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科学教材设计理念1教师教学用书使用说明2本册教学课时分配建议表6第1单元它们是用什么做的1第2单元玩磁铁28第3单元土壤与生命57第4单元打开工具箱85专项学习像科学家那样1101科学教材设计理念1.以学生的发展为教材编写的宗旨。本教材的设计理念与国家课程改革的三个关键词“核心素养”“学科核心素养”“学业质量评价标准”高度一致。以面向儿童终身受益的学习，如科学精神、科学思维、对自然的好奇心、运用知识解决实际问题的能力等核心要素，构建大科学观统领下的主题单元，设计符合学生实际情况的学习活动。2.以科学世界观作为整册教材的组织线索。这些线索包括对科学本体的应有认知和对自然界的应有认知，如世界是物质的、物质是不断变化的等等。落实到教材，一年级上册的线索是什么是科学、什么是技术以及科技与生活的关系；一年级下册的线索是世界是物质的；二年级上册的线索是物质是变化的；二年级下册的线索是进一步深化世界是物质的思想，关注人类对自然资源的发掘和利用。3.强化对科学探究和工程实践的指导。科学探究的程序和方法、工程设计的步骤与要领是科学课程重要的学习内容。为此，在每册教材的后面设有“专项学习”，将有关科学探究和工程设计（含科学思维与工程思维）的指导系统化和显性化，在保证过程完整的基础上，将探究和设计要素按年级有所侧重，又螺旋上升地加以编排。4.设计专门针对解决问题能力训练的STEM单元。STEM是科学、技术、工程、数学的英文缩写，是当下炙手可热的跨学科项目学习模式。与主要指向概念理解及运用的主题单元不同的是，STEM主要指向综合运用各学科知识解决实际问题的能力的训练。5.强调学习活动的多样性和学习资源的全配套。教材设计了多种多样的学习活动有探究性学习，有探究性游戏，有科学DIY，有种植和饲养，还有观察与阅读这些学习活动有趣、有效、易做。为配合学习活动，教材配套了供学生观看的高清视频，供学生动手做的学具材料和供学生记录、课外拓展用的活动手册。全新的网站还将提供更多的学习资源。6.重视科技史的学习。为了有助于对科学本质的认识，有助于对科学、技术、社会、环境关系的认识，教材在主题单元中渗透科技史内容，在专项学习中有专题介绍，在每个年级教材的最后一面，还特别对科技史作概略的梳理，并以图文并茂的形式加以呈现。2教师教学用书使用说明从不同角度说明本单元设计的理由。从本单元在本册教材中的地位说明选择本主题的理由。从必要性和可能性两个方面说明选择该主题的理由。说明本单元各课的组成及课与课之间的关系。是课程目标的具体化，是每一课教学目标的抽象，旨在为每一课具体的教学目标提供概括性的目标指向，以促进大概念和思维品质的形成。从落实课程标准中的年段目标及课程内容中的具体条目角度说明选择本主题的理由。3本课的主要活动组成及相互之间的关系。以结构图的形式展示每一课活动的内容和目的。在教学活动中希望学生达到的发展水平。提示教师关注的教学重点与难点。对每课课时及总课时的建议。4红底文字回答教材中的提问。蓝底文字解释教材中文字和图片的意思。指导使用并提供参考答案。5说明本活动的设计意图，给教师以具体的教学指导和建议，并提醒教师在指导学生时应注意的问题。提供本单元必要的相关知识背景。6本册教学课时分配建议表单元序号单元名称课题名称课时建议1.认识常见材料1第1单元它们是用什么做的2.各种各样的杯子13.神奇的新材料14.磁铁的吸力1第2单元玩磁铁5.磁铁的两极16.自制指南针17.栽小葱1.5第3单元土壤与生命8.养蚂蚁1.59.寻访土壤中的小动物110.认识工具1第4单元打开工具箱11.拧螺丝112.做个小温室1专项学习像科学家那样2总课时1561第1单元它们是用什么做的一单元设计意图1.本单元主题的提出材料的发现、发明及利用是人类文明进步的产物。材料与日常生活密切相关，材料与能源、信息并称为人类社会发展的三大支柱。因此，引导学生尽早了解材料的发展、基本性能及其主要用途，是现实生活的必然要求。物质、物体、材料是物质科学领域最基本的三个概念。物体是具象化了的物质，材料是功能化了的物质。课程标准中要求，从低年级开始引导学生认识常见材料的基本性能和主要用途，随着年级的升高，逐渐理解物体具有一定的特征、材料具有一定的性能这些概念。在此基础上，促使学生逐步建立“世界是物质的”这一大概念。