资源简介

第6课　认识固体（教学设计）
课题 认识固体 课时安排 1课时
教材分析 本课是第二单元的第二课，承接第5课对液体的认识，把研究对象转向固体。教材先用石块、积木、橡皮、粉笔等常见物体，引导学生归纳出固体有确定的形状、有确定的体积、不会自己流动这些共同特征；再安排一组材料性质博览式的比较活动，从硬度、沉浮、弹性、形状是否规则、颗粒大小、透光性六个角度观察不同固体的差异。教材还特意安排沙、面粉这类颗粒状固体，用来辨析会流动的东西不一定是液体。 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念1“物质的结构与性质”中学习内容1.1“物质具有一定的特性与功能”的3~4年级内容要求①“能使用简单的仪器测量一些物体的长度、质量、体积、温度等常见特征”和③“描述某些材料的透光性、导电性，说出它们的主要用途”，并借筛沙活动为要求②做经验铺垫。跨学科概念落在“结构与功能”与“稳定与变化”：材料的结构决定用途，固体的形状体积在不受外力时不改变。 与上一版相比，2024版把固体的性质比较扩充为硬度、沉浮、弹性、规则程度、颗粒大小、透光性等多个维度，并保留沙与面粉的辨析难点，更强调用证据说话。本课是本单元认识物质性质的中心课，为第7课固体的混合与分离提供颗粒大小、磁性、形状颜色等性质差异作为依据，也为后续研究材料与用途的关系打基础。
核心 素养目标 科学观念：知道固体有确定的形状和体积、不会自己流动；知道不同固体在硬度、沉浮、弹性、形状是否规则、颗粒大小、透光性等方面存在差异；知道颗粒状固体整体没有确定形状，但每一粒都有确定的形状。 科学思维：能通过比较归纳出固体的共同特征，并找出固体与液体的异同；能用放大镜观察、量杯测体积、漏斗比流速等证据论证沙和面粉是固体而不是液体，学会用证据支持观点、用反例修正观点。 探究实践：会用看、摸、掂、量、划、筛等方法观察比较固体的性质；会按软硬、沉浮、有无弹性等标准给材料分等级或分类，会用排水法测出形状不规则小固体的体积。 态度责任：体会分类是认识世界的重要方法，愿意用科学的眼光重新审视身边的物品；在刻画测试中只在指定材料上操作、不损坏公共物品，在小组交流中倾听和尊重不同意见。
重点 和难点 教学重点：通过观察与比较归纳固体的共同特征，即有确定的形状、有确定的体积、不会自己流动；能从硬度、沉浮、弹性、规则程度、颗粒大小、透光性等角度描述固体的性质差异。 教学难点：辩证认识沙、面粉这类颗粒状固体，理解它们整体无确定形状，但每一粒都有确定的形状，仍然是固体。突破策略：先放大镜观察单粒沙和面粉颗粒，让每粒形状都看得见；再用漏斗比流速、在桌上堆成小山的操作，把颗粒群与液体区分。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
导入新课 教师先复习：上节课我们给液体画了像，水会流动、没有确定的形状、倒进什么容器就变成什么形状。随后出示一只装沙的透明盒和一只装面粉的透明盒，请学生上台轻轻晃动盒子，观察沙和面粉在盒子里滑落、堆平的样子，制造出强烈的认知冲突。 教师提出问题：沙会流动，面粉抓一把还会从指缝里漏下来，它们是不是也是液体？请支持的一方向左举手、反对的一方向右举手，全班统计两种观点的比例，把数字写在黑板一角。教师说明：这节课每人当一次固体法官，用证据来断案，课末再投一次票，看看有多少人改变了想法。 教师板书课题“认识固体”，并写下两个研究任务：固体有哪些共同特征？沙、面粉到底是固体还是液体？同时提醒操作规则，晃动盒子要轻，不能让沙和面粉洒出，粉末不要弄进眼睛和口鼻，实验后要用湿布擦净桌面。 以复习液体的特征为起点，学生带着已有概念进入新课，再以会流动的沙和面粉制造冲突，让熟悉的物品变成值得追问的对象，认知冲突成为本课最好的思维生长点，达成科学思维目标中“敢于对原有观点提出疑问”的要求。 全班举手统计并记录观点比例，为课末的二次投票留下对比依据，学生带着立场探究，讨论会格外投入；两个研究任务板书呈现，使观察与辨析都有明确指向，操作规则前置保障实验安全，达成科学观念与探究实践目标。
