小学科学探究型教学活动设计方案

小学科学教育的核心目标之一是培养学生的科学探究能力，让儿童在“做科学”的过程中建构知识、发展思维。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确提出“探究与实践”是课程的主要学习方式，要求教师设计真实且富有挑战性的探究活动，引导学生经历“提出问题—作出假设—制订计划—搜集证据—处理信息—得出结论—表达交流—反思评价”的完整过程。本文结合教学实践，从设计理念、实施框架到具体案例，系统阐述小学科学探究型教学活动的设计思路，为一线教师提供可操作的实践参考。一、探究型教学活动的设计理念与目标定位（一）理念支撑：从“知识传授”到“探究建构”探究型教学以建构主义学习理论为基础，强调学生通过自主探究、合作交流建构科学概念。同时融合STEM教育理念，注重科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）的跨学科整合，让学生在解决真实问题的过程中发展综合素养。以“搭建稳固的桥梁”活动为例，学生不仅要探究结构力学原理（科学），还要设计桥梁模型（工程）、测量承重数据（数学）、优化材料使用（技术），实现多学科知识的融合运用。（二）三维目标的细化与落地1.知识与技能：聚焦小学科学核心概念（如物质特性、生命特征、地球与宇宙规律等），通过探究活动帮助学生形成清晰的科学认知。例如“溶解的秘密”活动，学生通过实验掌握“溶解”的概念及影响溶解速度的因素。2.过程与方法：培养学生提出可探究问题的能力、设计实验的逻辑思维、观察记录的实证意识、分析推理的科学思维。如“种子发芽的条件”探究中，学生学习控制变量法，学会设计“有水/无水”“有光/无光”等对比实验。3.情感态度与价值观：激发学生对自然现象的好奇心，培养团队合作精神、坚持不懈的探究精神，以及用科学知识改善生活的责任意识。例如“家庭节水方案设计”活动，引导学生关注水资源保护，将科学探究与社会责任感结合。二、探究型教学活动的实施框架与关键环节（一）活动准备：从“教具准备”到“学习场域营造”活动准备需兼顾物质条件与心理氛围。物质层面，根据探究主题准备安全、易操作的材料（如“电路探秘”活动准备导线、小灯泡、电池、开关等）；心理层面，通过创设悬念、关联生活经验激活学生的探究欲望。例如“神奇的磁铁”活动，教师提前在教室角落放置带磁铁的“神秘盒子”，学生课间发现后自然产生疑问，为课堂探究埋下伏笔。（二）活动过程：基于“探究循环”的阶梯式推进1.情境激趣，驱动问题生成用生活现象、实验魔术或认知冲突引发学生提问。例如“空气占据空间吗？”活动，教师演示“覆杯实验”（装满水的杯子倒扣在纸板上，水不流出），学生观察后质疑：“为什么纸板能托住水？是空气在帮忙吗？”自然生成探究问题。2.假设论证，规划探究路径引导学生基于已有经验作出假设，并将假设转化为可操作的实验方案。如“影响摆的快慢的因素”探究中，学生假设“摆锤重量”“摆绳长度”“摆动幅度”会影响速度，教师引导小组讨论：“如何设计实验验证假设？需要控制哪些变量？”帮助学生明确“每次只改变一个因素，其他因素保持不变”的实验逻辑。3.实践探究，亲历证据搜集学生分组实施实验，教师巡视指导，关注实验操作的规范性、数据记录的真实性。例如“土壤里有什么”活动，学生通过“观察土壤样本—过滤土壤浸出液—燃烧土壤”等步骤，搜集“土壤含沙粒、腐殖质、水分、空气”的证据，教师适时提醒：“观察过滤后的滤纸，你发现了什么？燃烧时的气味说明了什么？”引导学生从现象中提取科学信息。4.研讨交流，建构科学概念组织小组汇报实验结果，鼓励质疑与补充，教师适时引导归纳。如“植物的向光性”探究后，各小组展示植物生长方向的照片，汇报实验结论，教师追问：“如果把植物放在窗户和灯光之间，它会怎么生长？”