四年级下册科学教案 - 4.7《岩石、矿物和我们》 教科版

7. 岩石、矿物和我们

【教材简析】
本课是《岩石和矿物》这一单元的最后一课，通过本单元前几节课的学生，学生了解了观察、描述矿物的方法，能用学到的方法辨别几种常见的岩石。教材一共安排了两个部分的内容。第一：岩石和矿物的用途。本课的第一部分是学生汇报、交流他们在上节课后收集的有关岩石和矿物用途的信息。要求每个学生收集两种矿物或岩石的用途，学生收集信息的途径是多样的，可以通过网络、书籍、报刊等，也可以通过调查、请教等，接着是在课堂上对收集到的信息进行交流。通过交流使学生获得更多的相关信息。这些信息是根据学生的喜好自行收集的，汇报的时候也一样，怎样让这些丰富的信息更有条理，能让学生比较系统地了解岩石和矿物对人类的价值和意义呢？必须对这些信息进行整理。那么怎么整理呢，希望学生进行讨论。分成哪几类，也是学生要思考的问题。教材上表格提示的是按“冶炼金属”“建筑材料”“生活用品”“医药”等不同方面的用途来分类，学生也可以按自己的方式来分类。
第二部分：保护岩石和矿产资源。这部分课文的内容主要有两个方面。第一是保护矿产资源的意义。地球上的岩石和矿物资源被开采后就不能再生。然而人类社会的发展却离不开这些资源，人类对矿产资源的开发和利用速度有增无减，这就意味着地示上数量有限期矿产资源迟早要面临枯竭的。人类为了生存和发展，必须要保护矿产资源。第二是国家关于矿产资源的有关法规。通过本课教学，希望学生关注我国矿产资源的开发利用和保护，在课后了解家乡有哪些矿产资源，以及人们是如何开采、利用、保护的。
【学情分析】
四年级的学生对岩石 、矿物和我们的关系知道得并不多，他们见得最多的就是岩石在建筑、修路方面的用途，对矿物的用途可能知道和关注得更少，尽管在前几课中零星地了解了一些相关的知识。便是不全面和系统，不能使学生真正感受到岩石、矿物对人们的不可缺少的意义。在本课中，学生课前的对“生活中的岩石和矿物的用途”的资料的收集显得尤其重要。这是学生亲历并获得的岩石和矿物与我们生活的关系最直接的知识、资料，本课教学也是以此为起点的。所以教师在课前可以指导学生从不同的方面收集资料，在交流中让学生认识到岩石和矿物与我们生活的不同方面的联系。
【教学目标】
科学概念目标
1.岩石、矿物的特性决定了它们的用途。
2.岩石、矿物在生产和生活中用途很广，人类的生存离不开岩石和矿物资源。
3.岩石和矿物是地球上的宝贵资源，我们要很好地保护和利用。
科学探究目标
1.通过调查、查阅资料等形式，了解岩石和矿物的用途
2.通过调查、访问、查阅等形式，了解人类在开发、利用和保护岩石、矿物等方面的活动。
3.通过交流讨论和分类，比较全面地认识岩石和矿物对人类的意义科学态度目标。
科学态度目标
通过交流、合作、查阅等方式拓宽学习的途径，喜欢和同学交流合作，增加对岩石、矿物的认识
科学、技术、社会与环境目标
认识到岩石和矿物是宝贵的资源，要很好地保护和利用
【教学重难点】
重点：通过交流、整理有关信息，知道岩石、矿物的特性决定了它们的用途，知道岩石对我们人类来说有很重要的意义。
难点：认识岩石、矿物在生产和生活中的广泛用途，懂得保护和合理利用岩石、矿物资源。
【教学准备】
为小组实验准备：师生课前开展有关岩石、矿物在生活中广泛应用的调查研究活动，收集相关资料，并记录下来。
老师准备：
1.黄金首饰一件，用于展示及引入课题。微课课件：从矿物到首饰
2.岩石、矿物用途、我国矿产资源资料等内容的课件。
【教学过程】
一、激趣：揭示课题（预设5分钟）
1.教师出示一件黄金首饰。
提问：请你描述一下这一件首饰。
（预设：金灿灿 贵重 重 美丽 黄金做的）
2.了解学生的前概念，从矿物到金属
提问;黄金是怎么来的？
（请学生自由发表见解）
3.观看微课录像：从矿石到黄金饰品。
4.揭题：我们的生活与岩石、矿物有着密切的联系。
二、交流岩石、矿物的用途(预设22分钟)
1.我们生活中的金属从哪里来
黄金是从矿物中冶炼出来的金属，我们生活用还有哪些金属也是从矿物中冶炼出来的？
（学生回答，教师补充学生回答的知识）
2.交流收集的信息。
我们人类在生产、生活的很多方面都用到了岩石和矿物，你调查到的有哪些？
（1）请一两位学生说说他们收集的信息，教师指导交流的语句表达：岩石、矿物的名称是什么？生产、生活中我们用来做什么？我们从中提炼出了什么来做成什么？
