小學(xué)四年級(jí)納米技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)案例一、教學(xué)設(shè)計(jì)背景與理念在科技飛速發(fā)展的今天，納米技術(shù)作為21世紀(jì)的前沿科技，正以前所未有的方式影響著我們的生活。將納米科技的初步概念引入小學(xué)科學(xué)教育，并非要求孩子們掌握復(fù)雜的理論，而是旨在通過(guò)生動(dòng)有趣的方式，激發(fā)他們對(duì)微觀世界的好奇心與探索欲，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)。本教學(xué)設(shè)計(jì)針對(duì)小學(xué)四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，以“感知微小”、“探索特性”、“聯(lián)系生活”為主線，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、體驗(yàn)和簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)中，初步建立對(duì)納米尺度和納米材料特性的感性認(rèn)識(shí)，為未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)播下興趣的種子。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1.初步感知“納米”是一個(gè)非常小的長(zhǎng)度單位，能通過(guò)類(lèi)比理解納米尺度的微小。2.了解納米技術(shù)是研究物質(zhì)在納米尺度時(shí)特性和應(yīng)用的技術(shù)。3.通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，觀察納米材料的一些特殊現(xiàn)象（如疏水性、表面效應(yīng)等），初步認(rèn)識(shí)納米材料與普通材料在某些性能上的差異。（二）過(guò)程與方法1.通過(guò)觀察、比較、討論、動(dòng)手操作等方式，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過(guò)程。2.學(xué)習(xí)運(yùn)用類(lèi)比、聯(lián)想等思維方法，將抽象的納米尺度具體化。3.培養(yǎng)初步的觀察能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和合作交流能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.感受納米技術(shù)的神奇魅力，激發(fā)對(duì)科學(xué)知識(shí)的好奇心和探索欲望。2.初步認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的重要影響。3.培養(yǎng)樂(lè)于動(dòng)手、勤于思考、勇于探索的科學(xué)精神。三、教學(xué)重難點(diǎn)*重點(diǎn)：建立納米尺度的初步概念；感知納米材料的特殊性質(zhì)。*難點(diǎn)：理解“納米尺度”的微小程度；將觀察到的現(xiàn)象與納米技術(shù)原理進(jìn)行初步聯(lián)系（不要求深入理解原理）。四、教學(xué)準(zhǔn)備*教師準(zhǔn)備：*PPT課件（包含圖片、短視頻片段：如納米機(jī)器人動(dòng)畫(huà)、荷葉表面疏水現(xiàn)象、納米涂層應(yīng)用等，注意選擇適合小學(xué)生認(rèn)知水平的內(nèi)容）。*實(shí)物教具：放大鏡、普通布料與納米防水布料各一小塊、普通玻璃片與鍍有納米二氧化鈦薄膜的玻璃片（或自潔玻璃樣品）、滴管、水杯、有色水（如稀釋的墨水或果汁）、小噴霧瓶（內(nèi)裝清水）、若干片新鮮荷葉（或仿真荷葉）。*簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)材料包（分組）：防水納米噴霧（兒童安全型）、小塊普通棉布、小燒杯、水、油性筆。*學(xué)生準(zhǔn)備：科學(xué)記錄本、鉛筆、橡皮。五、教學(xué)過(guò)程（一）情境導(dǎo)入，激發(fā)興趣（約5分鐘）1.談話引入：師：同學(xué)們，我們生活的世界五彩斑斕，有高樓大廈那樣的龐然大物，也有我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的微小生命，比如細(xì)菌。