苏教版（2024）三年级上册（2024）20 纳米材料表格教案设计

这是一份苏教版（2024）三年级上册（2024）20 纳米材料表格教案设计，共19页。教案主要包含了对比三种叶片，发现莲叶效应，纸杯模拟莲叶效应等内容，欢迎下载使用。

课题
20、纳米材料
单元
第五单元
学科
科学
年级
三年级上册
教学目标
科学观念：知道纳米是极小长度单位，理解纳米材料定义；掌握莲叶效应原理，了解纳米材料生活应用。
科学探究：完成叶片滴水、模拟莲叶效应两组对比实验，能观察记录现象、归纳实验结论。
科学态度：感受微观材料的神奇，体会纳米科技给生活带来的便利，激发科学探索兴趣。
STSE：能识别生活中的纳米制品，区分普通材料与改性纳米材料。
教学重点
理解纳米材料概念；通过实验认识莲叶效应；了解纳米材料广泛用途。
教学难点
理解纳米级微观结构改变材料性能；看懂电子显微镜下莲叶微观构造。
教学方法
实验探究法、直观演示法、小组合作法、图文讲解法
教学准备
教师教具
狗尾草、柳叶、荷叶、滴管、清水、纸杯、蜡烛、粉笔灰、放大镜；莲叶微观电子图、纳米产品课件、徽墨图片
学生学具
实验观察记录表、铅笔，自带放大镜
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、出示荷叶实拍图，提问：下雨天荷叶上为什么不会积水、沾满泥巴？别的小草树叶一沾水就湿？
2、现场演示：分别往柳叶、荷叶滴一滴水，让学生直观对比两种叶片上水的状态。
3、引出课题：荷叶这种神奇自洁效果来自纳米级微观结构，今天我们学习全新材料 —— 纳米材料，板书课题。
1、观察水滴在不同叶片上的样子，自由提出疑问；
2、举手分享平时见过荷叶不沾水的生活场景；
齐读课题，3、明确本节课探究荷叶秘密与纳米材料。
趣味自然现象引入，现场小实验制造认知冲突，快速吸引学生注意力，自然切入纳米主题。
讲授新课
模块一：认识纳米与纳米材料
1、讲解基础概念：纳米是长度单位，1~100 纳米的微小颗粒制成的材料叫纳米材料，肉眼完全看不见纳米颗粒。
2、核心知识点：材料颗粒缩小到纳米级别后，防水、抗菌、吸附等性能会发生巨大改变。
3、过渡：大自然里荷叶自带纳米结构，形成独特 “莲叶效应”，我们通过实验完整探究。
模块二：探究实验一 对比三种叶片，发现莲叶效应
1、发放观察记录表，明确四项观察任务：滴水观察、手摸、放大镜观察、电子显微镜看图。
2、分组分发狗尾草、柳叶、荷叶，分步引导操作：
①滴水实验：滴管各滴 1 滴水，观察水滴形态，记录是否浸润叶片；
②触摸感受：用手指摸三种叶片表面，区分光滑、粗糙；
③放大镜观察：仔细看叶片表面细微纹理；
④课件出示电子显微镜图：讲解荷叶布满纳米级蜡质小凸起和细茸毛。
3、统一梳理实验结果，总结莲叶效应：荷叶纳米结构让水珠、灰尘无法贴合，实现疏水自洁。
4、原理简化讲解：水滴、灰尘比纳米茸毛间隙大，无法渗透附着，荷叶永远干净。
模块三：探究实验二 纸杯模拟莲叶效应
1、讲解实验器材与安全注意：蜡烛加热纸杯，远离易燃物，教师统一操作加热步骤。
2、分步演示完整实验：
①纸杯装少量清水，杯底放在蜡烛上方熏黑，覆盖一层炭黑微小颗粒（模拟纳米结构）；
②滴管往熏黑杯底滴水，观察水滴变成圆润水珠滚动；
③撒少量粉笔灰，水滴滚动时带走所有粉末，模拟荷叶自洁除尘。
3、小结：炭黑微小颗粒类似荷叶纳米结构，同样实现疏水、不沾灰的效果。
模块四：纳米材料的自然实例与生活应用
1、自然纳米材料拓展：展示徽墨图片，讲解徽墨含有纳米松烟灰，墨色细腻持久，是非遗传统材料。
2、分类介绍现代纳米产品，搭配图片逐一讲解功能：
①日化：纳米防晒霜，高效吸收紫外线，轻薄不伤皮肤；
②家装：纳米玻璃、瓷砖涂层，防水防油污，一擦就干净；
③纺织：纳米布料，抑菌、防静电、阻燃保暖；
④医疗：纳米银敷料，杀菌消毒，促进伤口愈合；
⑤新能源：石墨烯纳米电池，充电快、寿命长。
补充：自然界只有纳米微粒，没有天然成型纳米材料，生活纳米制品都是人工改造而来。
1、在课本勾画纳米、纳米材料定义；
2、简单记录关键点：颗粒极小、性能改变；
3、思考：为什么颗粒变小，材料特性会不一样。
1、4 人小组分工：操作员、观察员、记录员、汇报员；
2、依次完成四项观察，如实填写表格；
3、小组讨论：为什么只有荷叶不沾水；
4、对照微观图片，理解纳米微小凸起的作用。
1、全程观察教师安全演示，记录水滴、粉笔灰变化；
2、小组交流模拟实验和荷叶现象的相同之处；
3、复述模拟实验证明的科学道理。
1、勾画各类纳米材料对应的功能；
2、分享家里见过的纳米产品（防晒喷雾、防水衣服等）；
3、简单说说纳米材料给生活带来哪些便利。
先搭建基础概念框架，为后续莲叶实验、纳米应用做好理论铺垫，降低微观知识理解难度。
多层对比实验，从宏观肉眼观察延伸到微观图像，层层拆解莲叶效应，突破本课难点。
人工模拟实验复刻莲叶效应，把自然界微观结构转化为课堂可观察现象，加深学生理解。
连接传统文化与现代科技，拓宽学生视野，让抽象纳米知识落地到日常生活。
课堂小结
纳米是极小长度单位，颗粒 1~100 纳米的材料为纳米材料；
莲叶效应：荷叶纳米微观结构，疏水、自动除尘；
两组实验都证明微小颗粒能改变材料防水性能；
纳米材料广泛用于美妆、家装、衣物、医疗、新能源。
布置实践任务：回家寻找一件标注 “纳米” 功能的生活用品。
板书设计
纳米材料
纳米：极小长度单位（1~100nm）
颗粒变小→材料性能改变
莲叶效应
荷叶纳米凸起 + 茸毛 → 疏水、自洁不沾灰
实验：叶片对比、纸杯熏黑模拟验证
纳米应用：防晒、防水涂层、抗菌布料、纳米银、石墨烯电池
课后作业
实践作业：在家寻找带有纳米功能的物品，记录名称与作用；
思考作业：为什么纳米涂层瓷砖不容易沾油污？
课后反思
亮点：两组直观实验趣味性强，学生能自主发现莲叶不沾水的特点；微观图片帮助学生理解纳米微观结构。
不足：纳米长度过于抽象，少数学生难以感知 “纳米有多小”；蜡烛熏黑实验存在安全隐患，无法让学生亲手操作。
改进：课前补充厘米、毫米、纳米大小对比示意图；增加纳米科普短视频，直观展示纳米尺度；增设无明火模拟实验供学生分组动手。