对二年级学生而言，材料的概念既熟悉又陌生。幼儿园阶段，他们用积木搭房子，用卡纸做手工，用泥巴捏泥人故他们对一些具体材料不陌生。但他们很少会用到“材料”这个名词，对“材料有什么特点”“各种物品与材料之间有什么关系”这样的问题也未有过思考，故他们对材料又是陌生的。对学生做前概念调查时发现，学生对某些材料的正确指认率较低，尤其对金属这类材料的认识不清晰，对材料的简单特点及其利用也不太关注。这些都成为编写本单元教材的认知起点。本单元作为学生系统认识材料的起始单元，需要从学生身边最常见、最熟悉的材料开始，引导他们在观察中比较，在体验中感知，从而对材料的简单特点、材料对人们生活的重要影响，以及新材料的神奇功能，都有一个初步的认识。2.本单元对课程标准的落实（1）本单元通过观察、比较、实验、交流等活动，落实课程标准低年段的课程目标。科学知识辨别生活中常见的材料。2科学探究在教师指导下，能利用多种感官或者简单的工具，观察对象的外部形态特征及现象。科学态度能在好奇心的驱使下，对常见的动植物和物质的外在特征、生活中的科学现象、自然现象表现出探究兴趣。科学、技术、社会与环境了解人类可以利用科学技术改造自然，让生活环境不断得到改善。（2）本单元学习内容基于课程标准课程内容中“物质科学领域”“技术与工程领域”的低年段要求。1.1物体具有质量、体积等特征。通过观察，描述物体的轻重、薄厚、颜色、表面粗糙程度、形状等特征。1.2材料具有一定的性能。辨别生活中常见的材料。16.2工程和技术产品改变了人们的生产和生活。体会生活中的科技产品给人们带来的便利、快捷和舒适。3.本单元次级主题的构成及逻辑关系本单元由认识常见材料各种各样的杯子神奇的新材料三课组成，按照先常规后特殊的逻辑顺序展开。其中，第一课认识常见材料与第二课各种各样的杯子针对的是常见材料，第三课神奇的新材料指向特殊材料中的新材料。在常见材料部分，第一课是对各种材料的总体认识，包括辨认陶瓷、玻璃、木材、石材、塑料、布、金属，以及对这些材料基本特点的认知。第二课是通过具体的物品杯子，更深入地理解材料的不同特点，进而展开针对材料特点解决实际问题的思考和现象解释，让学生对常见材料的性质初步建立较全面的认识。第三课是对特殊材料中的某些新材料进行介绍，重点展示的是材料纳米化后性质的改变，目的是让学生对新材料有一个粗浅的认知，并通过观察和实验，激发他们对新材料的兴趣。3第1单元它们是用什么做的4.本单元在整套教材中与其他单元的关系本册教材所遵循的科学思想是人类对自然资源的发掘和利用，这也是对一年级下册“世界是物质的”科学思想的深化。二单元教学目标认识生活中常见的材料，了解新材料的神奇。能观察、比较、描述常见材料的轻重、薄厚、颜色、软硬等特征。乐于发现材料的不同特点，并尝试提出自己的问题。感受现代科技进步对人类生活的改善。中年段对某些材料（纸、金属、塑料）导电性能、透明程度、主要用途的认识。（三年级下册材料的性质、四年级上册简单电路）高年段对常用材料的漂浮能力、导热性能、主要用途的认识。（五年级上册热传递）低年段人类对自然资源的发掘和利用二、玩磁铁三、土壤与生命一、它们是用什么做的四、打开工具箱通过各种材料反映人类对各种自然资源的利用。通过探究磁铁的各种性质和制作指南针，反映人类对大自然的神秘馈赠自然磁铁的利用。通过土壤与植物、土壤与动物的关联，间接地反映土壤资源与人类的关系。人类正是用发明的工具，实现了对自然资源的加工和利用。4三单元活动框架四课时建议2.3思考与提出问题，想办法弥补材料的缺点。2.2观察并描述各种材料杯子的不同，发现这些材料的特点。一、它们是用什么做的3.神奇的新材料2.4分析保温杯的组成材料，意识到集中材料的优点可以改善物品的性能。序号课题课时1认识常见材料12各种各样的杯子13神奇的新材料1总课时31.认识常见材料2.各种各样的杯子1.1观察物品，初步认识常见材料。2.1交流杯子的组成材料，认识到同一种物品可由不同材料制成。1.2辨认材料并给它们归类，识别生活中常见的一些材料。1.4观察鞋子的组成材料并交流选用材料的原因，发现一件物品可由多种材料组成。1.3观察文具袋和文具，辨别它们的组成材料。3.2在蜡烛黑灰上滚水滴，发现蜡烛黑灰不沾水、水滴卷走黑灰上的粉笔灰。3.1在荷叶上滚水滴，发现荷叶不沾水、水滴卷走荷叶上的粉笔灰。3.3阅读资料，了解一些新材料及其在生产生活中的应用。