今天，老師要帶大家走進(jìn)一個(gè)更加奇妙的“小人國(guó)”，那里的“居民”比細(xì)菌還要小得多，小到我們用眼睛根本看不見(jiàn)，這就是——納米世界。（板書(shū)：奇妙的納米世界）2.設(shè)問(wèn)激趣：師：看到“納米”這兩個(gè)字，你們有什么想問(wèn)的嗎？（引導(dǎo)學(xué)生提出疑問(wèn)，如：納米是什么？納米有多大？納米世界里有什么？）師：帶著這些問(wèn)題，讓我們一起開(kāi)啟今天的探索之旅吧?。ǘ┨剿餍轮⒏拍睿s15分鐘）1.認(rèn)識(shí)“納米”——有多?。?回顧已知：師：我們學(xué)過(guò)哪些長(zhǎng)度單位？（米、厘米、毫米）一根手指的寬度大約是多少厘米？（引導(dǎo)學(xué)生比劃）*類(lèi)比感知：師：如果我們把一個(gè)乒乓球比作地球，那么納米就相當(dāng)于乒乓球上的一個(gè)小小的斑點(diǎn)。（PPT展示類(lèi)比圖片）師：我們一根頭發(fā)絲的直徑，就相當(dāng)于成千上萬(wàn)的納米排在一起那么長(zhǎng)。（強(qiáng)調(diào)“成千上萬(wàn)”，避免具體數(shù)字）*小結(jié)：師：所以，“納米”是一個(gè)非常非常小的長(zhǎng)度單位。當(dāng)物質(zhì)被加工到納米尺度時(shí)，有時(shí)候會(huì)表現(xiàn)出和我們平時(shí)看到的不一樣的特性。2.初識(shí)“納米技術(shù)”——是什么？*師：科學(xué)家們就是利用物質(zhì)在納米尺度下的這些特殊特性，發(fā)明了許多神奇的技術(shù)，這就是“納米技術(shù)”。（板書(shū)：納米技術(shù)）*圖片/視頻輔助：師：（播放荷葉上水珠滾動(dòng)的視頻或展示荷葉實(shí)物）大家看，荷葉上的水珠是不是像珍珠一樣滾來(lái)滾去，很難粘在上面？這就是大自然中的“納米效應(yīng)”。荷葉表面有很多納米級(jí)的微小突起，讓水很難附著。師：科學(xué)家們受到荷葉的啟發(fā)，就研制出了像荷葉一樣不容易沾水、不容易臟的材料。（展示普通布料和納米防水布料樣品）（三）實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)神奇（約15分鐘）1.活動(dòng)一：神奇的“不沾水”布*觀察比較：師：（出示普通布料和納米防水布料）老師這里有兩塊布，它們看起來(lái)差不多。我們來(lái)看看它們有什么不一樣。（1）請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)，分別用滴管在兩塊布上滴一滴水，觀察現(xiàn)象。（2）引導(dǎo)學(xué)生描述：普通布料上的水很快滲透了，納米防水布料上的水像小珠子一樣，沒(méi)有滲透。*小組體驗(yàn)（可選，視時(shí)間和材料情況）：師：現(xiàn)在請(qǐng)大家用桌上的小噴霧瓶，分別向兩塊布上噴水，看看會(huì)發(fā)生什么。（學(xué)生分組操作，教師巡視指導(dǎo)）*小結(jié)：師：這種不容易沾水的特性，就是納米材料的一種特殊本領(lǐng)。2.活動(dòng)二：我也來(lái)做“納米小工匠”（納米防水噴霧體驗(yàn)）*提出問(wèn)題：師：普通的布不防水，那我們能不能讓它也擁有防水的“超能力”呢？*介紹材料與方法：師：老師給每個(gè)小組準(zhǔn)備了一些“秘密武器”——納米防水噴霧。（簡(jiǎn)單介紹使用方法和注意事項(xiàng)，如：在通風(fēng)處操作，不要對(duì)著人噴等）*步驟：①取一小塊普通棉布。②用油性筆在棉布一角做個(gè)標(biāo)記。③按照說(shuō)明，將納米防水噴霧均勻噴灑在棉布表面，等待片刻（約1-2分鐘）讓它干燥。④待干燥后，用滴管滴一滴水在噴過(guò)噴霧的棉布上，觀察現(xiàn)象。*學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，提醒學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。*交流分享：各小組派代表描述實(shí)驗(yàn)前后棉布沾水情況的變化。*師：大家看，普通的棉布在噴了納米防水噴霧后，也變得不容易沾水了！這就是納米技術(shù)在我們生活中的簡(jiǎn)單應(yīng)用。（四）拓展延伸，聯(lián)系生活（約10分鐘）1.納米技術(shù)在哪里？*師：納米技術(shù)不僅僅能讓布料防水，它在我們生活中還有很多應(yīng)用。（PPT展示圖片并簡(jiǎn)要介紹）*自潔玻璃：浴室的鏡子、汽車(chē)的擋風(fēng)玻璃如果有了納米涂層，就不容易沾灰塵，下雨時(shí)雨水一沖就干凈了。