小学科学大象版四年级上册第二单元《山石石与矿产》教案（共5课）（2022秋季）

第二单元山石石与矿产1.玩石头【教学分析】单元开篇以“玩石头”为题引入学习活动，是基于学生对山石、矿物、矿产等内容还没有过多的生活经验的认知基础。课前教师可以让学生提前准备各种各样的石头，可以是野外采集的，也可以是从建筑工地或其他地方捡来的废弃的小石头，这样既联系了生活，找到山石出现在生活中的哪些角落，又为后面的深入学习、制作、建造等活动做好铺垫。本课不必要涉及山石的科学名称，只用石头来称呼即可。通过石头之间的相互摩擦、用刻刀等尖锐工具在石头上刻划等活动，引导学生初步发现石头本身的质地不同，有的粗糙有的光滑，有的软有的硬。最后再通过拓展阅读环节展现颜色、形状、质地或者结构千差万别的石头，激发学生展开对山石深入探究的兴趣。【教学目标】（1）在说一说、磨一磨、刻一刻的活动中，初步了解山石在表面粗糙程度、软硬等方面存在差异，有各式各样的山石。（2）能对山石的初步认知进行梳理，用比较准确的语言来描述山石的外部特征，用比较科学的词汇来表示山石的硬度，提升处理信息的能力。（3）激发对山石深入探究的热情。【教学准备】[材料准备]各式各样的石头、铜钥匙、刻刀、美丽山石的影像或PPT资料。[活动场地]在教室内和实验室内均可。【教学过程】1.介绍石头师：在课前，老师为你们布置了一个特别的任务——采集石头。现在请大家把准备的石头放在桌子上，请每位同学说一说，你的石头是从哪里采集的？你的石头是什么样子的？生1：这是我在泰山旅游的时候买回来的石头，是旅游纪念品，写着泰山石敢当。石头表面是青绿色的，有一些明显的花纹，很好看。生2：这是我家装修剩下的边角料，叫花岗岩。它被切割机器切成了长条的形状。它的颜色比较乱，有很多种颜色的小点点，但是铺在屋子里面很好看。师：你说的颜色比较乱，我们可以称它为“花色”的或者“杂色”的。生3：这是我在河边捡的鹅卵石。在我老家的河边上有很多这样光溜溜的石头，大小都有，我就捡了一些小的、圆圆的，放在我家的鱼缸里面。生4：这是我爷爷刻印章用的石头，叫青田石。我也跟着爷爷刻过石头，这石头挺软的，不用费很大劲儿就能刻上印儿。……2.观察实验：比较山石的不同（处理信息时重点用科学词汇描述石头的软硬）师：大家带来的石头很丰富。石头来自不同的地方，样子不同，在生活里也有着不同的用途。如果找出这些石头中谁是最硬的石头，你有什么好办法吗？生1：用两块石头互相撞，看看哪块儿石头撞不碎就是最硬的。生2：用一块石头在另一块石头上砸，看看哪个能碎，不碎的是硬的。生3：他们说的方法太危险了，我觉得把两块石头互相磨一磨就行，看看哪个能被磨掉渣。掉渣的就软一些，不掉渣的就硬一些。师：小组的比试既要注意安全，又要比出结果。我们就按照第三位同学说的去试试。每一组推选出一块最硬的石头，然后我们进行全班评选。学生分组比试与汇报师：刚才大家用石头互相刻划的方法比较它们的软硬，这样比来比去的，不好统一标准。在野外工作的时候，科学工作者为了方便、准确的比较出石头的软硬，经常随身携带一些铜钥匙、钢针、刻刀之类的工具。并对石头软硬的划分制定了一个大致的判断方法：铜针和铜钥匙能刻动表示硬度低；铜针和铜钥匙刻不动、钢针和刻刀能刻动表示硬度中等；钢针和刻刀也刻不动表示硬度较高。7\n师：下面我们用工具来刻划一下你们的石头，试着给它们从软到硬排排序。（学生分组实验并汇报）师：今天，我们对自己采集的石头进行了展示和初步的研究。在自然界中还有许多颜色、形状、质地、结构非常特别的石头，人们称它们为奇石。让我们一起来欣赏一下。记住哪块石头给你的印象最深，一会儿和大家说一说。3.观赏奇石（观看影像或PPT）生1：我印象最深的是那块像肉的石头。那石头长得太像肉了，我都想吃一口了。生2：有一块石头上面长满了花，像白色的菊花。石头摆在那里就很好看，像一幅画儿。