1、1 第 3 课材料的变迁 、教材分析 本单元前两课重在帮助学生建立“材料具有一定的性能” 的科学概念，并将 这一概念在真实情境中予以应用，本课则 帮助学生在低年级认识材料以及本单元 前两课认识材料的基 础上， 引导学生追溯材料发展变化的原因是人的参与， 自然 地 导入如何区分天然材料与人工材料，再以梳理铲的发展变迁为 范例，引领学生 按时间轴梳理材料发展史，让学生认识材料 的变迁驱动了工具的发展，最后以社 会技术发展史中的关键 技术节点所涉及的材料变迁，让学生体会材料的开发和利 用 对人类社会的推动起到的重要作用。 本课布设三个活动完成两个层面的目标任务：一是建构天 然材料与人造材料； 二是以
2、一个材料“铲”的科技发展史为 范例，引导学生梳理材料科技的发展变迁。 活动一属科学概 念课，其教学流程是：“范例聚焦类比举证提炼概念迁 移应 用”。 本课内容紧密围绕“材料的变迁”来展开，是“总分总” 的结构，分三次点 题一从天然材料到人造材料，是材料的变 迁； 第 1 个活动“区分天然材料和人造材料“，要求学会区分天 然材料和人造 材料。 第 2 个活动“ 了解铲的发展”，以观察、查阅资料等方式 了解铲在不同时期的 制作材料不同，教材用范例引领学生梳 理铲这一生产工具制作材料的变迁史。阅 读活动“材料史 话”， 更凸显了材料的变迁， 全面总结提升学生的材料发展观。 二、 教学目标 1. 科学
3、知识 知道人工世界和自然世界不一样，生活中常见的材料可以 按天然材料和人造 材料加以区分。 知道铲是一种农业生产工具，工具是物化的技术，使用工 具可以更加精确、 便利和快捷。 知道材料发展史中有一些标志性材料。 2. 科学探究 2 从分类活动以及阅读铲子的发展和材料史话中，认识到材 料的发展经历了从 天然材料到人造材料的过程。 查阅资料，以生产工具铲为例，了解铲的制作材料的变迁。 3. 科学态度 积极参与分类、查阅资料等活动，乐于合作与分享。 4-科学、技术、社会与环境（STSE） 了解到人类的需求是影响人类科学技术发展的关键因素。 反过来，科学技术 也极大地推动了社会发展。 三、 教学准备：
4、 学生分组实验材料：各种天然材料、人造材料的卡片图 教师演示材料：教学课件 四、 教学建议 建议课时为 1 课时。 教学导入 1-教师可以谈话导入：我们已经了解了衣服的材料、住房 的材料，这些生活 中常见的材料如果不按照用途分，还可以 怎样分类呢？人类发展的历史进程中， 材料又有哪些变迁 呢？由此揭示课题并正式进入本课学习。 2.教师也可以开门见山，板书课题直接导入：这节课，我 们学习“材料的变 迁”，首先，学习“区分天然材料和人造 材料”。 活动 1 区分天然材料和人造材料 此活动旨在让学生掌握一种常见的区分材料来源的方法， 并运用此方法将所 学、所见材料重新分类，丰富学生的分类 系统。教学
5、时，可以按照“范例聚焦 （比较棉花和布的差异， 布是加工获取）-类比举例（芦苇与纸、铁矿石与钢铁 等）- 提炼概念（什么是天然材料和人造材料）-迁移判断（区分更 多的材 料）”的概念建构流程组织教学。 3 1.学习区分天然材料和人造材料。教学时，教师可以按照 教材顺序先比较棉 花和布的相同与不同，找出不同的关键属 性“天然”与“人工”，再逐一出示教 材中其他材料，让学 生比较其相同与不同，引导学生发现教材左边的材料的共同 特点是“天然的”，右边材料的共同特点是“人加工的”，进 而归纳提炼出天然材 料和人造材料。也可以依次让学生先辨 识八种材料的名称，再让学生寻找这八种 材料之间的联系， 最后用
6、箭头和集合图的方式呈现（如下图所示）并揭示天然材 料和人造材料的概念。 棉花 芦苇等植物 man 、天然 人工 4 2.运用此方法将所学、所见材料重新分类。教师可以让学 生按要求将生活中 常见的材料按照天然材料和人造材料分 类，包括已经学习的衣服材料、住房建筑 材料，说一说它们 的用途，并记录在学生活动手册中。还可以组织学生在班级内 展示分类结果。 3小结从天然材料的变迁到人造材料的变迁，本身就是科学 和技术的进步, 教师可以在本活动结束时以此进行第一次 点题。 活动 2 了解铲的发展 此活动旨在引导学生了解材料的变迁驱动了工具的发展 （以铲为例）。教学 时，可以按照“分别认识 5 种铲及其制
