小学科学自然探究教学案例汇编

小学科学自然探究教学案例汇编引言小学科学课程以培养学生科学素养为核心，自然探究是学生亲近自然、建构科学认知的重要途径。本案例汇编聚焦植物、天气、材料、生态等自然主题，通过真实的教学实践案例，呈现“提出问题—猜想假设—实验验证—总结应用”的探究流程，为一线教师提供可迁移的教学范式，助力学生在实践中发展观察、推理、实证等科学能力。案例一：种子萌发的秘密——植物生长条件探究教学目标知识目标：了解种子萌发需要的基本条件（水、空气、适宜温度等），认识种子结构与萌发的关联。能力目标：学会设计对照实验，规范记录观察数据，提升分析归纳能力。情感目标：激发对植物生长的好奇心，养成长期观察的科学态度。探究准备绿豆、花生种子若干，透明培养皿（带盖），湿巾、干纸巾、清水，黑色纸盒（模拟无光环境），观察记录表（含日期、种子状态、环境条件）。教学过程1.情境导入，问题驱动播放“春天田野种子破土”的短视频，提问：“种子宝宝怎样才能‘醒来’？需要什么帮助？”引导学生结合生活经验（如泡豆子发芽）提出猜想。2.猜想假设，设计实验学生分组讨论，列出种子萌发可能需要的条件（水、阳光、空气、温度）。教师引导聚焦“水”“光”两个可操作变量，设计对照实验：组1（水+光）：培养皿铺湿巾，放种子，保持湿润，置于窗台。组2（水+无光）：培养皿铺湿巾，放种子，保持湿润，罩黑色纸盒。组3（无水+光）：培养皿铺干纸巾，放种子，置于窗台。3.持续观察，记录实证学生每天定时观察种子变化（体积、种皮、胚根生长等），用文字、简笔画记录在表格中。教师巡视指导，强调“同一时间、同一角度”观察，避免干扰变量（如种子数量、湿巾湿度一致）。4.交流总结，建构认知一周后，各组展示记录单，对比不同组种子的萌发情况：组1、组2种子萌发（胚根突破种皮），组3种子干瘪未萌发。师生共同分析：水是必需条件，光对绿豆萌发影响小（花生需光？可延伸探究）。5.拓展延伸，实践应用布置“家庭种植小任务”：选择一种植物（如凤仙花），设计实验探究“温度对萌发的影响”（冰箱vs室内），持续记录生长周期。教学反思学生对“变量控制”的理解需逐步渗透，可通过“找不同”游戏（对比实验装置的差异）强化认知。观察记录的规范性需加强，可提供“种子生长观察卡”（含关键特征图示），降低记录难度。案例二：云的“身份证”——天气现象观察与推理教学目标知识目标：识别积云、层云、卷云的形态特征，理解云的形成与天气的关联。能力目标：学会用“分类—特征—推理”的方法观察自然现象，提升逻辑思维能力。情感目标：增强对天气变化的敏感度，养成“用证据说话”的科学精神。探究准备云的分类科普视频，不同云型的高清图片卡，户外观测记录表（含云的形状、颜色、高度、天气预测），手机天气APP（查询历史天气）。教学过程1.情境导入，激活经验播放天气预报片段，提问：“预报员如何通过云预测天气？你见过哪些‘奇怪’的云？”引导学生回忆生活中观察到的云（如“棉花糖云”“灰布云”）。2.模型建构，认知云型教师展示积云（蓬松如棉花，晴天常见）、层云（扁平如灰布，阴天/小雨）、卷云（纤细如羽毛，高空冰晶）的图片，引导学生用“形状+高度+天气”归纳特征，制作“云的身份证”学习单。3.户外观测，实证分析选择晴天/多云天气，组织学生到操场分组观测：用“手势测量高度”（仰角判断：积云低、层云中等、卷云高）。描述云的颜色（白/灰/暗）、分布（零散/成片）。结合天气APP，查询当日/次日天气，验证云型与天气的关联。4.模拟实验，深化理解室内模拟“云的形成”：在密封玻璃瓶中滴入温水，快速摇晃后盖紧，观察瓶内“云”（水蒸气遇冷凝结）。提问：“云的形成需要什么条件？（水汽、凝结核、降温）”5.推理预测，迁移应用展示不同云型的实景图（如“积云变厚成积雨云”），学生分组推理天气变化，用“因为…所以…”句式表达（如“因为出现大片层云，所以预测将下雨”）。教学反思户外观测需提前规划安全区域，可采用“小组承包制”（每组负责一个方向的天空），避免混乱。云的动态变化（如积云发展为积雨云）需结合延时摄影视频补充，帮助学生理解“云型—天气”的动态关联。