资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
19. 建筑材料
【单元主题】
《材料的演变》
【单元教学目标】
在人类历史的漫漫长河中，材料演变的历程就像一部波澜壮阔的史诗，见证着人类文明的进步与发展。一代材料，一代技术，一代文明!我们需要从身边最简单的材料出发，帮助学生理解材料的组成、结构、加工工艺，研究材料的透光性、导电性等各种性能，进而应用到生产、生活中，甚至开发性能优异的新材料。三年级学生虽有很强的好奇心和探索欲，但限于认知水平和实际经验，要理解材料的结构、性能、用途仍有一定难度。因此，学生在本单元将学习一些新的科学词汇，如性能、弹性、导电性、吸水性、保暖性、透光性、合成材料、复合材料、天然纤维、化学纤维、木骨泥墙、砖木结构、框架结构、纳米材料等，并利用这些新词汇，为后续更加深人的科学学习奠定基础。
本单元聚焦“材料的演变”，以学生熟悉的纺织材料、建筑材料等为载体，巧妙组织起感知材料结构、性能、用途的活动，让学生积极、主动地参与材料的收集、观察、描述、比较、实验等活动，引导学生认识不同类型材料的性能和用途，以及材料发展过程中的典型代表，了解人类对材料的利用与材料的发展历程，进而发展学生学科学、用科学的兴趣和能力。本单元的设计也具有显著的跨学科特点，能让学生学会如何从不同的视角去理解、思考材料的演变及其在科学和工程中的广泛应用，这对于学习者
未来进人多元化的社会和工作环境具有非常重要的意义。
【本课在单元中的任务】
本单元共有四个次级主题，分别是《天然材料与人造材料》《纺织材料》《建筑材料》《纳米材料》，构成四课。按照“先总后分”的结构来安排。第一课为材料演变总览。通过观察身边的各种材料，意识到物体是由不同材料做成的，按来源可将材料分为天然材料和人造材料，而且，人类对材料的利用与开发也是不断发展的。接下来的三个次级主题构成并列平行的三课，这三个次级主题分别选取了纺织材料、建筑材料和纳米材料，这些材料不仅具有代表性、典型性、广泛性，而且既有天然材料也有人造材料，既有传统材料也有新材料。在这三个次级主题中，每一次级主题的设计模式大体相同:在认识这些材料性能的同时，也交织探究实践多个要素的学习和练习，所涉及的探究实践包括:观察、描述、变量控制、作出假设、概括推理等。各次级主题层层递进，帮助学生全面了解材料的演变。
本课主要引导学生认识建筑材料及其发展历程和用途，分为三个模块。模块一通过观察与比较，建立材料性能与建筑发展的关联；模块二通过制作普通混凝土和钢筋混凝土，了解钢筋混凝土的性能；模块三认识数种新型混凝土，渗透科技改变生活的价值观。
【教学目标】
1.能列举天然建筑材料(如木材、石料)和人造建筑材料(如水泥、玻璃)，说出传统建材与现代建材的性能差异，举例说明新型
建筑材料的特性、结构与用途。
2.初步学会分析不同历史时期建筑材料的性能差异，理解材料特性影响建筑结构，进而影响建造方式、建筑功能。
3.能在教师指导下模拟制作普通混凝土和钢筋混凝土，设计普通混凝土和钢筋混凝土的承重对比实验，探究钢筋混凝土的特性。
4.体会科技进步对建筑发展的推动作用，关注新型材料的环保价值。
【教学重点】
传统建材与现代建材的性能对比;新型材料的特性与用途。
突破方法：第一部分，利用图片对比及文字说明，让学生观察并了解二者的区别；第二部分，利用阅读资料，了解新型材料的相关性能与用途。
【教学难点】
模拟制作普通混凝土、钢筋混凝土，并进行承重对比实验。
突破方法：通过对比实验的操作、分析，得出结论。
【教学准备】
教师材料：教学课件、相关视频、统一规格的普通混凝土块和钢筋混凝土块、砖头等。
学生材料：石子、水、沙、石膏粉、塑料盒、刷子、油、铁丝等。
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、创设情境，聚焦课题
师：上节课我们研究了纺织材料，想一想你收获了什么？
生：纺织材料可以分为天然纤维和化学纤维等。
师：纺织材料主要用于纺织。
出示砖头，提问：猜猜看，老师手里拿的是什么呢？谁来说说它是用什么做成的？
生：交流分享。
师：砖头是一种建筑材料。建房、造桥、铺路时使用的材料都可以称作建筑材料。除了砖头，你还知道哪些建筑材料 今天老师要带大家进行一场奇妙的建筑材料之旅。（板书：建筑材料）
