资源简介

第7课　固体的混合与分离（教学设计）
课题 固体的混合与分离 课时安排 1课时
教材分析 本课是第二单元的第三课，承接第6课对固体性质的观察，把研究重心从认识一种物质转向研究两种物质混在一起会发生什么。教材安排两项活动：一是把黄豆和绿豆分别称质量、量体积，混合后再称一次、量一次，用数据发现质量不变、体积可能变小的规律；二是设置沙和豆子、铁屑和木屑两个混合疑难案，让学生用筛子、磁铁、镊子、水盆把混合物分开，体会方法来自性质。 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②“能根据物体的特征或材料的性质将两种混合在一起的物体分离开来，如分离沙和糖、铁屑和木屑等”，也落实要求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”。跨学科概念落在“结构与功能”与“稳定与变化”：颗粒大小搭配决定体积如何变化。 与上一版教材相比，2024版把质量不变、体积可能变小作为一个需要数据支撑的探究结论，不再让学生只凭观察说话，天平与量杯的使用被提到重要位置，定量意识明显增强。本课处于单元中段，前接固体的性质，后启第8课固体与液体的混合分离，学生在筛、吸、挑、浮中积累的性质决定方法的经验，正是第8课选择过滤与蒸发方法的思维基础。
核心 素养目标 科学观念：知道两种固体混合后总质量不变、总体积可能变小；知道可以根据颗粒大小、是否被磁铁吸引、形状颜色、轻重等性质，用筛、吸、挑、浮等方法把混合的固体分开；知道分离方法由物体的性质决定。 科学思维：能从多次称量和测量的数据中发现规律，用大颗粒之间的空隙被小颗粒填上来解释体积变小的现象；能比较两种物体的性质差异，有依据地设计分离方案并说明每一步的理由。 探究实践：会使用电子秤测量混合前后的质量，会用带刻度的量杯量出体积并按规则读数；会使用筛网、磁铁、镊子、水盆等工具分离混合物，能按先画方案再动手的顺序完成分离任务并如实填写记录单。 态度责任：在称量和记录中坚持数据真实、不涂改数字，遇到数据异常愿意复测；感受分离技术在淘米、筛沙、晒盐、垃圾分类回收中的应用，认识回收利用对节约资源、保护环境的意义。
重点 和难点 教学重点：通过测量发现固体混合前后质量不变、体积可能变小的规律；能根据物体的性质差异选择恰当的分离方法，完成分离任务并说出依据。 教学难点：理解体积变小的原因，并能完整设计分离方案，即选工具、定顺序、说依据。突破策略：先让学生亲历一杯沙加一杯豆子装不满两杯的现象，再借助放大的图示把大颗粒之间的空隙被小颗粒填上画出来；分离任务使用方案单，先画后做。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
导入新课 教师出示三张真实场景照片：食堂阿姨淘米时把米和沙分开、建筑工地用筛子筛沙、废品回收站用磁铁把铁屑吸出来。请学生说说照片里的人在干什么、为什么要把混在一起的东西分开，唤起学生生活中的分离经验。 教师当众把一袋黄豆和一袋绿豆倒进同一个大盆里，用勺子搅一搅让它们混在一起，提出问题：现在还能把它们分开吗？混在一起以后，它们变多了还是变少了？请各组把猜想写在小黑板上，并把质量、体积两个词也写在猜想旁边，看看大家到底在猜什么变、什么不变。 教师板书课题“固体的混合与分离”，列出两个研究任务：混合以后质量和体积会变吗？混在一起的固体怎样分开？同时提醒操作规则，豆子要轻倒、不洒落，铁屑细小不要用手抓，磁铁不要靠近手机和手表。 从淘米、筛沙、磁选三个真实劳动场景切入，学生能迅速找到把混在一起的东西分开的生活原型，为后面的分离方法探究提供经验支撑；用照片而不是教师讲述，让观察与表达同步发生，达成科学思维目标中“能从生活现象中提出可研究的问题”的要求。 