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认识常见材料

——***陈某某

【教学目标】

1．在学生的认知冲突及日常生活经验中，初步认识常见材料的名称。

2．通过与同学合作交流“为材料宝宝找家”，认识常见材料并描述它们的优点。

3．通过对一些典型物品的观察归类活动，能够辨认玻璃、陶瓷、石材、布料、木材、纸、塑料、金属等常见的材料。

4．通过对身边物品的的观察活动，意识到一种物体可以用不同的材料组合做成，不同的材料有不同的特点。

【教学重点】

通过对周围常见物品的观察，识别常见材料。

【教学难点】

辨认周围常见物品的组成材料。

【教学准备】

教师材料：教学课件、塑料果盘、陶瓷盘、橡胶玩具、铝板琴、球鞋、磁铁

学生材料：材料杯（里面装有各种常见材料）、贴有名称的材料盒

由常见单一材料做成的物品 （木材：梳子、积木；陶瓷：勺子、杯子；

布料：红领巾、手绢； 金属：易拉罐、回形针； 玻璃：玻璃球、罐头瓶；

纸：纸杯、纸盒； 塑料：吸管、尺子等； 橡胶：橡皮、手套）

【教学时间】

1课时

【教学过程设计】

一、导入新课

1．谈话：孩子们，看，今天老师给大家带来了什么，认识吗？（出示：塑料果盘、陶瓷碗、橡胶玩具、铝板琴）

2．提出问题：这些物品分别是由什么做成的？你们用什么方法观察到的？（学生通过看、听、摸、掂等方法进行判断）

这架琴是铁做成的吗？ （教师演示用磁铁吸）

看来，它并不是铁做成的，但是它和铁有一个共同的名字——金属。

像金属、陶瓷、塑料、橡胶都叫材料，我们周围的物品都是由材料做成的。今天，我们一起来认识常见材料。（出示课题：认识常见材料）

［设计意图： “以实物的形式出现塑料果盘、陶瓷碗、橡胶玩具、铝板琴”，这些物品很漂亮，吸引了学生的眼球，而且四种物品从外观看好像都是塑料做的，引起学生认知上的矛盾，引入常见材料的名称：陶瓷、金属、塑料，橡胶。如橡胶，学生的头脑中没有这一材料。再如金属，学生易与铁等同，通过这一环节的教学，初步改变学生的这一错误前概念。另外，通过这一环节的教学，为后面“为材料宝宝找家”的活动提供方法上的指导。］

二、教学活动过程

（一）初步认识常见材料的名称。

1．谈话：我们家里或学校也有许多物品， 它们是由什么材料做成的，请以“

的 是用 做成的”来说说吧。

2．学生自由发言，说说家里或学校的物品分别是用什么材料做成的？（引出其它常见材料：木材、布料、玻璃、石材、纸）

［设计意图：科学来源于生活。通过学生对制作家里物品所用材料的交流，引入常见的其余四种材料，与前面内容合在一起，从而使学生认识常见材料的名称。］

（二）辨认常见材料，在辨认中了解常见材料的基本特点。

1．谈话：我们周围有这么多的材料，老师这里就有11种材料，你们能辨别它们是谁吗？你们准备用什么方法辨别它们？（进一步强化观察的方法：看，闻，听、摸等）

2．提出要求：在组长桌格里的塑料烧杯里有各种材料，在组员的桌格里有贴有材料名称的纸盒。下面请大家在小组内用自己的方法辨认它们，说说它们有什么特点？并把这些材料宝宝送回家，放在相应的盒子里。还有什么不明白的吗？

3．汇报交流：你们小组想说一说哪种材料宝宝的特点？哪个小组还有补充？（关于常见材料的特点，学生用自己的语言能描述即可，不需准确，也不需全面。）

［设计意图：通过为材 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 科学的时候，我觉得很无趣。因为我发现材料这个学科放佛是个大观园，内容很杂，什么都有，从无机物到有机物，从金属、陶瓷、高分子到纳米材料等等。一开始我甚至连材料究竟是什么都说不清，后来才慢慢地认识到材料的迷人之处。材料的定义有很多，比较多的定义是：“人类使用和/或加工的物质”，“所有用于生产制造或消费品的物质”。材料就是对人类能利用的物质。一块岩石不是材料，弥漫在宇宙中的暗物质不是材料，为人类所用的沙子、碎石等才是材料。这些都是我的感性认识过程，那么如何科学地认识材料？

四个维度认识材料

结构决定性能，性能决定应用！这句话是我认识材料的脉络。但是怎么科学系统地认识材料呢？可以从这四维度进行系统认知：理论、性能、加工、表征。

对材料结构的理解来自于理论材料性能可以分为热、光学、机械、物理、化学和核能等，它们与材料的结构紧密相连得到各种结构需要各式各样的合成和加工路线确定材料微观、介观、宏观结构的手段方法是表征

结构在不同尺寸下是不同的。而这些结构都会影响性能。以低碳钢为例，它的碳含量只有0.1%，微观时主要是体心立方结构（正方体晶胞a=b=c），还有一些铁素体和渗碳体的混合物；而高硬的经过调质处理（淬火和回火）高碳钢碳含量>0.5%，微观结构下，高碳钢是体心正方结构（a=b≠c）。

要如何才能获得低碳钢、调质高碳钢和铸铁呢？这就需要通过不同的合成、加工处理路线。低碳钢是对熔体进行一系列机械加工操作得到的。而高碳钢通过加入比低碳钢（碳含量0.1%）更高含量的碳（碳含量>0.5%）合成得到，并且在机械加工之后，将近1000℃的高碳钢放到水或油中进行快速冷却（淬火）；然后再重新加热到中间温度（回火）。而铸铁则是加入更多的碳（碳含量2%），然后直接倒入模具中并在模具中凝固，因此铸铁除了一些小加工之外没有机械加工。

结构、属性、性能以及改变合成和处理方式等就是材料科学和工程的主题。当然深入探讨下去将会有很多具体的方向，例如如何表征晶体是体心立方结构或者体心正方结构？科学家们经过努力发现可以通过X光的衍射确定材料的晶体结构，并形成了晶体学。如何确定材料的服役寿命和断裂性能，需要用到疲劳、断裂的一系列测试设备和理论。也因此，材料科学与工程是一门综合性极强的学科，而如何合成和制造新材料则是材料研究者永恒的追求！当然现在这套认识方法针对的是已认识到的物质，人类还未能充分认识和利用的暗物质，则可能又会发生一些有趣的变化！纸做的桥面，居然承受了远远超出意料之内的重量，看似不起眼的它，却远远超乎我们的想象！它是怎么做到的？

（准备材料：剪刀，胶带，卡纸，一次性纸杯，三个红萝卜去皮切块）

制作步骤：把卡纸分别动手制作成以下形状，剪成一段纸条两段纸条粘在一起，把卡纸折和粘成中空的扁平状在把卡纸折成波浪状；

把不同形状的卡纸架在两个一次性纸杯之间，变成不同形状的桥，然后往上面放红萝卜块，看看在不同形状下，纸张分别能承受多少块红萝卜？普通的一段纸条，只能放一块红萝卜，而且还是要小块的，否则就立马塌了：

两段纸条粘在一起成了拱桥，可以放的红萝卜数量多了一点，不过还是不够多：

中空扁平状的，可以放好几层了：

波浪状的，可以放最多！是不是很神奇呢？

总结：物体能承受的重量不仅与物体的材质、重量有关，还和形状有关。波浪型的纸桥能承受比较大的重量是因为波浪型可以看作很多三角形组成，而三角形是最能承受重量的结构。

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