小学科学课程教学设计与实践案例

小学科学课程教学设计与实践案例一、引言小学科学课程作为培养学生科学素养的重要载体，肩负着引导儿童认识自然、探究规律、发展思维的使命。《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确提出，要通过“探究实践”与“思维建构”的融合，帮助学生形成科学观念、发展科学思维、提升探究能力、培育责任态度。有效的教学设计是实现这一目标的关键，它需要立足儿童认知特点，整合生活经验与学科知识，通过真实情境中的实践活动，让科学学习从“知识记忆”走向“素养生长”。本文以“植物的向光性”教学为例，探讨小学科学教学设计的核心逻辑与实践路径。二、科学教学设计的核心要素（一）目标设计：锚定素养发展科学教学目标需突破“知识本位”，转向“观念+思维+实践+态度”的四维架构。以“植物的向光性”为例：科学观念：理解植物向光性是适应环境的生命特征，认知光对植物生长的影响；科学思维：通过观察、对比、推理，分析实验现象与结论的逻辑关系；探究实践：设计并实施对比实验，掌握变量控制的基本方法；态度责任：激发对植物生长的好奇心，养成长期观察、严谨记录的科学习惯。（二）内容整合：联结生活与学科科学知识的教学需跳出教材文本，与学生生活经验、跨学科内容深度联结。例如“植物的向光性”可关联：生活情境：窗台上倾斜生长的绿萝、单侧光照的盆栽植物；跨学科融合：结合数学“测量植物弯曲角度”、美术“绘制生长轨迹”、语文“撰写观察日记”，形成知识的立体网络。（三）活动设计：聚焦探究体验科学活动应遵循“猜想—设计—实践—论证”的探究逻辑，让学生在“做中学”。以向光性实验为例，活动可分解为：1.情境驱动：通过“植物为什么‘歪头’看太阳？”的问题引发认知冲突；2.自主探究：分组设计“单侧光照vs均匀光照”的对比实验，自主控制变量（如光照方向、水分、温度）；3.证据论证：通过照片、记录表等呈现实验数据，小组研讨得出结论；4.迁移应用：思考“园艺师如何利用向光性调整植物造型？”，将知识转化为生活智慧。（四）评价设计：关注过程成长科学评价需超越“纸笔测试”，采用过程性评价与多元化工具：过程性评价：记录学生实验操作的规范性、小组合作的参与度、问题解决的创新性；多元工具：实验报告单（记录假设、步骤、结论）、观察日记（图文结合）、小组互评表（评价合作表现）。三、“植物的向光性”教学实践案例（一）教学背景与学情分析三年级学生已初步认识“植物生长需要阳光、水分”，但对“植物如何响应光照”缺乏深入观察。通过“向光性”探究，可帮助学生从“静态认知”转向“动态分析”，理解生物与环境的互动关系。（二）教学目标1.科学观念：知道植物具有向光性，能举例说明其对生存的意义；2.科学思维：通过对比实验现象，推理光与植物生长方向的关联；3.探究实践：独立设计并实施单侧光照实验，学会控制实验变量；4.态度责任：养成持续观察、如实记录的科学态度，激发对植物的喜爱。（三）教学准备材料工具：绿豆芽（提前3天培育，生长至5cm左右）、黑色卡纸（制作单侧遮光盒）、透明塑料盒、浇水壶、记录表（含日期、生长方向、特殊现象）；数字化工具：平板（拍摄每日生长状态，便于对比）。（四）教学过程1.情境导入：发现“植物的秘密”展示两组植物图片：一组是均匀光照下直立生长的豆芽，另一组是单侧光照下倾斜生长的豆芽。提问：“为什么右边的植物‘歪着身子’生长？光和植物的生长方向有关系吗？”学生结合生活经验猜想，如“植物喜欢光，所以朝着光长”“光会‘拉着’植物生长”，教师将猜想记录在黑板上，引发探究欲望。2.探究活动：揭秘向光性的实验之旅（1）设计实验：控制变量的智慧教师引导：“如何证明‘植物会朝着光生长’？需要设计一个公平的实验。”小组讨论后明确：变量控制：实验组（单侧光照）与对照组（均匀光照）的植物种类、数量、水分、温度需完全相同，仅光照方向不同；实验装置：用黑色卡纸制作“单侧开窗”的盒子（开窗朝向教室窗户），对照组用透明盒子；观察计划：每天同一时间（如上午10点）观察，记录豆芽的生长方向（用箭头或角度描述）。（2）实践操作：在“试错”中成长学生分组领取材料，搭建实验装置：将绿豆芽分别放入两个盒子，实验组用卡纸罩住（仅一侧留窗），对照组不遮光。教师巡视指导，纠正“浇水过多导致烂根”“卡纸遮挡不严漏光”等问题，强调“实验要公平，变量要唯一”。（3）交流研讨：用证据说话实验持续5天后，各小组展示记录表与平板照片：实验组豆芽普遍向开窗一侧弯曲（角度约30°-45°），对照组直立生长；部分小组发现“遮光盒内的豆芽茎部更细长”，引发新思考：“光对植物茎的粗细有影响吗？”教师引导学生分析数据：“实验组和对照组的唯一区别是光照方向，因此弯曲生长是光引起的。”总结：植物具有向光性，会朝着光源方向生长，这是植物适应环境、获取更多阳光的生存策略。3.拓展延伸：从课堂到生活生活应用：提问“家里的植物歪了，如何让它‘站直’？”（定期转动花盆，让植物均匀受光）；课后探究：观察向日葵、牵牛花的生长，记录它们的向光性表现，尝试用“向光性”解释“藤蔓为什么绕着竹竿爬”。四、教学反思与优化策略（一）实践成效学生通过“猜想—设计—验证”的完整探究，不仅掌握了植物向光性的知识，更发展了科学探究能力（如变量控制、证据推理）与合作意识（小组分工、观点碰撞）。课后观察日记显示，85%的学生能持续记录植物生长，体现了科学态度的养成。（二）问题与改进1.实验周期长：绿豆芽生长速度较慢，部分学生耐心不足。优化：改用生长更快的植物（如萝卜苗、生菜苗），或提前培育至“敏感期”（芽长3cm时开始实验）；2.操作规范性不足：少数学生未严格控制变量（如浇水不均）。优化：制作“实验操作流程图”，用图文提示“浇水要等量”“卡纸要贴紧”；3.跨学科整合浅：数学测量、美术记录的深度不够。优化：设计“植物弯曲角度测量表”，用量角器测量并计算平均值；开展“植物生长轨迹”绘画比赛，结合科学观察与艺术表达。五、结语小学科学教学设计的本质，是为儿童搭建“从生活到科学、从探究到素养”的桥梁。“植物的向光性”