一、從生活出發(fā)：認(rèn)識(shí)天然材料的本質(zhì)演講人從生活出發(fā)：認(rèn)識(shí)天然材料的本質(zhì)總結(jié)：天然材料——連接自然與文明的紐帶可持續(xù)利用：守護(hù)自然的饋贈(zèng)對(duì)比與思考：天然材料VS人工材料分門別類：天然材料的三大家族目錄2025四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)天然材料的利用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，用眼睛發(fā)現(xiàn)規(guī)律。今天，我們要探討的主題——“天然材料的利用”，正是這樣一個(gè)連接自然與生活的橋梁。當(dāng)孩子們?cè)诮淌抑袑ふ夷举|(zhì)桌椅的紋路，在博物館觸摸陶土器皿的溫度，或是在校園里撿起一片梧桐葉觀察纖維時(shí)，他們其實(shí)已經(jīng)站在了科學(xué)探索的起點(diǎn)。接下來，我將從“認(rèn)識(shí)天然材料”“天然材料的分類與應(yīng)用”“天然材料與人工材料的辯證關(guān)系”“可持續(xù)利用的責(zé)任”四個(gè)維度展開，帶大家走進(jìn)這個(gè)充滿生命力的科學(xué)世界。01從生活出發(fā)：認(rèn)識(shí)天然材料的本質(zhì)1什么是天然材料？上課前，我請(qǐng)同學(xué)們做了一個(gè)“材料大搜查”：在教室、書包、文具中找出你認(rèn)為“來自大自然”的物品?，F(xiàn)在，請(qǐng)幾位同學(xué)分享發(fā)現(xiàn)——有的同學(xué)找到了wooden課桌（木質(zhì)課桌）的木紋，有的發(fā)現(xiàn)了cotton鉛筆袋（棉麻筆袋）的纖維，還有的注意到了教室里種植角的clay花盆（陶土花盆）。這些物品有一個(gè)共同特點(diǎn)：它們的原材料直接取自自然界，沒有經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)合成過程。這就是我們今天的主角——天然材料（NaturalMaterials）。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，“直接取自”不等于“完全未加工”。比如，棉花需要采摘、紡紗，木材需要切割、打磨，但這些都是物理加工；而塑料、合成纖維等需要通過石油裂解、聚合反應(yīng)等化學(xué)過程制造的材料，則屬于人工材料（SyntheticMaterials）。簡(jiǎn)單來說，判斷是否為天然材料的關(guān)鍵是：原材料是否來自自然界的生物或非生物資源。2為什么要學(xué)習(xí)天然材料？記得我小時(shí)候住在江南水鄉(xiāng)，外婆的竹編菜籃、爺爺?shù)哪敬瑯?、媽媽的絲綢圍巾，都是天然材料的見證。這些材料不僅承載著生活的溫度，更藏著古老的科學(xué)智慧。對(duì)四年級(jí)的同學(xué)來說，學(xué)習(xí)天然材料至少有三重意義：認(rèn)知價(jià)值：理解“材料”與“自然”的聯(lián)系，建立“物質(zhì)來源于自然”的科學(xué)觀；實(shí)踐價(jià)值：通過觀察、分類、對(duì)比，培養(yǎng)科學(xué)探究的基本能力；情感價(jià)值：感受自然饋贈(zèng)的珍貴，樹立“珍惜資源、保護(hù)自然”的責(zé)任意識(shí)。02分門別類：天然材料的三大家族分門別類：天然材料的三大家族天然材料種類繁多，為了更好地研究，我們可以按來源將其分為植物材料、動(dòng)物材料、礦物材料三大類。每一類都像一個(gè)“材料博物館”，藏著無數(shù)有趣的故事。1植物材料：大地的饋贈(zèng)植物是自然界最慷慨的“材料工廠”。從遠(yuǎn)古人類用樹葉遮體，到現(xiàn)代用竹纖維做環(huán)保紡織品，植物材料的應(yīng)用貫穿人類文明史。典型代表：木材、棉花、竹材、麻類、秸稈、橡膠（天然橡膠樹分泌的膠乳）。應(yīng)用場(chǎng)景：住：云南的竹樓、東北的木刻楞房，都是直接用木材、竹材搭建的民居；衣：棉花是“纖維皇后”，全球約40%的紡織品由棉花制成；麻類（亞麻、苧麻）因透氣吸汗，成為夏季衣物的首選；用：竹編的菜籃、草帽，秸稈制作的手工紙，橡膠制成的輪胎……植物材料滲透在生活的每個(gè)角落。1植物材料：大地的饋贈(zèng)我曾帶學(xué)生參觀過安吉的竹博園，當(dāng)孩子們看到一根竹子可以被加工成竹席、竹筷、竹地板，甚至竹纖維面膜時(shí)，都驚嘆：“原來植物這么厲害！”