当场把黄豆和绿豆混在一起并记录猜想，使学生的原有认识充分暴露，为课中称一称、量一量提供对比的靶子；两个研究任务板书呈现，使全课探究方向明确、评价有据，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 本节课以两次称量、两次测量为证据主线，分三步推进：第一步，分别称出黄豆和绿豆的质量、分别量出它们的体积，混合后再称一次、量一次，用数据发现质量不变、体积可能变小；第二步，围绕体积去哪儿了展开讨论，借助放大的图示把大颗粒之间的空隙被小颗粒填上讲清楚；第三步，用沙和豆子、铁屑和木屑、沙豆铁屑三样混合三个任务，让学生自己找性质差异、选工具、定顺序，把混合物分开，体会方法来自性质。 设计上遵循先定量、后应用的路子：定量部分提供规律，应用部分检验规律。全课安排三次动手机会，即称量测量、两个疑难案分离、三样混合物的方案设计，每个环节都留出填写记录单和汇报交流的时间。材料准备上把铁屑装在小盒里由教师统一发放，磁铁用纸包住方便取下铁屑，避免细小铁屑散落桌面造成清理困难，也让操作更安全。 环节一：情境导入·聚焦问题（约7分钟） 教师出示三张真实场景照片：食堂阿姨淘米时把米和沙分开、建筑工地用筛子筛沙、废品回收站用磁铁把铁屑吸出来，请学生说说照片里的人用的是什么办法、这些办法为什么管用。随后当众把一袋黄豆和一袋绿豆倒进大盆搅匀，提出问题：混在一起还能分开吗？混在一起以后变多了还是变少了？请各组把猜想写在小黑板上，把质量、体积两个词标出来。 师：食堂阿姨淘米时，为什么要在水里淘一淘再把水倒掉？生（预设）：为了把米里面的沙子和石子分出去，让米变干净。师：追问，她是靠什么把沙和米分开的？生（预设）：沙比较重，会沉到盆底，米浮在上面，倒水的时候沙就留在盆里了。师：再追问，工地上为什么不用水，而是用筛子筛沙？生（预设）：工地上的沙子很干，用水不方便，用筛子按颗粒大小分更快。师：看来同一件事可以有好几种办法，选哪种要看手头有什么材料、想达到什么效果。 各组把猜想写好并举牌亮出，教师归纳出两类猜想：一类认为混在一起就变多了，一类认为东西没多，只是堆得高一些。教师追问一句：光靠看能不能确定？学生大多回答不能，教师顺势提出，这节课要用秤和量杯来称一称、量一量，用数据说话，同时把质量与体积两个词分别写在黑板上，形成两条并行的探究线。 【知识归纳】①把两种或几种物体混在一起叫混合，把混在一起的物体重新分开叫分离。②生活中有很多混合与分离的事情，例如淘米、筛沙、磁选铁屑、垃圾分类。③判断混合以后质量有没有变、体积有没有变，不能只看表面，要用仪器测量，用数据说话。④要把混合物分开，先要找到两种物体在性质上的不同点，不同点就是分离的突破口。 【评价要点】达成科学观念目标与科学思维目标：学生能举出两个生活中分离混合物的例子；能说出自己猜想中质量与体积分别会怎样变化；能把猜想写成可以检验的形式，而不是只写会变或不会变。 环节二：探究实践一·混合前后质量与体积的变化（约12分钟） 先学习电子秤的使用要领：把秤放在水平桌面上，开机后等数字显示为0，把空杯放上去按清零键去掉杯子的质量，再轻轻放入物体，等数字稳定三秒后再读数，读数时把单位一起记下来。教师强调，混合前后必须用同一只杯子称量，倒的时候要轻、要慢，洒出来的豆子要捡回来放回杯中，否则数据就不真实。读数时要把单位一起报出来，例如50克、80克，不要只说数字；如果数字一直跳动，就把杯子端起来重新放一次，等数字稳定三秒再读。全班统一使用同一批电子秤，避免不同秤之间出现误差。 实验步骤：第一步，用电子秤分别称出黄豆和绿豆的质量，填入记录单前两行；第二步，把两种豆倒进同一只杯子混合均匀，再称一次总质量，填第三行；第三步，用带刻度的量杯分别量出黄豆和绿豆的体积，装好后轻轻拍平再读刻度；第四步，把两种豆混在一起倒进量杯，轻轻拍平后再量总体积。记录单样式：项目一栏分质量与体积，横栏分黄豆、绿豆、混合后三列，末尾留一行写我的发现。