资源简介

苏教版 三年级上册 《材料的演变》单元 4.纳米材料 教学设计及反思
单元 《材料的演变》 课题 纳米材料 课时 1
核心 概念 12.技术、工程与社会
学习内容及要求 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 3～4年级 ①区别生活中常见的天然材料和人造材料，说出中 国古代技术与工程方面的典型案例。
教学目标 科学观念（对客观事物的总体认识） 科学思维（对客观事物的认识方式） 探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念 知道纳米是长度单位，了解纳米材料的定义（组成材料的多数颗粒直径为纳米级时，材料性能发生改变）； 理解莲叶效应（疏水、自洁）的原理，以及纳米材料在医疗、能源、通信等领域的广泛应用。 科学思维 能通过观察模拟莲叶效应的实验现象，推理出类似纳米材料的疏水、自洁特性，培养观察与推理能力； 能从纳米材料的应用示例中，总结出纳米材料对提高产品性能、改善生活的作用，发展归纳与总结能力。 探究实践 能进行“模拟莲叶效应”的实验，规范操作并观察记录现象； 能阅读纳米材料应用的相关内容，了解其在不同领域的应用。 态度责任 对探究纳米材料的概念与性能的活动保持浓厚兴趣，在实验与阅读中表现出好奇心和求知欲； 能与同学合作完成实验与讨论，主动交流分享观察结果与想法，养成合作探究的习惯； 体会到纳米材料对现代科技与生活的重要影响，增强对前沿材料科学的探究热情与关注科技发展的意识。
教学 重点 本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。
理解纳米材料的定义与莲叶效应的原理； 了解纳米材料在各领域的广泛应用。
教学 难点 学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？
理解纳米尺度的抽象概念，以及纳米材料结构与性能（疏水、自洁）的关系； 从模拟莲叶效应实验现象，推理出纳米材料的特殊性能。
教学 准备 实验材料 每组：纸杯、蜡烛、滴管、水、粉笔灰。 多媒体资源 纳米尺度与毫米、微米关系的示意图； 纳米材料应用的视频（如纳米防晒霜、纳米涂层玻璃、纳米银敷料等）。
教学过程
教学 环节 教学活动 设计思路 教学备注
上课 仪式 教师自我介绍： 同学们好！ …… 课前谈话，提出要求： 主要内容：从今天开始，我们将要一起认识纳米材料。
一、情境导入：纳米概念引入，引出主题（5分钟） 1.展示图片，引发疑问：教师展示毫米、微米、纳米的长度关系示意图（1毫米平均分成1000份是1微米，1微米再平均分成1000份是1纳米），提问：“纳米是一个很小的长度单位，当材料的颗粒小到纳米级时，会发生什么呢？” 2.引出主题：教师总结：“当材料颗粒小到纳米级时，材料性能会改变，这样的材料就是纳米材料。今天我们就来学习纳米材料。” 【意图解析】通过展示长度关系示意图，直观引入纳米概念，引发学生对纳米材料的好奇，自然引出本节课主题，激发学习兴趣。
二、活动1：认识纳米材料与莲叶效应（10分钟） 1.观察图片与问题引导：学生观察狗尾草叶、柳叶、莲叶表面滴水的图片，教师提问：“分别在三种叶子表面滴水，你发现了什么？”（狗尾草叶、柳叶上的水滴会摊开，莲叶上的水滴呈球状，不沾叶） 2.原理讲解：教师讲解莲叶效应：“用电子显微镜观察莲叶表面，会发现有一层极微小的蜡质颗粒突包，突包表面又布满更细的茸毛，茸毛间距是纳米级。水滴、灰尘远大于茸毛间距，所以落不到莲叶表面，这就是莲叶的疏水、自洁特性，也叫莲叶效应，类似纳米材料的特殊结构带来的性能。” 【意图解析】通过概念讲解与莲叶效应分析，帮助学生建立纳米材料的初步认识，理解纳米材料特殊结构与性能的关系，为后续实验探究奠定基础。
三、活动2：探究模拟莲叶效应实验（15分钟） 教师讲解“模拟莲叶效应”的实验步骤： 1.在纸杯里装少量水，把纸杯杯底放在蜡烛火焰上方约1厘米处，熏黑杯底； 2.用滴管在杯底滴一滴水，轻轻晃动纸杯，观察水滴状况； 3.再向杯底刮入一点粉笔灰，让水滴在粉笔灰上滚动，观察水滴和粉笔灰的状况。强调使用蜡烛时注意安全。 步骤2：分组实验（10分钟） 学生分组进行实验，教师巡视指导，强调操作规范（如杯底熏黑的程度、水滴的量、晃动的力度等）与安全（如蜡烛使用时防止烫伤）。 步骤3：实验分析与总结（2分钟） 学生观察到“熏黑的杯底类似有特殊结构，水滴在上面呈球状滚动，能带起粉笔灰，类似莲叶疏水、自洁的特性”。教师引导总结：“这个实验模拟了莲叶效应，让我们体验到类似纳米材料的疏水、自洁性能。” 【意图解析】通过模拟实验，让学生亲身体验纳米材料的特殊性能，培养观察、实验与推理能力，深化对纳米材料性能的理解。
四、活动3：科学阅读：纳米材料的应用（10分钟） 1.阅读材料：学生阅读教材中“纳米材料的应用”内容（纳米防晒霜、玻璃瓷砖的纳米涂层、纺织材料中的纳米微粒、纳米银颗粒、石墨烯电池等）。 2.视频辅助：教师播放纳米材料应用的视频，直观展示各领域的应用场景（如纳米防晒霜的使用、纳米涂层玻璃的清洁过程、纳米银敷料的应用等）。 3.交流讨论：学生交流对纳米材料应用的认识，分享“哪种纳米材料应用最吸引你，为什么”，教师引导总结纳米材料在提高产品性能、改善生活等方面的作用（如纳米防晒霜更透明轻薄、纳米涂层便于清洁、石墨烯电池充电快等）。 【意图解析】通过科学阅读与视频辅助，让学生了解纳米材料在各领域的广泛应用，拓宽知识视野，培养知识归纳与迁移能力；交流讨论激发学生对纳米科技的兴趣。
五、活动4：拓展与总结（3分钟） 1.拓展任务：教师布置拓展任务：“课后查阅资料，了解更多纳米材料的应用，和同学分享。” 2.课堂总结：教师引导学生回顾本节课重点：纳米材料的定义、莲叶效应原理、纳米材料的广泛应用。强调纳米材料对现代科技与生活的重要性，鼓励学生关注前沿科技。 【意图解析】通过拓展任务，激发学生对纳米材料的进一步探究兴趣；课堂总结强化学生对本节课核心知识的认知，落实态度责任目标。
六、板书设计 《纳米材料》 一、纳米材料 定义：材料颗粒直径为纳米级（1~100纳米）时，性能改变的材料。 二、莲叶效应（疏水、自洁） 原理：莲叶表面有纳米级间距的茸毛，水滴、灰尘无法附着。 三、纳米材料的应用 领域：医疗、能源、通信、环保、航天等。 示例：纳米防晒霜、纳米涂层、纳米银敷料、石墨烯电池等。
七、练一练
八、整理 老师指导学生进行材料的整理。 培养学生使用材料的好习惯。
九、课堂反思
苏教版小学科学三年级上册 第五单元《材料的演变》
苏教版小学科学三年级上册 第五单元《材料的演变》

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