［设计意图：从复习上节课知识开始，巩固学生对于学过知识的掌握程度，贴近学生认知；以问题驱动，激发学生的探究兴趣，自然引出课题。］
二、建筑材料的发展
出示图片:这是两座人类历史上不同时期的房屋(木骨泥墙房、砖瓦房)，非常有特色。
师：请仔细观察图片，这两座房屋用到了哪些材料 这些材料有什么特点
生：观察并讨论。
（参考：木骨泥墙房:木材和竹子易受虫蛀，用于潮湿气候会影响使用寿命;防火性能差，易引发火灾;长期使用后，结构稳定性可能降低;稻草和泥巴防水性差，易被雨水冲刷损坏;保温隔热能力有限，难以应对极端天气;墙体强度低，不耐撞击，抵抗外力破坏能力弱。砖瓦房:砖瓦烧制会消耗土地资源，不利于可持续发
展;自重大，易增加建筑负荷，对地基要求高;多数砖瓦隔热隔音性能不佳。）
教师介绍:这座木骨泥墙房用到了木材、竹子、稻草、泥巴等天然材料。古人将木材、竹子插入土中并连接在一起，用于支撑屋顶;再用稻草、泥巴填补木材或竹子之间的空隙。砖瓦房的出现晚于木骨泥墙房，砖瓦是建造墙体、屋顶的主要材料，它比泥墙、草顶更结实。
小结后提问:早期人类的房屋简陋、技术原始，使用的木材、竹子、稻草、泥巴等直接来自大自然，都是什么材料？
生：天然材料。
出示高层建筑图片，提问:如今，建筑物变高了。建造这样的高层建筑需要用到哪些材料 为什么现在遍地都是高楼大厦，过去很少见呢
说明：19世纪中叶，钢筋混凝土被发明。它将钢筋的高抗拉强度和混凝土的高抗压强度结合起来，不仅能承受较大压力，还能抵抗拉力。相比传统单一材料，它极大提升了建筑结构的稳固性和耐久性，为现代高层建筑和大跨度建筑奠定了基础。
天然材料如木材、石料，具有环保、质感独特等特点，但存在资源有限、尺寸规格受限等问题。人造材料中，塑钢耐腐蚀、密封性好，玻璃纤维强度高、质量轻，保温泡沫保温隔热性能佳。这些材料能满足现代建筑多样化的功能需求。
钢筋混凝土框架建筑结构强度高、整体性好，能承受更大荷载，使建造摩天大楼、跨海大桥和高速公路等现代化设施成为可能。
生：观察图片，讨论:这两种建房方式有什么不同 建出来的房子有什么不同
教师补充说明:砖混结构的房子先砌墙，后浇筑梁、柱等，不能建得很高，室内空间跨度较小，主要靠墙承受屋顶重量，抗震性能弱。高层建筑采用框架结构，先浇筑钢筋混凝土框架，或组装钢结构框架，整体框架承重能力强，抗震性能好，建筑空间跨度和高度可以大大增加。
提问:刚才提到了哪些建筑材料 其中，哪些是天然材料 哪些是人造材料
总结:高楼大厦的出现，离不开新材料的发明，这种新材料就是钢筋混凝土、钢结构件。从古至今，建筑材料已经逐渐从天然材料过渡到了人造材料。
［设计意图：随着社会的进步和技术的发展，建筑材料也发生了翻天覆地的变化，讨论建筑材料的发展历程和建造方式的演变，能让学生进一步感知建筑材料在日常生活和社会发展进程中的重要地位。］
三、普通混凝土和钢筋混凝土
过渡:你见过钢筋混凝土吗 在哪里见到的，是什么样的
出示样本谈话:其实在钢筋混凝土出现之前，已经有了普通混凝土。这是普通混凝土的制作材料。
追问:它和钢筋混凝土有何区别
引导猜想:结合刚刚的发现，大胆猜测为什么普通混凝土不能用来建造高楼。
生：思考、猜想。
小结猜想:大家认为可能是因为钢筋混凝土中钢筋提高了混凝土的承重能力。科学探究讲求证据，要想知道猜想对不对，最好的办法是验证。
师:要验证钢筋混凝土承重能力是否更大，需要做对比实验。首先要准备统一规格的普通混凝土和钢筋混凝土。
阅读课文，学习制作统一规格的两种混凝土。
讨论:如何设计实验
(1)对实验过程有什么不清楚的地方
(2)两块混凝土有什么不同
(参考：一块内部有钢筋，一块内部没有钢筋。这是这个实验中唯一不同的条件，这样的实验叫作对比实验。两块混凝土的大小、使用的其他物质及用量都要相同，晾干方式和时长要相同。)
强调：在塑料盒内壁刷食用油，方便后期脱模；铁丝弯成S形的规格；使用搅拌工具时不要打闹，避免混合物溅入眼睛；搅拌混合物要均匀；铁丝可以扎成网格形，增加强度；晾干时避免触碰和重压，防止变形而影响实验结果;等。
播放模型制作视频。
小组活动:模拟制作普通混凝土和钢筋混凝土。
教师演示实验:老师课前制作了两块相同规格的普通混凝土
和钢筋混凝土，我们来测一测它们的承重能力吧!