5第1单元它们是用什么做的五教师课本第1课认识常见材料1.教学内容本课是认识生活中材料的第一课，作为材料单元的起始课，目的在于激发学生研究材料的兴趣。本课内容分为两个部分。第一部分包含两个活动活动一，观察教室里或家里的物品是用什么材料做成的，让学生不仅意识到我们身边的物品都是用不同的材料做成的，还让学生调用前概念，从物品出发初步认识常见材料；活动二，进一步在材料和名称之间建立关联，即识别生活中常见的几种材料纸、金属、布、玻璃、陶瓷、石材、塑料、橡胶等，脱离具体物品，强化对材料本身的认识。第二部分聚焦具体物品，进一步认识材料及其优点。这部分也包含两个活动活动一，观察文具袋和文具用什么材料做成，指导学生发现一个物品可以由多种材料组合而成，并巩固、运用前面对材料的认识；活动二，观察帆布鞋用哪几种材料做成，并猜测各种材料的优点。此活动在前一个活动的基础上，提出了进一步的要求，为第二课认识材料的特点做好铺垫。2.教学目标识别身边常见物品是用什么材料制成的。能够辨认玻璃、陶瓷、石材、布料、木材、纸、塑料、金属等材料。能描述常见材料的优点。3.重点与难点重点识别生活中常见的材料。难点辨认物品的组成材料。4.教学准备教师材料帆布运动鞋。学生分组材料鞋子、各种材料的样品、居室内部照片。65.教材提示1认rn识shi常chng见jin材ci料lio观un察ch教jio室sh里l或hu家ji里l的de物w品pn分fn别bi是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de。2家里或教室里常见的材料有木头做成的桌椅、陶瓷做成的花瓶、玻璃做成的水杯、铁制花架、羊毛做成的地毯、棉布做成的靠枕、毛皮做成的沙发罩、液晶材料做成的电视屏幕等。7第1单元它们是用什么做的陶瓷玻璃石材布料木材纸塑料金属辨bin认rn这zh些xi材ci料lio，把b它t们men放fng进jn相xing应yng的de盒h子zi里l。金属也分很多种哦铜勺铁锅铝罐1单元它们是用什么做的3这是三种常见的金属，且不是合金。从左到右依次是布料、木材、石材、塑料、金属、陶瓷、纸、玻璃。8观un察ch文wn具j袋di和h文wn具j，说shu说shuo它t们men分fn别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，帆布比较透气。鞋眼扣鞋底是用橡胶做的，橡胶观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，说shu说shuo用yn这zh种zhn材ci料lio的de好ho处ch。见学生活动手册第1页4制作成文具袋或铅笔盒的材料，有的用防水布，有的用刷漆的铁，有的用塑料同时，文具袋上通常有尼龙做的拉链；塑料铅笔盒上有磁铁和铁做的搭扣；文具袋内的文具有木头和石墨做的铅笔、塑料做的尺子、铁做的刀片、橡胶做的橡皮，还有木材做的便笺纸等。鞋眼扣用金属或塑料做成，比较结实；鞋底用橡胶做成，弹性比较好；鞋头用橡胶做成，比较耐磨9第1单元它们是用什么做的1.认rn识常shichn见材料jincilio写一写你鞋子的各部分xiyixinxizidebfen所su用yn的材料和它的好处deciliohtdehoch。将物品与制作材料连线jinwpnyzhzuciliolinxin。1单元它们是用什么做的鞋面是用ximinshyn做的zude，它的好处tdehoch。鞋底是用xidshyn做的zude，它的好处tdehoch。是用shyn做的zude，它的好处tdehoch。，。铅笔芯笔袋橡皮尺子拉链小刀便签纸木材塑料金属尼龙布料橡胶石墨16.活动手册提示帆布橡胶有弹性透气10活动内容设计意图、教学建议、注意事项可利用资源活动一观察教室或家里物品的组成材料设计意图从学生日常最熟悉的家里或教室里的物品入手，知道一些常见物品是用什么材料制成的。教学建议如在此环节出示实物，最好选用生活中常见的物品，比如陶瓷花瓶、玻璃杯、布衣服、塑料碗、金属刀具等等。这些物品最好是由单一材料做成的，并且特征明显，容易识别或判断，不要选用难以判断的复合材料，如复合材料的牛奶盒。注意事项在教室里识别各种材料时，给学生分好组，分组行动，并维持好观察秩序。