（2）小组内交流，小组各成员相互交流自己在课前收集到的岩石、矿物和我们生活相关的资源，小组内统计一下共记录了几条信息，并按教师指导的语句来表达、记录收集的信息。
岩石、矿物的名称
我们用来做什么？（我们从中提炼出了什么）
（3）全班交流：展示各组记录的信息，相互交流。最后把各组的信息展示在黑板上。（学生记录的表格要大一些，有助于在黑板展示后能看清记录的信息）
（4）教师出示课件，展示生活中的岩石、矿物的应用，学生边观察边思考，哪些是我们已经记录的，哪些是我们没有想到的？
3.整理岩石和矿物的资源
（1）这么多的信息，让我们来整理一下吧。
我们可以把岩石和矿物在生活中的应用分分类，我们可以怎么样？按什么来分？
（请学生说一说分类标准，并每一类举几个例子。）
（2）出示表格，利用板书及书本资料库中的岩石、矿物资料卡让学生整理学生了解到的岩石、矿物的用途的相关资料，记录在下列的记录表中，也可以让学生自己来设计整理的表格）
分类标准
岩石、矿物的名称
冶炼金属
建筑材料
生活用品
医药
……
（只要学生能说明分类理由都应该肯定）
（3）汇报交流，请学生展示分类的方法和内容。
（4）小结：通过刚才的交流、汇报，你学习到了什么？
你认为岩石和矿物对我们人类来说有什么意义呢？
三、保护岩石、矿物资源（预设10分钟）
1.了解我国的矿产资源
出示我国矿产资源分布图
提问：你从这一幅图中读懂了哪些信息？
2.保护和利用矿产资源
我国是一个岩石、矿物资源比较丰富的国家，我们的生活离不开岩石和矿物，那么岩石和矿物是取之不尽的吗？说说你的想法。
出示开采矿物时环境被破坏的图片，看了这些图片，你有什么想法？你觉得我们应该怎么开采矿物资源？
3.教师出示《矿产资源法》封面图片，讲解“保护和合理利用矿产资源”的知识。
四、拓展（预设3分钟）
家里有哪些物品用到了岩石、矿物的成分，想一想岩石、矿物与我们生活的关系？
【板书设计】
7.岩石、矿物和我们
岩石、矿物的名称 用途
（将学生的收集记录表展示在黑板上，以便接下去的资料整理用）
【作业辅导】
一、填空
1.岩石和矿物是组成地球的重要物质，也是地球上宝贵的（ 资源 ），我们要很好地保护和（ 合理利用 ）。
2.我国已发现的矿产资源有（ 171 ）种，是世界上矿种较齐全的少数国家之一，其中稀有金属、（ 钨矿 ）（ 锡矿 ）等20多种矿产储量居世界前列。
3.我们可以通过观察矿物的（ 光泽 ）、检测矿物的（ 硬度 ）和观察（ 条痕 ）等方法研究矿物。
二、选择题：
1.下列说法正确的是（ C ）。
A.岩石和矿物是取之不尽、用之不竭的
B.岩石和矿物在自然界中是不变的
C.岩石和矿物在人们开采之后就不可能再生了
2.下列岩石中，有不同的颜色，很坚硬，可用作建筑材料的是（ B ）。
A.板岩 B.花岗岩 C.石灰岩
3.下列说法正确的是（ C ）。
A.岩石只能按颜色来分类
B.岩石形成需要很长时间，我们无法推测它的成因
C.岩石是由一种或几种矿物组成的
【资料补充】
1.疑难问题
学生在课前对岩石、矿物和我们的关系认识得不够。多数学生会认为岩石、矿物都在野外。课堂上，教学要通过引导、交流、观看图片等让学生认识到岩石、矿物就在我们身边。离我们的生活很近。如我们住的房子，我们用的笔，我们的很多生活用品都有岩石和矿物质的成分，从而对岩石和矿物产生了浓厚的兴趣。
2.阅读资源
岩石
岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩[5]?或喷出岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩大约占95%，沉积岩只有不足5%，变质岩最少，不足1%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所覆盖。岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。
什么是三大岩石类？
