小学科学教学活动设计案例集

小学科学教学活动设计案例集一、案例集设计背景与价值小学科学课程以培养学生科学素养为核心，强调探究实践与思维发展。本案例集立足《义务教育科学课程标准（2022年版）》，围绕“探究实践、工程设计、观察记录、跨学科融合”四大维度设计教学活动，旨在为一线教师提供可操作、可迁移的教学范式，助力学生在真实情境中发展“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”等核心素养。二、探究类教学活动案例：植物的向光性探究（一）设计思路结合“生物与环境”领域要求，引导学生通过对照实验探究植物生长对光照的响应，理解生物与环境的相互作用。活动聚焦“提出问题—设计实验—观察记录—得出结论”的科学探究流程，培养实证意识与逻辑思维。（二）活动目标1.知识目标：认识植物向光性现象，理解环境因素对生物生长的影响。2.能力目标：学会设计对照实验，规范记录实验现象，分析实验数据。3.情感目标：体会科学探究的严谨性，激发对植物生命现象的探究兴趣。（三）活动准备每组准备：绿豆幼苗（生长5-7天，长势相近）3株、黑色硬纸盒（侧面开1个2cm×2cm的孔）、剪刀、记号笔、透明胶带、实验记录表。（四）活动过程1.问题导入：展示窗台上向窗外倾斜生长的植物图片，提问：“植物为什么会‘歪着头’生长？是光照的影响吗？”引发猜想。2.实验设计：分组讨论：如何设计实验验证“植物生长需要单侧光照”？引导明确变量（单侧光照/均匀光照）、对照组（正常光照组）与实验组（单侧光照组）。方案优化：教师提示“纸盒开孔位置、幼苗摆放方式”等细节，确保实验公平性。3.实验实施：标记幼苗：用记号笔在幼苗茎部做初始标记，记录高度。环境设置：实验组将幼苗放入开孔纸盒（孔朝向单侧光源），对照组置于自然光照下，保持水分、温度一致。持续观察：每天同一时间观察幼苗生长方向、高度变化，记录在表格中（如“第1天：茎直立，高度3cm；第3天：茎向孔倾斜，高度4.5cm……”）。4.分析讨论：小组汇报：展示记录表，描述幼苗生长变化。共同推理：对比两组幼苗，分析“单侧光照组茎向光弯曲，均匀光照组直立生长”的现象，得出“植物具有向光性，单侧光照会影响生长方向”的结论。5.拓展延伸：提问“如果纸盒孔朝上，植物会怎样生长？”鼓励课后设计新实验验证。（五）评价要点实验设计的逻辑性：是否控制单一变量，对照组设置是否合理。记录的完整性：观察数据是否连续、描述是否准确。结论的科学性：能否结合证据（如生长方向、高度变化）推导结论，是否认可“向光性是植物适应环境的表现”。三、工程实践类教学活动案例：搭建稳固的桥梁（一）设计思路紧扣“技术与工程”领域要求，以“桥梁承重”为任务驱动，引导学生经历“设计—搭建—测试—改进”的工程流程，理解结构与功能的关系，发展问题解决能力与团队协作意识。（二）活动目标1.知识目标：认识拱形、梁式等桥梁结构的特点，了解“结构稳固性”与“材料、形状”的关系。2.能力目标：能绘制简易设计图，选用材料搭建桥梁，测试并优化结构，提升动手与创新能力。3.情感目标：体会工程设计的迭代性，感受团队合作的价值，增强技术创新的自信心。（三）活动准备每组材料：吸管（不同长度）、胶带、A4纸（裁成纸条）、小砝码（或硬币）、托盘、桥梁设计图纸（空白）。（四）活动过程1.情境导入：播放“港珠澳大桥”建造视频，提问：“大桥如何承受万吨荷载？怎样的结构更稳固？”引发对桥梁结构的思考。2.结构探究：材料体验：用吸管模拟“梁”，纸条卷成筒模拟“柱”，尝试搭建简易支架，感受“三角形结构”的稳定性。结构分析：展示拱形桥、梁式桥的示意图，讨论“拱形如何分散压力”“梁式桥的受力特点”。3.设计搭建：任务发布：“用给定材料搭建一座能承载至少10个砝码的桥梁，跨度不小于15cm。”小组设计：绘制设计图，标注材料使用、结构类型（如“拱形+梁式组合”），教师巡视指导（如提示“吸管连接用胶带加固，拱形高度与跨度的比例”）。动手搭建：分工合作，按设计图组装桥梁，过程中允许调整方案（如发现“梁式桥中间下垂”，改为“拱形+梁式”复合结构）。4.测试改进：承重测试：将托盘放于桥梁中央，逐个添加砝码，记录最大承重（如“第1组桥梁承载12个砝码后坍塌”）。问题研讨：分析坍塌原因（如“胶带粘贴不牢”“结构对称性不足”），小组讨论改进方案（如“增加拱形支撑，优化连接点”），再次测试。5.展示交流：成果展示：各小组介绍桥梁结构、设计思路、改进过程。互评总结：投票选出“最稳固桥梁”“最具创意设计”，教师总结“结构优化的关键：材料强度、结构对称性、连接牢固度”。（五）评价要点设计的合理性：图纸是否体现结构思考（如利用三角形、拱形分散力），材料选择是否适配目标。搭建的实操性：结构是否稳固，承重测试中能否根据问题快速改进。团队协作：分工是否明确，能否倾听他人意见，共同解决问题。