讲授新课 本节课以固体法官断案为任务线，分三步推进：先观察石块、积木、橡皮、粉笔等常见固体，归纳出固体有确定的形状、有确定的体积、不会自己流动这些共同特征；再举办一场材料性质博览会，从硬度、沉浮、弹性、形状是否规则、颗粒大小、透光性六个角度比较不同固体的差异；最后回到沙子与面粉的争议，用放大镜看单粒、用漏斗比流速、在桌上堆成小山这三条证据作出判决，把难点变成学生自己打赢的一场论证。 设计上先立后用：先用常见固体建立共同特征这个判断标准，再用沙和面粉挑战这个标准，最后用单粒有形状、颗粒间有空隙两条证据完成修正。六个性质比较采用小组轮转的方式，每组重点完成两项再听其他组汇报，既保证人人动手，也把时间留给辨析与检测。断案过程使用同一张证据卡贯穿全课，课初写猜想、课中记证据、课末写结论，让思维的过程看得见，也让评价有据可依。 环节一：情境导入·聚焦问题（约6分钟） 教师出示一杯清水、一块石块，请学生快速说出谁像上节课认识的液体、谁不一样。随后出示装沙和装面粉的透明盒，请两名学生上台轻轻晃动，观察沙和面粉在盒中滑落、堆平、形成斜坡的样子。教师提出争议问题：沙会流动，面粉能从指缝里漏走，它们是不是液体？请学生举手表明立场并统计人数，把比例写在黑板一角留待课末对照。随后发放证据卡，请各组写下自己的观点和最想验证的一条理由。为了让争论更有依据，教师提示每个同学都要在证据卡上签名，表示这是自己真实的判断。 师：上节课我们说液体没有确定的形状、会流动。沙子会流动，也能堆成各种形状，那沙子是液体吗？生（预设）：不是，沙子是固体，它是一颗一颗的小颗粒。师：追问，可它明明会流动，你的理由是什么？生（预设）：每一粒沙子都是硬的、有形状的，用放大镜看就是一颗一颗小石子，不是水那样一整片。 师：那面粉呢？它比沙细多了，一捏就从指缝里溜走。生（预设）：面粉也是固体，它是一粒一粒非常小的粉末，只是太小看不见。师：追问，怎样才能证明沙和面粉是一颗颗小固体而不是液体？生（预设）：用放大镜看每一粒，再用筛子分一分，或者看把它们和水放在一起会怎样。师：再追问，如果放大镜也看不清，还有什么办法？生（预设）：可以倒在桌上堆一堆，能堆成小山就说明它是颗粒，不是会流平的水。师：那如果把一盒沙和一盒水同时倒在桌上，过一会儿会有什么不同？生（预设）：水会摊开铺平、还会往低处流，沙会堆成一座小山，说明沙是一粒一粒的，不是整片的液体。 全班按争议分成正方和反方两组，各自把最想验证的一条理由写在证据卡上，作为接下来取证的方向。教师把理由归类板书：一方认为会流动、能摊平，所以像液体；另一方认为有颗粒、能堆起来，所以是固体。教师提示，两条线索都要在实验中检验，不能只挑对自己有利的证据，遇到与自己想法相反的证据时，要如实记录并重新想一想。 【知识归纳】①判断一种物质是不是液体，不能只看它会不会流动，还要看它有没有确定的形状、能不能一粒一粒分开。②沙和面粉看上去像液体，是因为它们由许多很小的固体颗粒组成。③做判断要有证据，猜测要能被实验检验，对自己不利的证据也要认真对待。 【评价要点】达成科学思维目标：学生能说出支持自己观点的至少一条理由；能在讨论中倾听不同意见并作出回应；能把争议问题转化为可以通过实验检验的猜想，并在证据卡上书写完整。 环节二：探究实践一·固体的共同特征（约11分钟） 材料清单（每组一份）：石块、积木、橡皮、粉笔、螺丝帽、玻璃片、木块、空心塑料块、金属块各一件；放大镜2个、带刻度的量杯1只、电子秤1台、装有清水的水槽1个、软尺1把、记录表1张、抹布1块。操作步骤：第一步，轮流把石块、积木、橡皮、粉笔、螺丝帽拿在手中翻看、换方向摆放，比较形状有没有变化；第二步，把橡皮放在桌面正中，观察它会不会自己摊开或变形；第三步，用电子秤分别称出石块、木块、塑料块的质量并记录；第四步，在量杯里倒入约50毫升水、记下刻度，把石块轻轻放入再记下刻度，两次刻度的差就是石块的体积。