生3：我看到太湖石的造型非常奇特，就像连在一起的山…………师：石头是地球上重要的资源，关于石头还有许多值得我们去研究的问题。我们在下节课中继续研究。【教学后记】2.不一样的山石【教学分析】本课先给出山石的科学名称，规范学生的科学用语。然后出示了三种典型性的山石：花岗岩、大理岩和砂岩。教师组织学生对三种山石的表面特征进行观察和记录，对每一种山石的观察结果进行集中展示和比较。当大家认可了一种山石的基本特征信息后，教师在引导学生利用表格的形式有效处理信息，统计和比较三种山石的异同，提高处理信息的能力。最后可以对研究的山石和第一课自己采集的山石进行标本的制作。制作分为四个步骤，其中确定山石名称的步骤就需要采用信息处理的结果，需要比对文字信息和实物信息，确定基本特征的异同，给生活中的山石命名。【教学目标】（1）通过观察与记录，认识花岗岩、砂岩、大理岩在颜色、颗粒均匀度、颗粒大小及质地软硬方面的基本特征。（2）通过表格统计的形式比较花岗岩、砂岩、大理岩的特征，提高处理信息的能力。（3）在观察和统计活动中客观准确、实事求是，感受科学探究的乐趣。【教学准备】材料准备：花岗岩、砂岩、大理岩、放大镜、刻刀、铜钥匙、山石标本盒等。[活动场地]在教室内和实验室内均可。【教学过程】1.制作山石卡片师：上节课，大家通过玩石头、欣赏各种石头，发现石头千奇百怪、各不相同。我们周围的天然石头，在科学上都称为“山石”（板书），地球表面就覆盖着一层山石。花岗岩、大理岩、砂岩是地球上最常见的三类山石。师：现在这三种山石在大家的桌面上，你们能分清三种山石吗？大家先观察观察。（学生分组观察）生1：白颜色的是大理岩，我知道有许多漂亮的石狮子就是用大理石做的。生2：花色的应该是花岗岩，我家的地面就差不多是这样的。生3：那剩下的就是砂岩吧，我在旅游的时候见过这样的山石。7\n师：大家在认识山石的时候往往会记住它们的颜色和用途。其实，认识一种山石就像认识一个人一样，要对这个人的性别、年龄、外貌特征、性格等有一个综合的认识才行。我们认识山石也需要从山石的颜色、组成它的颗粒大小、颗粒均匀度以及软硬等几个方面去观察和认识。下面我们以花岗岩为例，就是这个花色的山石——对它进行观察记录。（全班统一观察花岗岩并汇报）生1：花岗岩的颜色就像老师说的，是花色的。因为它有三种不同的颜色：肉红色、黑色和亮晶晶的白色，每一种颜色都有，不是以哪种颜色为主的，所以我认为应该叫花色。师：关于花岗岩的颜色还有不同意见吗？像这样的由多种颜色组成，不以哪种颜色为主的，我们可以称为花色或杂色。师：谁来说说花岗岩的组成颗粒有什么特征。生：花岗岩是由三种颗粒组成的，颗粒比较大，颗粒不均匀，肉红色颗粒明显大于黑色的颗粒，肉红色颗粒还多于黑色和亮色颗粒。师：大家可以像老师这样把花岗岩的表面特征记录在卡片上。最后谁再说说花岗岩的软硬。生：花岗岩是很硬的，我用刻刀都刻不动。师：判定山石的软硬还需要用上节课我们说到的方法。铜钥匙能刻动——硬度低、软；铜钥匙刻不动、刻刀能刻动——硬度中等、较硬；刻刀刻不动——硬度高、很硬。大家都同意花岗岩的软硬为很硬，我补充记录在卡片上。师：像这样观察花岗岩，可以把它的特征明确地记录下来。我们按照同样的方法去观察和记录砂岩、大理岩的特征，然后送到卡片展示区进行比较。（学生分组观察、记录和展示）生1：大理石纯白色颗粒大颗粒均匀硬度低软生2：砂岩黄褐色颗粒小颗粒均匀硬度高很硬师：我们通过观察、记录和比较，统一了对花岗岩、大理岩和砂岩表面特征的认识。三种山石相互比较又有哪些异同呢？怎样才能便于比较出来呢？生：我们把三种山石放在一起再来观察、比较。2.处理信息：统计山石表面特征师：你们说的这种方法是把三种山石重新观察一次。刚才我们已经对三种山石进行过观察和记录，现在需要把观察到的信息有效处理一下。例如，我们来列个表格，把三种山石、观察的要素列在表格里，将观察结果直接写在表格中，然后比较异同。