（可展示普通玻璃片和自潔玻璃片，用同樣的方法（如噴少量水或抹少量灰塵）對(duì)比效果）。*抗菌口罩/衣物：有些口罩和衣物加入了納米銀等抗菌成分，可以幫助抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。*防曬霜：有些防曬霜使用了納米級(jí)的氧化鋅或二氧化鈦顆粒，涂抹起來(lái)更輕薄，不容易泛白。*未來(lái)展望：科學(xué)家們還在研究用納米機(jī)器人在人體內(nèi)“巡邏”，幫助我們清除垃圾、治療疾病呢?。úシ藕?jiǎn)短動(dòng)畫(huà)片段）2.討論與暢想：*師：聽(tīng)了這么多關(guān)于納米技術(shù)的介紹，你覺(jué)得納米技術(shù)還能為我們的生活帶來(lái)哪些改變？如果你來(lái)當(dāng)“納米科學(xué)家”，你想發(fā)明什么樣的納米產(chǎn)品？*鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，自由發(fā)言，并將有趣的想法記錄在科學(xué)記錄本上。（五）總結(jié)回顧，知識(shí)梳理（約3分鐘）1.師：今天我們一起探索了奇妙的納米世界，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)你有什么收獲？（引導(dǎo)學(xué)生回顧納米尺度的小、納米材料的特殊性質(zhì)、納米技術(shù)的應(yīng)用等）2.教師總結(jié)：納米技術(shù)是一門(mén)非常神奇且有用的科學(xué)技術(shù)，它讓我們能夠操控物質(zhì)的“微小世界”，從而創(chuàng)造出更多改善我們生活的新產(chǎn)品。希望同學(xué)們今天種下的這顆科學(xué)的小種子，未來(lái)能長(zhǎng)成參天大樹(shù)?。┎贾米鳂I(yè)，持續(xù)探究（約2分鐘）1.“納米偵探”行動(dòng)：回家后和爸爸媽媽一起找找，家里有哪些物品可能用到了納米技術(shù)？（提示：可以看產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，或者上網(wǎng)查閱資料，但要注意用眼衛(wèi)生哦?。┌涯愕陌l(fā)現(xiàn)記錄在科學(xué)記錄本上。2.畫(huà)一畫(huà)：“我心目中的納米機(jī)器人”或者“未來(lái)的納米產(chǎn)品”。六、板書(shū)設(shè)計(jì)奇妙的納米世界——納米技術(shù)初體驗(yàn)*納米：很小很小的長(zhǎng)度單位（比頭發(fā)絲細(xì)很多很多）*納米技術(shù)：研究納米尺度物質(zhì)特性和應(yīng)用的技術(shù)*神奇特性（舉例）：*防水（荷葉效應(yīng)）*自潔*生活中的應(yīng)用：*防水衣服/鞋子*自潔玻璃*（學(xué)生補(bǔ)充）……*我們的發(fā)現(xiàn)/暢想：（預(yù)留空白，用便利貼貼上學(xué)生的主要發(fā)現(xiàn)或暢想關(guān)鍵詞）七、教學(xué)反思*本節(jié)課通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，較好地激發(fā)了學(xué)生對(duì)納米技術(shù)的興趣。學(xué)生在觀察和體驗(yàn)中，對(duì)納米材料的特殊性質(zhì)有了直觀感受。*類(lèi)比法的運(yùn)用對(duì)于幫助學(xué)生理解“納米尺度”的微小起到了關(guān)鍵作用。實(shí)物觀察和動(dòng)手操作是本節(jié)課的亮點(diǎn)，有效突破了難點(diǎn)。*對(duì)于納米技術(shù)原理的解釋?zhuān)瑖?yán)格控制在“是什么”和“怎么樣”的層面，避免了過(guò)深過(guò)難的理論闡述，符合四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平。*時(shí)間分配上，實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)可以適當(dāng)再充裕一些，讓學(xué)生有更充分的時(shí)間進(jìn)行操作和討論。*課后“納米偵探”作業(yè)，能鼓勵(lì)學(xué)生將課堂學(xué)習(xí)延伸到生活，培養(yǎng)其觀察能力和信息搜集能力。*下次教學(xué)中，可以考慮引入更多利用納米技術(shù)的實(shí)物樣品讓學(xué)生觸摸和觀察，如納米海綿等，進(jìn)一步豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。八、安全與注