蘇教版（2024）小學科學三年級上冊《納米材料》教案核心素養(yǎng)教學目標科學觀念初步認識納米和納米材料的基本概念：知道“納米”是很小的長度單位（1納米等于1米的十億分之一），納米材料是指尺度在納米級別的特殊材料，能說出生活中常見的納米材料應用（如納米防水衣服、納米抗菌砧板），初步建立“材料尺度影響特性”的科學觀念。了解納米材料的典型特性：能說出納米材料與普通材料的差異，如納米材料具有更好的防水性、抗菌性、耐磨性（如納米涂層讓玻璃不易臟），知道這些特性是因為材料尺度縮小到納米級別后發(fā)生的變化，形成“尺度決定特性”的簡單認知。理解納米材料與生活的關(guān)聯(lián)：知道納米材料廣泛應用于服裝、家居、醫(yī)療、電子等領域（如納米口罩過濾效果更好、納米涂層讓手機屏幕更耐刮），建立“納米技術(shù)改善生活”的觀念，認識材料演變從天然材料、人造材料到高科技材料的發(fā)展趨勢?？茖W思維能通過觀察納米材料與普通材料的對比實驗（如納米防水布與普通布的防水效果），用簡單語言描述納米材料的特性，如“納米防水布上的水會變成小水珠滾走，普通布會吸水”，培養(yǎng)觀察和描述能力。通過分析納米材料的應用案例（如納米抗菌冰箱為什么能抑制細菌），推理納米材料特性與用途的關(guān)系，如“因為納米材料有抗菌性，所以能做冰箱內(nèi)壁，防止食物變質(zhì)”，發(fā)展初步的邏輯推理能力。在對比“普通材料加工”與“納米材料制備”的差異時，能歸納納米材料的制備特點（需精密技術(shù)控制尺度），如“普通塑料只要塑形就行，納米塑料要把顆粒做到納米大小，技術(shù)更復雜”，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力。探究實踐積極參與“觀察納米材料特性—設計對比實驗—分析應用案例”的探究活動，能主動操作對比實驗（如用滴管滴水滴在納米布與普通布上、用放大鏡觀察納米涂層表面），記錄實驗現(xiàn)象，提高動手操作和現(xiàn)象記錄能力。在小組活動中，能與同伴分工合作（如有人負責實驗操作、有人負責記錄現(xiàn)象、有人負責收集應用案例），分享探究發(fā)現(xiàn)（如“我們發(fā)現(xiàn)納米口罩比普通口罩更難吹透，過濾效果更好”），學會傾聽他人意見，調(diào)整探究方法（如多次滴水確保實驗公平），培養(yǎng)團隊協(xié)作與交流表達能力。嘗試用畫圖、填寫“納米材料探究表”（含“材料名稱”“特性”“應用場景”“與普通材料差異”欄目）的方式整理探究成果，能根據(jù)記錄分析“納米材料特性如何解決生活問題”（如納米防水特性解決衣服易濕的問題），學會用科學方法呈現(xiàn)探究過程與結(jié)果。態(tài)度責任對納米材料這種高科技材料表現(xiàn)出濃厚興趣，在實驗、案例分析中保持好奇心，樂于發(fā)現(xiàn)生活中的納米材料應用（如家里的納米抗菌菜板），培養(yǎng)熱愛科學、主動探索高科技的科學態(tài)度。養(yǎng)成尊重科學事實的習慣，不夸大納米材料的作用（如知道納米材料不是“萬能材料”，也有適用范圍），面對“納米產(chǎn)品是否真的有效果”的疑問時，能通過對比實驗驗證（如測試納米海綿的清潔能力），培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度。意識到納米技術(shù)是科技發(fā)展的重要方向，建立“關(guān)注科技進步、努力學習科學知識”的意識，愿意在生活中合理選擇納米產(chǎn)品（如根據(jù)需求選擇納米防水外套），培養(yǎng)對科技的正確認知和社會責任感。教學重難點教學重點建立納米和納米材料的基本認知：通過教材示意圖、實物觀察，明確“納米是小尺度單位”“納米材料尺度在納米級別”，能區(qū)分納米材料與普通材料，突破“納米材料是‘新物質(zhì)’”的錯誤認知。