（可以记录在学生活动手册第7页的表格中）（学生进行信息处理）花岗岩杂色颗粒大颗粒不均匀很硬砂岩黄褐色（灰色、绿色）颗粒小颗粒均匀很硬大理岩纯白色颗粒大颗粒均匀软生：经过比较，三种山石的颜色不同，颗粒大小和均匀度不同，软硬也不同；但是三种山石都是由颗粒组成的。师：把对各种山石的特征通过列表的形式呈现出来，便于我们对身边不熟悉的各种山石进行比对和辨别。例如我们从各地采集来的山石究竟是什么山石，下面你可以用老师提供的山石参照表来辨认自己的山石可能是什么山石。（学生参照山石对照表辨别自己采集的山石名称）3.制作山石标本师：我们将自己采集的山石制作成标本。先准备一个小盒子，然后将山石摆放或固定在盒子里面，在山石下面标注名称或编号。（注：可以在盒盖内侧用文字进行编号的说明）（学生制作山石标本并展示）师：今天，我们通过对山石的表面特征进行了观察，还制作了自己的山石标本盒。下节课我们继续深入对山石的组成进行研究。【教学后记】7\n3.山石的组成【教学分析】研究山石必须谈到矿物，山石是由一种或多种矿物组成的。教材先点名了山石和矿物的关系，然后给出常见矿物的名称和图片。有条件的学校可以呈现矿物标本，供学生观察和比对使用。教师先指导学生分析花岗岩内含有的三种颗粒分别是什么矿物，从颜色、透明、反光的情况分别去比对和判定。在此基础上在分别去分析大理岩、砂岩的矿物成分，最终理解山石是由矿物组成的。至此，学生对山石从表面特征到内部组成有了更加深入的认识。这时就可以仿照包含个人基本信息的居民身份Z来为山石制作“身份Z”了。这不仅是一个形象化的制作活动，更是对山石研究的一个小结，使学生对山石的认识更加系统。【教学目标】（1）比对矿物标本，知道山石是由不同的矿物组成的。（2）会从阅读资料等渠道获取重要信息，通过制作“身份Z”的活动提高处理信息的能力。（3）更全面地认识山石的基本特性，感受探究的乐趣。【教学准备】[材料准备]矿物标本、花岗岩、砂岩、大理岩、放大镜、“身份Z”卡片等。[活动场地]在教室内和实验室内均可。【教学过程】1.阅读了解矿物知识师：在观察山石的过程中，大家发现山石由不同的颗粒组成，颗粒有大有小，颜色也不一样。组成山石的这些颗粒到底是什么呢？下面让我们认识地球上分布更广的一种资源——“矿物”。矿物的种类很多，例如长石、石英、云母、方解石、白云石，以及做铅笔芯的石墨，做粉笔的石膏等，都是矿物。下面按照小组来观察一下矿物标本。（学生分小组观察矿物标本）2.假设花岗岩中有哪些矿物师：每种矿物都是一种因地质作用而形成的天然的纯净的化学物质，是组成山石和矿石的基本单元。请大家回顾一下，花岗岩是由几种颗粒组成的？它们分别可能是什么矿物呢？生1：花岗岩由三种颜色的颗粒组成：肉红色、黑色、白色（有些透明和反光）。生2：我认为肉红色的很像长石，长石就是肉红色的。生3：其中黑色的有可能是黑云母或者是石墨。矿物里的黑云母和石墨都是黑色的，石墨是做铅笔芯的，在纸上画能画出黑印儿。我用花岗岩在纸上画是没有黑印儿的，所以我判断黑色的颗粒应该是黑云母。生4：花岗岩中那个白色的有些透明和反光的颗粒既像石英也像方解石，我不能准确判断。师：大家能够把山石和矿物标本进行比对，根据比对结果还有自己的知识，通过分析说出自己的合理假设，这样非常好。我们再用这样的方法来探究一下砂岩和大理岩的组成，先进行小组观察、比对和讨论，然后我们一起交流。（小组观察、比对、讨论）生1：我们小组看到的砂岩是黄褐色的，在放大镜下面看到有肉红色的颗粒和白色透明的颗粒。白色透明颗粒像是石英，肉红色的颗粒像是长石。偶尔还有一些深灰色的颗粒夹杂在里面，不能确定是什么。生2：我们小组观察到的大理岩是纯白色的。里面明显有两种颗粒组成，有一种是白色不发光的，另一种是白色发光的。我们认为白色不发光的可能是方解石，白色发光的可能是石英。