小学科学探究性学习教学设计范例

小学科学探究性学习教学设计范例一、课题名称水的奇妙变化二、适用年级小学三到四年级三、课时安排一课时（40分钟）四、教材分析本课题选自小学科学课程中“物质的状态”相关单元。水是学生日常生活中最熟悉的物质之一，对水的状态变化进行探究，既能满足学生的好奇心，又能引导他们学习科学探究的基本方法。通过观察水的三种状态（固态、液态、气态）及其相互转化，帮助学生建立“物质是可以变化的”这一基本科学观念，并为后续学习其他物质的性质及变化打下基础。教材通常会提供一些基础的实验素材和现象描述，本教学设计将在此基础上，强化学生的自主探究过程。五、学情分析三到四年级的学生对水的固态（冰）和液态（水）有明确的认识，在生活中也接触过水蒸气（如烧水时冒出的“白气”），但对三者之间的转化条件和过程理解尚不清晰，尤其对“水蒸气是看不见的”这一概念容易混淆。他们已具备初步的观察能力和动手操作能力，乐于参与实验活动，但在实验设计的严谨性、现象的准确描述和结论的科学归纳方面仍需引导。同时，这个年龄段的学生思维活跃，好奇心强，对“变化”的现象抱有浓厚兴趣，这是开展探究性学习的有利条件。六、教学目标（一）科学知识目标1.知道水在自然界中有固态、液态、气态三种存在状态，能说出它们的名称（冰、水、水蒸气）和主要特征。2.了解水的三种状态之间可以相互转化，知道转化的基本条件（加热或冷却）。（二）科学探究目标1.能通过观察日常生活中的现象，提出关于水的状态变化的问题。2.能根据已有经验对问题作出假设性解释。3.能设计简单的对比实验（如冰的融化、水的蒸发）来验证假设。4.能运用感官和简单工具（如温度计、烧杯）观察、测量并记录实验现象。5.能根据实验现象，分析归纳出水的状态变化条件。（三）科学态度与责任目标1.保持对水的状态变化的好奇心和探究热情。2.在实验中培养实事求是的科学态度，认真观察，如实记录。3.愿意与小组同学合作探究，积极参与讨论和交流。4.初步意识到水的状态变化与生活的密切联系，培养节约用水的意识。七、教学重难点（一）教学重点水的三种状态及其特征；水的状态变化需要吸热或放热（加热或冷却）。（二）教学难点1.理解水蒸气是无色透明的气体，肉眼看不见，以及“白气”并非水蒸气本身。2.设计对比实验探究冰融化的条件，并控制变量。3.理解水的状态变化是可逆的。八、教学准备（一）教师准备1.PPT课件（包含一些水的不同状态的图片、生活场景视频片段）。2.演示实验材料：烧杯（大号）、冰块、热水、冷水、酒精灯（或热水壶）、三脚架、石棉网、玻璃片、火柴、抹布、安全提示卡。3.分组实验材料（每小组）：小烧杯或一次性塑料杯若干、冰块、冷水、热水（教师统一提供，注意安全）、保鲜膜、橡皮筋、记录纸、铅笔、小勺子。4.板书设计用的关键词卡片。（二）学生准备预习与水相关的自然现象，思考水有哪些变化。九、教学过程（一）创设情境，提出问题（约5分钟）1.情境导入：师：同学们，老师今天带来了一位我们非常熟悉的朋友，它有时候是晶莹剔透的小块，可以用来降温；有时候是流动的液体，我们每天都需要它来解渴、洗手；有时候它又会变成我们看不见的气体，悄悄离开。你们能猜到它是谁吗？（引导学生说出“水”）师：（出示冰块、一杯水）大家看，这是水的哪两种样子？（固态的冰，液态的水）师：那水还有第三种看不见的样子，是什么呢？（引导学生说出“水蒸气”）2.提出问题：师：水可真神奇，能变成冰，能变成水蒸气。关于水的这些变化，你们有什么想知道的吗？