四、观察记录类教学活动案例：校园天气观测（一）设计思路基于“地球与宇宙”领域要求，引导学生长期观测校园天气，学习使用工具、记录数据、分析规律，培养实证精神与数据意识。活动结合“做中学”理念，将科学观察与生活实践深度结合。（二）活动目标1.知识目标：认识气温、风向、降水等天气要素，了解天气变化的基本规律。2.能力目标：学会使用简易观测工具（温度计、风向标），规范记录天气数据，绘制“天气日历”并分析趋势。3.情感目标：养成长期观察的习惯，感受自然现象的规律性与复杂性，增强对天气变化的关注。（三）活动准备每组工具：自制温度计（红水+细管+小瓶）、简易风向标（吸管+硬纸板+牙签）、雨量器（塑料瓶+刻度纸）、天气记录表（含日期、气温、风向、降水、云量）、彩笔（用于绘制天气日历）。（四）活动过程1.工具学习：温度计使用：讲解“视线与液柱平齐”“避免阳光直射”的测量要点，学生分组练习读取气温（如“今天14:00，气温22℃”）。风向标制作：指导用吸管剪“风向箭头”，硬纸板做“风杯”，牙签固定，演示“风向标指向风吹来的方向”（如“风向标箭头朝东，说明东风”）。2.观测任务：分组分工：每天固定时间（如10:00、14:00），小组轮流观测校园天气，记录数据（如“9月1日，气温25℃，南风，多云，无降水”）。数据整理：每周汇总数据，用不同符号（太阳、云、雨）绘制“天气日历”（横轴日期，纵轴天气要素）。3.分析总结：趋势分析：观察天气日历，讨论“本周气温如何变化？降水集中在哪几天？”（如“发现周五、周六气温下降，周日有降雨”）。关联思考：结合季节（如秋季），推测“气温下降与季节变化的关系”，拓展“天气预报如何帮助我们安排生活”的讨论。4.拓展延伸：鼓励学生在家继续观测，对比“校园与家庭天气的异同”，尝试用手机APP验证观测数据。（五）评价要点观测的规范性：工具使用是否正确，数据记录是否准确（如气温读数、风向判断）。分析的深度：能否从天气日历中发现规律（如气温波动、降水周期），能否关联生活实际（如“降温天提醒加衣”）。坚持性：观察记录是否连续，是否有主动拓展观测的行为（如家庭观测）。五、跨学科融合类教学活动案例：声音的奥秘与乐器制作（一）设计思路融合“物质科学（声音的产生与传播）”与“艺术表现（乐器创作）”，引导学生在探究声学原理的基础上，设计制作简易乐器，实现“科学认知+艺术表达”的双维发展，体现STEAM教育理念。（二）活动目标1.知识目标：理解声音由物体振动产生，认识“振动频率、材料”与“音高、音色”的关系。2.能力目标：能根据声学原理设计乐器，选用材料制作并调试，用乐器演奏简单旋律，提升创新与艺术表现力。3.情感目标：感受科学与艺术的融合之美，增强对生活中科学现象的审美感知，激发创意表达的热情。（三）活动准备材料包：吸管、橡皮筋、纸杯、绳子、铃铛、剪刀、胶带、马克笔（用于装饰）；参考乐器：口琴、排箫、鼓的实物或图片。（四）活动过程1.现象探究：体验振动：拨动橡皮筋（观察振动）、敲击纸杯（感受振动停止声音消失），提问：“声音从哪里来？”归纳“声音由物体振动产生”。探究音高：用不同长度的吸管剪成排箫，吹气对比音高，讨论“吸管长度与音高的关系”（短吸管振动快，音高高；长吸管振动慢，音高低）。2.乐器设计：创意构思：展示多种乐器（如鼓、口琴、排箫），启发学生思考“用给定材料制作什么乐器？如何让它发声？如何改变音高？”（如“用纸杯+橡皮筋做吉他，通过拉伸橡皮筋改变音高”）。方案绘制：小组绘制设计图，标注材料、发声方式（如“纸杯吉他：橡皮筋振动发声，通过松紧度调音调”），教师指导可行性（如“橡皮筋数量与音高的关系”）。3.制作调试：动手制作：分工合作，裁剪材料、组装乐器（如用吸管做排箫，需剪不同长度并固定；用纸杯做鼓，需蒙上皮革或塑料膜）。调试优化：演奏乐器，测试音高、音色，调整结构（如排箫吸管长度误差导致音不准，重新裁剪；吉他橡皮筋太松，更换更紧的橡皮筋）。4.展示表演：小组展示：介绍乐器名称、原理（如“我们的‘吸管排箫’，通过空气柱振动发声，短吸管音高，长吸管音低”），演奏简单旋律（如《小星星》片段）。互评欣赏：其他小组评价“乐器的创意性、发声效果、演奏表现力”，教师总结“科学原理（振动、频率）与艺术表达（旋律、节奏）的融合方法”。（五）评价要点原理理解：能否准确解释乐器的发声原理（如“振动产生声音，长度/松紧影响音高”）。制作创意：乐器设计是否新颖（如“纸杯吉他+铃铛的组合”），材料运用是否巧妙（如“用绳子悬挂铃铛做打击乐器”）。艺术表现：演奏是否流畅，能否通过乐器表达音乐感，是否体现团队创意（如编排简单节奏）。六、案例集的实践反思与拓展本案例集的设计与实施，需关注以下要点：1.差异化指导：针对不同年级学生（如低年级侧重观察体验，高年级侧重实验设计），调整活动难度与探究深