小学科学探究式教学设计案例集

小学科学探究式教学设计案例集小学科学课程以培养学生科学素养为核心，探究式教学通过“做中学”“思中学”的方式，让学生在真实问题情境中经历科学探究的全过程，建构科学概念、发展探究能力、培育科学态度。本文结合三个典型教学案例，呈现探究式教学的设计思路与实践反思，为一线教师提供可借鉴的教学范式。案例一：追寻阳光的脚步——植物向光性的探究之旅情境锚定：当植物“爱上”阳光在观察班级自然角的豆苗时，学生发现“窗边的豆苗都歪着脖子朝向窗外”。这一现象引发激烈讨论：“是风把它吹歪的？”“它想晒太阳！”“所有植物都会这样吗？”基于学生的疑问，我们将“植物的生长方向与光照有什么关系”作为探究核心问题，引导学生从生活现象走向科学探究。目标架构：认知·能力·态度的三维生长科学概念：通过实证观察，理解植物具有向光生长的特性（向光性），初步感知环境因素对生物生长的影响。探究能力：能设计对比实验控制变量（光照方向），会用图文结合的方式记录植物生长变化，基于证据推理得出结论。态度责任：在长期观察中培养耐心与专注力，体会生物与环境的依存关系，增强对生命现象的敬畏感。探究历程：从猜想验证到深度建构1.猜想与规划：小组讨论“如何让植物‘选择’光照方向”，教师引导明确变量（光照方向、植物种类、生长环境一致），学生绘制实验方案图（如：将两盆相同的豆苗分别放在单侧透光的纸箱中，一盆开口朝左，一盆朝右）。2.实证观察：连续两周观察并记录豆苗的生长方向、茎的弯曲程度。学生发现“朝光侧的茎长得更快，叶子也更舒展”，部分小组还尝试改变光照方向（如中途旋转纸箱），观察到植物会“重新调整”生长方向。3.研讨与建模：各小组用实物、照片展示实验结果，共同归纳“植物会向着光源方向生长”的规律。教师借助微课演示植物向光性的生理机制（生长素分布不均），帮助学生从现象认知走向原理理解。4.拓展迁移：引导学生思考“阳台的绿萝为什么总朝窗外长？如何让它长得更均匀？”，学生提出“定期旋转花盆”“用反光板补光”等生活策略，实现科学知识向生活实践的转化。反思迭代：在真实问题中优化设计亮点：将长期观察与对比实验结合，学生在“照顾植物”的过程中自然生发探究热情，数据记录从“被动填写”变为“主动记录”（如用卡通贴纸标记生长高度）。改进：部分学生对“变量控制”理解不足（如同时改变光照和水分），后续可增加“模拟实验”环节（用吸管模拟生长素运输），帮助学生直观理解变量逻辑。案例二：水的“隐形力量”——表面张力的趣味探究现象激趣：会“托举”的水课始，教师演示“回形针浮在水面”的小魔术，学生惊呼：“水怎么变‘硬’了？”“回形针是空心的？”强烈的认知冲突驱动学生提出问题：“水的表面有什么特殊的力量吗？”“哪些因素会影响这种力量？”目标聚焦：在体验中建构科学概念科学概念：通过系列实验，认识水的表面张力现象，了解液体表面分子的相互作用。探究能力：能设计对比实验（如不同液体、添加物质对表面张力的影响），用定量方法（如硬币滴水数量）描述现象，基于证据解释生活中的相关现象（如露珠呈球形）。态度责任：在“玩中学”中培养质疑精神（如“洗洁精真的能破坏表面张力吗？”），体会科学与生活的紧密联系。探究链设计：从体验到解释的阶梯式学习1.初体验：水的“承载力”：小组合作完成“硬币滴水”实验，记录“最多能滴多少滴水而水膜不破裂”。学生发现“水像被一层膜兜住”，并尝试用放大镜观察水的表面。2.深探究：力量的“增强”与“削弱”：提供洗洁精、酒精、糖水等材料，学生自主设计实验（如“滴了洗洁精的水还能托住回形针吗？”），记录现象并分析原因。