注意：做承重对比实验时，放置重物要缓慢、居中，确保结果准确。
结论：钢筋混凝土的承重能力更强。
［设计意图：对比普通混凝土与钢筋混凝土的抗压强度差异。逐步理解“结构决定功能”的科学原理--钢筋的加入显著提升了材料的抗拉性能，能为现代高层建筑的安全性和稳定性提供支撑。通过动手体验和工程实践，激发学生对科学知识和建筑领域的兴趣，培养探索精神、动手能力与问题解决能力。］
四、新型混凝土
阅读:除了钢筋混凝土，混凝土大家族还有一些具有特殊性能的混凝土，比如透水混凝土、混凝土帆布、自愈混凝土......人类为了满足特殊场合的需求，发明了更多具有特殊功能的新型混凝土。大家认真阅读教材第77页，将重要信息整理到新型混凝土资料卡中。
名称 透水混凝土 混凝土帆布 自愈混凝土
性能
用途
生：自读课文《新型混凝土》。
生：组内交流，全班汇报。
［设计意图：通过阅读新型混凝土的性能及用途，传递环保
理念，引导学生感知科学技术在材料领域的创新应用，体悟科学
与社会的融合，激发对科学技术的探索兴趣。］
五、课堂小结
（PPT 展示本课核心内容）师：同学们，今天这节课我们一起学习了 “建筑材料”，谁来说一说，你有哪些收获？
生（预设）：建筑材料也分为天然材料和人造材料等。
师：大家的收获都很多！请同学们课后查阅资料，认识一种新型混凝土，为它制作一张资料卡，至少要介绍它的名称、性能、用途，还可以介绍更多你认为有趣的事。下节课与老师、同伴一起分享。最后，我们一起熟读本课的核心知识点。
生：熟读知识点。
［设计意图：通过学生自主总结收获，回顾本课核心知识，了解学生的掌握情况；布置课后制作任务，让学生将科学探究延伸到生活中，持续激发学生持续探究的兴趣。］
【板书设计】
建筑材料
1.分类：天然材料和人造材料。
2.钢筋混凝土：承重能力强。
3.新型混凝土
【教学反思】
《建筑材料》是苏教版三年级上册《材料的演变》单元第三课，本节课在学生已经掌握天然材料、人造材料概念的基础上，带领学生认识建筑材料的发展演变，重点探究普通混凝土与钢筋混凝土的性能差异，了解多种新型混凝土。结合课堂真实教学情况反思如下：
本节课从复习旧知入手，出示砖头实物导入课题，学生学习兴趣较高。通过对比木骨泥墙、砖瓦房、现代高楼的图片，让学生直观看到建筑材料、房屋结构的变化，理解材料性能会影响建筑的建造方式。课堂围绕对比实验展开教学，学生动手模拟制作普通混凝土和钢筋混凝土模型，教师使用提前晾干的成品做承重演示实验，保证实验安全。学生能够观察到钢筋混凝土承重能力更强，初步理解钢筋可以提升混凝土的抗拉、承重能力。通过阅读填表的方式学习透水混凝土、自愈混凝土等新型建材，课后布置制作资料卡的拓展任务，将学习延伸到课外，基本落实本课的教学重点。
课堂教学中也暴露出不少现实问题。第一，学生动手制作混凝土模型耗时久。石膏、石子、沙子加水搅拌，装盒脱模、晾干都需要时间，课堂上只能完成搅拌装盒，不能当堂完成承重测试，学生只能观看教师的成品演示，缺少亲手测试的体验。部分小组配比掌握不好，混合物过稀或者过干，脱模时模型破碎，实验体验打折扣。第二，对比实验的变量控制理解不到位。部分学生不清楚实验中只能改变 “有无铁丝（钢筋）” 这一个条件，对大小、材料用量、晾干时间需要保持一致的意义理解不够透彻。第三，部分抽象概念学生理解困难。砖混结构、框架结构、抗拉、抗压这些专业词汇，三年级学生不容易完全读懂，不少学生只能记住名词，不能真正理解不同结构的区别。第四，课堂时间容易紧张，模型制作占用较多时间，留给新型混凝土的交流讨论时间不足，学生对新型建材的环保价值感悟不够深刻。
针对以上问题，我做如下改进设想：
1.课前教师多制作几组普通混凝土、钢筋混凝土成品模型，保障演示实验可用。课堂学生只完成搅拌、装模，模型留在教室自然晾干，下节课再完成承重测试，形成完整的探究闭环。实验前明确材料配比，演示刷油脱模的操作，减少模型破碎问题。
2.利用简单图示讲解对比实验，强调唯一变量。用问题引导学生思考：“如果两块模型大小不一样，还能比较承重吗？”，加深学生对控制变量的理解。
3.简化专业术语，借助短视频、建筑实物图片，通俗讲解砖混、框架结构，少用复杂书面概念，结合生活楼房帮助学生理解。
4.合理分配各环节时间，压缩模型操作时长。新型混凝土部分可以结合生活实例，如公园透水路面，帮助学生联系生活体会材料的环保作用。课后资料卡任务可以给出简易模板，降低学生完成难度。
总的来看，本课学生能够区分天然与人造建筑材料，知道钢筋混凝土承重能力强。但是本课涉及工程类内容，部分概念对三年级学生较为抽象。后续教学中，要兼顾动手体验和知识难度，多结合学生身边的建筑实例，降低理解门槛，落实科学思维与工程意识的培养。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