案例三：谁是“吸水小能手”——材料特性对比探究教学目标知识目标：比较不同材料（纸巾、棉布、塑料、木材）的吸水性，理解材料特性与用途的关系。能力目标：学会设计公平实验（控制变量），用数据/现象论证结论，提升实证意识。情感目标：体会“材料选择服务于生活需求”的设计思想，养成节约资源的习惯。探究准备相同大小的纸巾、棉布、塑料片、木片，滴管（每滴水量一致），托盘（接水），实验记录表（材料、水滴数量、吸水速度/面积）。教学过程1.生活情境，提出问题展示“洒水的桌面”，提问：“哪种材料能最快擦干水？为什么？”学生结合生活经验（毛巾吸水、塑料不吸水）提出猜想，并用“√”“×”排序（如纸巾>棉布>木材>塑料）。2.设计实验，控制变量教师引导思考“公平实验”的关键：材料大小相同、水滴位置相同、水滴数量相同（每滴1ml）。学生分组设计实验步骤：用滴管在材料中央滴1滴水，计时观察扩散速度。滴第2滴、第3滴…直到水不再被吸收，记录总滴数。3.动手实验，记录现象学生操作时，教师巡视指导：“材料要平放在托盘上，滴管要垂直滴入同一位置。”学生用“√”记录吸水（水扩散/被吸收），“×”记录不吸水（水成珠滚动），并标注总滴数。4.分析数据，得出结论各组汇报数据：纸巾吸水最快（3滴后饱和），棉布次之（5滴），木材缓慢（10滴），塑料不吸水（水成珠）。师生共同总结：材料的吸水性与结构孔隙有关（纸巾纤维疏松，塑料致密）。5.联系生活，拓展应用提问：“生活中哪些物品利用了材料的吸水性？（毛巾、尿不湿）哪些利用了不吸水性？（雨衣、塑料杯）”引导学生用“特性—用途”的逻辑分析身边物品。教学反思实验前需统一“吸水”的判断标准（如“水不再扩散且表面湿润”为饱和），避免学生因标准模糊产生争议。可拓展探究“不同品牌纸巾的吸水性”，渗透“产品优化”的工程思维，如“为什么有的纸巾吸水更多？”案例四：校园里的“小世界”——生态系统调查与分析教学目标知识目标：认识生态系统的组成（生物+非生物，生产者+消费者+分解者），理解生物与环境的依存关系。能力目标：学会用“调查—分类—建模”的方法研究生态系统，提升合作探究与数据分析能力。情感目标：增强对校园环境的责任感，养成“尊重自然、保护生态”的意识。探究准备调查工具包（放大镜、镊子、记录本、相机），生态系统组成示意图，校园地图（标注调查区域：花坛、草坪、池塘）。教学过程1.情境导入，概念建构展示校园池塘的照片，提问：“这里有哪些‘居民’？它们需要什么才能生存？”结合示意图，讲解生态系统的组成（生物：植物、动物、微生物；非生物：阳光、水、土壤）。2.分组调查，实地探究学生分组选择调查区域（如“花坛组”“草坪组”“池塘组”），制定调查计划：生物调查：记录植物（花草、树木）、动物（昆虫、蚯蚓、鱼虾）的种类、数量，用相机拍摄典型生物。非生物调查：测量土壤湿度（用湿巾法）、水温（温度计）、光照强度（阴影判断）。3.数据分析，生态建模各组整理数据，绘制“校园生态关系图”：生产者（植物）：通过光合作用制造养分。消费者（动物）：以植物/其他动物为食（如蚜虫吃菜叶，鸟吃蚜虫）。分解者（微生物、蚯蚓）：分解枯枝落叶，释放养分。讨论：“如果花坛里的蚯蚓消失，会发生什么？（落叶堆积，土壤肥力下降）”4.问题研讨，环保行动结合调查发现（如“池塘有垃圾”“草坪被踩踏”），分组提出“校园生态保护建议”：制作“生态保护提示牌”（如“脚下留情，草儿青青”）。设计“校园堆肥箱”（利用落叶、果皮制作有机肥）。5.总结延伸，长期观察师生共同梳理生态系统的“平衡密码”：生物与生物、生物与环境相互依存。布置“长期观察任务”：每周记录调查区域的变化（如植物开花、动物迁徙），形成“校园生态日记”。教学反思调查前需培训“生物识别”技巧（如用图鉴、APP辅助），避免误认（如把蚜虫当益虫）。生态关系的分析需从“简单食物链”逐步过渡到“复杂食物网”，可通过“角色扮演”（如“我是蚯蚓，我的作用是…”）深化理解。总结与建议本汇编的四个案例涵盖“生命科学”“地球与宇宙科学”“物质科学”“生态系统”四大领域，均以“真实问题”为驱动，通过“猜想—实验—论证—应用”的探究流程，落实科学探究、科学态度、科