教科版小学科学3--6年级上册实验指导材料

三年级上册在《我们周围的材料》单元，学生将开始对物质世界的探究。任何孩子都喜欢观察和摆弄身边的物体。他们会用积木搭盖“房子”，把铁丝弯成各种形状，当他们看到大块的塑料漂浮在水面上时，他们常常会感到非常好奇。但是他们还没有思考过，是什么属性使不同的物体具有了不同的用途。那么这一单元就给学生提供了研究周围常见物体和材料特性的机会。这一单元的2——5课，通过4个具有典型意义的测试实验，将学生带入到验证材料物理性质的活动中去。学生将围绕木头、纸、金属和塑料这几种常见材料，依次从硬度、柔韧性、吸水性、在水中的沉浮能力4个方面展开对它们特性的研究。(一)比较硬度实验目的：1.使学生理解材料的硬度越大，就越能防止别的物体破坏它的表面。2.培养学生能用测量的方法检验材料的物理性质，通过比较发现材料的不用物理特性。3.发展学生对物质世界的探究兴趣；认同物理性质是可以被观察和测量的观点；增强材料循环利用、节约资源的环境保护意识。实验材料：木条、金属条、塑料条或木筷子、金属筷子、塑料筷子这个比较材料硬度的方法需要确定标准和按一定程度进行。教科书中介绍的是经典的刻划方法，这个方法不仅是人类早期研究硬度的方法，而且直到现在还在一些情况下沿用着。在这个实验中我们需要注意的是选择木条或木筷子时，要选用质地不那么紧密的普通木条，不要选用硬木或竹筷子。如果没有金属筷子而选用金属条，一定要把两端适当打磨。如果选用物体的尖角过于锋利，那么划痕的出现就有可能是用力的结果。这个实验其实很简单，但关键是要让学生清楚对比实验的条件，怎样在公平的情况下比较，所以我们教师在选材上要严密，即大小、厚薄和形状等都要一致。在操作时，教材上强调的操作步骤是十分必要的。因为在这个实验中，判断一种材料是否比另一种材料更坚硬，标准是这种材料能否在另一种材料表面划出痕迹。同种材料间一般不能划出痕迹，如果材料硬度相对较小，也不可能在被划材料表面留下痕迹。因此，我们在这个实验中必须逐个检验，先用一根木条分别去划另一根木条、金属条和塑料条。再分别用金属条和塑料条重复这个实验。通过逐个检验，这三种材料硬度的排序是金属、塑料、木头；但如果选用的木头比较坚硬，也可能是金属、木头、塑料这样的顺序。当然，除了这种实验方法，还可以选用铁钉来刻划这三种材料。通过实验揭示了物体硬度越大，越能防止别的物体破坏它的表面；相反，物体越软，就越容易被别的物体破坏它的表面。一般情况下会有上诉结果，但如果教师材料选择出现了问题，就可能会造成不同的实验结果。影响实验结果的要素一般为：刻划不同材料用的力度不同、刻划材料的角度不同等。另外，材料的软硬会和品种的不同而变化。生活中有很硬的木头也有很软的木头；有很硬的金属也有很软的金属……所以我们还可以渗透给学生，在精密研究材料硬度时，科学家们会用专门的仪器来测量材料的硬度。操作提示：1.体现公平性，尽量保持在每一次刻划时用力大小相同。2.注意实验安全，不要划伤手指。（二）比较柔韧性实验目的：1.使学生理解柔韧性是指物体在受力变形后不易折断的性质。2.培养学生能用简单测量的方法检验材料的柔韧性，通过比较发现材料的不同物理特性。3.发展学生对物质世界的探究兴趣并认同物理性质是可以被观察和测量的观点。实验材料：宽度、厚度一样的塑料、不锈钢、木头尺：带刻度的纸或“7”字尺、钩码、线绳这个实验是比较木头、金属、塑料这三种材料的柔韧性，所谓柔韧性是指物体在受力变形后不易折断的性质。实验中要求参加检验的材料的宽度、厚度、伸出桌面的长度要相同，要严格达到这个要求可以说难度很大，要想找到相同宽度、相同厚度的木条、金属条和塑料条确实不容易，如果实在找不到，也可以用粗细相同的铁丝、塑料丝、竹丝来代替，效果也不错。这个实验需要做到的是定量标准，我们用一定的钩码（50克）做为标准，如果在缺乏钩码的情况下，还可以找一些替代品，如用绳捆一些书、捆一些文具等做为重物，然后将它们悬挂在这三种材料下，观察各自的弯度实验中如果在这三种尺子的一端打孔太费时费力，我们可以在它们约一厘米处系紧线绳用它来栓重物。