全部数据填入记录表。为节省时间，组内可分工同时进行，两人观察形状与流动、两人负责称量和测体积，完成后交换角色再复核一遍，确保每个同学都动过手，也便于互相检查读数。 记录表样式与数据示例：橡皮——形状为长方体，换方向摆放形状不变，在桌上不会自己流动，质量约25克；石块——形状不规则，用排水法测量，放入前50毫升、放入后62毫升，体积约12立方厘米；黄豆——近似球形的颗粒，一粒一粒分开后每粒都有确定形状，质量约0.2克。结论栏填写：固体有确定的形状，有确定的体积，不会自己流动。教师提示，石块放入水中时要沿杯壁轻轻滑下，防止水花溅出影响刻度，若发现读数异常要重新测一次。 师：把橡皮翻个面、换个方向放在桌上，它的形状变了吗？生（预设）：没变，还是长方体的，只是躺着的方向不同。师：追问，什么情况下橡皮的形状才会改变？生（预设）：用手使劲捏或者用刀切，需要外力才行；液体不用力自己就变成容器的形状了。 师：怎么知道一块形状不规则的石块体积有多大？生（预设）：放到有刻度的水里，看水面上升了多少，上升的水的体积就是石块的体积。师：追问，水面上升的多与少，反映的是石块的体积还是石块的重量？生（预设）：是体积，水面上升是因为石块占了原来水的位置，这种方法叫排水法。师：再追问，如果石块会浮在水面上，还能这样量吗？生（预设）：会浮就沉不下去，水面不会上升那么多，要想办法让它完全浸没，或者改用别的方法。师：那可以用什么办法让它完全浸没？生（预设）：可以用细线把它绑住轻轻压下去，也可以换一块沉的同种材料来量。 【知识归纳】①固体有确定的形状，改变摆放方向、位置都不影响它的形状，要改变形状必须有外力。②固体有确定的体积，形状不规则的固体可以用排水法测量。③固体有质量，可以用电子秤或天平称量。④固体放在桌面上不会自己流动、自己摊开，这三条是判断固体的重要标准。 【评价要点】达成科学观念目标与探究实践目标：学生能说出固体的三条共同特征；能规范使用电子秤读取质量；能用排水法测出不规则小固体的体积并正确读取两次刻度；记录表数据真实、单位书写完整，不出现随意修改数字的情况。 环节三：探究实践二·固体性质博览会（约12分钟） 本环节采用小组轮转的方式，全班设六个性质摊位，每组重点完成两个摊位后按顺序轮换听汇报。摊位一硬度：用同一把铜钥匙、用同样的力气，分别在木块、塑料块、粉笔、玻璃片表面各划一次，比较划痕的深浅，把材料按软硬排队；只允许在教师指定的测试块上刻画，不能在其他物品上乱划。摊位二沉浮：把木块、空心塑料块、玻璃片、金属块依次放入水槽，观察是浮在水面还是沉到水底，浮起的轻按一下看会不会再浮上来。摊位三弹性：把橡皮筋拉长后松手、把海绵压扁后松手、把弹簧压短后松手，看能不能恢复原形；再把橡皮泥捏成小动物，观察它是否恢复。三项测试都要用同样的力气、同样的时间，比软硬、比弹性时不能一个用力大一个用力小，否则比出来的结果不算数。 摊位四形状是否规则：用放大镜观察方糖、食盐晶体、螺丝帽，看看它们的面是不是平整、角是不是清楚；再看石块、粗沙粒，比较每颗的样子是否各不相同。摊位五颗粒大小：把粗沙和细沙混在一起，用两只网眼大小不同的筛子把它们分开，观察筛上留下什么、筛下漏下什么。摊位六透光性：用手电筒分别照射玻璃片、透明塑料片、白纸、木板，看光能不能透过去、能不能看清后面的物体，再把结果与它们的用途对应起来。每个摊位配一张任务卡，卡上写明操作动作和要记录的一栏，各组完成一个摊位后就近与另一组交换发现。操作提示：刻画硬度时钥匙要贴着材料表面按同一方向划一次，划完用放大镜看划痕深浅；放沉浮材料时要一件一件放，等水面平静再放下一件，防止水花影响判断；照射透光性材料时手电筒要贴着材料，减少漏光造成的误判。 预设结果与数据示例：硬度排序为粉笔最软、木块次之、塑料块较难划出痕、玻璃片上划不出痕，玻璃最硬。