家庭场景照片电子教材中的相关视频活动二辨认材料并给它们归类设计意图“把材料放进相应盒子”的活动只是一种形象化的呈现方式，其目的并不在于放的行动，而是让学生将材料与其名称建立一一对应的关联，强化对材料本身的认识。教学建议针对低年级学生的认知特点，可以设计一个“给材料宝宝找家”的游戏，增强学生的活动兴趣。活动前，教师为学生准备八种常见材料的样品。活动过程中，让小组内的学生轮流来给材料宝宝找家。当一个同学做完后，取出材料并混合，再让下一个同学做。为帮助学生理解金属是一类材料的名称，教师可准备多种单质金属制品，如铁丝、铜丝、铝丝、钨丝等等，让学生进行观察。注意事项课前，一定要消除活动中的安全隐患，如把玻璃、金属片的边角磨毛等。各种不同材料样品，标有材料名称的小盒子或杯子学具箱里的配套学具7.教学活动说明11第1单元它们是用什么做的活动内容设计意图、教学建议、注意事项可利用资源活动三观察文具袋和文具是用什么材料做成的设计意图从学生身边熟悉的文具入手，知道不同的材料有不同的用途。教学建议可以把学生目前正在使用的笔袋、铅笔盒以及里面的文具作为观察对象，让学生先观察自己的，把观察结果说给同桌听；然后观察同桌的，说给对方听，看自己说的是否和对方说的一致，以此来具体认识笔袋、铅笔盒以及里面文具的组成材料。利用学生活动手册中的记录图，指导学生做好记录。注意事项此活动结束后，要求学生把文具放入笔袋、铅笔盒中，以免在下一个活动中分散学生的注意力。学生自己的笔袋或铅笔盒学生活动手册活动四观察鞋子的组成材料并交流选用材料的原因设计意图对相对复杂的物品进行分析，发现物品可由多种材料组成。知道为什么要选用不同的材料，在材料的特点与功能之间建立起联系。教学建议先组织全班学生集体观察同一双鞋子，认清鞋子的各部分名称，如鞋面、鞋底、鞋带、鞋眼扣等，为下一步让学生观察自己的鞋子并进行交流打下基础。如果学生说不出鞋子各部分材料的好处，可以采用反向提问的方式进行启发“假如不用这种材料会怎样”帮助学生进行思考。注意事项在组织学生观察自己的鞋子时，提出明确要求只观察，不要把鞋子脱下来，以保证正常的教学秩序。运动鞋一双、学生穿的鞋子学生活动手册12第2课各种各样的杯子1.教学内容本课紧接第一课最后一个活动“猜测鞋子上各种材料的好处”，以杯子为载体，展开对常见材料特点的认识，具有承前启后的作用。本课内容分为两个部分。第一部分由两个活动组成活动一，辨别杯子的材料，将学生的目光聚焦在杯子上，并为下一个活动的开展做好铺垫；活动二，指导学生利用多种观察方法，较全面地认识一些常见材料的基本特点，并为下一个部分的展开打下基础。第二部分由两个活动组成活动一，指导学生从一些杯子的缺点出发，找出克服这些缺点的方法，在增强问题意识和提问能力的同时，让学生意识到可根据不同材料的性质来克服缺点；活动二，分辨保温杯的组成材料并说明使用这些材料的理由，让学生在解释活动中丰富对材料的认识，同时与此部分的活动一相配合，共同说明本课第二部分的目的，即把不同材料的优点集中起来，可以做成让人们满意的物品。2.教学目标能举例说出做杯子的各种材料的简单特点。能说出保温杯各部分材料的特点和作用。能提出类似的问题和相应的解决办法。3.重点与难点重点观察、描述不同材料的特点。难点针对不同材料的特点，提出类似的问题和相应的解决办法。4.教学准备教师材料纸杯、金属杯、木头杯、玻璃杯、陶瓷杯、塑料杯、玉石杯。学生分组材料纸杯、塑料杯、陶瓷杯、玻璃杯、不锈钢杯。13第1单元它们是用什么做的5.教材提示这zh些xi杯bi子zi分fn别bi是sh用yng什shn么me材ci料lio做zu的de2各g种zhng各g样yng的de杯bi子zi51单元它们是用什么做的最中间的是玻璃杯。从红色的塑料杯开始，顺时针方向，杯子的材料依次是塑料、陶瓷、纸、玉石、不锈钢、木头。14比b较jio并bng描mio述sh各g种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热水试试。倒热水时，不要烫着自己和别人。6看材料是否透明、是否有光泽、光滑程度。掂轻重。捏软硬。摸传热性能。