小学科学课程探究活动设计案例

小学科学课程探究活动设计案例一、引言小学科学课程以培养学生的科学素养为核心，探究式学习是实现这一目标的重要途径。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出：“要引导学生通过观察、实验、调查等方式获取证据，运用逻辑推理、归纳概括等方法得出结论。”本案例以“种子发芽需要哪些条件”为主题，聚焦生命科学领域“生物与环境”核心概念，通过对照实验设计、数据记录与分析、合作交流等环节，引导学生经历完整的科学探究过程，培养严谨的科学思维与实践能力。二、活动背景1.课标依据2022版新课标中，生命科学领域“生物的生存依赖一定的环境”主题要求：“学生能通过实验探究种子发芽的必要条件，理解生物的生存需要适宜的环境。”2.学生认知水平三年级学生对植物生长有初步的生活经验（如见过绿豆发芽、种植过简单植物），但对“种子发芽的具体条件”缺乏系统的科学验证。他们具备初步的观察能力，但设计对照实验、控制变量的意识较弱，需要教师引导完成探究过程。三、活动目标1.知识与技能（1）知道种子发芽需要的基本条件（水、适宜的温度、空气）；（2）能说出对照实验的基本设计方法（控制变量）。2.过程与方法（1）通过观察、实验，学会设计简单的对照实验；（2）能规范记录实验数据，并用数据支持结论。3.情感态度与价值观（1）培养严谨的科学态度（如真实记录数据、尊重实验结果）；（2）激发对植物生长的兴趣，体会科学探究的乐趣。四、活动准备1.材料与工具（1）种子：绿豆（每组20粒，新鲜、饱满）、黄豆（每组20粒，可选）；（2）实验器材：培养皿（每组2个）、纸巾（每组若干）、标签纸（每组若干）、黑盒子（每组1个，遮光用）、温度计（每组1个）；（3）其他：水（适量）、记录表格（每组1张）、放大镜（每组1个）。2.分组安排4人一组，分工明确（如1人负责加水、1人负责记录、1人负责观察、1人负责整理材料）。五、活动过程本活动遵循“提出问题—作出假设—设计实验—实施实验—分析数据—交流表达”的科学探究流程，具体步骤如下：（一）提出问题（5分钟）情境导入：教师展示两盘绿豆种子（一盘是发芽的，一盘是未发芽的），引导学生观察并提问：“为什么这盘绿豆发芽了，而那盘没有？”“种子发芽需要哪些条件？”聚焦问题：教师将学生的问题整理归纳，最终确定探究主题——“种子发芽需要哪些条件？”（二）作出假设（10分钟）引导思考：教师提问：“根据你的生活经验，你认为种子发芽需要哪些条件？”学生可能提出的假设：“种子发芽需要水，因为没浇水的种子不会发芽。”“种子发芽需要阳光，因为植物生长需要阳光。”“种子发芽需要温暖的地方，因为冬天不容易发芽。”“种子发芽需要空气，因为没有空气就不能呼吸。”明确假设：教师帮助学生将假设具体化，如“种子发芽需要水”“种子发芽需要适宜的温度”“种子发芽需要阳光”，并提醒学生：“假设需要通过实验来验证。”（三）设计实验（15分钟）核心指导：教师讲解“对照实验”的设计方法——控制变量（即只改变一个要探究的条件，其他条件保持相同）。例如：若探究“水对种子发芽的影响”，则设置“湿润组”（加适量水）和“干燥组”（不加水），其他条件（温度、阳光、空气）相同；若探究“温度对种子发芽的影响”，则设置“常温组”（放在教室，20-25℃）和“低温组”（放在冰箱，4℃左右），其他条件相同；若探究“阳光对种子发芽的影响”，则设置“光照组”（放在阳光下）和“黑暗组”（用黑盒子遮住），其他条件相同。分组设计：每组选择1个变量（水、温度、阳光中的一个）进行探究，设计实验方案。