生3：我们小组看到的大理岩是白色和绿色混合的，里面的白色颗粒像方解石，绿色颗粒不容易判断。3.多种证据证明山石的组成师：关于山石的组成，我们除了观察、比对和判断，还需要看看科学工作者提供的信息资料，最终确定山石的组成。（小组查阅信息资料并讨论确定山石的组成）7\n师：经过观察、比对矿物标本和参照信息资料，下面请大家再交流一下自己对不同山石的组成的看法。生1：花岗岩由石英、长石和云母等物质组成。生2：砂岩有很多种，颜色也各不相同，大部分砂岩由石英、长石组成。生3：大理岩主要含有方解石和白云石。4.处理信息：制作山石“身份Z”师：现在我们对三种山石的组成、表面特征以及基本用途有了全面的了解，就像对一个人有了全面认识一样。下面我们要为每一块山石制作一张“身份Z”，把它相关的全面信息记录下来。大家为山石记录基本信息之后，还可以为“身份Z”进行信息补充。（可以在学生活动手册第7页记录，也可以仿照身份Z的大小做成卡片）（学生制作并展示山石“身份Z”）师：山石的种类很多，在生活中的用途也非常广泛。下节课我们要研究山石在生活中的用途，请大家留意生活中哪里用到了山石。【教学后记】4.山石与生活【教学分析】我们日常生活中接触的山石产品是很丰富的，就是没有将这些用途进行有效的梳理。本课重点是指导学生运用思维导图的形式有效处理信息，学会用圆圈和箭头合理表达中心概念、二级概念和相关知识等内容。教材中的思维导图并不一定是“标准”的处理方式，教师和学生可以按照想表达的等级关系重新梳理。最后的山石花园建造活动是一个含有技术工程要素的内容，学生在之前收集的山石除制作标本外还可以建造自己的山石花园或是其他作品。这里强调学生需要设计好制作主题，找到结实的底座，利用热熔胶等粘结材料，相信会有各式精彩的山石花园呈现出来。【教学目标】（1）通过收集、处理图文信息，知道山石在建筑、工业、生产生活以及工艺美术等方面的用途广泛。（2）会用思维导图、流程图、手抄报等形式梳理信息，提高信息处理能力。（3）在建造山石花园的活动中，感受设计建造的乐趣。【教学准备】[材料准备]山石用途的影像资料、展示卡纸、我的花园景观制作材料等。[活动场地]在教室内和实验室内均可。【教学过程】1.提出问题：山石在生活中有哪些用途师：老师请大家回想一下，在我们生活中哪里用到了山石？谁能给大家说说？生1：我们学校的小花园里面有一块大石头是景观石，山石上面的花纹非常漂亮。生2：我说的也是花园里，花园里用鹅卵石铺了一条小路，人光脚踩在上面可以安抹脚底。生3：我老家的小河上都是石头桥，已经很多年了，还很结实。生4：我看到过一个可以磨玉米面的石磨，我还推过，很沉很沉。……2.搜集证据、处理信息：山石在各方面的用途7\n师：大家都很留意生活，也说了山石在生活中的很多用途。如果大家把山石的用途通过思维导图、表格等形式梳理出来，我们会有更多的发现。请看这位学生做的关于山石用途的思维导图：山石作为中心概念写在中间位置的圆圈里；花岗岩是山石里的一种，作为二级概念，写在从山石出发的箭头指向的圆圈里；花岗岩可以作为建筑材料，作为用途写在从花岗岩出发的箭头指向的圆圈里。师：处理信息的方式有很多，大家要能用比较科学的词汇、图示符号、统计图表等方式陈述证据和结果，要通过自己的处理让大家更容易明白信息内容。师：以小组为单位，根据教材22页的资料和我们平时的生活经验，整理我们自己掌握的山石用途的信息，可以参考23页的思维导图。（可以写在学生活动手册第8页的思维导图上，也可以在此基础上继续补充）（小组讨论并处理信息）（小组展示山石的用途信息思维导图）3.拓展活动：建造山石花园师：通过这几节课的学习，我们对山石有了很多了解。今天我们就利用自己采集的山石来建造一座山石花园。请大家在每个小组的硬纸板上完成自己的设计和制作。设计制作要求：具有一定的主题，能结合各种山石的特征合理布局和建造。