五年级科学探究实践活动设计

五年级科学探究实践活动设计一、活动背景小学五年级学生已对植物生长的基本条件（阳光、水分、土壤）有初步认知，但对植物如何“感知”并“响应”环境变化的内在规律缺乏深入探究。结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生物的生存依赖一定环境，生物能适应环境”的核心概念，本次活动聚焦植物向光性这一典型现象，引导学生通过设计实验、持续观察、数据分析，理解植物对光照刺激的适应性反应，培养科学探究的核心素养。二、活动目标（一）知识目标学生能通过实验观察，描述植物向光性的现象，初步理解“植物会朝着光源方向生长”的规律，感知生物对环境刺激的适应性。（二）能力目标1.经历“提出问题—作出假设—设计实验—实施观察—得出结论”的完整探究过程，提升实验设计与变量控制能力；2.学会用表格、照片等方式记录实验数据，培养分析与归纳的思维能力；3.在小组合作中，提高沟通协作与问题解决能力（如调整实验装置、处理植物倒伏等突发情况）。（三）情感目标1.激发对植物生长奥秘的好奇心，养成长期观察、严谨求实的科学态度；2.体会“生活处处有科学”，增强将科学知识应用于生活实践的意识（如家庭种植、植物景观设计）。三、活动准备（一）材料准备实验植物：每组选取2盆生长状态相近的绿豆苗（或向日葵苗、小白菜苗，提前1周培育，保证茎长约5-8厘米，叶片舒展）；遮光工具：不透光的硬纸盒（尺寸略大于花盆，侧面剪一个2×3厘米的长方形开口，用于控制光照方向）；测量工具：软尺（或直尺）、标签纸、记号笔；记录工具：实验记录表（含日期、植物生长长度、弯曲角度、观察现象等栏目）、手机（用于拍摄实验过程，可选）。（二）分组安排以4人为一小组，明确分工：实验操作员（负责装置调整、测量）、记录员（填写表格、拍照）、材料员（管理工具）、汇报员（整理结论、分享成果）。提前1节课讲解小组合作要求，强调“角色可轮换，责任共承担”。四、活动过程（周期：1周）（一）阶段1：问题驱动，猜想假设（1课时）1.情境导入：展示教室窗台上“向窗外倾斜生长的绿萝”，提问：“植物为什么会‘歪着头’朝窗户长？是喜欢阳光，还是其他原因？”引导学生结合生活经验（如阳台的花、路边的树），提出猜想：“植物可能会朝着有光的方向生长。”2.聚焦问题：将猜想转化为可探究的科学问题：“植物的生长方向会随光照方向改变吗？”小组讨论并记录假设（如“如果只给植物一侧光照，它的茎会向光源方向弯曲”）。（二）阶段2：实验设计，方案优化（1课时）1.变量分析：引导学生思考“实验中需要控制哪些条件不变（如水分、温度、土壤），改变哪个条件（光照方向）”，明确“单一变量原则”。2.装置设计：小组绘制实验装置图：将一盆植物（标记为“实验组”）放入纸盒，使开口朝向左侧（或右侧，统一方向便于对比）；另一盆（标记为“对照组”）置于自然光照下（或开口朝向正上方，模拟均匀光照）。用标签纸标记植物初始位置（如在茎基部画横线）。3.方案完善：教师巡视，针对“如何固定纸盒”“怎样准确测量弯曲角度”等问题，引导学生优化方案（如用胶带固定纸盒，用软尺测量茎的“初始位置—末端位置”的水平距离，计算弯曲角度）。（三）阶段3：实验实施，持续观察（课余+1课时）1.日常观察：学生每天放学前15分钟（固定时间）观察植物，记录：①茎的长度（从基部横线到顶端的距离）；②弯曲角度（用软尺量水平偏移距离，结合茎长，用三角函数或直观描述“明显弯曲/轻微倾斜”）；③叶片朝向、颜色变化等现象。若遇植物倒伏，小组讨论调整（如在花盆中插小木棍支撑）。2.数据整理：周末前，小组汇总5天的观察记录，用柱状图或折线图呈现“茎长变化”与“弯曲角度变化”的趋势（可选，教师提供模板）。（四）阶段4：分析总结，交流分享（1课时）1.小组研讨：结合记录表与照片，分析现象：“实验组植物的茎是否向光源方向弯曲？对照组呢？生长速度有差异吗？”推导结论：“植物会朝着光源方向生长，这种特性叫向光性。”2.全班交流：各小组汇报实验结果，对比不同植物（如绿豆苗vs向日葵苗）的反应差异。教师补充讲解：“植物体内的‘生长素’会在背光侧积累，使细胞伸长更快，从而导致茎向光弯曲。”（用“排队小朋友，背光侧‘长得快’，队伍就会朝光源拐”的类比帮助理解）。3.反思改进：引导学生思考实验不足（如光照强度不均、植物数量少），提出改进方案（如增加植物数量、用LED灯控制光照强度）。五、活动评价（一）多元评价维度1.过程性评价（占60%）：观察学生实验操作的规范性（如变量控制、测量准确性）、小组合作的参与度（如分工协作、问题解决）；2.成果性评价（占40%）：实验记录表的完整性（数据真实、现象描述清晰）、汇报结论的逻辑性（能结合证据推导结论）。（二）评价工具设计《科学探究评价量表》，从“问题提出、实验设计、数据记录、结论推导、创意表现”5个维度，采用“自评+互评+师评”的方式（例：“数据记录”维度，A档：每天记录，数据准确，附照片/绘图；B档：记录完整，偶有误差；C档：记录不连续，描述模糊）。六、拓展延伸（一）生活应用引导学生调查“植物向光性在农业中的应用”（如温室补光、植物工厂的光源设计），或在家尝试“旋转花盆法”（每周转一次花盆，观察植物生长方向的变化），撰写《家庭种植中的“向光性”小窍门》观察日记。（二）深度探究提出新问题：“植物的向地性（根向地下生长）和向光性有关吗？”提供蚕豆种子，指导学生设计“暗箱+倾斜花盆”的实验，探索植物对多重环境刺激的响应规律。设