帮助学生深化对“植物会朝着光源方向生长”的理解，形成科学概念。5.拓展延伸，迁移探究能力将探究成果与生活实际或更复杂的问题联结。例如“声音的传播”活动后，布置任务：“设计一个‘土电话’，让它能在更远的距离传递声音，需要改进哪些部分？”学生需运用“声音通过固体传播”的知识，尝试优化材料或结构，实现探究能力的迁移。三、典型案例：“水的表面张力”探究活动设计（一）活动背景与目标结合三年级“物质的特性”单元，引导学生探究水的表面张力现象，理解“液体表面分子间的吸引力”（简化为“水的表面像有一层看不见的膜”），培养实验设计与观察分析能力。（二）活动准备材料：装满水的烧杯、回形针、滴管、硬币、洗洁精、小纸片、放大镜。场地：教室分组实验区，每组4人。时间：40分钟（导入5分钟，探究20分钟，交流10分钟，拓展5分钟）。（三）活动过程1.魔术导入：“回形针的水上漂”教师演示：将回形针小心放在水面上，回形针竟然浮起来了！学生惊呼后提问：“水怎么能托住回形针？是水有魔法吗？”教师引导：“我们一起探究水的秘密，看看能不能解开这个魔法。”2.假设与规划：“水的力量从哪来？”学生分组讨论，提出假设（如“水的表面有一层膜”“水有粘性”“水的密度大”等）。教师引导小组设计实验验证假设，例如：实验1：用滴管往硬币上滴水，看最多能滴多少滴而水不溢出（观察水的表面形态）。实验2：将回形针放在水面，用放大镜观察水的表面（对比放入洗洁精后回形针的变化）。实验3：把小纸片轻轻放在水面，用铅笔尖触碰纸片中心，观察纸片是否下沉（感受表面张力的支撑力）。3.实践探究：“寻找水的‘隐形膜’”学生分组实验，记录现象：实验1：硬币上的水形成“凸起的球面”，远超预期的滴数才溢出。实验2：回形针浮在水面时，水的表面向下凹陷但未破裂；滴入洗洁精后，回形针迅速下沉。实验3：小纸片浮在水面，触碰中心后纸片下沉，水的表面出现“破洞”。教师巡视时引导：“观察水的表面，它和我们平时看到的水面有什么不同？洗洁精为什么能让回形针下沉？”帮助学生聚焦“表面张力”的核心现象。4.交流研讨：“解密水的魔法”各小组汇报实验发现，教师总结：“水的表面分子像手拉手的小朋友，形成了一层看不见的‘膜’，这就是水的表面张力。它能托住轻小的物体，让水形成凸起的形状。洗洁精会破坏这层‘膜’，所以回形针会下沉。”学生结合生活经验补充：“露珠是圆的，也是因为表面张力！”“小虫子能在水上走，也是靠表面张力！”5.拓展挑战：“用表面张力搬运纸片”任务：设计一个方案，用表面张力将小纸片从A点“搬运”到B点（不能用手直接碰纸片）。学生尝试用滴管在纸片边缘滴水，利用水的表面张力带动纸片移动，在实践中深化对概念的理解。四、评价与反思：让探究活动更具生长性（一）多元化评价：关注过程与素养采用“学生自评+小组互评+教师评价”的方式，评价维度包括：探究参与度：是否积极提出问题、参与实验操作。合作能力：小组内的分工协作、倾听与表达。探究方法：实验设计的逻辑性、数据记录的准确性。概念建构：能否用科学语言解释现象、形成结论。例如，在“水的表面张力”活动后，学生自评表可设计：“我能说出一个水表面张力的例子（）”“我在实验中遇到的问题及解决方法（）”，教师结合小组汇报的深度、实验记录的完整性给出反馈。（二）反思改进：从“完成活动”到“优化设计”教师需反思活动设计的不足，如：材料准备是否充分？如“回形针浮水”实验，需提前训练学生的操作技巧，避免回形针带入气泡影响实验。时间把控是否合理？复杂实验可拆分课时，确保学生有充足时间探究。概念建构是否深入？若学生对“表面张力”的理解停留在现象描述，可补充微观分子模型的动画，帮助抽象思维。通过持续反思，将探究活动从“形式化探究”转向“深度探究”，真正实现学生科学素养的发展。结语：小学科学探究型教学活动的设计，需以学生的认知规律为起点，以