1單元它們是用什么做的五參考資料材料材料是人類賴以生存和發展的物質基礎。材料是人類用于制造物品、器件、構件、機器或其他產品的物質。材料是物質，但不是所有物質都可以稱為材料，如燃料和化學原料、工業化學品、食物和藥物，一般都不算材料。但是，這個定義并不那么嚴格，如炸藥、固體火箭推進劑，一般稱之為“含能材料”，因為它們是火炮或火箭的組成部分。材料多種多樣，分類方法也沒有一個統一標準。按物理化學屬性分：可分為金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料。按用途分：可分為電子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。按來源分：可分為天然材料和人造材料。天然材料，就是來自植物、動物和礦物等只經物理處理或未經處理的材料，如棉花、沙子、石材、蠶絲、煤礦、石油、鐵礦、亞麻、羊毛、皮革、黏土、石墨等。其中，天然的金屬材料幾乎只有自然金；天然的有機材料有木材、竹材、草等來自植物界的，及皮革、毛皮、獸角、獸骨等來自動物界的材料；天然的無機材料有大理石、花崗巖、黏土等。人造材料又稱合成材料，是人為地把不同物質經化學方法或聚合作用加工而成的材料，其特質與原料不同，如塑料、玻璃、鋼鐵等。在人造材料中，塑料、合成纖維和合成橡膠被稱為20世紀三大有機合成材料，它們的應用大大地提高了國民生活水平，對國計民生的重要性不言而喻。荷葉與納米材料荷葉的葉面上存在著非常復雜的納米級和微米級超微結構。具體來說，荷葉葉面上分布著一個挨一個隆起的微米級或納米級“小山包”，這些“小山包”上面長滿了納米級的“絨毛”，而“小山包”的凹陷部分充滿了空氣，這樣就又使得葉面上形成一層極薄的、只有納米級的空氣層。由于空氣層、“小山包”和絨毛等的共同托持作用，使得水滴不能滲透，而能自由滾動。（見下頁圖1、圖2）雨點在自身的表面張力作用下形成球狀，水滴在滾動中吸附灰塵，并滾出葉面，這就是“荷葉效應”。它是荷葉自潔葉面的奧妙所在。26目前，荷葉效應的研究主要偏向于三個方面的應用：涂料、織物、涂膜。1.荷葉效應乳膠漆荷葉效應乳膠漆是一種能保持外墻面干燥清潔的建筑涂料，它是仿生學在建筑涂料中應用的一個例子。荷葉效應乳膠漆采用一些具有持久憎水性的專門物質，在物體表面形成一個納米級超微結構，從而使其涂膜具有類似荷葉的表面結構，達到拒水保潔功能。2.仿荷葉織物目前已經生產出了各種不同的仿荷葉織物，當水通過超拒水和自清潔的“荷葉纖維”，織物將變得干凈起來。3.納米玻璃納米玻璃看上去潔凈、透明，與普通玻璃并無二致，但它的安全性、自潔性、憎水性卻是普通玻璃所無法比擬的。它的與眾不同之處在于那層高科技含量的外衣納米膜。這層膜使玻璃宛如一張透明的荷葉，水滴在上面，恰似雨打荷葉，瞬間滾落，不留蹤跡。新材料新材料是指最新發展或正在發展的具有優異性能的結構材料和有特殊性質的功能材料。其中，結構材料具有不一般的強度、韌性、硬度、彈性等機械性能，如新型陶瓷、金屬玻璃等；功能材料則具有特殊的電、光、聲、磁、熱等功能和物理效應。木塑俗稱復合木頭，是以植物纖維為主原料，與塑料合成的一種新型復合材料，具備植物纖維和塑料的優點，適用范圍廣泛。木塑既保持了實木地板的親和性，又具有良好的防潮耐水、耐酸堿、抑真菌、抗靜電、防蟲蛀等性能，被稱為“21世紀的軟黃金”。汽車前擋風玻璃以夾層鋼化玻璃制成，能承受較強的沖擊力。夾層玻璃10m1m圖1圖227第1單元它們是用什么做的是把一種透明、具有黏合性的塑料膜貼在兩層或三層玻璃之間，將塑料的強韌性和玻璃的堅硬性結合在一起，從而增強玻璃的抗破碎能力。鋼化玻璃是將普通玻璃淬火，使其內部組織形成一定的內應力，從而使玻璃的強度得到提高。汽車前擋風玻璃在受到沖擊破碎時，會分裂成帶鈍邊的小碎塊，不易對乘員造成傷害。納米面料是運用納米技術制作的面料。這種面料表面覆有一層納米級的化學物質，這層物質能夠使布料上的水直接滑落，有防水作用。有的面料還有防污、防油、抗菌的作用。隱形飛機就是利用各種技術減弱雷達反射波、紅外輻射等特征信息，使敵方探測系統不易發現。目前，飛機隱身主要有以下三種方法：一是減小飛機的雷達反射面，從技術角度講，其主要措施有設計合理的飛機外形、使用吸波材料、主動對消、被動對消等；二是降低紅外輻射，主要是對飛機上容易產生紅外輻射的部位采取隔熱、降溫等措施；三是運用隱蔽色降低肉眼可見度。28第2單元玩磁鐵一單元設計意圖1.本單元主題的提出引領學生從生活發現邁向科學認識。兒童對世界充滿了好奇，在不斷地進行探索，并在探索過程中獲得和積累寶貴的發現。然而，這些發現零碎、分散，缺乏條理，不成體系，往往停留在現象上，不能深入規律與原理層面，從而導致難以長期保存、快速調取、充分運用。就磁鐵而言，兒童在生活中會接觸多種形狀的磁鐵和用磁鐵做成的器具，出于好奇，他們曾經把玩過這些東西，并嘗試采取多種辦法用這些東西來吸其他物體，留下了一次次具體的感性體驗。如果止步于此，則談不上全面認識磁鐵、了解磁鐵的特征和性質，更談不上學會運用磁鐵。出于以上思考，本單元從磁性、磁極兩個方面出發，針對兒童的年齡特點，以“玩”為載體，編排結構化的教學內容，組織兒童調用過去的零散生活經驗，在動手實踐和思考中形成對磁鐵較全面的認識。指導學生將學習與應用有機地結合起來。由于兒童的大部分學習源于實際生活，同時，學習也是為了將所學用于生活實際，因此，本單元將工程技術的有關內容融入教學活動設計，不僅介紹磁鐵的運用，還在組織兒童認識指南針組成部分的基礎上，指導他們自制指南針以及用自制的指南針辨別方向，力求實現學與用的統一。積極引導學生進行知識建構。本單元涉及磁力對物體的作用方式，其特點是不用接觸物體，就可以對特定物體施加影響。這與以前學生掌握的直接接觸物體施加力，共同構成了對物體用力的兩種方式，促使學生懂得接觸與不接觸物體，力都有可能對物體造成影響。本單元基于課程標準，依據相關課程目標，具體落實“物質科學領域”中關于“磁鐵有磁性，可對某些物體產生作用”的內容標準。2.本單元對課程標準的落實（1）本單元通過一系列動手、動腦活動，落實課程標準中低年段29第2單元玩磁鐵的課程目標。科學知識：知道常見的力。了解常見的工具，知道簡單工具的功能和使用方法。科學探究：在教師指導下，能依據已有的經驗，對問題作出簡單猜想。在教師指導下，能利用多種感官或者簡單的工具，觀察對象的外部形態特征及現象。在教師指導下，有運用觀