部分小组发现“糖水的表面张力更强，能滴更多水”，初步感知液体成分对表面张力的影响。3.生活解码：表面张力的“隐形”应用：展示“荷叶上的露珠”“昆虫在水面行走”的图片，学生用所学原理解释；再联系生活“为什么洗完碗的水会形成水膜？”，实现科学概念的生活化迁移。反思点睛：让“意外”成为教学资源生成性资源：有小组发现“用热水做实验时，水膜更容易破裂”，教师顺势引导讨论“温度对表面张力的影响”，拓展探究维度。改进方向：低年级学生对“分子作用力”的抽象概念理解困难，可通过“人挤人”的模拟游戏（学生扮演水分子，体验表面与内部的受力差异），将抽象知识具象化。案例三：点亮创意——简单电路的探究与设计问题驱动：让小灯泡亮起来教师提供电池、导线、小灯泡，抛出问题：“如何让小灯泡亮起来？”学生尝试连接，却发现“有的亮了，有的没亮”。通过对比成功与失败的电路，学生聚焦核心问题：“电路需要怎样的连接方式？”目标进阶：从操作到工程的思维发展科学概念：掌握简单电路的组成（电源、用电器、导线、开关），理解“闭合回路”的工作原理。探究能力：能通过试错法优化电路连接，设计并制作包含开关的创意电路（如“红绿灯”“门铃”），用绘图法记录电路连接方式。态度责任：在“故障排查”中培养问题解决能力，树立安全用电意识（如“不能用导线直接连接电池两极”）。探究支架：从模仿到创新的实践路径1.解构电路：发现闭合的秘密：学生拆解成功的电路，用箭头标记电流路径，总结“电流从正极出发，经过用电器，回到负极”的规律。教师用“水流类比电流”的动画，帮助学生理解回路原理。2.创意设计：让电路“活”起来：提供开关、小风扇、蜂鸣器等材料，小组合作设计“有功能的电路”。有的小组制作“防盗报警器”（用开关控制蜂鸣器），有的设计“自动浇花器”（用湿度传感器模拟，简化为开关控制小水泵），在工程实践中深化对电路的理解。3.安全延伸：家庭电路的奥秘：展示家庭电路的实物图，讨论“为什么开关要接在火线上？”“插座的三孔有什么作用？”，将课堂探究延伸到生活安全领域。反思沉淀：在试错中培养工程思维难点突破：学生初期常将电池正负极接反或导线虚接，教师制作“电路连接小贴士”（如“导线要绕在接线柱上”“电池盒的弹簧端接负极”），降低操作难度。拓展方向：可引入“导电测试”环节（测试金属、塑料、木材的导电性），帮助学生理解“导体”与“绝缘体”的概念，为后续学习电路材料做铺垫。探究式教学的实践策略：从案例到范式的提炼情境创设：从“生活现象”到“科学问题”三个案例均以学生熟悉的生活现象（植物歪头、水托回形针、灯泡不亮）为起点，通过“认知冲突”激发探究欲。教师需敏锐捕捉学生的“疑问点”，将其转化为可探究的科学问题（如“植物的生长方向与光照有关吗？”），让探究有明确的目标指向。探究支架：从“扶着走”到“自己走”认知支架：用类比（水流→电流）、可视化工具（实验方案图、电流路径箭头）降低抽象概念的理解难度。操作支架：提供“分步指南”（如电路连接小贴士）、标准化记录工具（如植物生长记录表），帮助学生规范探究行为。思维支架：通过“追问”（如“为什么滴了洗洁精的水膜会破？”）引导学生从“现象描述”走向“原理分析”，培养证据推理能力。评价反馈：从“结果评价”到“过程增值”过程性评价：关注学生在“猜想、设计、实验、反思”各环节的表现，用“探究成长档案”记录其思维发展（如从“随意猜测”到“基于经验的推理”）。多元化评价：结合小组互评（如“创意电路的实用性”）、自我反思（如“我在电路连接中克服了哪些困难”），让评价成为学习的一部分。结语：让探究成为科学学习的常态小学科学探究式教学的核心，是让学生在“做”的过程