7、 作材料” “用时间轴表示铲的发展历 程”的步骤进行。 1分别认识 5 种铲及其制作材料。教材中的前四种铲分别是： 圆刃骨铲（贵 州穿洞遗址出土，旧石器时代）；双肩带袖束 腰大石铲（广西隆安谷红岭遗址出 土，新石器时代）；商铜 铲（河南安阳大司空村殷墟出土，青铜器时代）；铁铲 （陕 西长陵车站秦手工业作坊遗址出土，铁器时代）。教师可以适 当介绍该文物出 土的背景，并对照时代讲解其所处时期的先 进技术，避免学生用现代人的眼光来 衡量古代的技术产品。 2 用时间轴表示铲的发展历程。教师可以打乱图片顺序，打 乱时代排列顺 序，让学生找到一一对应的关系，并按照时 间轴的顺序重新排列。从中，可再一 次看
8、到材料的变迁， 第二次点题。 阅读活动材料史话 本单元、本课教学目标的重点都不是“做技术”（制作技 术类产品） ， 而是 “捋技术” （了解技术产品一材料的发展） ， 此阅读活动旨在引导学生站在人类 社会发展的高度来认识材 料的变迁，落脚点在“发展”二字，因此这是对材料主 题的 一次总结和提升。通过了解材料的发展简史，使学生进一步认 识材料的多样 性，了解材料在人类发展史中的重要地位，在 人类社会生活中的重要作用。 材料史话从两个方面介绍了材料的发展：从人类开始有 意识地使用石材、 木材到金属材质的发展历史。从工业革 命开始到现在特殊合金的材料的发展。 教材中的六幅图并不 能全面地诠释材料的发
9、展， 在实际教学中， 教师可以组织学 生 5 搜集更多的资料补充书中的材料。 通过教学， 应使学生了解到， 人们从无意识 地使用材料到有目的地制造材料，材料由天然 材料发展到人造材料，由简单材料 到复杂材料随着科学 技术的发展材料的种类越来越多，也因为有了不同性能 的材 料才又促进了科学技术的进步，促进了人类社会的发展。 五、课程资源 材料的发展史 材料发展的历史从生产力的侧面反映了人类社会发展的文 明史，因此历史学 家往往根据当时有代表性的材料将人类社 会划分为石器时代、青铜器时代和铁器 时代等。公元前 6000 年，人类发明了火，掌握了钻木取火的技术。有了火，不仅 可以熟食、取暖、照明和驱
10、兽，还可以烧制陶器。陶瓷材料的 发明和应用，创造 了新石器时代的仰韶文化，后来在制陶技 术的基础上又发明了瓷器。这是陶瓷材 料发展的一次飞跃， 瓷器（英译名为 china）的出现已成为中华民族文化的象征之 一，对世界文化产生过深远的影响。 人们在大量地烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工 技术，利用这种技 术来烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青 铜。可以说这是人类社会最早出现的金 属材料，它使人类社 会从新石器时代转入青铜器时代。炼铜技术发展为炼铁应是 顺理成章的事。用铁作为材料来制造农具，使农业生产力得到 空前的提高，并促 使奴隶社会解体和封建社会兴起。我国从 公元前 3 世纪起，即秦汉时代
11、起就进入 农业经济发达社会， 到了唐宋时代，经济繁荣，科学文化发达，社会安定，国泰 民 安，处于盛世，形成了我国封建社会的科学文化高峰。正如英 国李约瑟博士所 说的：“在 313 世纪，中国保持一个让西方 人望尘莫及的科学知识水平。” 18 世纪发明了蒸汽机，爆发了工业革命，小作坊式的手工 操作被工厂的机械 操作所代替。工业迅猛发展，生产力空前 提高，迫切要求发展铁路、航运，使生 产出来的产品远销他 国， 占据国际市场。 社会经济的发展推动和促进了以钢铁为 中 心的金属材料大规模发展，有力地摧毁了封建社会的生产方 式，萌发了资本主 义社会。 第二次世界大战后各国致力于恢复经济，发展工农业生产，
12、 6 对材料提出质量 轻、强度高、价格低等一系列新的要求。具 有优异性能的工程塑料部分地代替了 金属材料，合成纤维、 合成橡胶、涂料和胶粘剂等都得到相应的发展和应用。合 成 高分子材料的问世是材料发展中的重大突破，从此以金属材 料、陶瓷材料和合 成高分子材料为主体，建立了完整的材料 体系，形成了材料科学。 进入 20 世纪 80 年代以来，在世界范围内高新技术迅猛发 展，国际上展开激 烈的竞争，各国都想在生物技术、信息技 术、空间技术、能源技术、海洋技术等 领域占有一席之地。 发展高新技术的关键往往与材料有关，因此新型材料的开发 本身就成为一种高新技术，可称为新材料技术，其标志技术是 材料设计或分子设 计，即根据需要来设计具有特定功能的新 材料。材料的重要性已被人们充分地认 识，能源、信息和材 料已被公认为当今社会发展的三大支柱。科学技术的发展对 材料不断提出新的要求。
