一、認(rèn)識材料加工工藝：從“原材料”到“成品”的蛻變演講人01認(rèn)識材料加工工藝：從“原材料”到“成品”的蛻變02常見的材料加工工藝：分門別類看“技法”03不同材料的加工工藝：“因材施教”的智慧04實驗與實踐：親手體驗“加工的魅力”05材料加工工藝的意義與拓展：從生活到未來目錄2025小學(xué)四年級科學(xué)上冊材料的加工工藝課件各位同學(xué)、老師們，今天我們要共同探索一個與生活息息相關(guān)的科學(xué)主題——材料的加工工藝。作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十年的教師，我常觀察到同學(xué)們對身邊物品的“誕生過程”充滿好奇：一支鉛筆是如何從一截木頭變成書寫工具的？一個塑料瓶為什么能呈現(xiàn)出規(guī)則的形狀？這些疑問的答案，都藏在“材料的加工工藝”里。接下來，我們將從基礎(chǔ)概念出發(fā)，逐步揭開材料加工的神秘面紗。01認(rèn)識材料加工工藝：從“原材料”到“成品”的蛻變1什么是材料加工工藝？材料加工工藝，簡單來說，就是通過特定的技術(shù)和方法，將天然或人造的原材料轉(zhuǎn)化為具有特定形狀、功能或性能的成品的過程。舉個例子，你們手中的課本，其原材料是樹木（通過造紙工藝制成紙張），再經(jīng)過印刷、裁剪、裝訂等工藝，最終成為能閱讀的書籍。再比如，媽媽的不銹鋼鍋，原材料是鐵礦石（提煉成不銹鋼板材），經(jīng)過沖壓成型、打磨拋光等工藝，才變成我們廚房中實用的廚具。這里需要明確兩個關(guān)鍵點：對象：既包括天然材料（如木材、黏土、棉花），也包括人造材料（如塑料、玻璃、合金）；目的：不僅是改變材料的“形狀”（如將木塊削成鉛筆），更可能改變其“性能”（如將普通鋼材加熱后淬火，變得更堅硬）。2為什么要學(xué)習(xí)材料加工工藝？或許有同學(xué)會問：“我們又不做工人，學(xué)這個有什么用？”其實，材料加工工藝是人類文明進(jìn)步的“基石”。從原始人打磨石器到現(xiàn)代人制造芯片，每一次工藝的革新都推動著社會的發(fā)展。對我們而言，學(xué)習(xí)這一主題至少有三個意義：觀察生活：能更敏銳地發(fā)現(xiàn)身邊物品的“制造痕跡”，比如書包上的縫線（連接工藝）、塑料尺的光滑邊緣（切割工藝）；培養(yǎng)動手能力：掌握基礎(chǔ)工藝后，我們可以用簡單材料制作小發(fā)明（如用硬紙板做收納盒）；理解科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系：知道“科學(xué)原理”如何轉(zhuǎn)化為“實際應(yīng)用”（如熱脹冷縮原理用于金屬加工）。02常見的材料加工工藝：分門別類看“技法”常見的材料加工工藝：分門別類看“技法”材料加工的具體方法有很多種，根據(jù)操作目的的不同，我們可以將其分為五大類：切割、成型、連接、表面處理、改性。接下來，我們逐一深入了解。1切割工藝：讓材料“聽話”地分開木材：手工切割用鋸子（如鋼鋸、手鋸），電動切割用電鋸，通過鋸齒的往復(fù)運動摩擦木材；C小思考：為什么用普通剪刀剪金屬會很費勁？（提示：金屬的硬度比紙張大得多，需要更大的力或更鋒利的工具。）F紙張/布料：常用剪刀或裁紙刀，利用鋒利刀刃施加壓力，使材料纖維斷裂；B金屬：較薄的金屬片可用剪刀（如鐵皮剪），較厚的需要砂輪切割機（利用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪片摩擦生熱，熔化金屬）；D玻璃：需要專用玻璃刀（刀尖鑲有金剛石），在表面劃出劃痕后輕敲斷裂（利用玻璃的脆性）。E切割是最基礎(chǔ)的加工工藝，指通過工具將材料分割成所需尺寸或形狀的過程。