沉浮结果为木块、空心塑料块浮，玻璃片、金属块沉，说明能不能浮起来跟材料有关。弹性结果为橡皮筋、海绵、弹簧松手后能恢复原形，有弹性；橡皮泥被捏成小动物后不会自己恢复，它只是容易被捏变形，不能叫弹性。规则程度为方糖近似正方体、食盐晶体是小方块、螺丝帽外形规则，石块和沙粒的形状各不相同、没有一定规则。透光性为玻璃和透明塑料能透光，白纸只能透一部分光、看不清后面的物体，木板完全不透光。用途联系：玻璃透光做窗户，纸做灯罩和窗帘，木板不透光又有一定强度做桌椅和墙壁。全班汇报时把六项性质的结论汇到一张大表上，形成一张固体性质一览表，挂在教室后墙上，第7课选分离方法时可以随时回看。 师：木块能浮在水上，是不是因为它轻？换成又大又重的木块呢？生（预设）：还是会浮，木头这种材料本身就能浮。师：追问，那怎样比沉浮才公平？生（预设）：取同样大的木块和塑料块来比，或者看它们是不是同一种材料，不能拿一大一小两块来比。师：再追问，那铁钉能浮吗？生（预设）：不能，铁是沉的，跟它有多重没有关系，是材料决定的。师：橡皮泥被捏成小动物以后变不回原来的样子，它到底有没有弹性？生（预设）：没有弹性，它变了形就回不去了。师：追问，橡皮筋和橡皮泥最大的区别是什么？生（预设）：橡皮筋松手就弹回原来的长度，橡皮泥要用手才能捏回去，它只是容易被捏变形，是被改变了形状，不是自己弹回去。由此可见，能不能自己恢复原来的形状，是判断有没有弹性的关键。 预设问题与应对：①学生认为会流动的都是液体，应对方法是请他们用放大镜观察沙粒和面粉颗粒，指出每一粒都有确定的形状，而且压在桌上不会自己摊平，说明它们是许多小固体颗粒。②学生认为细的就是液体，应对方法是把面粉和食盐放在一起比较，两者都很细，但都能一粒一粒分开、都能堆成一座小山。③学生认为固体一定很硬，应对方法是请学生捏一捏棉花、按一按海绵，指出软和硬只是固体性质上的差别，软的东西仍然是固体。变式训练：把水、沙、面粉、蜂蜜四种物质分成固体和液体两类，并说出判断依据。参考答案要点：水和蜂蜜是液体，它们没有确定的形状、会流动、不能一粒一粒分开；沙和面粉是固体，它们虽然很细小或者看起来会流动，但每一粒都有确定的形状，能一粒一粒分开，也能堆成一座小山。 【知识归纳】①不同固体在硬度、沉浮、弹性、形状是否规则、颗粒大小、透光性等方面各不相同，这是它们的性质差异。②沙、面粉、食盐看起来会流动，但它们由许多小固体颗粒组成，每一粒都有确定的形状，所以仍然是固体。③颗粒小不等于没有形状，会流动不等于就是液体。④材料的性质决定它的用途，玻璃透光所以做窗，木头不透光又能承重所以做桌椅，海绵柔软有弹性所以用来防震包装。 【评价要点】达成科学观念目标与科学思维目标：学生能说出两条以上固体性质上的差异并举出对应材料；能用单粒有形状、颗粒间有空隙等证据论证沙和面粉是固体；能按给定标准给材料排队或分类，并把用途与性质对应起来，说出自己的理由。 环节四：迁移应用·课堂小结（约5分钟）。教师出示三张图片：铺大理石的台阶、包装箱里的海绵、窗户上的玻璃，请学生分别说出用得着固体的哪一条性质；再请学生举出教室里可以用硬度、弹性、透光性解释的物品各一件。最后再次组织全班投票：沙和面粉到底是固体还是液体？把课初的比例和现在的比例并排写在黑板上，请改变想法的学生说说是哪一条证据说服了自己。布置课后任务：回家找一种软软的固体，观察它有没有弹性。教师顺势点出，硬度、弹性、透光性这些性质不是随便说说的，都是刚才用刻画、拉伸、照射的办法做出来的证据，将来人们选择材料时也是先看性质再作决定。 【课堂小结】本节课用维恩图整理：固体有确定的形状、有确定的体积、不会自己流动，不同固体在硬度、沉浮、弹性、规则程度、颗粒大小、透光性上有差异；液体没有确定的形状、有确定的体积、会流动。两者的相同点是都占据空间、都有质量。