一、實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)：從生活經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)探究的橋梁演講人CONTENTS實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)：從生活經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)探究的橋梁實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從工具到安全的全面保障實(shí)驗(yàn)過程：從現(xiàn)象觀察到數(shù)據(jù)記錄的分步探究對(duì)比總結(jié)：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到特性規(guī)律的思維提煉拓展與升華：從課堂實(shí)驗(yàn)到生活探究的延伸目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)陶瓷與玻璃特性對(duì)比實(shí)驗(yàn)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，用眼眸捕捉現(xiàn)象的細(xì)節(jié)，用思維串聯(lián)知識(shí)的脈絡(luò)。今天要和大家分享的“陶瓷與玻璃特性對(duì)比實(shí)驗(yàn)”，正是基于六年級(jí)學(xué)生已掌握的材料基本性質(zhì)（如硬度、透明度），通過直觀的實(shí)驗(yàn)操作，幫助他們從“知道”走向“理解”，從“觀察”深入“探究”。這節(jié)課不僅是一次材料特性的對(duì)比學(xué)習(xí)，更是培養(yǎng)科學(xué)探究能力的重要實(shí)踐——當(dāng)孩子們親手劃下第一道痕跡、見證第一次破裂、記錄第一組數(shù)據(jù)時(shí)，科學(xué)的種子便已在他們心中生根。01實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)：從生活經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)探究的橋梁1生活中的材料感知六年級(jí)學(xué)生對(duì)陶瓷和玻璃并不陌生：早餐用的瓷碗、衛(wèi)生間的瓷磚是陶瓷；窗戶的玻璃、喝水的玻璃杯是玻璃。但他們對(duì)兩種材料的認(rèn)知多停留在“外觀”和“用途”層面，比如“陶瓷是不透明的，玻璃是透明的”“陶瓷摔了會(huì)裂，玻璃摔了更碎”。這些零散的生活經(jīng)驗(yàn)急需通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)化為對(duì)材料本質(zhì)特性的科學(xué)認(rèn)知。2課程標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)目標(biāo)STEP4STEP3STEP2STEP1依據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“材料與結(jié)構(gòu)”領(lǐng)域的要求，本節(jié)課的核心目標(biāo)可拆解為：知識(shí)目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，掌握陶瓷與玻璃在硬度、透明度、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性等方面的差異；能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)使用劃痕法、觀察法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法等科學(xué)探究方法，提升實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象記錄和結(jié)論推導(dǎo)能力；素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)“基于證據(jù)得出結(jié)論”的科學(xué)思維，感受材料特性與生活應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，激發(fā)探索身邊材料的興趣。02實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從工具到安全的全面保障1實(shí)驗(yàn)材料與工具清單為確保實(shí)驗(yàn)的可操作性和對(duì)比的有效性，我提前兩周與實(shí)驗(yàn)室老師共同準(zhǔn)備了以下材料（每組實(shí)驗(yàn)器材獨(dú)立分裝，共12組，對(duì)應(yīng)班級(jí)48人）：01樣品類：陶瓷片（未上釉的素瓷片，3cm×3cm）、玻璃片（普通平板玻璃，同尺寸）、瓷磚碎片（帶釉）、玻璃杯碎片（邊緣打磨光滑）；02測(cè)試工具：2H鉛筆（硬度測(cè)試參照）、砂紙（打磨樣品表面）、酒精燈（帶防風(fēng)罩）、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子（夾持樣品）、溫度計(jì)（測(cè)量溫度變化）；03輔助材料：紅墨水（測(cè)試孔隙率）、稀鹽酸（5%）、氫氧化鈉溶液（5%）、燒杯（250mL）、記號(hào)筆（標(biāo)記樣品）、實(shí)驗(yàn)記錄單（含觀察表格）；04安全裝備：護(hù)目鏡、隔熱手套、廢液回收桶、濕毛巾（滅火備用）。