小学科学探究活动教学竞赛案例

小学科学探究活动教学竞赛案例小学科学课程以探究为核心，教学竞赛为教师提供了实践创新的平台。本文以三年级《植物的一生》单元拓展探究“植物的向光性”为例，呈现一场融合情境创设、问题驱动、合作探究的教学竞赛设计，剖析其教学策略与实施成效，为一线教师提供可借鉴的探究活动组织范式。一、案例背景与教学目标（一）内容定位“植物的向光性”是《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生物的特征与需求”主题下的拓展探究内容，承接“植物的生长需要阳光”的基础认知，指向“生物对环境刺激的反应”这一核心概念的建构，为后续学习“动物的行为适应”奠定逻辑基础。（二）学情分析三年级学生已具备“植物生长依赖阳光”的前概念，但对“植物如何响应光照方向”缺乏具象认知。他们好奇心强，乐于动手操作，但实验设计的逻辑性、变量控制的精准度不足，小组合作中易出现分工模糊、记录随意的问题。（三）教学目标1.知识目标：能描述植物向光性的现象，初步理解光照方向对植物生长方向的影响机制（用生活化语言解释，如“植物会朝着光‘弯腰’生长”）。2.能力目标：经历“提出问题—设计方案—实验验证—得出结论”的探究流程，提升实验设计、观察记录与分析推理能力；在小组合作中学会清晰表达、倾听质疑。3.情感目标：体会科学探究的严谨性与趣味性，增强对植物生命现象的敬畏感，激发运用科学知识解决生活问题的意识。二、探究活动实施过程（一）情境导入：从“现象冲突”到“问题聚焦”课堂伊始，教师展示两组对比图片：一组是窗台上向窗外倾斜生长的绿萝，另一组是实验室中均匀光照下直立生长的绿萝。提问：“为什么同一种植物，生长方向却不一样？”学生结合生活经验提出猜想：“窗外有光，植物想‘追’光”“实验室的光到处都有，所以不歪”。教师顺势追问：“植物真的会朝着光生长吗？我们能设计实验验证吗？”由此聚焦探究问题——“植物的生长方向会随光照方向改变吗？”（二）猜想假设：从“模糊直觉”到“可探问题”学生围绕核心问题展开头脑风暴，提出多元猜想：“植物喜欢光，会朝着光长”“光越强的地方，植物长得越旺”“只有单侧光时，植物才会歪”。教师引导学生将猜想转化为可操作的探究问题，如“单侧光照下，绿豆苗的生长方向会改变吗？”“不同光照强度下，植物生长速度有差异吗？”（结合课时与材料，最终选定“单侧光照对绿豆苗生长方向的影响”作为探究主题，简化变量，突出核心概念）。（三）方案设计：从“经验尝试”到“科学规划”1.材料准备：提前3天浸泡、萌发绿豆（保证实验初始状态一致），每组配备：带孔塑料盒（底部铺湿纸巾，固定绿豆苗）、LED小台灯（模拟单侧光）、黑色卡纸（制作遮光罩，控制光照方向）、记号笔、观察记录表。2.小组研讨：学生分组讨论实验步骤，教师巡视并追问关键问题：“如何保证只有光照方向不同，其他条件（水分、温度、种子初始位置）都一样？”“怎么标记植物初始和后续的生长方向？”“观察周期设为几天，每天记录几次？”3.方案优化：小组代表分享设计，全班质疑完善。最终形成统一方案：①将萌发的绿豆苗（胚根朝下，胚芽朝上）均匀摆放在塑料盒湿纸巾上，用记号笔标记初始位置；②用黑色卡纸制作“L”形遮光罩，使台灯仅从左侧照射（实验组），对照组置于自然散射光下（位置与实验组相邻，保证温度、湿度一致）；③每天同一时间（如上午10点）观察并记录胚芽生长方向与角度，持续观察5天。（四）实践探究：从“动手操作”到“证据收集”1.分组实验：学生按方案分组操作，教师重点指导：①遮光罩的安装（确保单侧光效果）；②标记的规范性（用不同颜色笔记录每日生长轨迹）；③异常情况处理（如种子发霉，及时更换；光照角度偏移，调整装置）。2.观察记录：学生用“文字+简笔画”记录：第1天，绿豆苗胚芽直立向上；第3天，实验组胚芽明显向左侧（光源方向）弯曲，对照组仍直立；第5天，实验组弯曲角度达45°左右，对照组无明显方向变化。