一、為什么選擇“吸管材質(zhì)承重能力測試”？——背景與目標(biāo)演講人CONTENTS為什么選擇“吸管材質(zhì)承重能力測試”？——背景與目標(biāo)實驗前的“兵馬未動，糧草先行”——材料與準(zhǔn)備從猜想走向驗證——實驗實施的具體步驟數(shù)據(jù)會說話——記錄、分析與結(jié)論從實驗室到生活——拓展與應(yīng)用目錄2025小學(xué)三年級科學(xué)下冊吸管材質(zhì)承重能力測試課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓孩子用雙手觸摸世界的規(guī)律。今天要和大家分享的“吸管材質(zhì)承重能力測試”，正是一節(jié)將生活物品轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究載體的典型課例。這節(jié)課不僅能讓三年級學(xué)生直觀感受“材質(zhì)”與“承重能力”的關(guān)系，更能在動手操作中培養(yǎng)他們的觀察能力、數(shù)據(jù)意識和科學(xué)思維。接下來，我將從背景引入、實驗準(zhǔn)備、實施過程、數(shù)據(jù)分析到拓展應(yīng)用，逐步展開這堂科學(xué)課的設(shè)計與實踐。01為什么選擇“吸管材質(zhì)承重能力測試”？——背景與目標(biāo)1生活經(jīng)驗與科學(xué)知識的聯(lián)結(jié)三年級學(xué)生對“吸管”并不陌生：早餐喝牛奶用塑料吸管，奶茶店會提供紙質(zhì)吸管，有些家庭還會用不銹鋼吸管。但他們很少思考過：**為什么不同場合會用不同材質(zhì)的吸管？不同材質(zhì)的吸管承重能力一樣嗎？**這些問題恰恰是“材料與結(jié)構(gòu)”單元的核心——引導(dǎo)學(xué)生從“使用物品”轉(zhuǎn)向“研究物品”，從“觀察現(xiàn)象”深入“探究原理”。2課程標(biāo)準(zhǔn)與能力培養(yǎng)目標(biāo)根據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“物質(zhì)的性質(zhì)與功能”主題要求，三年級學(xué)生需要“通過觀察、實驗等方法探究常見材料的物理性質(zhì)”。本課的具體目標(biāo)可拆解為：知識目標(biāo)：認(rèn)識塑料、紙質(zhì)、金屬（以不銹鋼為例）三種常見吸管材質(zhì)的基本特性；能力目標(biāo)：掌握“控制變量法”設(shè)計簡單實驗，學(xué)會記錄、比較和分析數(shù)據(jù)；情感目標(biāo)：感受科學(xué)與生活的聯(lián)系，激發(fā)對“身邊科學(xué)”的探究興趣。3學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)的適配性三年級學(xué)生已具備基礎(chǔ)的動手能力（如粘貼、測量）和簡單的數(shù)學(xué)運算（如計數(shù)、比較），但對“變量控制”“數(shù)據(jù)平均值”等概念較為陌生。因此，實驗設(shè)計需簡化干擾因素（如統(tǒng)一吸管長度、直徑），用“逐步加硬幣”的直觀方式替代復(fù)雜儀器，讓科學(xué)探究“跳一跳夠得著”。02實驗前的“兵馬未動，糧草先行”——材料與準(zhǔn)備1實驗材料的選擇與說明為確保實驗的公平性和可操作性，我提前兩周收集了三類吸管并標(biāo)注關(guān)鍵參數(shù)（見表1）：|材質(zhì)類型|常見用途|長度（cm）|直徑（mm）|壁厚（mm）|備注||----------|----------------|------------|------------|------------|-----------------------||塑料吸管|牛奶盒、飲料瓶|15|5|0.3|普通聚乙烯（PE）材質(zhì)||紙質(zhì)吸管|奶茶店|15|5|0.5|食品級白卡紙，防水涂層|1實驗材料的選擇與說明|金屬吸管|家庭重復(fù)使用|15|5|0.2|304不銹鋼，表面光滑|選擇依據(jù)：長度、直徑統(tǒng)一：排除“長度”“橫截面積”對承重的影響（學(xué)生能理解“一樣長、一樣粗的吸管才好比較”）；材質(zhì)典型性：覆蓋“傳統(tǒng)塑料-環(huán)保紙質(zhì)-耐用金屬”三類主流材質(zhì)，貼近學(xué)生生活；安全考量：金屬吸管選擇薄壁款，避免邊緣鋒利劃傷；紙質(zhì)吸管選擇防水款（非易軟塌的劣質(zhì)品），確保實驗過程中不會因吸水變形干擾結(jié)果。