052安全預(yù)演與操作規(guī)范考慮到六年級(jí)學(xué)生首次使用酒精燈和化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)前需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全事項(xiàng)：酒精燈使用“三不”：不對(duì)點(diǎn)、不吹滅、酒精量不超過2/3；化學(xué)試劑接觸規(guī)則：戴護(hù)目鏡操作，若濺到皮膚立即用清水沖洗；玻璃/陶瓷碎片處理：用鑷子夾取，不可徒手觸碰尖銳邊緣；實(shí)驗(yàn)記錄要求：及時(shí)記錄現(xiàn)象，避免混淆樣品（如用“A”標(biāo)記陶瓷，“B”標(biāo)記玻璃）。記得去年帶學(xué)生做類似實(shí)驗(yàn)時(shí)，有個(gè)男孩因急于觀察，未等玻璃片冷卻就用手觸摸，結(jié)果被輕微燙傷。這次我特意準(zhǔn)備了隔熱手套，并讓學(xué)生輪流演示“正確夾持-加熱-冷卻”的流程，用“前車之鑒”強(qiáng)化安全意識(shí)——科學(xué)探究的前提，永遠(yuǎn)是保護(hù)好自己。03實(shí)驗(yàn)過程：從現(xiàn)象觀察到數(shù)據(jù)記錄的分步探究1環(huán)節(jié)一：物理特性對(duì)比——硬度與透明度實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^劃痕測(cè)試和透光觀察，對(duì)比陶瓷與玻璃的硬度差異及透光性。操作步驟：用砂紙輕輕打磨陶瓷片和玻璃片表面（去除污漬，確保測(cè)試準(zhǔn)確性）；用2H鉛筆分別在兩種樣品表面劃動(dòng)（力度均勻，劃5cm長的痕跡）；用手指輕擦痕跡，觀察是否殘留（殘留明顯為硬度較低）；將樣品置于打印有小字的紙上方（字大小5號(hào)），觀察能否看清字跡（能看清為透明，模糊為半透明，完全看不清為不透明）。學(xué)生典型發(fā)現(xiàn)：陶瓷片上的鉛筆痕跡輕擦后基本消失，玻璃片上的痕跡較深，需用力擦拭才褪去——說明陶瓷硬度略高于玻璃？（實(shí)際是玻璃硬度（莫氏5.5-6）高于陶瓷（莫氏5-6），此處因鉛筆硬度較低，需后續(xù)用鋼針驗(yàn)證）；1環(huán)節(jié)一：物理特性對(duì)比——硬度與透明度陶瓷片完全遮擋字跡，玻璃片能清晰看到字跡——印證“陶瓷不透明，玻璃透明”的生活經(jīng)驗(yàn)。教師點(diǎn)撥：硬度測(cè)試需用更硬的物體（如鋼針）才能準(zhǔn)確對(duì)比，鉛筆測(cè)試僅為初步感知；透明度不僅與材料有關(guān)，還與厚度相關(guān)（展示0.5mm超薄陶瓷片，學(xué)生發(fā)現(xiàn)其略透光，引發(fā)認(rèn)知沖突）。2環(huán)節(jié)二：熱學(xué)特性對(duì)比——導(dǎo)熱性與熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^加熱后觸摸和驟冷驟熱測(cè)試，對(duì)比兩種材料的導(dǎo)熱速度及抗熱沖擊能力。操作步驟：導(dǎo)熱性測(cè)試：用鑷子夾持陶瓷片和玻璃片，同時(shí)置于酒精燈外焰加熱10秒（距離火焰3cm，避免局部過熱）；用手指輕觸樣品未加熱端（戴隔熱手套保護(hù)），感受溫度變化（升溫快則導(dǎo)熱性強(qiáng)）；熱穩(wěn)定性測(cè)試：將加熱后的樣品迅速浸入冷水中（20℃），觀察是否出現(xiàn)裂紋或破碎。學(xué)生觀察記錄：|樣品|加熱10秒后未加熱端溫度|浸入冷水后的現(xiàn)象||--------|------------------------|------------------------|2環(huán)節(jié)二：熱學(xué)特性對(duì)比——導(dǎo)熱性與熱穩(wěn)定性|陶瓷片|微溫（約30℃）|邊緣出現(xiàn)細(xì)小裂紋||玻璃片|較燙（約45℃）|整體炸裂成碎片|現(xiàn)象解析：玻璃導(dǎo)熱性更強(qiáng)（硅酸鹽結(jié)構(gòu)更致密，熱量傳遞快），但熱膨脹系數(shù)大（加熱時(shí)表面膨脹，冷卻時(shí)內(nèi)部收縮，應(yīng)力集中導(dǎo)致破裂）；陶瓷因內(nèi)部存在微小氣孔（降低熱傳導(dǎo)效率），導(dǎo)熱較慢，但氣孔也會(huì)成為裂紋擴(kuò)展的“阻礙”，因此熱穩(wěn)定性略優(yōu)于玻璃（但仍較差）。去年有個(gè)學(xué)生問：“為什么砂鍋是陶瓷的，卻能直接加熱？”借此契機(jī)，我展示了“高鋁陶瓷”與普通陶瓷的區(qū)別——特殊配方的陶瓷通過降低氣孔率、調(diào)整熱膨脹系數(shù)，可提升熱穩(wěn)定性，這正是材料科學(xué)的魅力：通過改變組成，優(yōu)化性能。3環(huán)節(jié)三：化學(xué)特性對(duì)比——耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^酸堿浸泡實(shí)驗(yàn)，對(duì)比兩種材料對(duì)酸、堿的耐受能力。