部分小组发现“靠近台灯的绿豆苗生长更快”，教师引导其思考“光照强度与生长速度的关系”，为拓展探究埋下伏笔。（五）交流研讨：从“个体发现”到“集体建构”1.小组汇报：各小组用实物投影展示记录表，汇报结论：“单侧光照下，绿豆苗会朝着光的方向生长；均匀光照下，生长方向不变。”有小组补充：“我们组的绿豆苗第4天弯曲速度变快了，可能是长得越大，对光的反应越明显？”2.质疑深化：其他小组提问：“你们的种子初始位置都一样吗？会不会是种子本身的朝向影响的？”“为什么对照组的绿豆苗也有轻微倾斜？是不是周围环境的光没完全挡住？”汇报组结合实验过程回应，如“我们特意将种子胚芽朝上摆放，初始方向一致”“对照组的倾斜可能是窗户透进的光，下次实验会用完全遮光的盒子”。3.教师总结：结合学生汇报，教师用动画演示“植物向光性的秘密”：植物体内有“生长激素”，单侧光会让激素跑到背光一侧，使背光侧长得更快，所以植物就弯向光了。（用“跑步比赛”类比：背光侧细胞“跑得更快”，把植物“拉”向光的方向）（六）拓展延伸：从“课堂探究”到“生活应用”1.生活联系：提问“生活中哪些现象能用向光性解释？”学生举例：“向日葵跟着太阳转”“阳台的花总往窗外长，需要定期转动花盆”。教师展示农业大棚补光设备、植物工厂的LED光源布局，说明向光性原理在现代农业中的应用。2.课后任务：“尝试用不同颜色的光（如红光、蓝光）照射绿豆苗，观察生长方向和速度的变化，下节课分享发现。”引导学生从“单一变量”探究走向“多变量”拓展，深化科学思维。三、教学策略与创新点（一）项目式学习驱动，建构完整探究链以“植物向光性”为项目主题，将探究分解为“问题提出—方案设计—实践验证—成果应用”的子任务，学生在真实问题驱动下，经历“做中学”的完整流程，突破传统“验证性实验”的局限，培养工程思维与创新意识。（二）可视化工具支撑，提升探究精准度设计“双维度观察记录表”（方向+角度），用简笔画+数据标记生长轨迹，使抽象的“生长变化”可视化；借助黑色卡纸、LED灯等低成本材料，精准控制实验变量，解决小学科学实验“变量模糊、现象不显著”的难题。（三）多元评价融合，关注过程与素养采用“三维评价表”：①小组互评（合作分工、表达质疑）；②教师评价（实验操作规范性、记录完整性）；③自我反思（探究中的困惑与收获）。评价贯穿全程，不仅关注“结论是否正确”，更重视学生在探究中表现出的科学态度与思维品质。四、教学成效与反思（一）成效反馈1.知识建构：超九成学生能准确描述向光性现象，约八成能结合“生长激素移动”的类比解释原理，超越教材要求的“现象认知”，实现“原理解构”的进阶。2.能力发展：小组合作中，八成以上的学生能清晰表达观点、倾听同伴建议；实验设计的“变量控制”意识显著提升，如后续拓展实验中，超半数的小组主动设置“无光组”作为对照。3.情感激发：课后调查显示，近九成的学生表示“对植物生长更感兴趣了”，有学生自发在家种植“向光性植物”并记录，体现科学探究的生活迁移。（二）反思改进1.实验周期优化：5天的观察周期在课堂内完成较紧张，可提前1-2天启动实验，课堂聚焦“方案优化、中期调整、成果研讨”，避免时间仓促导致的观察不细致。2.差异化指导加强：部分小组在“变量控制”（如种子初始朝向、光照强度一致性）上仍有疏漏，需在分组时搭配“能力互补”成员，或设计“实验小贴士”卡片（如“种子摆放要‘头朝同一方向’”）辅助弱组。3.跨学科融合深化：可结合数学“角度测量”、美术“植物生长速写”，丰富探究维度，体现新课标“跨学科实践”的要求。五、总结与启示本案例通过真实情境驱动、科学探究建模、多元评价护航，将“植物向光性”从“知识讲授”转化为“实践建构”，在教学竞赛中展现出三大启示：1.小切口，深探究：选择贴近学生经验的“微项目”（如植物向光性、种子萌发条件），聚焦核心概念，避免探究内容“大而空”。2.真问题，真实践：从学生的疑问出发（如“植物为什么追光”），设计可操作的实验，让探