数据示例：黄豆50克、绿豆30克，混合后80克；黄豆40毫升、绿豆30毫升，混合后约65毫升。记录单上还要填写单位，克用于质量、毫升用于体积，不能张冠李戴；填完后由记录员念一遍，组内其他人核对，发现明显不合理的数字要当场重测，而不是把前面的数改掉。 师：黄豆50克、绿豆30克，混合以后称出来是80克，说明了什么？生（预设）：混合前后质量没有变，加起来就是总数。师：追问，如果有的小组只称出78克，最可能是什么原因？生（预设）：倒的时候洒出来一点，或者杯子上粘了一些，所以要轻倒，把洒的都捡回来。师：再追问，为什么必须用同一只杯子称两次？生（预设）：换了杯子，杯子的质量不一样，称出来的数就不准了，只有用同一只杯子才比得出来。师：那如果先称了空杯再去皮，是不是也可以？生（预设）：也可以，关键是要把杯子的质量去掉，只算豆子的质量。 师：40毫升加30毫升是70毫升，为什么混合以后只量到65毫升左右？生（预设）：小绿豆钻到大黄豆之间的空隙里去了，堆得就矮了。师：追问，那么豆子本身有没有变少？生（预设）：没有，豆子一粒都没少，只是它们中间的空隙变小了。师：再追问，那如果把黄豆和蚕豆混合，体积还会明显变小吗？生（预设）：不会变太多了，因为它们个头差不多大，谁也钻不进谁的缝里。师：所以结论应该怎么说才准确？生（预设）：混合以后体积可能变小，不能说得太绝对。 教师组织各组把质量与体积数据写到黑板上的大表里，全班一起看趋势，归纳出两条结论：混合后总质量等于混合前质量之和，是不变的；混合后总体积小于混合前体积之和，变小了。教师随后在黑板上画一幅放大示意图，左右各画一堆大小不同的圆，左边分开、右边混在一起，让学生用手指出空隙在哪里、小颗粒填到哪里去了，把看不见的原因变成看得见的图画。教师再补充一个反例：把黄豆和蚕豆混合，体积几乎不变，因为两种颗粒个头相近，谁也钻不进谁的缝里；把细沙和粗沙混合，体积就明显变小。学生由此明白体积变小是有条件的，只有大小颗粒搭配时变化才明显，所以结论要说可能变小，不能说一定变小。 【知识归纳】①把两种固体混合在一起，总质量不会变，等于它们原来质量的和。②把大颗粒和小颗粒混在一起，总体积往往会变小，因为小颗粒钻进了大颗粒之间的空隙，空隙变小了。③物体本身的多少没有变，变的只是它们之间的空隙。④如果两种颗粒大小差不多，混合后体积的变化就不明显。⑤测量时要如实记录，发现数字明显不合理要当场重测，不能把已经写好的数字改掉。 【评价要点】达成探究实践目标与科学观念目标：学生会规范使用电子秤并读出稳定数据；能用同一只杯子完成混合前后的两次称量；能记录两组质量与体积数据，并用小颗粒填补大颗粒空隙的说法解释体积变小的现象，说清物体本身并没有变少。 环节三：探究实践二·分离方法大挑战（约11分钟） 材料清单与任务要求（每组一份）：混合物甲为沙和豆子各一小杯，混合物乙为铁屑和木屑各一小份，混合物丙为沙、豆子、铁屑三样混在一起的小半杯；工具备网眼大小不同的筛网2只、包好纸的条形磁铁1块、镊子1把、勺子1把、水盆1只、白纸2张、记录单1张、湿巾若干。安全提示：铁屑细小，不要用手直接抓，不要靠近口鼻，用完立刻洗手；磁铁不能靠近手机、手表和电子屏幕。操作要求：每组先观察两样物体有什么不同，把不同写在方案单上，再选工具、动手分离，边做边记用了什么工具、依据什么性质、效果怎样。教师给出的参考思路是颗粒大小不同可以用筛子分，能被磁铁吸的可以用磁铁吸，形状或颜色不同可以用镊子挑，轻重或沉浮不同可以用水浮选。各组完成后把分离结果摆到展示台上，由其他组用一句话说出他们依据的性质，说得出的才算真正分开。 师：沙和豆子混在一起，为什么用筛子能分开？生（预设）：豆子大，留在筛子上，沙小，从网眼里漏下去。师：追问，如果把筛子换成网眼比豆子还大的，还能分开吗？生（预设）：不能，豆子和沙一起漏下去了，所以要选网眼比豆子小、比沙粒大的筛子。师：再追问，这说明筛子管用的关键是什么？