15第1单元它们是用什么做的见学生活动手册第2页金jn属sh杯bi烫tng手shu，怎zn么me办bn玻b璃li杯bi、陶to瓷c杯bi容rng易y碎su，怎zn么me办bn纸zh杯bi太ti软run，怎zn么me办bn这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为wi什shn么me选xun这zh些xi材ci料lio胶垫杯盖杯嘴开关密封圈杯体你还能提出哪些类似的问题和解决的办法每mi一y种zhng材ci料lio都du有yu它t的de特t点din，可k以y把b不b同tng材ci料lio的de优yu点din集j中zhng起q来li，做zu成chng人rn们men想xing要yo的de物w品pn。1单元它们是用什么做的7金属杯烫手，可以给它加一个传热差的橡胶套，或者加一个手柄，或者将杯壁做成双层的。玻璃杯、陶瓷杯易碎，可以给它加一层柔软的布料护套。纸杯太软，可以给它加一个塑料杯托，等等。开关、杯嘴、杯盖是用塑料做的，塑料可塑性强、光滑、隔热效果好、较轻。胶垫、密封圈是用橡胶做的，橡胶弹性好、密封性好。杯体是用双层不锈钢做的，结实、保温。166.活动手册提示2.各种zhn各样yn的杯子debizi关于杯子的研究unybizideynji。金属杯烫手jnshbitnshu，你的办法是ndebnfsh玻璃杯易碎blibiysu，你的办法是ndebnfsh其他的问题qtdewnt你的办法是ndebnfsh纸杯太软zhbitirun，你的办法是ndebnfsh1单元它们是用什么做的2如给金属杯加个手柄。如给玻璃杯加个柔软布料做的杯套。陶瓷杯易碎怎么办给陶瓷杯加一个有弹性的橡胶圈。如给纸杯加个较硬的塑料杯托。17第1单元它们是用什么做的活动内容设计意图、教学建议、注意事项可利用资源活动一交流几种杯子是用什么材料做成的设计意图引导学生关注研究对象，乐于交流和分享多种多样的杯子材料的问题。教学建议可以利用抢答的方式来激发学生的学习热情。抢答前，教师要说明规则听完问题开始抢答，举着杯子回答问题。可以让学生说出自己判断杯子是用什么材料做的理由，逐渐养成有依据地表达的习惯。注意事项要准备充足的活动材料，让每个学生都能观察到实物。各种材料的杯子活动二观察并描述各种材料制成的杯子的不同设计意图认识不同材料的基本特点，学会用多种方法观察、比较。教学建议让学生及时将比较结果记录下来，为交流做好准备。可以让学生先在小组内进行交流，然后在班级交流，以保证所有学生都有表达的机会，让他们在锻炼中提高。低年级学生的观察能力不强，语言描述的水平较低，描述的准确性往往不高，需要教师给予适时、适当的引导和补充、纠正，让学生逐渐学会仔细观察、科学描述。注意事项从安全角度出发，提供给学生用于比较水杯传热性能的水，不宜直接用温度高的开水，以免学生烫伤。学具箱里的配套学具7.教学活动说明18活动内容设计意图、教学建议、注意事项可利用资源活动三思考如何想办法弥补材料缺点的问题设计意图知道对做杯子而言，各种材料都有缺点，要想办法弥补各种杯子材料的缺点，并为下一活动的展开埋下伏笔。让学生模仿样例提出问题，增强他们的研究意识。教学建议教学活动分两步进行先让学生思考并回答教材上呈现的三个问题，然后让学生提出类似的问题，并探讨解决问题的方法。提醒学生用简单的文字、图画，把自己想到的改进方法及时填写在学生活动手册上，以便进行交流。注意事项解决问题的方法不是唯一的，往往有多种方法可选。因此，学生可能会想到各种各样的方法，只要是合理的，教师就应该给予肯定。即使学生的想法难以实现，教师也不要轻易否定，可以引导学生作进一步的思考，以保护他们的学习热情。学生活动手册活动四分析保温杯的各部分是用什么材料做的，并根据材料的特点说出选择这些材料的理由设计意图通过观察保温杯各部分是用什么材料做的，巩固学生对多种材料及其特点的认识。通过分析为什么要用这些材料，引导学生在材料的特点与功能之间建立起联系。教学建议可以分两步进行活动第一步，组织学生观察并分析教材图片呈现的保温杯；第二步，组织学生把自己的保温杯作为观察与分析的对象，在丰富观察与分析对象的同时，让学生得到更多针对具体问题进行具体分析的锻炼机会。可以启发学生思考为什么保温杯上要用到各种各样的材料引导学生懂得集中各种材料的优点，才能做出让人们满意的物品。注意事项并不需要学生完整地说出保温杯各部分所用材料的功能特点，鼓励学生积极思考，能说出一条也行。学生自己的保温杯实物19第1单元它们是用什么做的第3课神奇的新材料1.教学内容本课在前两课指导学生认识常见材料的基础上，将学生的视野拓展到特殊材料中的新材料。本课内容可以分成两大部分。第一部分，组织体验。