認識納米材料的典型特性：結(jié)合教材實驗和生活案例，知道納米材料具有防水、抗菌、耐磨等特性，能說出特性對應的應用（如防水特性用于衣服、抗菌特性用于冰箱），理解“特性決定用途”的邏輯。聯(lián)系生活找納米材料應用：結(jié)合教材中的“生活中的納米材料”圖，能列舉3-5種納米材料應用（如納米口罩、納米涂層、納米抗菌砧板），培養(yǎng)知識遷移能力，強化“納米技術(shù)服務生活”的認知。教學難點理解“納米尺度”的微小性：“1納米”的長度極其抽象（約為單個細菌直徑的千分之一），學生難以直觀感知，需通過教材中的“尺度對比圖”（如納米與頭發(fā)絲直徑對比、納米與細胞大小對比）、類比（“1納米相當于1米的十億分之一，像把1個蘋果分成十億份，每份的大小就是1納米”）輔助，突破抽象認知難點。理解納米材料特性的成因：學生易將“納米材料特性”歸因于“材料本身不同”，難以理解“是尺度縮小到納米級別導致特性變化”（如普通氧化鋅是白色粉末，納米氧化鋅透明且有抗菌性），需通過教材中的“微觀結(jié)構(gòu)示意圖”（普通顆粒與納米顆粒的排列差異）、簡單類比（“積木塊大時只能堆簡單造型，變小后能堆更復雜造型，納米顆粒小所以能有新特性”），突破認知難點。區(qū)分“真納米材料”與“概念炒作”：生活中存在“偽納米產(chǎn)品”（如宣稱“納米養(yǎng)生杯”無科學依據(jù)），學生難以辨別，需通過教材中的“納米材料判斷標準”（尺度是否在納米級別、是否有對應的特性實驗驗證）、案例分析（如對比真納米防水布與宣稱“納米”的普通防水布），培養(yǎng)理性判斷能力，突破“盲目相信宣傳”的難點。教學過程趣味導入：“神奇的‘防水魔法’”教師活動：教師展示兩塊布料（一塊是納米防水布，一塊是普通棉布），對學生說：“小朋友們，今天老師帶來兩塊布，我們來做個‘滴水實驗’。大家猜猜，把水滴滴在這兩塊布上，會有什么不一樣的現(xiàn)象？”邀請學生上臺操作滴管滴水，引導學生觀察：普通棉布吸水變濕，納米防水布上的水變成小水珠滾走，不沾水。教師提問：“為什么同樣是布，納米防水布能‘防水’，普通布卻不能？這種‘防水魔法’的秘密藏在哪里？其實，這是因為納米防水布用了一種特殊的材料——納米材料。今天我們就來學習《納米材料》，一起揭開納米材料的神奇面紗?！睂W生活動：學生們好奇地盯著兩塊布，有的猜測：“兩塊布可能不一樣厚！”有的說：“也許上面涂了東西！”上臺滴水的學生興奮地喊道：“普通布濕了！納米布上的水像小珠子一樣滾走了，太神奇了！”學生們對“納米材料為什么能防水”充滿疑問，學習興趣被充分激發(fā)。設計意圖：通過“滴水對比實驗”創(chuàng)設直觀情境，用“防水魔法”制造認知沖突，讓學生初步感知納米材料與普通材料的差異；自然引出“納米材料”的核心概念，為后續(xù)探究納米材料的特性和應用鋪墊，同時激發(fā)學生的探究欲望。探究一：認識納米與納米材料（結(jié)合教材內(nèi)容）1）.教材示意圖分析：納米的“小”教師活動：引導學生翻開教材第76頁“納米尺度對比圖”，圖中展示了從“頭發(fā)絲（直徑約50-100微米）”到“細菌（直徑約1微米）”再到“納米顆粒（1-100納米）”的尺度對比，標注“1納米=10??米，1根頭發(fā)絲直徑約等于5萬-10萬個納米”。教師提問：“大家看這張圖，納米和我們熟悉的頭發(fā)絲、細菌比，有什么特點？如果把頭發(fā)絲的直徑比作100米的跑道，納米顆粒大概有多大？”引導學生通過類比理解：“100米跑道對應頭發(fā)絲直徑，納米顆粒就像跑道上的1顆小石子，非常小！”學生活動：學生們對照教材圖驚嘆：“納米好小??！頭發(fā)絲里能裝好幾萬個納米顆粒！”有的學生用手比劃：“如果頭發(fā)絲有教室這么長，納米顆粒就像一粒小米這么?。　庇械膶W生還補充：“細菌已經(jīng)很小了，納米顆粒比細菌還小很多！”學生們通過尺度對比和類比，初步理解納米的微小性。