或者你们有什么发现想和大家分享？（鼓励学生自由提问，教师将学生的问题记录在黑板一侧，如：冰是怎么变成水的？水是怎么变成水蒸气的？水蒸气去哪里了？冰能直接变成水蒸气吗？水蒸气能变成水吗？等等。）师：同学们提出了很多有价值的问题。今天我们就一起来探究“水的奇妙变化”，重点研究冰是怎样变成水的，水又是怎样变成水蒸气的，以及它们之间能不能变回来。（二）作出假设，设计方案（约8分钟）1.聚焦问题，作出假设：师：我们先来研究第一个问题：冰是怎样变成水的？（出示冰块）请大家摸一摸（教师分发小块冰给学生，提醒注意安全，不要长时间握在手里），感觉怎么样？（冷）师：如果我们想让这块冰快点变成水，你们有什么办法吗？（学生自由发言，如：放在手里捂、放在热水里、放在阳光下晒、用吹风机吹热风等）师：这些方法有什么共同点呢？（都给冰加热了/让冰变暖和了）师：所以，我们能不能这样猜测：冰吸收热量（变热）就会融化成水？（板书：冰→水？吸热/加热）师：那水又是怎样变成水蒸气的呢？（出示一杯水）我们能直接看见杯子里的水变成水蒸气飞走吗？（不能）但我们知道水会慢慢变少，比如湿衣服会晾干。谁有办法能让水更快地变成水蒸气呢？（学生发言，如：加热、放在阳光下晒等）师：看来，水变成水蒸气似乎也需要……（学生：加热/吸热）（板书：水→水蒸气？吸热/加热）2.设计实验方案：师：科学猜测需要通过实验来验证。我们先来设计一个实验，验证“冰吸收热量会融化成水”这个假设。师：如果我们要证明“吸收热量”是冰融化的条件，实验中需要注意什么呢？（引导学生思考对比实验，控制变量）生：可以把冰放在不同温度的环境里。师：这个想法很好！我们可以设置两组实验：一组冰放在常温下（作为对比），另一组冰放在更温暖的环境里，比如……（学生：热水附近，但不能直接放进去，以免太快融化不好观察）师：老师为每个小组准备了冰块、小烧杯、冷水、热水（强调热水由老师统一倒，注意安全）、记录纸。你们觉得可以怎么设计这个对比实验来观察冰的融化过程和快慢？（引导学生讨论，形成大致方案：取两块大小相近的冰，分别放入两个小烧杯中。一个烧杯放在室温下，另一个烧杯可以放在盛有热水的大烧杯旁边（或用保鲜膜封住盛有热水的杯子口，将小烧杯放在保鲜膜上方感受热量，但不直接接触水），观察并记录冰的变化。）师：对于“水变成水蒸气”，我们也可以设计一个简单的观察实验。比如，我们可以用一个杯子装一些水，做什么能让我们更容易观察到水变成水蒸气的过程呢？（学生：加热水）师：老师会给大家演示加热水的实验，大家要仔细观察有什么现象产生。同时，每个小组也可以用一个杯子装少量温水，用保鲜膜密封杯口，放在温暖的地方（或阳光下，如果条件允许），观察一段时间后保鲜膜上会有什么变化，这能帮助我们理解水蒸气的去向。（三）动手操作，观察记录（约15分钟）1.实验前指导：*强调实验安全：注意热水，防止烫伤；不触摸碎玻璃（如有）；实验材料轻拿轻放。*明确观察要点：冰融化的过程中形态如何变化？哪个环境下的冰融化得快？加热水时杯口有什么现象？保鲜膜上会有什么？*提醒及时记录：将看到的现象用文字或图画记录在记录纸上。2.学生分组实验与教师演示：*分组实验一（冰的融化）：学生按照设计的方案进行实验，观察并记录两块冰的融化情况。教师巡视指导，帮助有困难的小组，提醒学生注意观察冰的状态变化和融化速度。*教师演示实验（水的蒸发与水蒸气的凝结）：在三脚架上放石棉网，烧杯中加入少量水，用酒精灯加热（或用热水壶烧开少量水倒入烧杯）。