它由两个本质相同的活动组成活动一，调用生活经验，让学生在荷叶上滚水滴，发现荷叶不沾水、水滴会卷走荷叶上的粉笔灰；活动二，和前面的活动相类似，亲手做一做在纸杯底用蜡烛火焰熏出黑灰，并在蜡烛黑灰上滚水滴，发现蜡烛黑灰不沾水、水滴会卷走黑灰上的粉笔灰。这两个活动都是引发学生对这一神奇现象的好奇，为后面阅读纳米材料的资料奠定感性基础。第二部分，介绍纳米材料和其他一些新材料。教材以阅读资料的形式展开内容。资料的前半部分与学生在第一部分活动中的体验相呼应，说明了荷叶表面的极细小绒毛和纸杯底的黑灰都属于纳米材料；资料的后半部分，以图文结合的形式介绍了一些新材料及其用途，展现了科学技术的发展。2.教学目标发现荷叶不沾水、水滴卷走荷叶上粉笔灰的奇特现象。能用蜡烛火焰熏黑纸杯底，并发现蜡烛黑灰不沾水、水滴卷走黑灰上粉笔灰的奇特现象。知道一些新材料给人类生产生活带来的便利。3.重点与难点重点了解一些新材料及其用途。难点用蜡烛火焰熏黑纸杯底。4.教学准备教师材料相关视频资料，火柴或打火机。学生分组材料烧杯（装少量水）、纸杯、蜡烛、滴管、粉笔、记录单等。205.教材提示3神shn奇q的de新xn材ci料lio在zi荷h叶y上shng滚n水shu滴d。1.在zi荷h叶y上shng滴d一y两lin滴d水shu，轻qn轻qn晃hun动dn水shu滴d。雨y点din落lu在zi荷h叶y上shng，你n有yu什shn么me发f现xin2.在zi荷h叶y上shng撒s点din粉fn笔b灰hu，让rn水shu滴d在zi粉fn笔b灰hu上shng来li回hu滚n动dn。你有什么发现8雨点落在荷叶上呈球状。轻轻抖动荷叶，水珠会滚落下去。水滴会卷走荷叶上的粉笔灰。荷叶表面一尘不染，而且立刻就变干燥了。这是在展现纳米材料的特点。荷叶表面的极细小绒毛是天然的纳米材料。21第1单元它们是用什么做的在zi荷h叶y上shng滚n水shu滴d。水shu滴d在zi荷h叶y上shng和h黑hi灰hu上shng滚n动dn时sh有yu什shn么me相xin同tn之zh处ch在zi蜡l烛zh黑hi灰hu上shng滚n水shu滴d。1.在zi纸zh杯bi里l装zhung少sho量ling水shu。2.把b杯bi底d放fng在zi蜡l烛zh火hu焰yn上shng方fng1厘l米m处ch，让rng蜡l烛zh烟yn熏xn黑hi杯bi底d。3.滴d一y滴d水shu在zi杯bi底d，轻qng轻qng晃hung动dng水shu滴d。4.再zi刮gu一y点din粉fn笔b灰hu在zi黑hi灰hu上shng，让rn水shu滴d在zi粉fn笔b灰hu上shng滚n动dn。见学生活动手册第3页1单元它们是用什么做的9蜡烛火焰在纸杯底熏出的黑灰也是纳米材料。它是人工制造出来的。水滴在荷叶上和蜡烛黑灰上滚动时，都呈球状，会卷走粉笔灰。22人rn们men发f明mn的de纳n米m布b料lio、纳n米m涂t料lio等dn，可k以y像xin荷h叶y表bio面min和h蜡l烛zh黑hi灰hu那n样yn，不b沾zhn水shu、不b沾zhn灰hu。现xin在zi，越yu来li越yu多du的de新xn材ci料lio被bi研yn制zh出ch来li，用yn于y制zh造zo性xn能nn优yu异y的de产chn品pn。不b沾zhn灰hu不b沾zhn水shu的de纳n米m面min料lio安n全qun的de夹ji层cng玻b璃li防fn水shu防fn晒shi的de木m塑s栈zhn道do雷li达d不b易y发f现xin的de隐yn形xn飞fi机j10纳米是长度的度量单位，国际通用名称为nanometer，简写为nm。1纳米就是0.000001毫米，相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小得多。具体见参考资料上的介绍。23第1单元它们是用什么做的3.神奇的新材料shnqdexncilio把观察到的现象bunchdodexinxin记下来或画出来jxilihuhuchli。1单元它们是用什么做的纸杯底上水滴的样子。烟熏过的纸杯底上水滴的样子。晃动水滴后粉笔灰的情况。36.活动手册提示水滴在纸杯底上呈扁平状，水面四周形状不规则，轻轻晃动纸杯底时，水会平摊开。烟熏过的纸杯底上，水滴滚圆，会把粉笔灰卷进去，滚到没有蜡烛黑灰的纸杯底边缘。水滴在烟熏过的纸杯底上呈球状。