設計意圖：以教材“尺度對比圖”為核心，通過學生熟悉的“頭發(fā)絲”“細菌”作為參照，將抽象的“1納米”轉(zhuǎn)化為可感知的尺度關(guān)系；類比的運用能突破“微小尺度”的認知難點，讓學生直觀理解“納米是很小的長度單位”，為后續(xù)理解“納米材料尺度在納米級別”鋪墊。2）.教材案例分析：什么是納米材料1.教師活動：引導學生翻開教材第77頁“納米材料與普通材料對比”案例圖，圖中展示了兩種材料的微觀結(jié)構(gòu)：①普通塑料顆粒（顆粒直徑約100微米，排列松散）；②納米塑料顆粒（顆粒直徑約50納米，排列緊密），標注“納米材料是指材料的基本單元尺度在1-100納米之間的材料，尺度變小后會產(chǎn)生新特性”。教師提問：“納米材料和普通材料在微觀上有什么不一樣？為什么尺度變小會讓材料有新特性？（簡單類比：積木塊小了能拼出更多造型，納米顆粒小了能有更多新功能）”2.學生活動：學生們對照教材圖分析，有的說：“納米塑料顆粒比普通塑料顆粒小很多，排列得更緊！”有的理解：“就像小積木能拼復雜玩具，納米顆粒小，所以能有防水、抗菌這些新特性！”有的學生還舉例：“普通布的纖維粗，水會滲進去；納米布的纖維是納米級別的，水滲不進去，所以能防水！”學生們在類比和討論中，初步理解納米材料的定義和特性成因。3.設計意圖：通過教材“微觀結(jié)構(gòu)示意圖”，讓學生直觀看到納米材料與普通材料的尺度差異；用“積木類比”簡化“特性成因”的復雜原理，突破抽象認知難點；引導學生結(jié)合之前的“防水布實驗”，將微觀結(jié)構(gòu)與宏觀特性關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)“微觀決定宏觀”的初步思維。探究二：納米材料的特性與應用（結(jié)合教材實驗與案例）1）.教材實驗操作：探究納米材料的防水性（核心實驗）教師活動：引導學生翻開教材第78頁“納米材料防水實驗”圖，圖中展示了實驗步驟：①準備兩塊相同大小的布（納米防水布、普通棉布），放在兩個托盤上；②用滴管分別在兩塊布上滴3滴相同量的水；③觀察水滴在布上的狀態(tài)（是否擴散、是否吸水），記錄實驗現(xiàn)象。教師講解實驗注意事項：“要確保兩塊布的大小、水滴的量、滴水高度都一樣，這樣實驗結(jié)果才公平?！苯o每個小組發(fā)放實驗材料（納米防水布小塊、普通棉布小塊、滴管、水、托盤、記錄紙），指導學生按教材步驟操作，觀察并記錄：“普通棉布上的水滴擴散，布吸水變濕；納米防水布上的水滴呈球狀，不擴散、不吸水，輕輕抖動布，水珠會滾落?！睂W生活動：小組分工明確，有的負責固定布料，有的負責控制滴管滴水，有的負責觀察記錄。實驗后，學生們興奮地匯報：“普通布一下子就濕了，水都滲進去了！”“納米布上的水像小珠子一樣，怎么抖都不會濕！”有的小組還嘗試用紙巾吸納米布上的水珠：“水珠被紙巾吸走后，納米布還是干的，一點水都沒沾！”實驗現(xiàn)象直觀印證了納米材料的防水特性。設計意圖：通過教材標準實驗，讓學生親手操作，強化對納米材料防水性的認知；控制變量的實驗設計（相同布料大小、相同水滴量），能培養(yǎng)學生的科學實驗思維，讓學生理解“公平實驗”的重要性；實驗現(xiàn)象的強烈對比，能加深學生對納米材料特性的印象，為后續(xù)學習其他特性鋪墊。2）.教材案例分析：納米材料的其他特性與應用教師活動：引導學生翻開教材第78-79頁“納米材料的特性與應用”案例圖，圖中展示了三種典型特性及應用：①抗菌性（納米抗菌砧板，抑制細菌生長，減少食物污染）；②耐磨性（納米涂層手機屏幕，減少劃痕，更耐用）；③過濾性（納米口罩，過濾更小的細菌和顆粒物，防護效果更好）。教師提問：“這些應用分別利用了納米材料的什么特性？如果沒有納米材料，這些問題怎么解決？（如普通砧板容易滋生細菌，需要經(jīng)常消毒；普通口罩過濾效果差，不能擋住小顆粒）”學生活動：學生們對照教材圖討論，有的說：“納米抗菌砧板用了納米材料的抗菌性，不用經(jīng)常消毒也不容易有細菌！”