岩石为矿物的集合体，是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成，如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成；也可由多种矿物所组成，如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因分为三大类，但由於自然界是连续体，很难真正依据我们的分类分成三种岩性，因此会存在一些过度性的岩石，好比说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归於沉积岩或火成岩，但大抵我们还是可以分为主要的三大类： 沉积岩占地表的66%，为地表的主要岩类。由原来已形成的岩石，受到风化作用后变为碎屑，或由生物的遗迹等，再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状，最先沉积者在下部，时代较老，层次愈上者，则时代愈新，这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物的遗骸埋没后常可以完好保存历久就变成化石；在火成岩中则多无化石存在。
岩浆岩
也称火成岩。来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。 花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩 。根据化学组分又可将火成岩分为超基性岩（SiO2 ，小于45%）、 基性岩 （SiO2 ，45%～52%）、中性岩（SiO2 ，52%～65%）、酸性岩（SiO 2 ，大于65%）和碱性岩[6]?（含有特殊碱性矿物，SiO 2 ，52%～66%）。火成岩占地壳体积的64.7%。
地球内部的温度和压力都很高，所有组成物质〔指矿物质〕都呈现熔融状态的流体，名为岩浆岩。火成岩即由於岩浆侵入地壳内部，或流出地表面造成熔岩，在经冷却凝固而造成，如玄武岩及花岗岩等都是。火成岩是所有岩石中最原始的岩石。 变质岩原来的火成岩或沉积岩，再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响，可以改变其原来岩石的结构或组织，或使部分矿物消失，而产生他种新的矿物，因而成为另外一种与原岩不同的岩石，称为变质岩，如大理岩变自石灰岩；板岩变自页岩；石英岩变自砂岩等。典型的变质岩存在於前寒武纪或造山带区域，常有区域构造相关之劈理，或矿物的变化。 岩石的种类很多，但并不是每一种岩石都可以使用，这里除了审美的观点之外，更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质，从而带来负面影响。
沉积岩
也称水成岩。在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成。颗粒物质是指不同形状及大小的岩屑及某些矿物，胶结物质的主要成分为碳酸钙、氧化硅、氧化铁及粘土质等。按成因可分为碎屑岩、 粘土岩 和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有 砂岩 、凝灰质砂岩、 砾岩 、粘土岩、页岩、 石灰岩 、白云岩、硅质岩、铁质岩、 磷质岩 等。沉积岩占地壳体积的7.9%，但在地壳表层分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所覆盖。
沉积岩有两个突出特征：一是具有层次，称为层理构造。层与层的界面叫层面，通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹-----化石，它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料，被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字”。
变质岩
原有岩石经变质作用而形成的岩石。根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、 千枚岩 、片岩、 片麻岩 、 大理岩 、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、 混合岩 等。变质岩占地壳体积的27.4%。
火成岩、沉积岩、变质岩三者可以互相转化。火成岩经沉积作用成为沉积岩，经变质作用成为变质岩。变质岩也可再次成为新的沉积岩，沉积岩经变质作用成为变质岩，沉积岩、变质岩可被熔化，再次成为火成岩。[7]?
岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质，是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素，也是各种矿产资源赋存的载体，不同种类的岩石含有不同的矿产。以火成岩为例，基性超基性岩与亲铁元素，如铬、镍、铂族元素、钛、钒、铁等有关；酸性岩与亲石原素如钨、锡、钼、铍、锂、铌、钽、铀有关；金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中；铬铁矿多产于纯橄榄岩中；中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床；燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌、钽、铍矿床。石油和煤只生于沉积岩中。前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性。许多岩石本身也是重要的工业原料，如北京的汉白玉（一种白色大理岩）是闻名中外建筑装饰材料，南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材，即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料。许多岩石还是重要的中药用原料，如麦饭石（一种中酸性脉岩）就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素，世界上的名山、大川、奇峰异洞都与岩石有关。我们祖先从石器时代起就开始利用岩石，在科学技术高度发展的今天，人们的衣、食、住、行、游、医……无一能离开岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、爱石已不再是科学家的专利，而逐渐变成广大群众生活的组成部分。
氟石
又称软水紫晶，软水绿晶，萤石。石色为黄、绿、蓝、紫等。具有玻璃光泽，加热时有萤光吊现，破碎后的石渣可作为过滤器中的滤材。在工业生产中常用作冶炼金属辅料和制造氟化物，也可以加工成低档玉石。产地为浙江金华、江西德安、河北隆化。
孔雀石
实际为铜矿的尾矿石，色泽碧绿且具有光泽，石面上有如孔雀尾状的圆形图案，故而得名。其中的铜离子会缓慢溶于水中，有助于补充水草对铜的需要，但不可摆放过多或过大，以防止铜的过剩。
芙蓉石
别称样南玉、蔷薇石英。有玫瑰色、浅红色和白色。主要成分为二氧化硅。产于内蒙古、山西。
木化石
又称硅化石、树化石．1.5亿午前侏罗纪的树木经地壳运动及火山灰的埋没，演变成的化石。有灰色、黄褐色、褐色和黑色等。木化石在水族箱中更可以淋漓尽致地表现出历史的沧桑，木化石本身原是有机物，经过亿万年的演变而成为无机物，其外形仍保留着树木的轮廓，甚至可以从断面处清晰地看出年轮，是任何别的岩石所不能比拟的。在水族箱中，碧绿的水草可以代表，枯死的沉木可以代表，木化石可以代表古代，这一悠久历史的进程，完全用一种夸张的手法展现在一泓小小的水族箱中。从审美的观点来看，水草、沉木、木化石属于同性的但又不同质的材料，即表现统一的成分，又含有变化的特点，即和谐又有跳跃。木化石在水族箱是一种不可多得的珍贵石料，产于我国辽宁和浙江。
黑云母片石
是云母的矿石，黑色具有丝光。主要成分为黑云母，同黏土岩、粉砂岩或中、酸性火山岩组成。结构致密、细腻。全国各地均有分布。
腊石
由酸性火山岩和凝灰岩组成，质地似玉，有黄色、浅黄色和白色。我国江南地区均有分布。
鱼鳞石
又称虎皮石、松皮石。色泽为青灰、青绿、黄红以及多色相杂，带布白色斑点和洞眼。产于浙江长兴。由石灰岩组成，不宜在水族箱中使用。
英石
灰黑至黑色，内有白色或灰色条纹。因产于广东英德而得名，亦称英德石。
菊花石
在白色、灰色或暗紫色的石面上有菊花形的花纹。产于湖南浏阳。
户县石
褐色，石形古怪为石玩珍品．产于陕西户县。
龟纹石
又名风化石。由各种碎石聚合而成，色彩相杂，沟纹纵横。主要由石炭岩组成，其中的钙会慢慢涂人水中，使水质变硬。因此不宜在水族箱中使用。但可用于非洲水草造景中。产于四川重庆歌乐山、涂山。
吴壁石
又称罄石。冈石质坚硬，敲击进声音清脆悦耳而得名。有黑、白、绿、褐等色，属大理石类。产于安徽灵璧县磐石山。
昆山石
石质呼硬，具有沟纹和小孔。有黄、白两种颜色。产于江苏昆山县马鞍山。
宣石
白色有光泽。石质坚硬有沟纹。产于安徽宣城。
砂片石
又称砂积石。石色为灰、黄、绿等色。石质坚硬，有沟纹洞孔，呈片状。产于川西。
千层石
青黑色与白色片状岩石相间重叠，石质坚硬。产于江苏太湖。
鹅卵石
具有各种颜色。产于全国大大小小的河道中，可用于非洲式水草造景。