（学生分组建造山石花园）（全班展示各小组建造的山石花园）师：大家干得热火朝天，设计和建造的山石花园也是各具魅力。希望大家在今后的学习生活中，继续采集更多样式的山石，来不断扩建我们的山石花园。【教学后记】5.矿产资源【教学分析】矿产离学生的实际生活有些远，但是矿产在工业生产后的各类产品是人们生活所离不开的。教材是按照能源矿产、金属矿产和非金属矿产的类别顺序呈现的，目的是让学生有一个大致的了解。然后以铁矿为例对铁矿石的冶炼、加工和生活中的用途进行了流程图的举例。有条件的学校还可以提供煤、石油的干馏产品标本，供学生简单、形象地了解矿产在生活中的实际应用。在网上还可以查阅到煤、石油干馏的影像资料。这些都可以提供给学生作为搜集证据的资料，最后还是通过流程图、思维导图的形式进行信息的处理。最后的小辩论环节需要给学生时间去收集辩论的资料，一定要在有的说、有的辩的前提下开展辩论活动。【教学目标】（1）知道矿产以及矿产资源的简单分类；能说出人类对煤、铁矿石等矿产资源进行工业生产的过程。（2）会用思维导图、流程图、手抄报等形式梳理信息，提高信息处理能力。（3）在小小辩论会活动中，树立合理开采利用矿产资源的意识。【教学准备】材料准备：矿产标本（煤和煤的干馏产品标本、石油的分馏产品标本等）、展示卡纸、矿产资源的影像资料等。[活动场地]在教室内和实验室内均可。【教学过程】1.剖析事例，认识矿产的加工师：上节课我们建造了山石花园，大家的精美建造现在还历历在目。在我们的生活中，人们对山石和矿物的利用，除了直接加工使用的方式，还有很多工业上的冶炼、干馏等提取方式，这样会获得更多更好的生产生活用品为人类服务。7\n师：举个例子，现在用途最广的塑料制品，它是从何而来呢？谁给大家说说？生：塑料是从石油里面提取出来的，我在一本书上看到过。师：对，你的知识面很广。塑料作为一种附属产品，是在对石油的加工中得到的。师：（PPT）石油一般都埋在几千米、甚至上万米深的地下。开采石油通常采用钻井的办法。开采出来的石油叫原油。原油经过加工，可以得到液化的石油气、汽油、石脑油、煤油、柴油、沥青等。石脑油、柴油和沥青等还是许多化工产品的原料，经过加工，可以制成塑料、化学纤维、药品等。2.阅读了解矿产资源师：经过介绍你是否了解到了，身边的许多物品和山石、矿物有很密切的关系，只不过它们是经过变化的，已经找不到最初山石、矿物或者其他矿产资源的影子了，它们最初的样子就是自然界中的矿产资源。师：矿产指可供人类开采利用的天然矿物或山石等自然资源。有的可以直接利用，有的需要进行工业加工和提炼。请同学们阅读课本24页的图文资料。（学生阅读24页图文资料）师：有些矿产资源的开采和冶炼过程不容易见到，这里给大家准备了几段影像资料，供大家学习和参考：（可以根据情况选择播放）煤（科学启蒙）石油和天然气的开采和利用（科学启蒙）金属冶炼制造工艺流程金属冶炼现场（学生观看影像资料）第三环节：搜集证据、处理信息：建立矿产资源档案师：请大家试着为矿产资源建立档案，可以用到我们学到的思维导图、流程图等形式。（学生分组建立矿产资源档案，记录在学生活动手册第8页的空白处）第四环节：辩论会师：经过大家的研究，我们知道了矿产是工农业生产的重要资源。地球上的矿产资源是有限的，所以人类开始大规模地开发利用太阳能、风能、水能、核能等新型能源。在这样的情况下，人类能否无节制地开采矿产资源了呢？请大家以此为主题展开辩论会。给大家10分钟的时间搜集自己的有利证据，或开展小组讨论，最后10分钟我们进行辩论。（学生分组准备材料并进行辩论会）师：大家的辩论非常精彩，我们还可以继续搜集相关证据，在课后继续辩论。师：我们在这个单元学习研究了矿物、山石和矿产资源，既了解了它们的相关知识，更学习了处理信息的方法，这更有利于培养我们处理信息的能力。相信大家还会有更多其他方面的收获。【教学后记】7