小学科学探究课堂设计案例

小学科学探究课堂设计案例一、探究主题与设计理念小学科学课程以培养学生核心素养为导向，强调通过“做中学”“探中学”建构科学观念、发展探究能力。本案例选取“植物的向光性”作为探究主题，紧扣《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生物的特征与环境适应”学习内容要求，引导三年级学生通过观察、实验、推理等方式，自主发现植物对光照环境的适应性表现，体会“结构与功能相适应”的科学观念，同时在探究过程中发展实证意识与合作能力。二、教学目标设定（一）科学观念目标能结合观察与实验证据，描述植物生长方向与光照的关联，初步理解“植物向光生长是对环境的适应”这一现象背后的生命规律。（二）探究实践目标经历“提出问题—设计方案—动手实验—分析结论”的完整探究流程，学会用控制变量法设计简单对比实验，能规范记录实验现象并基于证据进行推理。（三）态度责任目标在小组合作中养成严谨、细致的探究习惯，感受植物生长的奇妙，增强对生命现象的好奇心与探究欲。三、学情分析三年级学生已具备初步的观察能力，对植物生长现象（如种子发芽、植物长高）有生活经验，但对“植物生长方向是否受环境影响”缺乏系统思考。他们喜欢动手操作，但设计实验时易忽略变量控制（如同时改变光照、水分等条件），需要教师通过问题引导和范例示范，帮助其明确实验的逻辑严谨性。四、探究课堂实施流程（一）情境激趣，聚焦问题教师展示两组植物图片：一组是窗台盆栽（枝叶向窗外倾斜），另一组是室内阴暗处的绿植（茎秆细长、叶片稀疏）。“同学们，仔细看看这两组植物，它们的生长状态有什么不一样？你觉得是什么原因造成的？”学生观察后提出猜想：“窗外的植物叶子都朝外面长，是不是想晒太阳？”“阴暗处的植物长得歪歪扭扭，是不是没有光就长不好？”教师顺势追问：“植物的生长方向真的会跟着光走吗？我们可以用什么方法验证这个想法？”（二）猜想假设，明确方向学生结合生活经验提出假设：“如果给植物单侧光照，它的茎会朝着有光的方向生长。”“没有光的话，植物可能长得慢或者方向混乱。”教师引导小组讨论：“要验证‘植物向光生长’，需要控制哪些条件不变？只改变什么条件？”帮助学生聚焦“光照方向”这一变量，初步形成实验设计的思路。（三）设计方案，规划路径小组任务单：实验材料：绿豆种子（提前浸泡发芽）、透明塑料杯、棉花、黑卡纸（制作遮光罩）、小台灯（模拟单侧光）。实验步骤：1.将发芽的绿豆种子均匀摆放在铺有湿棉花的塑料杯中，保证水分、温度一致；2.用黑卡纸制作“单侧透光”的遮光罩（仅一侧留缝隙），罩住塑料杯；3.每天固定时间用台灯从缝隙方向照射，持续观察并记录茎的生长方向。记录表格：天数茎的生长方向（朝向/背离光源）叶片形态（展开/蜷缩）其他发现--------------------------------------------------------------------第1天第2天教师巡视指导，重点纠正“同时移动杯子和改变光照”等逻辑错误，确保每个小组的方案能有效验证假设。（四）实践探究，实证分析学生分组实验，每天课间观察并记录。实验第3天，部分小组发现：“绿豆茎开始朝着台灯的方向弯了！”“遮光罩里的茎，顶端都往有光的缝隙那边长。”教师引导学生对比“单侧光组”与班级自然生长的“对照组”（未遮光的绿豆苗），发现：“对照组的茎是直立向上的，而单侧光组明显向光弯曲，说明光真的会影响植物生长方向！”（五）交流研讨，建构认知小组汇报：各小组展示记录单，描述实验现象。小组A：“我们的绿豆茎第2天就开始向光倾斜，第3天弯得更明显了，叶子也朝着光的方向展开。”小组B：“我们的种子发芽晚，第3天刚长出茎，还没明显弯曲，但能看到顶端有向光的趋势。”质疑与补充：学生1：“为什么有的组茎弯得快，有的慢？是不是种子发芽程度不一样？”学生2：“如果把台灯换到相反方向，茎会跟着转吗？”教师引导总结：“大家的观察很细致！实验中，单侧光照的植物茎会朝着光源生长，这就是植物的‘向光性’。它能帮助植物获得更多阳光，进行光合作用，是植物适应环境的一种方式。至于茎的弯曲速度，和种子的活力、光照强度都有关系，我们课后可以继续探究。”（六）拓展迁移，深化理解跨学科延伸：结合语文课文《爬山虎的脚》，观察爬山虎的卷须是否也有向光性；或用美术课所学的“光影画法”，描绘植物向光生长的姿态。五、教学评价与反思（一）多元评价维度过程性评价：观察学生实验设计的严谨性、小组合作的参与度、记录单的完整性（如是否标注“光源方向”“时间节点”）。成果性评价：通过“植物向光性解释”任务（如用画图+文字说明“窗台植物为何向窗外生长”），评估学生对核心概念的理解。（二）教学反思1.成功之处：情境导入贴近生活，有效激发探究欲；控制变量法的渗透通过“错误范例纠正”实现，学生理解更深刻。2.改进方向：实验周期较长（需3-5天），可提前1-2天启动实验，课堂上聚焦“数据分析与结论推导”；对于“向光性的原理（生长素分布）”，可通过动画简化解释，避免过度深入。六、案例启示与延伸应用本案例的核心价值在于“问题驱动+实证探究”的课堂范式：从真实情境中提炼可探究的问题，通过“猜想—设计—验证—反思”的闭环，让学生在“做”中建构科学概念。教师可将此模式迁移至其他主题（如“种子萌发的条件”“蚯蚓的生活环境”），关键在于：选取贴近学生生活的探究主题，降低认知门槛；设计“脚手架式”的任务（如记录单、实验