有的說：“我媽媽的手機屏幕有納米涂層，摔了好幾次都沒劃痕，特別耐刮！”有的學生還分享：“疫情時戴的納米口罩，比普通口罩更難吹透，能擋住更多病毒！”學生們在討論中，理解了納米材料特性與應用的對應關(guān)系。設計意圖：以教材案例為依托，通過“特性—應用—解決的問題”的邏輯鏈，讓學生系統(tǒng)理解納米材料的價值；結(jié)合學生的生活經(jīng)驗（如手機屏幕、口罩），能激活已有認知，避免高科技材料的抽象感；引導學生思考“沒有納米材料的情況”，能強化“納米技術(shù)改善生活”的認知，為后續(xù)找生活中的納米材料鋪墊。3）.拓展實驗：探究納米材料的抗菌性（模擬實驗）1.教師活動：考慮到真實抗菌實驗需要較長時間，教師準備“模擬抗菌實驗”材料：兩塊透明培養(yǎng)皿（內(nèi)部分別涂有普通涂層、納米抗菌涂層），用黃色顏料模擬“細菌”，用棉簽蘸取顏料，分別在兩個培養(yǎng)皿涂層上涂抹。教師說：“我們用黃色顏料模擬細菌，涂抹后觀察‘細菌’在涂層上的留存情況——普通涂層上的‘細菌’會擴散，不易擦拭；納米抗菌涂層上的‘細菌’不易附著，輕輕擦拭就能擦掉，模擬納米材料的抗菌性（抑制細菌附著和繁殖）。”結(jié)合教材第79頁“抗菌實驗小貼士”（“真實抗菌實驗需在實驗室進行，此處為模擬實驗，幫助理解特性”），指導學生操作觀察。2.學生活動：學生們認真操作，有的涂抹普通涂層培養(yǎng)皿：“黃色顏料涂上去就擴散了，擦也擦不掉！”有的涂抹納米抗菌涂層培養(yǎng)皿：“顏料不容易涂上去，輕輕一擦就沒了！”有的學生理解：“這就像納米抗菌砧板，細菌不容易粘在上面，所以更干凈！”學生們通過模擬實驗，直觀理解了納米材料的抗菌性。3.設計意圖：用“模擬實驗”簡化復雜的抗菌實驗，讓學生在課堂上快速看到“抗菌效果”，避免真實實驗的時間限制；結(jié)合教材小貼士，培養(yǎng)學生的科學嚴謹性，讓其知道“模擬實驗與真實實驗的區(qū)別”；實驗操作能延續(xù)學生的探究興趣，強化對納米材料多特性的認知。探究三：生活中的納米材料與材料演變（結(jié)合教材拓展）1）.教材拓展圖分析：生活中的納米材料教師活動：引導學生翻開教材第80頁“生活中的納米材料”拓展圖，圖中展示了五個生活場景中的納米材料應用：①服裝（納米防水外套，雨天不沾水）；②家居（納米抗菌冰箱，內(nèi)壁抑制細菌）；③醫(yī)療（納米載藥顆粒，精準治療疾?。虎茈娮樱{米芯片，讓手機更小巧）；⑤日用品（納米海綿，清潔頑固污漬更輕松）。教師提問：“除了圖中的應用，你們在生活中還見過哪些納米材料產(chǎn)品？（如納米牙刷、納米防曬霜）”學生活動：學生們對照教材圖分享，有的說：“我有一件納米防水外套，下雨時不用打傘，衣服也不會濕！”有的說：“我家的納米海綿擦廚房油污特別干凈，比普通海綿好用！”有的學生還補充：“媽媽的納米防曬霜涂在臉上不油膩，還能更好地防曬！”學生們在分享中，意識到納米材料已經(jīng)融入日常生活的方方面面。設計意圖：通過教材拓展圖，全面展示納米材料的應用領域，讓學生理解“納米技術(shù)離生活很近”；學生分享生活案例，能激活已有經(jīng)驗，培養(yǎng)“從生活中發(fā)現(xiàn)科技”的意識，同時強化“納米材料服務生活”的觀念。2）.教材示意圖分析：材料演變鏈（從天然到納米）1.教師活動：引導學生翻開教材第81頁“材料演變鏈”示意圖，圖中展示了材料發(fā)展的四個階段：①天然材料（木材、棉花，直接來自自然）；②人造材料（塑料、玻璃，天然材料加工）；③高性能人造材料（合金、合成纖維，更耐用）；④納米材料（納米涂層、納米顆粒，高科技尺度控制），標注“材料演變的趨勢：更精細、更多特性、更貼合需求”。教師提問：“從天然材料到納米材料，材料的發(fā)展有什么規(guī)律？