2實驗工具的準(zhǔn)備與調(diào)試除了吸管，還需要以下輔助工具（每組一套）：承重平臺：用硬紙板裁剪成5cm×5cm的正方形，中心打孔（直徑略大于吸管），用于放置重物；重物：一元硬幣（單枚約6g，重量均勻，學(xué)生熟悉）；固定裝置：透明膠帶（用于將吸管垂直固定在桌面）、量角器（輔助檢查吸管是否垂直，避免傾斜影響承重）；記錄工具：實驗記錄表（見表2）、鉛筆、橡皮。調(diào)試細(xì)節(jié)：我提前用三組吸管測試，發(fā)現(xiàn)塑料吸管平均承重約300g（50枚硬幣），紙質(zhì)吸管約150g（25枚硬幣），金屬吸管約500g（83枚硬幣）。這組數(shù)據(jù)既不會因承重過低導(dǎo)致實驗快速結(jié)束（失去觀察價值），也不會因過高導(dǎo)致硬幣堆疊不穩(wěn)（增加操作難度），適合三年級學(xué)生操作。3實驗前的安全教育與分工小組分工：1人固定吸管，1人放硬幣，1人計數(shù)，1人記錄（培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作能力）。3124考慮到學(xué)生首次接觸“承重測試”，我會用5分鐘強(qiáng)調(diào)安全事項：輕拿輕放硬幣，避免砸到手指；觀察時保持距離，防止吸管斷裂時彈起；03從猜想走向驗證——實驗實施的具體步驟1提出問題與作出假設(shè)課始，我會展示三種吸管并提問：“如果把它們垂直立在桌面上，頂部放硬幣，哪種能承重更多？為什么？”學(xué)生的猜想往往基于生活經(jīng)驗：“金屬吸管最硬，肯定承重最多！”（關(guān)聯(lián)“硬度”）；“紙質(zhì)吸管軟，可能最少”（關(guān)聯(lián)“柔韌性”）；“塑料吸管不軟不硬，應(yīng)該中間”（模糊的“強(qiáng)度”認(rèn)知）。這時我會引導(dǎo)：“猜想需要證據(jù)支持，我們需要設(shè)計實驗來驗證。”2設(shè)計實驗：控制變量法的初步應(yīng)用04030102為了讓學(xué)生理解“只有材質(zhì)不同，其他條件相同”的重要性，我會用對比實驗示范：對比1：取兩根塑料吸管（一根15cm，一根20cm），測試承重。學(xué)生觀察到“長吸管更容易彎”，得出“長度影響承重，所以實驗中要統(tǒng)一長度”；對比2：取兩根塑料吸管（一根垂直，一根傾斜30），測試承重。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“傾斜的吸管很快倒下”，得出“必須保證吸管垂直”；結(jié)論：除了“材質(zhì)”，其他因素（長度、直徑、垂直度、承重平臺位置）都要保持一致——這就是“控制變量法”。3實施實驗：從操作到觀察的細(xì)節(jié)把控實驗分三步進(jìn)行（以小組為單位）：3實施實驗：從操作到觀察的細(xì)節(jié)把控3.1固定吸管用透明膠帶將吸管垂直粘貼在桌面，底部用兩張A4紙墊高1cm（避免桌面不平整影響穩(wěn)定性），用量角器檢查吸管與桌面夾角是否為90（允許±2誤差）。3實施實驗：從操作到觀察的細(xì)節(jié)把控3.2加載重物將承重平臺套在吸管頂部（確保平臺水平），從1枚硬幣開始，逐枚輕放在平臺中心（避免偏移導(dǎo)致側(cè)翻）。每放5枚暫停5秒，觀察吸管是否變形（如彎曲、凹陷）；當(dāng)吸管出現(xiàn)明顯傾斜（超過15）或斷裂時，停止加載，記錄此時的硬幣總數(shù)。3實施實驗：從操作到觀察的細(xì)節(jié)把控3.3重復(fù)實驗每種材質(zhì)的吸管測試3次（排除偶然誤差），取平均值作為最終承重數(shù)據(jù)（如表2）。學(xué)生常見問題與指導(dǎo)：“平臺總是歪的！”——引導(dǎo)用手指扶住平臺邊緣，待硬幣放穩(wěn)后再松手；“吸管底部膠帶松了！”——提醒用透明膠帶交叉纏繞底部（“像給吸管穿一件加固背心”）；“第三次測試結(jié)果和前兩次差很多！”