教师巡视指导，确保每组的实验设计符合“控制变量”的要求。示例方案（以探究“水对种子发芽的影响”为例）：变量实验组（湿润组）对照组（干燥组）相同条件水加适量水（纸巾湿润）不加水（纸巾干燥）温度（常温）、阳光（室内）、空气（充足）、种子数量（10粒）（四）实施实验（3-5天，每天10分钟）操作步骤：1.贴标签：每组在两个培养皿上分别贴上标签（如“湿润组”“干燥组”），注明探究的变量（如水）。2.放种子：在每个培养皿中铺2层纸巾，放入10粒绿豆种子（均匀摆放）。3.控制变量：湿润组：向纸巾上洒适量水（以纸巾湿润但不积水为宜）；干燥组：不洒水（保持纸巾干燥）。4.放置环境：将两个培养皿放在同一位置（如教室窗台，温度20-25℃，空气充足）。观察记录：每组每天在固定时间（如下午3点）观察种子的变化，用“记录表格”记录（示例如下）：时间（天）湿润组种子变化干燥组种子变化备注（温度、阳光等）第1天种子膨胀无变化温度22℃，阳光充足第2天破壳，长出小芽无变化温度23℃，阳光充足第3天芽长1厘米无变化温度21℃，阳光充足第4天芽长2厘米无变化温度23℃，阳光充足（五）分析数据（10分钟）整理数据：实验结束后，每组将记录的信息整理成“对比表”（如湿润组与干燥组的发芽率、芽长等）。分析差异：教师引导学生比较实验组与对照组的结果，得出结论：湿润组：10粒种子全部发芽（发芽率100%），芽长2-3厘米；干燥组：10粒种子均未发芽（发芽率0%）。得出结论：“种子发芽需要水。”（六）交流表达（15分钟）小组展示：每组派1名代表展示实验结果，分享结论（如“我们组探究的是水对种子发芽的影响，发现湿润的种子发芽了，干燥的没发芽，所以种子发芽需要水”）。质疑补充：其他组可以提问（如“你们组的水加得太多了吗？”“为什么我们组的干燥组有1粒种子发芽了？”），展示组进行解答。教师总结：教师将各组的结论汇总，归纳种子发芽的基本条件——水、适宜的温度、空气（补充说明：空气是种子发芽的必要条件，因为种子需要呼吸，但本次实验中空气充足，所以未作为变量探究）。六、拓展延伸（10分钟）深化探究：引导学生提出新的问题，如：“植物生长需要哪些条件？（如阳光、水、肥料）”“不同种子发芽的适宜温度一样吗？（如绿豆和黄豆）”“种子发芽需要多少水？（如过多的水会影响发芽吗？）”实践任务：让学生选择一个新问题，利用课余时间设计实验探究（如种植绿豆苗，观察阳光对植物生长的影响），下周分享结果。七、活动评价本活动采用多元评价方式（自评、互评、师评），评价维度如下：评价维度评价指标评价方式实验设计能正确设置对照实验，控制变量（如只改变水的条件，其他条件相同）师评、互评实验操作能规范操作（如加水适量、每天按时观察）自评、互评数据记录记录真实、完整、清晰（如能准确描述种子的变化）师评、自评结论得出能根据数据得出正确结论（如“种子发芽需要水”）师评合作交流能积极参与小组合作（如分工明确、主动发言）互评、师评八、注意事项1.种子选择：选用新鲜、饱满的种子（如绿豆），避免使用陈种子（发芽率低）。2.环境控制：实验过程中保持温度稳定（如避免将培养皿放在空调风口），阳光充足（如教室窗台）。3.安全问题：使用培养皿时要小心，避免打碎；实验后及时清理材料（如纸巾、种子），保持教室卫生。4.异常情况处理：若出现“干燥组有种子发芽”的情况，教师要引导学生分析原因（如纸巾未完全干燥、空气中的水分进入），培养批判性思维。九、总结本活动以“种子发芽需要哪些条件”为主题，通过对照实验让学生经历了完整的科学探究过程。学生在“做中学”中不仅