生（预设）：关键是网眼大小要正好卡在两种颗粒中间。师：那如果两种东西大小差不多，比如粗沙和细沙，用筛子还行吗？生（预设）：可以，但要选网眼很合适的筛子，颗粒差别越小越难筛干净。 师：铁屑混在木屑里，为什么用筛子不行？生（预设）：铁屑和木屑的大小差不多，都会从网眼里漏下去。师：追问，那该怎么办？生（预设）：用磁铁吸，磁铁能吸铁，吸不了木头，这就是靠性质不同来分。师：再追问，木屑和沙如果混在一起，用磁铁能分吗？生（预设）：不能，要用别的方法，可以把它们倒进水里，木屑轻会浮起来，沙重会沉下去。 最后回到三样混合的任务：沙、豆子、铁屑混在一起，请各组先写分离方案再动手。参考顺序是第一步用磁铁把铁屑吸出来，因为磁性最明显，先把最特殊的一类拿掉；第二步用筛子把豆子筛出来，豆子大留在筛上，沙和细小铁屑漏下去；第三步剩下的就是沙，如果还有细小铁屑，可以再用磁铁吸一遍。教师强调，顺序不是随便定的，一般先把最容易分开的先分掉，剩下的再用下一种方法，并把每一步依据的性质写在方案单上。方案单样式：第一行填我选了哪些工具，第二行开始按步骤填写第几步、做什么、依据什么性质、预计结果，末尾留一栏反思，写一写哪一步最花时间、还可以怎样改进。教师巡视时重点追问两件事：为什么先分铁屑而不是先筛豆子，如果先筛豆子会带来什么麻烦，引导学生体会顺序的讲究。 预设问题与应对：①学生认为混合以后质量变多了，因为看起来一大堆，应对方法是请他把同一杯豆子倒出来再装回去称一称，用数据说明数量没变；再强调洒漏和容器附着才是数据偏差的来源。②学生认为混合后体积一定变小，应对方法是让两组分别用黄豆加蚕豆、黄豆加绿豆做对比，发现颗粒大小接近时体积变化很小，把说法改成可能变小。③学生以为分离就是把东西挑出来，应对方法是在方案单上设一栏依据的性质，说不清依据就不算完成。变式训练：现有沙、豆子、铁屑三种物体混在一起，请写出分离的三步顺序和每一步用到的性质。参考答案要点：第一步用磁铁吸出铁屑，依据铁能被磁铁吸引的性质；第二步用筛子筛出豆子，依据豆子与沙颗粒大小不同，豆子留在筛上；第三步剩下的就是沙，若仍有细小铁屑可再用磁铁吸一遍。说明先分铁屑是因为它的性质最特殊、最容易被识别出来。④学生图快直接用手抓铁屑，应对方法是请他用纸包住磁铁隔着纸吸，并提醒细小铁屑会扎手、不能靠近口鼻，用完要洗手。 【知识归纳】①分离方法要与物体的性质一一对应：颗粒大小不同用筛子，能被磁铁吸引用磁铁，形状颜色不同用镊子，轻重沉浮不同用水浮选。②要先找出两种物体的性质差异，再选择合适的工具，这就是先找不同、再选工具。③分离多种物体时要讲究顺序，一般先把最特殊、最容易分开的先分出来。④分离后的东西还能继续使用，回收利用能节约资源。 【评价要点】达成科学观念目标与科学思维目标：学生能完整说出至少三种分离方法与对应性质；能为三样混合物写出三步分离顺序并说明每一步的依据；能在方案单上写明工具、顺序、依据三项内容，动手结果与方案基本一致。 环节四：迁移应用·课堂小结（约5分钟）。教师出示盐水选种的图片并说明：饱满的种子比水重会沉底，瘪的种子轻会浮起来，农民用这个方法挑选好种子。再请学生说说垃圾分类回收中金属、纸张、玻璃分别是怎样被分开的，磁选机、风选机分别利用了什么性质。最后请各组用一句话概括本课的方法，教师把它写进板书。教师再追问一句：如果混在一起的是一种能被磁铁吸、一种不能，但两种颗粒大小也一样，你会先想到哪种办法？学生回答用磁铁，教师顺势点出，性质差别越明显，分离就越容易。 【课堂小结】固体混合后，总质量不变，总体积可能变小，原因是小颗粒填进了大颗粒之间的空隙。分离混合物的方法是先找性质差异，再选工具：颗粒大小不同用筛子，能被磁铁吸引用磁铁，形状颜色不同用镊子，轻重沉浮不同用水浮选。【板书生成】左侧写混合一栏，列出质量不变、体积可能变小与空隙填补的原因；右侧写分离一栏，用箭头把性质与方法一一对应；最后在下方写一行结论：方法来自性质。