24活动内容设计意图、教学建议、注意事项可利用资源活动一在荷叶上滚水滴设计意图引导学生发现荷叶不沾水、水滴会卷走荷叶上的粉笔灰。教学建议可以利用视频或图片再现日常生活中的有趣现象下雨天，荷叶不会被雨水打湿，水在荷叶上呈球状。最好选用新鲜的荷叶来做实验和进行观察，如果无法获得新鲜荷叶，也可以用干的荷叶来代替。干荷叶也能在一定程度上满足实验需求。注意事项教师一定要提前准备好用来做实验的荷叶。如果因条件限制，教师实在找不到荷叶，至少要播放相关的视频，给学生以直观感受。荷叶电子教材中的相关视频学具箱里的配套学具活动二在蜡烛黑灰上滚水滴设计意图让学生经历一个完整的探究过程，从制作黑灰开始，直到发现水滴在黑灰上滚动与在荷叶上滚动有相似之处。教学建议用蜡烛的火焰熏黑纸杯底的操作，需要学生动作准确，时间长短把握恰当，这对二年级学生来讲有一定难度。因此，教师最好先示范、讲解，说明操作要点，然后让学生动手。可以在纸杯中装入少量的水，以防止学生把杯底烧破。注意事项教会学生正确并安全使用器材的方法，如正确使用滴管，用火柴或打火机点火，强调点燃蜡烛的安全注意事项。教师要密切关注学生的点火操作过程，如发现危险应及时纠正动作。蜡烛、纸杯、滴管、粉笔、火柴或打火机等电子教材中的演示实验视频学具箱里的配套学具活动三通过阅读了解纳米材料与其他新材料设计意图了解纳米材料以及其他新材料的应用。教学建议可以利用视频资料，帮助学生认识更多的新材料，了解现代科技给人们生活带来的便利。电子教材中的相关视频7.教学活动说明25第1单元它们是用什么做的五参考资料材料材料是人类赖以生存和发展的物质基础。材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料，如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算材料。但是，这个定义并不那么严格，如炸药、固体火箭推进剂，一般称之为“含能材料”，因为它们是火炮或火箭的组成部分。材料多种多样，分类方法也没有一个统一标准。按物理化学属性分可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料。按用途分可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。按来源分可分为天然材料和人造材料。天然材料，就是来自植物、动物和矿物等只经物理处理或未经处理的材料，如棉花、沙子、石材、蚕丝、煤矿、石油、铁矿、亚麻、羊毛、皮革、黏土、石墨等。其中，天然的金属材料几乎只有自然金；天然的有机材料有木材、竹材、草等来自植物界的，及皮革、毛皮、兽角、兽骨等来自动物界的材料；天然的无机材料有大理石、花岗岩、黏土等。人造材料又称合成材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等。在人造材料中，塑料、合成纤维和合成橡胶被称为20世纪三大有机合成材料，它们的应用大大地提高了国民生活水平，对国计民生的重要性不言而喻。荷叶与纳米材料荷叶的叶面上存在着非常复杂的纳米级和微米级超微结构。具体来说，荷叶叶面上分布着一个挨一个隆起的微米级或纳米级“小山包”，这些“小山包”上面长满了纳米级的“绒毛”，而“小山包”的凹陷部分充满了空气，这样就又使得叶面上形成一层极薄的、只有纳米级的空气层。由于空气层、“小山包”和绒毛等的共同托持作用，使得水滴不能渗透，而能自由滚动。（见下页图1、图2）雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水滴在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是“荷叶效应”。它是荷叶自洁叶面的奥妙所在。26目前，荷叶效应的研究主要偏向于三个方面的应用涂料、织物、涂膜。1.荷叶效应乳胶漆荷叶效应乳胶漆是一种能保持外墙面干燥清洁的建筑涂料，它是仿生学在建筑涂料中应用的一个例子。荷叶效应乳胶漆采用一些具有持久憎水性的专门物质，在物体表面形成一个纳米级超微结构，从而使其涂膜具有类似荷叶的表面结构，达到拒水保洁功能。2.仿荷叶织物目前已经生产出了各种不同的仿荷叶织物，当水通过超拒水和自清洁的“荷叶纤维”，织物将变得干净起来。3.纳米玻璃纳米玻璃看上去洁净、透明，与普通玻璃并无二致，但它的安全性、自洁性、憎水性却是普通玻璃所无法比拟的。