納米材料相比之前的材料，最大的優(yōu)勢是什么？”2.學生活動：學生們對照示意圖分析，有的說：“材料越來越高級，從天然的到人造的，再到納米的，特性越來越多！”有的說：“納米材料能做很多之前材料做不到的事，比如防水、抗菌，還能讓東西更小巧！”有的學生還總結(jié)：“材料演變是為了滿足我們更多的需求，比如想要衣服防水就有了納米防水衣，想要手機小就有了納米芯片！”學生們在梳理中，理解了材料演變的規(guī)律和納米材料的重要地位。3.設計意圖：通過教材“材料演變鏈”示意圖，將本節(jié)課的“納米材料”融入單元主題“材料的演變”，幫助學生構(gòu)建完整的材料發(fā)展認知體系；引導學生總結(jié)演變規(guī)律，能培養(yǎng)歸納能力，同時讓學生認識到“科技推動材料發(fā)展，材料發(fā)展服務人類需求”，提升對科學技術(shù)的整體認知。探究四：辨別“真納米”與“偽納米”（結(jié)合教材判斷標準）教師活動：引導學生翻開教材第81頁“納米材料判斷標準”圖，圖中列出兩個核心標準：①是否有明確的“納米尺度”說明（如產(chǎn)品標注“納米涂層厚度50納米”）；②是否有對應的特性實驗驗證（如防水產(chǎn)品能通過滴水實驗、抗菌產(chǎn)品能通過抑菌測試）。教師展示兩種產(chǎn)品：①標注“納米防水噴霧，涂層尺度30納米，附防水測試視頻”（真納米）；②僅宣稱“納米技術(shù)，無尺度說明和實驗驗證”（偽納米），引導學生用教材標準判斷：“第一種產(chǎn)品有尺度說明和實驗驗證，是真納米；第二種只有宣傳，沒有證據(jù)，可能是偽納米?！睂W生活動：學生們對照教材標準分析，有的說：“買納米產(chǎn)品時，要看看有沒有寫清楚納米尺度，有沒有做過實驗！”有的說：“不能只聽商家說‘納米’，要找證據(jù)，比如讓商家演示防水效果！”有的學生還分享：“我媽媽買納米菜板時，特意看了檢測報告，確認有抗菌效果才買的！”學生們在討論中，學會了理性辨別納米產(chǎn)品。設計意圖：結(jié)合教材判斷標準，培養(yǎng)學生的理性思維和科學辨別能力，突破“盲目相信宣傳”的難點；通過真實與虛假產(chǎn)品的對比，讓學生掌握可操作的判斷方法，避免被“偽納米產(chǎn)品”誤導；同時培養(yǎng)學生“用證據(jù)說話”的科學態(tài)度，將課堂知識轉(zhuǎn)化為生活技能。鞏固練習：“納米材料知識大闖關(guān)”1.第一關(guān)：判斷對錯（基礎題）教師活動：教師說出判斷語句，如“①納米是很大的長度單位，比頭發(fā)絲還粗（）；②納米材料的特性是因為材料尺度縮小到納米級別（）；③只要宣稱‘納米技術(shù)’的產(chǎn)品，都是真納米材料（）；④納米口罩比普通口罩過濾效果好，是因為用了納米材料的過濾性（）”，讓學生舉手判斷對錯，并結(jié)合教材知識（如第76-81頁內(nèi)容）說明理由。學生活動：學生們積極舉手，有的說：“①是錯的！教材里說納米很小，1根頭發(fā)絲直徑等于好幾萬個納米！”有的說：“③是錯的！要看看有沒有尺度說明和實驗驗證，不能只看宣傳！”學生們能準確判斷，鞏固基礎認知。1.第二關(guān)：案例分析（提升題）?教師活動：展示案例：“某品牌推出‘納米養(yǎng)生杯’，宣稱‘喝了用它裝的水，能治療感冒’，但沒有標注納米尺度，也沒有任何實驗數(shù)據(jù)證明。這是真納米產(chǎn)品嗎？為什么？如果想驗證它的效果，應該怎么做？”引導學生結(jié)合教材判斷標準和探究方法回答。?學生活動：學生們討論后說：“這不是真納米產(chǎn)品！沒有尺度說明和實驗驗證，還宣稱能治病，肯定是假的！”有的說：“要驗證的話，得讓商家出示納米尺度檢測報告，還要做實驗，看看喝了這個杯子裝的水是不是真的能治感冒！”有的補充：“治病要靠吃藥和休息，不能相信這種沒有證據(jù)的宣傳！”學生們能理性分析案例，提升知識應用能力。1.設計意圖：通過