师：请大家仔细观察，当水被加热时，杯口有什么现象？（有“白气”冒出）师：（用一块干净的玻璃片放在“白气”上方）大家再看玻璃片上有什么变化？（有水珠出现）*分组实验二（水蒸气的凝结观察）：学生将少量温水倒入小烧杯，用保鲜膜密封杯口，橡皮筋扎紧，放在窗台上或温暖处。（此实验现象可能需要较长时间，可作为课堂观察的补充，或课后持续观察）3.记录与交流：学生在实验过程中，将观察到的现象及时记录在记录纸上。（四）分析现象，得出结论（约8分钟）1.小组汇报与交流：师：时间到了，哪个小组愿意分享一下你们观察到的冰融化的现象？（各小组代表发言，描述不同环境下冰的融化情况，如：放在热水旁边的冰融化得快，先变成了水；室温下的冰融化得慢一些。）师：这说明了什么？（冰吸收热量（温度升高）会融化成水，吸收的热量越多，融化得越快。）（完善板书：冰→水吸热/加热）师：在老师加热水的实验中，大家看到了什么？（杯口有“白气”，玻璃片上有水珠。）师：杯口的“白气”是水蒸气吗？（引导学生思考：水蒸气是看不见的。）其实，“白气”是水蒸气遇到较冷的空气凝结成的小水珠。当我们把玻璃片放在上方，水蒸气遇到冷的玻璃片，就会凝结成我们能看见的水珠。这说明加热确实能让水变成水蒸气“跑”出来，而水蒸气遇冷又能变成水。（板书：水→水蒸气吸热/加热；水蒸气→水放热/冷却）师：那我们的保鲜膜实验，如果时间足够长，会看到什么呢？（保鲜膜内壁会有水珠。）这和老师演示实验中玻璃片上的水珠道理是一样的。2.总结归纳：师：通过今天的探究，我们知道了水有哪几种状态？（固态——冰，液态——水，气态——水蒸气）师：它们之间是可以相互转化的。冰吸收热量会变成水，水吸收热量会变成水蒸气；反过来，水蒸气放出热量（遇冷）会变成水，水放出热量（温度降低到0℃以下）会变成冰。（可以用箭头和简单的示意图在黑板上表示这种循环关系）（五）拓展延伸，联系生活（约4分钟）1.生活中的水的变化：师：水的这些奇妙变化在我们生活中随处可见，谁能举个例子？（学生举例，如：冬天窗户上的冰花/水珠、夏天从冰箱拿出的饮料瓶外壁有水珠、晒衣服、人工降雨、雾、露、霜的形成等。教师可适当补充图片或简短视频。）师：比如，冬天我们呼出的“白气”是什么？（是我们呼出的水蒸气遇到冷空气凝结成的小水珠。）2.节约用水教育：师：水在自然界中不断循环，给我们提供了宝贵的淡水资源。但地球上的淡水资源是有限的，我们应该怎么做呢？（引导学生说出节约用水的做法。）（六）课堂小结与评价（约2分钟）师：今天我们一起探究了水的奇妙变化，知道了水的三种状态及其转化条件。大家在实验中都表现得非常棒，能够认真观察、积极思考、大胆发言。科学就在我们身边，希望同学们能继续保持这份好奇心和探究精神，去发现更多生活中的科学奥秘。十、板书设计水的奇妙变化固态：冰→（吸热/加热）→液态：水→（吸热/加热）→气态：水蒸气(有固定形状和体积)(没有固定形状，有一定体积)(没有固定形状和体积，看不见)↑↑（放热/冷却）←（放热/冷却）←核心：水的状态变化与“热量”有关十一、教学反思与拓展建议1.教学反思：*本教学设计注重引导学生自主提出问题、作出假设、设计实验，充分体现了探究性学习的特点。*实验材料的选择力求简单易得且安全，确保学生能动手操作。*对于“水蒸气”这一抽象概念，通过对比实验和生活实例帮助学生理解，但仍可能是部分学生的难点，需要后续在生活中不断强化。*课堂时间的分配需要灵活掌握，特别是学生实验和讨论环节，要给足时间但也要注