這種直觀的體驗(yàn)，比課本上的文字更能激發(fā)探究欲。2動(dòng)物材料：生命的禮物動(dòng)物材料的利用，體現(xiàn)了人類與其他生物的共生智慧。從“結(jié)繩記事”的獸皮，到“絲綢之路”的絲綢，動(dòng)物材料不僅是生存工具，更是文化符號(hào)。典型代表：羊毛、蠶絲、皮革（獸皮加工）、羽毛、骨角（牛骨、鹿角）、蜂蠟。應(yīng)用場(chǎng)景：衣：羊毛的鱗片結(jié)構(gòu)能鎖住空氣，所以羊毛衫保暖性強(qiáng)；蠶絲的蛋白質(zhì)纖維柔軟光滑，是“纖維皇后”；用：牛皮經(jīng)過鞣制變成皮革，制成皮鞋、皮包；鵝毛填充成羽絨服，輕便保暖；蜂蠟可制作蠟燭、潤唇膏；文化：骨角曾被制成弓箭、樂器（如骨笛），蠶絲織成的絲綢更是古代中外貿(mào)易的“軟黃金”。2動(dòng)物材料：生命的禮物去年春天，我們?cè)诳茖W(xué)課上養(yǎng)蠶寶寶。當(dāng)孩子們看到蠶繭被抽成絲，再用簡(jiǎn)易紡車紡成線時(shí)，有個(gè)孩子說：“原來蠶絲不是直接從蠶身上拔下來的，蠶寶寶好辛苦！”這種對(duì)生命的敬畏，正是科學(xué)教育的深層目標(biāo)。3礦物材料：大地的寶藏礦物材料是地球經(jīng)過億萬年地質(zhì)運(yùn)動(dòng)形成的“時(shí)間禮物”。從原始人用燧石取火，到現(xiàn)代人用玉石雕刻，礦物材料的應(yīng)用見證了人類對(duì)地球資源的探索。典型代表：石材（花崗巖、大理巖）、黏土（陶土、瓷土）、食鹽（礦物鹽）、石墨、天然寶石（鉆石、翡翠）。應(yīng)用場(chǎng)景：住：福建的土樓用黏土、砂石、竹片混合夯筑，歷經(jīng)百年風(fēng)雨仍堅(jiān)固；故宮的漢白玉欄桿由大理巖雕刻而成；用：陶土經(jīng)過1000℃以上燒制變成陶器，瓷土則能制成更堅(jiān)硬的瓷器；石墨因質(zhì)地柔軟，是鉛筆芯的主要原料；3礦物材料：大地的寶藏特殊用途：食鹽是重要的調(diào)味品和化工原料；天然寶石不僅用于裝飾，還可制成精密儀器的軸承（如紅寶石用于鐘表）。我?guī)W(xué)生參觀過景德鎮(zhèn)古窯民俗博覽區(qū)，孩子們圍在拉坯師傅身邊，看一團(tuán)陶土在手中變成碗、壺的形狀，再經(jīng)過上釉、燒制，最終成為晶瑩的瓷器。有個(gè)孩子摸著展柜里的宋代瓷片說：“原來一塊土能變成這么漂亮的東西，古人真聰明！”這種對(duì)傳統(tǒng)工藝的贊嘆，正是文化傳承的起點(diǎn)。03對(duì)比與思考：天然材料VS人工材料對(duì)比與思考：天然材料VS人工材料在認(rèn)識(shí)了天然材料的家族后，我們需要回答一個(gè)關(guān)鍵問題：**為什么現(xiàn)代社會(huì)既需要天然材料，又需要人工材料？**這就需要對(duì)比兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，理解它們的互補(bǔ)關(guān)系。1天然材料的優(yōu)勢(shì)與局限01優(yōu)勢(shì)：02環(huán)保性：大部分天然材料可降解（如木材、棉麻），減少白色污染；03舒適性：天然纖維（棉、絲）透氣親膚，天然木材調(diào)節(jié)濕度，更適合人居；04文化屬性：天然材料承載著地域文化（如竹編是江南符號(hào)，陶瓷是中國象征）。05局限：06資源有限：優(yōu)質(zhì)木材、蠶絲的產(chǎn)量受氣候、養(yǎng)殖條件限制；07性能單一：天然橡膠彈性好但易老化，棉纖維吸濕但易皺；08加工限制：部分天然材料需復(fù)雜前處理（如皮革需鞣制去味）。2人工材料的崛起與反思1907年，人類合成了第一種塑料——酚醛樹脂，標(biāo)志著人工材料時(shí)代的開啟。塑料、合成纖維、合成橡膠等人工材料因“低成本、高性能、易加工”迅速普及，但也帶來了問題：優(yōu)勢(shì)：性能可控：通過化學(xué)合成可調(diào)整材料的強(qiáng)度、耐腐蝕性（如防彈衣用的凱夫拉纖維）；資源替代：用合成纖維替代部分蠶絲，緩解天然資源壓力；功能創(chuàng)新：記憶合金、光導(dǎo)纖維等人工材料推動(dòng)了科技革命。局限：環(huán)境問題：塑料難以降解，造成“白色污染”；合成纖維生產(chǎn)需消耗大量石油（不可再生資源）；健康隱患：部分人工材料釋放有害氣體（如劣質(zhì)塑料的異味）；文化缺失：標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的人工材料，難以承載地域文化特色。