不同材料的切割工具和方法差異很大：A2成型工藝：賦予材料“目標(biāo)形狀”成型是讓材料從“無序”到“有序”的關(guān)鍵步驟，常見的成型方法有：塑性成型（適用于軟質(zhì)材料）：如陶泥捏塑（用手或模具捏出形狀）、面團揉制（通過按壓改變形態(tài)）；鑄造成型（適用于液態(tài)材料）：將熔化的金屬（如鋁）倒入模具，冷卻后得到模具形狀（比如金屬玩具的制作）；注塑成型（適用于塑料）：將加熱熔化的塑料注入模具，冷卻后脫模（常見于塑料瓶、玩具零件）；彎曲成型（適用于延展性材料）：如用手彎折鐵絲、用熱風(fēng)機軟化塑料板后彎曲（利用材料的延展性或熱塑性）。小實驗：拿出一根吸管，嘗試用不同方法改變它的形狀（對折、扭轉(zhuǎn)、用剪刀剪出鋸齒邊），觀察哪種方法屬于“成型工藝”？（答案：都是，因為它們都改變了吸管的原有形狀。）3連接工藝：讓材料“團結(jié)”在一起單獨的材料往往無法直接使用，需要通過連接工藝組合成整體。常見的連接方式有：01機械連接（可拆卸）：用釘子（木材連接）、螺絲（金屬或木材連接）、搭扣（布料或塑料連接）；02化學(xué)連接（不可拆卸）：用膠水（如502膠粘合塑料、白乳膠粘合木材）、焊接（高溫熔化金屬，冷卻后融合）；03物理連接（利用材料特性）：縫線（用針線將布料連接）、編織（將纖維交叉纏繞，如編竹籃）。04注意事項：不同材料的連接要“對癥下藥”——比如用白乳膠粘金屬幾乎沒效果（因為乳膠主要針對多孔材料），而焊接木材則完全不可能（木材會燃燒）。054表面處理工藝：讓材料“更耐用、更好看”表面處理是提升材料“顏值”和“壽命”的關(guān)鍵。例如：涂漆：在木材或金屬表面涂油漆，既美觀又能防銹（如鐵門刷漆）；雕刻：在木材、石材表面刻出圖案（如木雕、石雕工藝品）。打磨：用砂紙摩擦木材或金屬表面，去除毛刺，使其光滑（如木工制作家具的最后一步）；電鍍：在金屬表面覆蓋一層其他金屬（如水龍頭鍍鉻，既光亮又防銹）；生活觀察：觀察教室的課桌，哪些地方用了表面處理工藝？（提示：桌角的打磨、桌面的涂漆。）5改性工藝：讓材料“脫胎換骨”0504020301改性工藝是通過物理或化學(xué)方法改變材料的原有性能，使其更符合需求。例如：熱處理（物理改性）：將鋼加熱到高溫后快速冷卻（淬火），使其更堅硬（如菜刀的制作）；混合加工（化學(xué)改性）：將水泥、沙子、石子混合成混凝土，比單一材料更堅固；發(fā)泡處理：在塑料中加入發(fā)泡劑，制成泡沫塑料（更輕、隔熱，如外賣餐盒）?？茖W(xué)原理：熱處理改變的是材料內(nèi)部的“晶體結(jié)構(gòu)”，混合加工利用了不同材料的“互補性”，發(fā)泡處理則是引入了“氣體空隙”。03不同材料的加工工藝：“因材施教”的智慧不同材料的加工工藝：“因材施教”的智慧材料的種類不同，其加工工藝也大相徑庭。接下來，我們以四種常見材料為例，對比它們的加工特點。1木材：從原木到家具的“溫柔加工”木材是天然有機材料，具有易加工、美觀的特點，但易受潮變形。其加工工藝主要包括：1鋸切：用鋸子將原木切成木板；2刨削：用刨子將木板表面刨平；3鉆孔：用電鉆或手鉆在木材上打孔（用于連接螺絲）；4雕刻：用刻刀在木材表面雕出花紋（如傳統(tǒng)木窗）；5涂飾：刷清漆或木蠟油，保護(hù)木材并增強光澤。6小提醒：木材加工時要注意“順紋”操作——比如鋸木頭時順著木紋方向更省力，逆著木紋容易崩裂。72金屬：從礦石到器械的“剛硬蛻變”金屬具有高強度、導(dǎo)電性好的特點，但加工難度較大。其加工工藝包括：1鍛造：用錘子或壓力機對金屬加熱后敲打（如傳統(tǒng)鐵匠打制菜刀）；2沖壓：用沖床將金屬板壓成特定形狀（如汽車外殼）；3焊接：用焊機熔化焊條，連接兩塊金屬（如鐵架床的制作）；4拋光：用拋光機或砂紙打磨金屬表面，使其光亮（如不銹鋼餐具）；5熱處理：通過加熱和冷卻改變金屬硬度（如彈簧鋼需要淬火保持彈性）。6安全提示：金屬加工需要專業(yè)工具，同學(xué)們在實驗室只能接觸小型金屬片（如回形針），且必須在老師指導(dǎo)下操作。73塑料：從顆粒到制品的“百變魔法”塑料是人造高分子材料，具有可塑性強、耐腐蝕的特點。其加工工藝以“熱塑性”為核心：1注塑成型：將塑料顆粒加熱熔化后注入模具（如塑料玩具）；2吹塑成型：將熔化的塑料吹成空心形狀（如塑料瓶）；3熱壓成型：將塑料片加熱軟化后用模具壓制成型（如塑料餐盒）；4切割：用美工刀或激光切割機切割（塑料較軟，普通刀具即可）；5粘合：用塑料專用膠（如ABS膠）粘合（普通膠水可能不牢固）。