标记尺子的弯曲程度可以采用教材上的方法，也可以用专门测量弯曲度的“七”字尺，还可以用笔记本的纸。另外在观察数据时，要做到平视。这个实验要求教师帮助学生形成一种测量三种材料弯曲度的方法，并且现场演示、细致指导操作步骤：1.准备3根相同宽度、厚度的木条、金属条、塑料条。2.把木条、金属条、塑料条放在桌面上，一端用手压住，另一端伸出桌面5厘米挂上钩码，观察它们的前端弯下去了多少。3.分别测量木条、金属条、塑料条伸出桌面10厘米和15厘米后前端弯下的距离，把结果记录下来。4.强调测量时小组要进行合理的分工合作。（三）它们吸水吗实验目的：1.使学生理解吸水性是指材料对水的渗透能力与材料的组成和结构有关。2.培养学生会用观察的方法检验材料的吸水性，通过比较发现材料的不同物理特性。3.发展学生对物质世界的探究兴趣，并认同物理性质是可以被观察和测量的观点。实验材料：大小和厚度尽量相同的纸片、塑料膜、铁片、木片；稀释的红墨水、滴管关于各种材料的吸水能力，学生在生活中已经有了较丰富的感性认识，学生们也知道不同材料的吸水能力是不同的。但他们可能从没有真正的去比较过各种材料的吸水能力和把它作为一种物理性质看待，更很少会去思考各种材料吸水能力不同的原因。所以这个活动是让学生通过对金属、塑料、木头、纸这四种材料吸水过程的观察、比较和描述，产生关于“材料是怎样吸水的”“为什么不同材料的吸水能力不同”等问题，去尝试发现材料吸水性能与它们构造的关系。这个实验很简单，只要注意实验的公平性和观察要点就可以了。实验的公平性：材料的大小厚薄、水滴的大小位置等尽量保持相同。观察要点：从侧面观察水滴的变化，既要观察水滴的变化，也要关注材料遇水部分的变化。（四）我们来造一张纸实验目的：1.使学生认识到纸是用细小的纤维叠加压制而成的。2.使学生亲历造一张纸的简单过程。3.使学生认识到纸是可以回收利用的。实验材料：废报纸、玻璃杯、筷子、水、棉布、毛巾这个活动有两个层次：1.经历用废报纸造纸的过程：浸泡——打浆——抄纸——压平晒干，了解纸的构成方式。2.将自己造的纸与平时用的纸进行比较（厚薄、疏密），分析存在的原因，认识到纸是可以回收利用的。具体的实验步骤：1.把一小块废报纸撕碎，放在杯子里。2.加一点水化开，调成糊状。3.再加点水，搅拌成均匀的稀纸浆。4.把稀纸浆倒在平铺的棉布上，盖上毛巾挤压吸水。5.从棉布上揭下，就是一张纸了。注意事项：1.将报纸尽量撕碎，节约搅拌时间，提高效率。2.平铺在棉布上的稀纸浆尽量均匀。（五）材料在水中的沉浮实验目的：1.使学生理解有的材料在水中漂浮，有的材料在水中下沉，物体在水中的沉浮与构成的材料有关。2.培养学生用简单的实验方法检测材料在水中的沉浮情况，通过比较发现材料的不同物理特性。3.发展学生对物质世界的探究兴趣，并认同物理性质是可以被观察和测量的观点。实验材料：用塑料、金属、木材制作的实心物体、水槽、水等这个沉浮实验仍然是对木头、金属、塑料以及纸这四种常见材料物理性质的检测和探究。这个实验要求被检测物体必须是实心的，而且是由一般的木头、金属和塑料制成的，这样学生很容易观察到它们在水中的沉浮现象。在这个实验中，纸的情况比较特殊，开始时可能是浮的，由于它吸水性强，全部浸湿后就会沉入水底。在挑选材料的时候，应该考虑到学生的生活经验有限，尽量选取生活中普遍的、常见的、但判断起来又有一定难度的材料：如回形针、铁钉、塑料尺、塑料棒、牙签、小木块等，除了教材中要求的这些实体塑料、金属、木材制成的小物体各两种外，还可以扩展一些，加入橡皮、橡皮泥、蜡烛头、小石子等等，这样可以提高学生的学习兴趣，积累更多不同的材料在水中沉浮的感性认识，更加有利于学生建立材料与沉浮之间的关系。实验方法指导：将物体放到水中央再放手，如果物体向下碰到水槽底部，我们可以说它在水中是沉的；如果物体不能碰到水槽底部，我们可以说它在水中是浮的。每种物体可多做几次。注意事项：1.