3從“替代”到“共生”：材料發(fā)展的新方向現(xiàn)代材料科學(xué)的趨勢(shì)，不是“天然vs人工”的對(duì)立，而是“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的共生。例如：汽車輪胎外層用天然橡膠（彈性好），內(nèi)層用合成橡膠（耐磨損）；服裝面料采用“棉+氨綸”混紡（棉的舒適+氨綸的彈性）；建筑材料用“木材+混凝土”復(fù)合結(jié)構(gòu)（木材的溫馨+混凝土的堅(jiān)固）。去年，我?guī)W(xué)生做了一個(gè)“材料性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)”：用棉布、滌綸布、竹纖維布分別包裹冰塊，觀察融化速度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，竹纖維布的吸濕性最好，冰塊融化最慢；滌綸布雖然防水但不透氣，融化最快。孩子們得出結(jié)論：“每種材料都有自己的‘特長’，我們要根據(jù)需要選擇。”這種辯證思維，正是科學(xué)教育的核心。04可持續(xù)利用：守護(hù)自然的饋贈(zèng)可持續(xù)利用：守護(hù)自然的饋贈(zèng)天然材料是大自然的“有限禮物”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年消耗的木材相當(dāng)于3000萬公頃森林（約等于2個(gè)山東省面積），天然橡膠的需求增長導(dǎo)致東南亞熱帶雨林被大量砍伐。作為未來的“地球守護(hù)者”，我們?cè)撊绾涡袆?dòng)？1認(rèn)識(shí)資源的有限性以木材為例：一棵松樹需要20-30年才能長成可用材，而一片森林的生態(tài)系統(tǒng)（包含動(dòng)植物、土壤、微生物）需要上百年才能形成。如果過度砍伐，不僅會(huì)導(dǎo)致水土流失，還會(huì)讓許多動(dòng)植物失去家園（如亞馬遜雨林的樹懶、吼猴）。4.2踐行“3R原則”：減少（Reduce）、再利用（Reuse）、循環(huán)（Recycle）減少：不用一次性木筷、紙杯，選擇“小而精”的物品（如用手帕代替紙巾）；再利用：舊衣物改造成環(huán)保袋，竹編籃重復(fù)用于買菜；循環(huán)：廢紙、廢木材回收后制成再生紙、人造板，減少原生資源消耗。我們班曾開展“天然材料節(jié)約行動(dòng)”：一個(gè)月內(nèi)，全班減少使用500張紙巾（相當(dāng)于保護(hù)1棵小楊樹），收集200個(gè)廢舊竹籃改造成種植盆。當(dāng)孩子們看到自己的行動(dòng)“救”了一棵樹、美化了教室，眼神里的自豪感比任何獎(jiǎng)?wù)露颊滟F。3創(chuàng)新利用：讓天然材料“更聰明”科技的發(fā)展，讓天然材料的利用更高效、更環(huán)保：速生林種植：通過選育生長快、抗蟲害的樹種（如桉樹、楊樹），縮短木材生長周期；廢棄物轉(zhuǎn)化：稻殼、玉米芯等農(nóng)業(yè)廢棄物可制成生物質(zhì)燃料，替代部分煤炭；仿生設(shè)計(jì)：模仿荷葉的“超疏水”結(jié)構(gòu)，用天然蠟質(zhì)開發(fā)防水ткан（布料），減少化學(xué)涂層使用。去年，有個(gè)學(xué)生的家庭作業(yè)是“設(shè)計(jì)一種天然材料新產(chǎn)品”。有個(gè)孩子提出：“用椰子殼的纖維做花盆，這樣花盆用完可以直接埋進(jìn)土里，變成肥料?！边@種充滿童趣的創(chuàng)意，恰恰是可持續(xù)發(fā)展的未來方向。05總結(jié)：天然材料——連接自然與文明的紐帶總結(jié)：天然材料——連接自然與文明的紐帶從原始人用獸皮御寒，到現(xiàn)代人用竹纏繞管替代鋼管；從河姆渡遺址的骨針，到故宮的金磚墁地，天然材料始終是人類文明的“基因密碼”。它不僅是“能用的材料”，更是“有故事的材料”——每一塊木頭里藏著年輪的記憶，每一根蠶絲里織著生命的歷程，每一片陶土里凝著大地的溫度。同學(xué)們，當(dāng)你們?cè)谏钪锌吹教烊徊牧现瞥傻奈锲窌r(shí)，請(qǐng)多停留一秒：想想它來自哪片森林、哪片草原，想想制作它的手藝人，想想如何讓它的“生命”更長久。因?yàn)閷?duì)天然材料的珍惜，本質(zhì)上是對(duì)自然的敬