小学科学探究式课程教学设计案例

小学科学探究式课程教学设计案例一、探究式教学的价值定位小学科学课程的核心目标是培养学生的科学素养，而探究式教学以“问题—假设—验证—结论”的逻辑链为载体，能让学生在实践中建构知识、发展思维。以“植物的向光性”为主题的探究活动，既贴合《义务教育科学课程标准》中“生物与环境”领域的要求，又能通过可观察、可操作的实验，引导学生经历“提出问题—设计方案—实证研究—总结反思”的科学探究全过程，培养观察能力、实证意识与合作精神。二、教学设计：植物的向光性探究（一）教学目标1.知识目标：观察并描述植物向光生长的现象，初步理解向光性对植物生存的意义。2.能力目标：能设计对照实验验证假设，规范记录实验数据，通过分析证据得出合理结论。3.情感目标：在小组合作中体验探究的乐趣，建立“科学结论需基于实证”的认知，增强对植物生命现象的好奇心。（二）教学准备材料工具：生长旺盛的绿豆芽（每组5-6株，提前3天催芽）、不透光的硬纸盒（每组1个，一侧剪直径3cm的圆孔）、直尺、记号笔、实验记录单（含“日期、植物生长方向、株高、特殊现象”等栏）、胶带。分组安排：4人一组，设“操作员”“记录员”“汇报员”“安全员”，角色可轮换。（三）教学过程1.情境导入：从现象到问题教师活动：展示校园中向日葵朝向太阳、窗台上绿植歪向窗外的照片，提问：“这些植物的生长方向有什么特点？为什么会这样？”引导学生聚焦“植物是否会朝着光生长”的核心问题。学生活动：结合生活经验分享猜想，如“我家的绿萝总往阳台那边长”“豆芽菜放在窗边会歪”，初步形成探究动机。2.科学猜想：基于经验的假设教师引导：“如果我们给植物‘单侧光’（只有一个方向有光），它会怎么长？”鼓励学生用“如果……那么……”的句式表达假设，如“如果植物放在单侧光下，那么它的茎会朝着光的方向弯曲”“如果是不同种类的植物，向光生长的速度可能不同”。学生输出：小组讨论后，记录假设并说明依据（如“植物需要光进行光合作用，所以会追着光长”）。3.实验设计：控制变量的思维训练教师支架：用示意图展示“对照实验”的核心逻辑——只改变“光照方向”一个变量，其他条件（如水分、温度、植物种类）保持一致。举例：“一组植物放在纸盒的‘单侧光’下（实验组），另一组放在能接收均匀光照的环境中（对照组），每天观察它们的生长变化。”学生实践：小组合作设计实验方案，明确：实验组：将绿豆芽放入纸盒，圆孔朝向窗台（单侧光），用胶带密封纸盒缝隙；对照组：相同的绿豆芽放在窗台旁，无纸盒遮挡（均匀光照）；观察周期：连续5天，每天上午10点测量株高、标记生长方向。4.实证研究：在操作中发现规律教师巡视：指导学生规范操作（如避免触碰植物、用直尺垂直测量株高），提醒记录细节（如“第2天，实验组豆芽茎向圆孔方向倾斜5°，株高增长0.8cm”）。针对“植物倒伏”“光照被遮挡”等问题，引导学生调整方案（如在纸盒内垫纸巾固定植物、调整纸盒位置保证光照稳定）。学生活动：分组观察、记录，拍摄植物生长的对比照片，在组内交流发现（如“第3天，实验组豆芽的叶子都朝着圆孔方向张开了”）。5.分析结论：从证据到解释小组研讨：整理5天的记录，绘制“株高变化折线图”“生长方向示意图”，对比实验组与对照组的差异。如发现“实验组植物茎向光弯曲，株高增长略快于对照组”，思考“为什么向光生长对植物有好处？”全班交流：汇报员结合数据发言，教师补充“植物向光性是为了更高效地接收光照，进行光合作用制造养分”，用动画演示“植物激素（如生长素）分布不均导致茎弯曲”的简化原理（避免术语，用“植物体内的‘生长小助手’在背光侧变多，推着茎向光弯”类比）。6.拓展延伸：问题链驱动深度探究教师提问：“如果把植物的根朝向光，根会向光生长吗？”“不同颜色的光（如红光、蓝光）对植物向光性有影响吗？”鼓励学生选择一个问题，课后用相似方法探究，或在家种植植物观察生长规律。（四）教学评价过程性评价：观察学生在实验设计、操作、讨论中的参与度，如“是否能主动提出改进建议”“小组合作是否分工明确”。成果性评价：从实验报告的完整性（假设、方案、数据、结论）、结论的合理性（如“数据支持假设吗？”）、拓展探究的创意（如“用彩色滤光片探究光的颜色影响”）三方面评分。多元评价：结合学生自评（“我在记录数据时更细心了”）、互评（“小组里XX的实验设计很严谨”）与教师评价，强调“进步”而非“优劣”。三、教学反思与优化建议（一）亮点与成效本案例通过真实情境导入（校园植物）、可操作的实验（绿豆芽生长周期短、现象明显）、可视化的记录（图表+照片），让学生直观感受到“科学结论来自证据”。学生在“设计实验—解决问题—得出结论”的过程中，逻辑思维与实践能力得到锻炼，对植物生命现象的兴趣显著提升。（二）改进方向1.实验周期适配：若课堂时间有限，可提前1-2天启动实验，课堂聚焦“中期观察+数据分析”，避免学生因等待结果分散注意力。2.差异化指导：对操作能力较弱的小组，提前演示“纸盒密封”“株高测量”等步骤；对能力较强的小组，可增设“探究光强对向光性的影响”（如用不同层数的纱布过滤光照）。3.跨学科融合：结合数学“数据统计”、美术“植物生长素描”，丰富探究维度。四、结语“植物的向光性探究”案例证明，小学科学探究式教学需立足儿童认知特点（用生活化语言解释原理、选择易操作材料），紧扣科学本质（强调变量控制、实证精神）。教师可将此模式迁移至“摩擦力大小与什么