小学四年级科学探究实践活动设计

一、活动缘起与价值小学四年级学生已具备初步观察与提问能力，对植物生长的奥秘充满好奇。结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“生物的特征与环境适应”的学习要求，设计“植物向光性探秘”实践活动，旨在引导学生通过自主探究，理解植物对环境刺激（光照）的响应机制，培养科学思维与实践能力，同时渗透“结构与功能相适应”的科学观念。二、活动目标（一）科学认知观察并描述植物向光生长的现象，初步理解植物向光性的成因（生长素分布差异导致生长不均）。（二）探究能力能设计对比实验验证猜想，规范记录实验数据，尝试分析现象背后的科学逻辑。（三）情感态度在小组合作中养成严谨求实的科学态度，体会“猜想—验证—结论”的探究乐趣，增强对植物生命现象的敬畏感。三、活动准备（一）材料工具浸泡过的大豆/绿豆种子（每组20粒）、黑色塑料花盆（或纸杯，底部打孔）、腐殖土；黑色硬纸板（制作单侧遮光盒，尺寸适配花盆）、记号笔、软尺；《植物生长观察记录表》（附生长方向示意图）。（二）分组安排4人一组，明确“种植员”“记录员”“汇报员”“材料员”角色，确保分工协作。（三）环境准备光照充足且通风的教室角落（或窗台），避免实验区域受其他光源干扰。四、探究过程：从疑问到结论的实践之旅（一）情境启思：发现“向光”的秘密展示教室窗台上向窗外倾斜生长的绿萝（或提前拍摄的植物向光生长图片），提问：“这株植物为什么‘歪着身子’长？是喜欢阳光，还是有别的原因？”引导学生结合生活经验（如阳台花草总朝窗户长）提出疑问，激发探究欲。（二）猜想假设：头脑风暴的火花组织小组讨论，将猜想记录在“思维泡泡图”上（示例：“植物会朝着光多的地方长，因为光能让它长得更好”“植物的茎能‘感知’光的方向，然后调整生长角度”）。教师梳理猜想，聚焦核心问题：“植物的生长方向是否与光照方向有关？”（三）方案设计：搭建探究的“脚手架”引导学生思考对比实验的关键：控制单一变量（光照方向），保证其他条件（水分、温度、土壤、种子初始状态）相同。小组合作设计实验方案，教师巡回指导，明确：实验组：花盆外罩单侧开洞的黑色硬纸板（仅一侧透光，模拟“单侧光照”），种植5粒种子；对照组：花盆无遮光，置于相同环境，种植5粒种子（保证光照均匀）；观察要点：每天上午10点，用软尺测量茎的高度，用箭头在记录表上标记生长方向，拍摄对比照片。（四）实践探究：在观察中“触摸”科学1.种植阶段：各组将浸泡好的种子均匀埋入花盆土壤（深度约2厘米），实验组罩上遮光盒，两组同时浇水（保持土壤湿润但不积水），放置于同一窗台。2.持续观察：连续观察7天，记录员每天填写《观察表》。如第3天发现实验组幼苗茎部明显向透光侧弯曲，对照组幼苗直立生长；第7天实验组茎长12厘米，向光侧弯曲角度约30°，对照组茎长10厘米，直立。3.问题解决：若种子发芽率低，引导学生分析原因（如土壤过湿、种子未完全浸泡）；若生长方向变化不明显，建议延长观察周期或调整遮光盒透光面积。（五）总结交流：从现象到规律的升华1.小组汇报：各组展示观察记录、照片，描述实验现象（如“实验组植物都朝着透光的方向弯，对照组是直的”）。2.数据分析：教师引导对比两组数据，发现“单侧光照下植物茎向光弯曲，均匀光照下直立生长”的规律。3.科学解释：结合科普视频（或简化讲解），说明植物向光性的原理：茎尖的生长素会因光照分布不均，向背光侧运输，导致背光侧细胞生长更快，最终茎向光弯曲。五、活动延伸：从课堂到生活的拓展（一）家庭探究尝试用不同植物（如向日葵、豌豆苗）重复实验，观察是否有相同现象；或设计“向水性”实验（一侧浇水，一侧干燥，观察根的生长方向）。（二）学科融合结合语文写观察日记，用数学统计生长数据的平均值，用美术绘制植物生长过程图。（三）生活应用讨论“温室大棚为何要定期转动？”“园艺师如何利用向光性造型？”，理解科学原理的实际价值。六、评价与反思（一）多元评价从“参与度（是否主动操作）、方案设计（变量控制是否合理）、记录分析（数据是否真实，结论是否合理）、合作交流（是否倾听他人意见）”四维度，用“星级贴纸+文字反馈”评价学生表现。（二）活动反思实验周期较长，需提前训练学生的责任意识；遮光盒可改进为透明与黑色纸板组合，便于实时观察；后续可引入“向