教师边写边请学生复述，把先找不同、再选工具这句话说完整。 【当堂检测】1.选择题：把50克沙和50克豆子混合在一起，混合后的总质量是（　）。A.小于100克　B.等于100克　C.大于100克　D.无法确定。2.材料分析题：小明要把混在一起的木屑和沙子分开。他准备了一盆水、一把勺子和一块纱布。请写出他的操作步骤，并说明每一步依据的是什么性质。 参考答案与解析：1.B。把两种固体混合在一起，物体的多少没有变化，总质量等于原来质量的和，仍是100克，质量不会因为混合而增加或减少。2.第一步，把混合物倒入水中用勺子搅一搅，木屑浮在水面上，沙子沉到水底，依据的是木屑和沙在水中沉浮不同、木屑轻沙重；第二步，用勺子或纱布把浮在水面上的木屑捞出来，放在纸上晾干；第三步，把水慢慢倒掉或用纱布过滤，取出沉在底部的沙子。所以用水可以把木屑和沙子分开。 环节一从真实劳动场景切入并现场混合黄豆与绿豆，学生的猜想充分暴露，为课中测量提供对比的靶子，达成科学思维目标中“能把生活现象转化为可研究的问题”的要求，评价要点为能否举出生活实例并把猜想写成可检验的形式。 环节二用两次称量、两次测量的双指标设计，让学生自己从数据中读出质量不变、体积可能变小，把结论建立在证据上，空隙填补的放大图把看不见的原因变成看得见的图画，评价要点为数据是否规范、解释是否提到空隙；环节三把方法选择权交给学生，先找性质差异再选工具、定顺序，实现性质决定方法的自主建构，评价要点为方案单上工具、顺序、依据三项是否齐全，对应科学观念与探究实践目标。 环节四联系盐水选种、垃圾分类回收，学生用同一原理解释身边的分离技术，达成态度责任目标，评价要点为能否举出生活中运用同一原理的实例并说出依据的性质。
板书设计 固体的混合与分离（第二单元 固体和液体 第7课） 混合前的数据：黄豆50克、绿豆30克；黄豆40毫升、绿豆30毫升 混合后的数据：质量80克，体积约65毫升 规律一：混合后总质量不变，等于原来质量的和 规律二：混合后总体积可能变小，小颗粒填进了大颗粒的空隙 分离方法来自性质：先找出不同，再选择工具和顺序 颗粒大小不同——用筛子；能被磁铁吸引——用磁铁 形状颜色不同——用镊子挑；轻重沉浮不同——用水浮选 三样混合物分离顺序：先磁吸铁屑，再筛出豆子，剩下是沙 应用：淘米、筛沙、盐水选种、垃圾分类回收
作业布置 基础性作业：完成活动手册中的混合与分离记录页，把黄豆、绿豆混合前后的质量和体积数据填写完整，用一句话写出你发现的规律，并注明为什么必须用同一只杯子称量。 提升性作业：把大米和芝麻混在一起，设计一份分离方案，写明用什么工具、按什么顺序、每一步依据什么性质，并画成一张简单的流程图，下节课带来交流。 拓展性作业：和家人一起做一次厨房里的分离，例如淘米、用筛子筛面粉、熬汤时撇去浮沫，记录用了什么方法、依据什么性质、效果怎样，用一两句话写在小卡片上。
教学反思 电子秤比托盘天平读数快、误差小，三年级用电子秤更合适；但取放物体要轻，否则数字跳动会让学生读错，需要在课前统一练习三次放上去、等稳定、读数字的动作，并规定统一在同一只杯子里称量。 部分学生把混合后体积变小直接说成豆子变少了，说明还没有把物体本身和物体之间的空隙分开。黑板上的大小圆示意图很管用，下次可以先让学生在记录单上自己画一幅空隙图，再请他对着图解释，效果会更好。 分离挑战中有的小组一味图快，先把铁屑倒出来撒了一桌，反而更慢。下次应设置允许洒落量不超过一小勺的约束，把规范操作也纳入评比，并在操作前请一组学生先演示正确的取铁屑动作。 三样混合物的分离顺序讨论时间偏紧，部分小组来不及完成第三步。可把分离方案单提前一天布置成课前预学，课上直接交流方案再动手，把节省出来的时间留给操作、展示和反思。
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