小学科学课堂教学活动设计案例

小学科学课堂教学活动设计案例一、案例背景与设计理念小学科学课程以培养学生科学素养为核心，强调通过探究性学习建构科学概念、发展实践能力。“植物的向光性”是生命科学领域的重要内容，关联“生物与环境”的核心概念，能引导学生通过观察、实验、分析等过程，理解生物对环境的适应机制。本案例立足“做中学”理念，以问题为导向设计阶梯式探究活动，兼顾科学性与趣味性，契合小学中高年级（3-5年级）学生的认知特点与探究需求。二、教学目标设定（一）知识目标1.观察并描述植物向光生长的现象，初步理解植物向光性的概念；2.结合实验证据，推理植物向光生长的原因（单侧光刺激下的生长调节）。（二）能力目标1.经历“提出问题—设计实验—操作观察—分析结论”的探究过程，提升科学探究能力；2.学会用图表记录实验数据，培养实证分析与逻辑推理能力。（三）情感目标1.激发对植物生命现象的探究兴趣，养成细致观察、严谨求证的科学态度；2.体会生物与环境的依存关系，增强对自然规律的敬畏感。三、学情分析小学中年级学生已积累一定生活经验（如“植物向窗户生长”的观察），对植物生长现象充满好奇，但缺乏系统的实验设计与变量控制意识，对“向光性”的内在机制认知模糊（易混淆“向光”与“向水、向肥”等现象）。教学需以直观现象为切入点，通过结构化材料与阶梯式任务，引导学生从“经验感知”走向“科学探究”。四、活动准备（一）材料准备1.实验材料：生长7-10天的绿豆芽（或凤仙花幼苗）若干、不透光的长方体纸盒（每组1个）、剪刀、黑色胶带、透明直尺、记号笔；2.辅助材料：植物向光生长的科普视频（如“向日葵的追随”微观拍摄片段）、实验记录单（含“时间、植物生长方向、茎的弯曲角度”等维度）、达尔文研究植物向光性的历史资料卡。（二）环境准备1.教室划分“实验操作区”（每组4-5人，配备台灯作为单侧光源）与“交流研讨区”（环形桌椅便于小组汇报）；2.提前1天在暗箱（纸盒）单侧开直径3cm的孔，模拟“单侧光环境”，并调试光源高度（与植物生长点齐平）。五、教学活动过程（一）情境导入：现象激趣，提出问题活动1：视频观察与生活联想播放“向日葵从清晨到傍晚随太阳转动”的延时摄影视频，暂停于“阴天向日葵朝向光源（窗户）”的画面，提问：“植物为什么会‘追着光跑’？如果把它放在只有一个小窗户的黑屋子里，它还会找光吗？”结合学生回答（如“植物需要光才能生长”“光会吸引植物”），聚焦核心问题：“植物的生长方向会受光照方向影响吗？”，顺势引出探究主题。（二）猜想假设：基于经验，建立假设活动2：小组讨论与假设推导呈现两组对比图片：（1）窗台植物向窗外生长；（2）黑暗房间植物茎秆细弱、向光源孔倾斜。引导学生小组讨论，结合生活经验提出假设：假设1：植物会朝向有光的方向生长；假设2：单侧光会让植物的生长方向发生改变。教师追问：“如何设计实验验证假设？需要控制哪些条件？”，为后续实验设计铺垫。（三）实验探究：设计操作，实证分析活动3：实验方案设计提供实验材料（纸盒、植物、光源），引导小组讨论实验变量：自变量：光照方向（单侧光/均匀光）；因变量：植物生长方向（茎的弯曲角度、生长高度）；控制变量：植物种类、生长环境（温度、水分）、实验时间等。活动4：分组实验操作1.实验组：将绿豆芽放入单侧开孔的纸盒，封闭其余面，置于台灯下（光源从孔中射入）；2.对照组：将另一盆绿豆芽放入无孔纸盒，置于相同环境（确保水分、温度一致）；3.操作提示：用胶带固定纸盒，避免晃动；每天同一时间（如上午10点）打开纸盒，用直尺测量茎的高度，用记号笔标记生长方向，拍摄记录（教师巡视指导，强调“轻拿轻放，避免损伤植物”）。（四）观察记录：持续追踪，数据整理活动5：周期性观察与记录连续观察5天，学生在记录单上绘制“植物生长方向变化图”，标注每日茎的弯曲角度（如第1天0°，第3天15°，第5天30°）。教师展示“达尔文研究向光性”的资料卡（如“去掉胚芽鞘尖端，植物不再向光生长”），引发思考：“植物的哪个部位对光最敏感？”，为后续知识拓展埋下伏笔。（五）交流研讨：证据论证，建构概念活动6：小组汇报与全班研讨1.小组代表展示记录单与照片，描述实验现象：“实验组植物茎朝光源方向弯曲，对照组茎直立生长”；2.数据分析：对比两组植物的生长高度（实验组可能因“追光”生长速度略慢，但弯曲明显），推理结论：单侧光会导致植物向光生长；3.概念建构：结合达尔文的实验结论（胚芽鞘尖端是感光部位），简化讲解“植物激素（如生长素）分布不均导致向光侧与背光侧生长速度差异”，用“人排队：背光侧‘人多（激素多）’，生长快；向光侧‘人少’，生长慢→茎弯向光源”的类比帮助理解。（六）拓展延伸：课后实践，迁移应用活动7：家庭种植与农业探索1.课后任务：种植一盆植物（如绿萝），尝试改变光源方向（如从左侧移到右侧），观察生长方向变化，记录在“家庭探究手册”中；2.拓展阅读：查阅“温室大棚补光技术”“植物工厂的光环境调控”资料，思考“向光性在农业生产中的应用”（如培育壮苗、提高产量）。六、教学评价与反思（一）过程性评价1.实验操作：观察学生是否能规范控制变量（如纸盒封闭性、浇水频率），记录单填写是否清晰；2.研讨表现：关注小组汇报时的逻辑清晰度（如“现象—数据—结论”的推导），以及对他人观点的质疑与补充（如“如果用向日葵做实验，结果会一样吗？”）。（二）成果性评价1.实验报告：评估学生能否基于数据得出合理结论，是否理解“向光性是植物适应环境的策略”；2.拓展任务：通过家庭种植记录，观察学生是否能迁移实验方法，提出新问题（如“不同颜色的光对向光性有影响吗？”）。（三）教学反思1.优势：通过“暗箱实验”直观呈现向光性，结合科学史拓展深化认知，学生参与度高；2.不足：实验周期较长（5天），课堂内仅能呈现阶段性结果，可结合课前预实验或延时摄影视频弥补；部分学生对“激素调节”的微观机制理解困难，需简化类比（如用“弹簧两侧拉力不均”比喻生长速度差异）。七、案例启示本案例以“植物向光性”为载体，通过“现象感知—假设验证—历史溯源—生活应用”的逻辑链，将科学探究与概念建构深度融合。教学活动设计需注意：1.材料结构化：提供低成本、易操作的实验材料（如纸盒、豆芽），降低探究门槛；2.任务阶梯化