——討論“可能是吸管被前兩次壓變形了”，因此每次測試需更換新吸管。04數(shù)據(jù)會說話——記錄、分析與結(jié)論1實驗數(shù)據(jù)的記錄與整理每組學(xué)生完成實驗后，將數(shù)據(jù)匯總到班級大表（見表3）。為了讓數(shù)據(jù)更直觀，我會用柱狀圖展示三種材質(zhì)的平均承重（圖1）。表2小組實驗記錄表（示例）|材質(zhì)|第一次（枚）|第二次（枚）|第三次（枚）|平均值（枚）|承重（g）|變形/斷裂現(xiàn)象描述||------------|--------------|--------------|--------------|--------------|-----------|--------------------------||塑料吸管|48|52|50|50|300|頂部輕微彎曲，未斷裂|1實驗數(shù)據(jù)的記錄與整理|紙質(zhì)吸管|23|25|24|24|144|中部凹陷，防水涂層脫落||金屬吸管|80|85|82|82|492|無明顯變形，硬幣堆疊過高后傾倒|2數(shù)據(jù)背后的科學(xué)原理通過觀察班級匯總數(shù)據(jù)（塑料≈50枚，紙質(zhì)≈24枚，金屬≈82枚），學(xué)生能直觀得出結(jié)論：金屬吸管承重能力最強(qiáng)，塑料次之，紙質(zhì)最弱。但更深層的問題需要引導(dǎo)：“為什么會這樣？”金屬吸管：不銹鋼的“強(qiáng)度”高（單位面積能承受的力大），且材質(zhì)均勻，不易因局部受力變形；塑料吸管：聚乙烯具有一定“韌性”（受外力時能輕微彎曲而不斷裂），但強(qiáng)度低于金屬；紙質(zhì)吸管：白卡紙雖有防水涂層，但本質(zhì)是纖維材料，“抗壓性”差（纖維間容易滑動，導(dǎo)致凹陷）。這里需要用學(xué)生能理解的語言解釋：“就像蓋房子，鋼筋（金屬）比磚塊（塑料）更結(jié)實，而紙板（紙質(zhì)）一壓就塌?！?誤差分析與反思實驗結(jié)束后，我會引導(dǎo)學(xué)生討論：“為什么有的小組金屬吸管只承重75枚，有的卻85枚？”可能的誤差來源包括：1吸管垂直度：傾斜的吸管承重更低；2硬幣放置位置：偏離中心會導(dǎo)致側(cè)翻；3吸管質(zhì)量：個別紙質(zhì)吸管防水涂層脫落，吸水后變軟（實驗時需確保環(huán)境干燥）。4這種“反思誤差”的過程，正是科學(xué)探究嚴(yán)謹(jǐn)性的體現(xiàn)。505從實驗室到生活——拓展與應(yīng)用1材質(zhì)選擇的“權(quán)衡之道”知道了承重能力，還要聯(lián)系實際應(yīng)用：“既然金屬吸管承重最強(qiáng)，為什么奶茶店不用它？”學(xué)生的回答可能有：“金屬吸管貴”“不好清洗”“喝熱飲會燙嘴”；而“紙質(zhì)吸管雖然承重差，但環(huán)?？山到狻薄八芰衔鼙阋说廴经h(huán)境”。這時我會補(bǔ)充數(shù)據(jù)：全球每年約500億根塑料吸管被丟棄，需要數(shù)百年才能降解；紙質(zhì)吸管生產(chǎn)需消耗大量木材，但6個月可自然分解；金屬吸管可重復(fù)使用500次以上。通過對比，學(xué)生能理解：材料的選擇不僅看“性能”，還要考慮“成本”“環(huán)保”“實用性”等因素——這是科學(xué)與社會的聯(lián)結(jié)。2延伸探究：改變結(jié)構(gòu)能否提升承重？為了激發(fā)進(jìn)一步探究興趣，我會提出問題：“如果把吸管折成三角形、六邊形，承重會變化嗎？”并展示一個小實驗：將3根塑料吸管綁成三角柱，其承重能力是單根的2倍。學(xué)生由此認(rèn)識到：除了材質(zhì)，“結(jié)構(gòu)”也會影響承重能力——這為后續(xù)“形狀與結(jié)構(gòu)”單元埋下伏筆。結(jié)語：讓科學(xué)成為“可觸摸的智慧”這節(jié)“吸管材質(zhì)承重能力測試”課，從一根小小的吸管出發(fā)，串聯(lián)起“材料性質(zhì)”“實驗設(shè)計”“數(shù)據(jù)思維”“社會責(zé)任”等多重目標(biāo)。當(dāng)學(xué)生通過自己的雙手得出“金屬吸管承重最強(qiáng)”的結(jié)論，當(dāng)他們討論“為什么不用金屬吸管”時