操作步驟：取4個(gè)燒杯，分別加入50mL稀鹽酸、50mL氫氧化鈉溶液（重復(fù)兩組，一組放陶瓷片，一組放玻璃片）；標(biāo)記后靜置24小時(shí)（提前一天完成浸泡，課堂觀察結(jié)果）；取出樣品，用清水沖洗，觀察表面是否有腐蝕痕跡（如變色、粗糙）。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：陶瓷片（素瓷）：鹽酸浸泡后無明顯變化，氫氧化鈉溶液中表面輕微發(fā)白（釉層中的二氧化硅與強(qiáng)堿緩慢反應(yīng)）；3環(huán)節(jié)三：化學(xué)特性對(duì)比——耐腐蝕性玻璃片：鹽酸浸泡后無變化（玻璃主成分為二氧化硅，不與酸反應(yīng)），氫氧化鈉溶液中表面出現(xiàn)霧狀斑點(diǎn)（二氧化硅與強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鈉，破壞玻璃結(jié)構(gòu)）。拓展討論：為什么實(shí)驗(yàn)室盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞？（玻璃塞中的二氧化硅與堿反應(yīng)，導(dǎo)致瓶塞黏連）通過聯(lián)系實(shí)際問題，學(xué)生更深刻理解“材料特性決定用途”的核心邏輯。04對(duì)比總結(jié)：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到特性規(guī)律的思維提煉1核心特性對(duì)比表通過三個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)，我們可將陶瓷與玻璃的特性差異總結(jié)如下：|特性維度|陶瓷|玻璃||----------------|-------------------------------|-------------------------------||硬度（莫氏）|5-6（素瓷），6-7（釉面）|5.5-6（普通玻璃）||透明度|不透明（普通陶瓷）|透明（普通玻璃）||導(dǎo)熱性|較低（氣孔阻礙熱傳導(dǎo)）|較高（結(jié)構(gòu)致密，熱傳遞快）||熱穩(wěn)定性|較差（驟冷驟熱易裂）|更差（驟冷驟熱易炸裂）|1核心特性對(duì)比表|耐酸性|強(qiáng)（不與酸反應(yīng)）|強(qiáng)（二氧化硅不與酸反應(yīng)）||耐堿性|較弱（釉層含二氧化硅，緩慢反應(yīng)）|較弱（二氧化硅與堿反應(yīng)）|2特性與用途的關(guān)聯(lián)材料的特性直接決定了其應(yīng)用場(chǎng)景，通過對(duì)比我們可以更好地理解生活中的選擇：陶瓷：因不透明、耐酸、硬度較高，常用于餐具（碗、盤）、建筑（瓷磚）、絕緣部件（火花塞）；因熱穩(wěn)定性較差，普通陶瓷不宜直接用于高溫驟變環(huán)境（但特殊陶瓷如碳化硅陶瓷可用于火箭部件）；玻璃：因透明、易加工（加熱可塑形），廣泛用于窗戶、眼鏡、光學(xué)儀器；因?qū)峥?、熱穩(wěn)定性差，普通玻璃不能直接加熱（但鋼化玻璃通過預(yù)處理應(yīng)力，提升了抗沖擊性）。記得有學(xué)生問：“為什么有些杯子是陶瓷的，有些是玻璃的？”這正是特性與需求匹配的典型——需要隔熱（如泡茶）選陶瓷（導(dǎo)熱慢，手不易燙）；需要觀察液體顏色（如沖調(diào)飲品）選玻璃（透明度高）?？茖W(xué)知識(shí)，本就藏在生活的細(xì)節(jié)里。05拓展與升華：從課堂實(shí)驗(yàn)到生活探究的延伸1課后探究任務(wù)為鞏固實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我設(shè)計(jì)了分層探究任務(wù)：基礎(chǔ)層：觀察家中陶瓷和玻璃制品，記錄3個(gè)“特性-用途”對(duì)應(yīng)案例（如“瓷碗不透明，避免食物顏色影響食欲”“玻璃杯透明，方便看水位”）；提高層：查閱資料，了解“特種陶瓷”（如氧化鋯陶瓷）和“特種玻璃”（如硼硅玻璃）的特殊性能及應(yīng)用（如氧化鋯陶瓷用于假牙，硼硅玻璃用于實(shí)驗(yàn)室燒杯）；挑戰(zhàn)層：嘗試用不同方法測(cè)試其他材料（如塑料、金屬）的硬度，撰寫簡單的“材料特性對(duì)比報(bào)告”。2科學(xué)思維的播種這節(jié)課的最終目標(biāo)，不僅是讓學(xué)生記住“陶瓷和玻璃哪個(gè)更硬”，而是讓他們掌握“通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想”“基于現(xiàn)象推導(dǎo)結(jié)論”的科學(xué)方法。當(dāng)學(xué)生說出“我發(fā)現(xiàn)玻璃雖然透明，但遇堿會(huì)腐蝕，所以不能用玻璃瓶裝強(qiáng)堿性清潔劑”時(shí)，當(dāng)他們主動(dòng)觀察保溫杯（陶瓷內(nèi)膽vs玻璃內(nèi)膽）的設(shè)計(jì)原理時(shí)，我知道：科學(xué)探究的種子，已經(jīng)開始發(fā)芽。結(jié)語：用實(shí)驗(yàn)點(diǎn)亮材料認(rèn)知的明燈陶瓷與玻璃，這兩種人類使用了數(shù)千年的材料，至今仍在不斷進(jìn)化——從原始陶土到納米陶瓷