在寻找材料时，应选择实心物体，避免使用空心材料。2.在将材料放入水槽时应缓慢将材料置于水槽中，并尽量处于水深的中心处，以免影响实验效果。3.实验完毕后清理实验台和材料。（六）砖和陶瓷实验目的：1.使学生理解不同的材料具有不同的特性，不同的特性具有不同的用途。2.使学生能将学到的知识和技能应用于新的情境。3.发展学生对物质世界的探究兴趣，并认同物理性质是可以被观察和测量的观点。实验材料：砖和陶瓷、铁钉、水、滴管等这个活动学生将探索砖与陶瓷这两种材料的特性。在生活中，学生对砖和陶瓷并不陌生，这个活动的重点是让学生运用前面四课观察检测材料的技能来观察、研究砖和陶瓷的特性。也就是组织、引导学生观察砖和陶瓷的硬度、吸水性、柔韧性以及在水中的沉浮能力。那么怎样引导学生进行观察活动呢？我认为给学生提供有结构的材料，就是潜移默化的引导学生进行探究活动了。所以我们要为学生提供他们所需要的观察工具。（七）谁流的更快一些实验目的：1.使学生知道液体都会流动；流动的快慢受到黏度的影响。2.使学生理解公平实验，为保证公平，需要保持除变量之外的其他条件相同。3.使学生认识到小组内分工合作对开展实验是十分重要的。实验材料：水、食用油、洗洁精、玻璃片、滴管等在教学时，我们可以以比赛的形式来观察、比较水、食用油、洗洁精三种液体的流速。既然是比赛，就要有公平性，可以让学生来制定比赛规则，其实这就是培养学生设计对比实验的能力。在实验方法上应该是灵活多样的，鼓励学生想出多种比赛方法，学生可能会想到以下几种：1.在纸杯底打洞，看水、食用油、洗洁精谁先流完。2.让它们从倾斜的玻璃片或纸片上流下来。3.使它们通过一样长的吸管，比较流速。4.把试管倾斜，看谁先从试管底流到管口。（八）比较水的多少实验目的：1.使学生知道液体具有一定的体积，液体的体积是可以测量的；非标准单位的测量会导致结果的多样，标准单位的测量使信息交流成为可能。2.使学生通过多种方法比较液体多少；使用标准和非标准单位测量液体的体积。3.使学生认识到比较的方法是多种多样的，对比较的方法进行分析和统一，有助于确立科学的标准。实验材料：大小不同的塑料瓶、玻璃杯、量筒、纸带、透明胶等水的多少的比较，是学生在实际生活中会遇到的问题。这个实验不仅要让学生解决这个问题，更重要的是通过这一活动，重新经历人类发明量筒这种测量液体体积工具的过程。在学生经历量筒的发明过程中，他们对量筒的单位（毫升）产生的意义也会有所认识。在测量水的多少的时候，学生要自己画刻度尺，自己制定测量单位，然后用自制的量杯去测量。由于学生各自画的刻度不同，测量结果就不会相同，那么测量结果的不统一就必然产生如何统一测量单位的问题，毫升就是统一测量单位的结果，这一切都跟量筒发明之初是极其相似的。在学生比较水的多少时，要鼓励学生想出多种办法来比较。除了教材上列举的方法：用容器来比较水的体积（用大杯量，用小杯量，或用瓶子量）。学生还可能会想到：把水倒入有小孔的杯子里，比比谁先流完；加同样有色物质在水中，比较瓶中水的颜色深浅等。在鼓励学生采用多种方法的同时，也要对方法进行比较分析。让学生明白，所有的方法中，有的方法是简便的、有效的。通过简便的方法比较出了哪瓶水最多，那么它比其它瓶里的水多多少的问题就自然产生了。针对这个问题教材中提出了一系列问题：用杯子量，多几杯？如果多出来半杯怎么办？用更小的杯子量，又会怎么样？没有更小的杯子怎么办？通过这一系列的问题，能使学生理解杯子上的刻度线，也就是测量单位的产生和意义。下面的活动就是学生在纸上画刻度线，然后贴在杯子上，再用杯子量一量瓶中的水各是多少。学生在画刻度线时必然会产生线距不同，即测量单位不同的问题。学生在把画有刻度线的纸条贴在杯子上时，也会产生测量的起点问题，即纸条上的刻度线是否对齐杯底，是否有零刻度。这些问题都可导致测量结果的不同。测量结果的比较是一件有趣的事，通过各组的比较，学生会发现测量的结果有较大的差异，讨论这个导致结果差异的原因对学生来说是更有意义的。这种误差的产生既有操