它的与众不同之处在于那层高科技含量的外衣纳米膜。这层膜使玻璃宛如一张透明的荷叶，水滴在上面，恰似雨打荷叶，瞬间滚落，不留踪迹。新材料新材料是指最新发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。其中，结构材料具有不一般的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能，如新型陶瓷、金属玻璃等；功能材料则具有特殊的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。木塑俗称复合木头，是以植物纤维为主原料，与塑料合成的一种新型复合材料，具备植物纤维和塑料的优点，适用范围广泛。木塑既保持了实木地板的亲和性，又具有良好的防潮耐水、耐酸碱、抑真菌、抗静电、防虫蛀等性能，被称为“21世纪的软黄金”。汽车前挡风玻璃以夹层钢化玻璃制成，能承受较强的冲击力。夹层玻璃10m1m图1图227第1单元它们是用什么做的是把一种透明、具有黏合性的塑料膜贴在两层或三层玻璃之间，将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，从而增强玻璃的抗破碎能力。钢化玻璃是将普通玻璃淬火，使其内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到提高。汽车前挡风玻璃在受到冲击破碎时，会分裂成带钝边的小碎块，不易对乘员造成伤害。纳米面料是运用纳米技术制作的面料。这种面料表面覆有一层纳米级的化学物质，这层物质能够使布料上的水直接滑落，有防水作用。有的面料还有防污、防油、抗菌的作用。隐形飞机就是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等特征信息，使敌方探测系统不易发现。目前，飞机隐身主要有以下三种方法一是减小飞机的雷达反射面，从技术角度讲，其主要措施有设计合理的飞机外形、使用吸波材料、主动对消、被动对消等；二是降低红外辐射，主要是对飞机上容易产生红外辐射的部位采取隔热、降温等措施；三是运用隐蔽色降低肉眼可见度。28第2单元玩磁铁一单元设计意图1.本单元主题的提出引领学生从生活发现迈向科学认识。儿童对世界充满了好奇，在不断地进行探索，并在探索过程中获得和积累宝贵的发现。然而，这些发现零碎、分散，缺乏条理，不成体系，往往停留在现象上，不能深入规律与原理层面，从而导致难以长期保存、快速调取、充分运用。就磁铁而言，儿童在生活中会接触多种形状的磁铁和用磁铁做成的器具，出于好奇，他们曾经把玩过这些东西，并尝试采取多种办法用这些东西来吸其他物体，留下了一次次具体的感性体验。如果止步于此，则谈不上全面认识磁铁、了解磁铁的特征和性质，更谈不上学会运用磁铁。出于以上思考，本单元从磁性、磁极两个方面出发，针对儿童的年龄特点，以“玩”为载体，编排结构化的教学内容，组织儿童调用过去的零散生活经验，在动手实践和思考中形成对磁铁较全面的认识。指导学生将学习与应用有机地结合起来。由于儿童的大部分学习源于实际生活，同时，学习也是为了将所学用于生活实际，因此，本单元将工程技术的有关内容融入教学活动设计，不仅介绍磁铁的运用，还在组织儿童认识指南针组成部分的基础上，指导他们自制指南针以及用自制的指南针辨别方向，力求实现学与用的统一。积极引导学生进行知识建构。本单元涉及磁力对物体的作用方式，其特点是不用接触物体，就可以对特定物体施加影响。这与以前学生掌握的直接接触物体施加力，共同构成了对物体用力的两种方式，促使学生懂得接触与不接触物体，力都有可能对物体造成影响。本单元基于课程标准，依据相关课程目标，具体落实“物质科学领域”中关于“磁铁有磁性，可对某些物体产生作用”的内容标准。2.本单元对课程标准的落实（1）本单元通过一系列动手、动脑活动，落实课程标准中低年段29第2单元玩磁铁的课程目标。科学知识知道常见的力。了解常见的工具，知道简单工具的功能和使用方法。科学探究在教师指导下，能依据已有的经验，对问题作出简单猜想。在教师指导下，能利用多种感官或者简单的工具，观察对象的外部形态特征及现象。在教师指导下，有运用观
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