6環(huán)保思考：塑料加工方便，但難以降解，我們可以如何減少塑料浪費？（提示：重復(fù)使用塑料瓶、選擇可降解塑料。）74布料：從纖維到衣物的“柔性藝術(shù)”布料由纖維（天然纖維如棉、麻，人造纖維如滌綸、尼龍）紡織而成，加工工藝以“連接”和“成型”為主：1裁剪：用剪刀按紙樣剪出衣片（如做裙子需要裁剪前片、后片）；2縫合：用縫紉機或手針將衣片連接（縫線要均勻，否則容易開線）；3熨燙：用熨斗加熱布料，去除褶皺并固定形狀（如襯衫的衣領(lǐng)需要熨燙定型）；4刺繡：用針線在布料上繡出圖案（如傳統(tǒng)蘇繡）；5染色：用染料給布料上色（如牛仔褲的靛藍(lán)色）。6動手體驗：課后可以用舊布料和針線，嘗試縫合一個小布袋，感受布料加工的樂趣。704實驗與實踐：親手體驗“加工的魅力”實驗與實踐：親手體驗“加工的魅力”“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”接下來，我們通過兩個簡單安全的小實驗，親身體驗材料加工工藝的應(yīng)用。1實驗一：用卡紙制作“立體小房子”（綜合工藝實踐）材料準(zhǔn)備：卡紙、剪刀、膠水、直尺、鉛筆、彩筆。步驟：設(shè)計圖紙：用鉛筆在卡紙上畫出房子的平面圖（屋頂、墻面、門窗）；切割：用剪刀沿線條剪下各部分（注意安全，剪刀尖不要朝向他人）；成型：將墻面卡紙彎折成直角（利用卡紙的韌性），形成房子的立體框架；連接：用膠水將屋頂粘在墻面頂部，用膠水或雙面膠固定門窗；表面處理：用彩筆給房子涂色，添加花紋（如窗戶、煙囪）。實驗收獲：通過這個過程，我們用到了切割、成型、連接、表面處理四種工藝，理解了“設(shè)計—加工—成品”的完整流程。2實驗二：熱縮片的“變形記”（改性工藝觀察）材料準(zhǔn)備：熱縮片（一種加熱后會收縮的塑料片）、剪刀、彩筆、熱風(fēng)槍（或打火機）、鑷子。步驟：設(shè)計圖案：用彩筆在熱縮片上畫出喜歡的圖案（如星星、小動物）；切割：用剪刀剪下圖案（熱縮片較薄，剪刀可輕松操作）；加熱收縮：用熱風(fēng)槍均勻加熱熱縮片（或用打火機小火烘烤），觀察其收縮變硬的過程（注意：需佩戴手套，避免燙傷）；對比觀察：測量收縮前后的尺寸（原尺寸約3cm×3cm，收縮后約1cm×1cm），感受改性工藝對材料形態(tài)的改變?？茖W(xué)原理：熱縮片在生產(chǎn)時被拉伸并冷卻固定，加熱后分子鏈恢復(fù)原狀，導(dǎo)致收縮。這是典型的“物理改性”。05材料加工工藝的意義與拓展：從生活到未來1對生活的意義：讓“不可能”變“可能”材料加工工藝滲透在生活的每個角落：從早晨的牙刷（塑料注塑成型）、早餐的不銹鋼碗（金屬沖壓成型），到上學(xué)用的書包（布料縫合工藝）、教室的桌椅（木材加工工藝），幾乎所有物品都離不開加工?？梢哉f，沒有加工工藝，我們的生活將停留在“用天然材料直接使用”的原始狀態(tài)。2對科技的意義：推動人類文明進(jìn)步歷史上，每一次材料加工工藝的突破都伴隨科技革命：青銅器工藝（鑄造技術(shù)）讓人類進(jìn)入“青銅時代”；鋼鐵冶煉工藝（高溫鍛打技術(shù)）推動了工業(yè)革命；半導(dǎo)體加工工藝（光刻技術(shù)）催生了計算機和互聯(lián)網(wǎng)。如今，3D打印技術(shù)（增材制造工藝）正在顛覆傳統(tǒng)加工方式，能直接“打印”出復(fù)雜形狀的金屬、塑料甚至人體器官模型，這就是加工工藝的“未來力量”。3對我們的啟示：做“善于觀察的小工程師”同學(xué)們，材料加工工藝不僅是“技術(shù)”，更是“智慧”。希望大家今后能：觀察生活：留意身邊物品的加工痕跡（如塑料瓶的合模線、書本的裝訂方式）；動手實踐：用廢舊材料（如紙箱、飲料瓶）制作小物件，體驗加工的樂趣；關(guān)注環(huán)保：在加工時盡量減少浪費（如裁剪紙張時合理排版），選擇可回收材料。結(jié)語：材料加工，是“