【板书生成】先在中间写课题，左侧写固体特征、右侧写液体特征，交叉部分写占据空间、有质量，最后在下方补上沙与面粉的判决证据，即单粒有形状、颗粒间有空隙、能堆成小山。 【当堂检测】1.选择题：用手电筒分别照射玻璃片、白纸和木板，关于透光情况，下列说法正确的是（　）。A.三样都能透光　B.玻璃和木板能透光，白纸不能　C.玻璃能透光，白纸只能透过一部分，木板不透光　D.只有白纸能透光。2.材料分析题：小华把一袋大米倒进瓶子里，摇了几下一看，米面下降了三四厘米，他说大米的体积变小了。你同意他的说法吗？请说明理由。 参考答案与解析：1.C。玻璃是透明材料，能透光；白纸是半透明材料，只能透过一部分光，看不清后面的物体；木板不透明，光完全透不过去。2.不同意。大米的粒数没有减少，摇一摇只是让米粒之间的空隙变小，米粒互相靠得更紧，所以米面下降；每一粒米的体积都没有改变，大米整体的体积也没有变小，这与大小颗粒混合后体积变小的道理是一样的。 环节一以会流动的沙和面粉制造冲突，学生带着立场进入探究，课末二次投票形成前后对照，达成科学思维目标中“用证据支持或修正观点”的要求，评价要点为能否说出支持自己观点的理由并把争议转化为可检验的猜想。 环节二用观察、换方向摆放、称质量、排水法量体积四步建立固体的共同特征，其中排水法是本课新增的测量技能，评价要点为能否正确读出两次刻度并算出体积；环节三的六个摊位把固体的性质差异铺开，学生在轮转中既动手又听汇报，评价要点为能否说出两条以上性质差异并举出对应用途，对应科学观念与探究实践目标。 环节四把硬度、弹性、透光性放回台阶、包装、窗户等真实情境，学生用性质解释用途，并回看沙与面粉的判决证据，达成态度责任目标，评价要点为能否用至少一条证据解释自己的立场变化，并举出教室里用性质解释用途的实例。
板书设计 认识固体（第二单元 固体和液体 第6课） 固体：有确定的形状、有确定的体积、不会自己流动 形状与体积：换方向形状不变，形状不规则可用排水法测体积 不同固体的性质差异：硬度、沉浮、弹性、规则程度、颗粒大小、透光性 硬度：用铜钥匙在表面刻画，粉笔最软，玻璃最硬 沉浮：木块和空心塑料块浮，玻璃和金属块沉，与材料有关 弹性：橡皮筋、海绵、弹簧能恢复原形，橡皮泥不能 透光性：玻璃透光做窗，白纸半透明，木板不透光 沙子和面粉：每一粒都有确定形状，仍是固体（单粒有形、颗粒间有空隙、能堆成小山） 固液相同点：都占据空间，都有质量，都是物质
作业布置 基础性作业：完成活动手册中的固体与液体维恩图填空，固体一侧写三条特征，液体一侧写三条特征，交叉部分写出两条相同点，并用一句话写出你判断一个物体是不是固体的标准。 提升性作业：在教室或家中选三种固体材料，用铜钥匙或回形针在边角处轻轻刻画，把它们按软硬排成顺序，写下排序结果和判断依据，注明你在比较时只改变了哪一种条件。 拓展性作业：回家找一种软软的固体，例如棉花、海绵、橡皮，观察并记录它能不能被压扁、松手后能不能恢复，判断它有没有弹性，下节课带来和同学交流你的发现和理由。
教学反思 固体法官断案的设计效果很好，课初有近半数学生认为沙子是液体，课末绝大多数学生能引用单粒有形状、能堆成小山等证据修正观点，用证据调整观点的论证过程真实发生了，这一设计值得保留和推广。 辩论环节个别小组音量失控、抢话明显，需要提前立下发言规则，即举手轮流、一人一句、先复述对方观点再反驳，并把规则贴在黑板上由组长监督执行，教师用暂停手势控制节奏。 排水法测体积对三年级学生偏难，部分小组忘了记录放入石块之前的刻度，导致数据无法计算。下次改为在记录表上印好放入前、放入后、体积差三个固定栏位，学生按栏填空，减少遗漏。 六个性质摊位轮转时场面较乱，个别小组没能在规定时间内完成第二个摊位。改进办法是把六项性质简化为四项重点，硬度和透光性由教师统一演示，其余四项由小组轮转完成，时间更容易控制。
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