小学科学探究式学习设计案例

小学科学探究式学习设计案例一、案例背景与目标在小学科学教学中，探究式学习是培养学生科学素养、提升探究能力的核心途径。它强调学生的主动参与，通过模拟科学家的研究过程，体验发现的乐趣，建构对科学概念的理解。本案例以小学中高年级（建议四年级）“水的表面张力”为探究主题，旨在引导学生通过一系列有序的探究活动，不仅掌握相关的科学知识，更能体悟科学探究的基本方法。1.课题名称：水的“魔力”——探秘水的表面张力2.适合年级：小学四年级3.课时安排：1-2课时（每课时40分钟）4.核心概念：液体表面存在着一种使表面尽可能缩小的力，叫做表面张力。5.教学目标：*科学知识：知道水具有表面张力，能列举生活中与水的表面张力相关的现象，并尝试用表面张力的原理解释。*探究技能：能通过观察发现问题，提出可探究的科学问题；能基于已有经验对现象作出假设性解释；能设计简单的对比实验验证假设；能规范操作，细致观察，准确记录，并根据证据得出结论；能与小组成员有效合作，分享交流探究成果。*情感态度与价值观：激发对水的奇妙现象的探究兴趣和好奇心；培养实事求是的科学态度和乐于合作、乐于分享的精神；感受科学与生活的密切联系。二、教学准备1.教师准备：*多媒体课件（包含：小昆虫在水面行走、露珠呈球状、硬币滴水等图片或短视频）。*演示材料：大烧杯、水、回形针、滴管、硬币（若干枚，建议用一元硬币，表面积较大）、肥皂水（或洗洁精稀释液）、棉线、培养皿。*实验记录单（每组一份，设计简洁明了，包含实验步骤提示、预测、观察到的现象、结论与解释等栏目）。*板书设计：预留出书写核心问题、学生假设、关键发现、结论的空间。2.学生准备（每组）：*材料盘：硬币（3-4枚，确保干净）、滴管（2-3个，确保完好）、小烧杯（2个，分别装清水和肥皂水）、回形针（若干）、纸巾（用于清洁和擦干）、记录笔。*预习：回顾已学过的关于水的性质（如状态、流动性等），鼓励学生观察生活中与水相关的有趣现象。三、教学过程设计(一)创设情境，提出问题(约5-7分钟)1.情境导入：教师：“同学们，我们每天都和水打交道，它是我们生命中不可或缺的物质。今天，老师带来了一些关于水的有趣图片/视频，我们一起来看看，水有哪些‘神奇’的表现？”（播放小昆虫在水面行走自如、草叶上的露珠圆圆的、水龙头下缓慢滴下的水珠在脱离前呈球状的短视频或图片。）教师：“看到这些，你们有什么想说的？或者有什么疑问吗？”2.聚焦问题：引导学生观察并自由提问。学生可能会问：“小虫子那么轻吗？为什么不会沉下去？”“露珠为什么是圆的？”“水滴为什么能鼓起来？”教师梳理学生的问题，将焦点引向：“为什么水的表面好像有一层看不见的‘膜’，能托住一些东西，或者让水的形状发生改变呢？我们今天就来深入探究这个问题。”板书核心探究问题：“水的表面有‘膜’吗？”(二)作出假设，设计方案(约8-10分钟)1.初步假设与讨论：教师：“看到刚才的图片和视频，结合我们的生活经验，大家觉得水的表面真的有一层‘膜’吗？如果有，这层‘膜’可能有什么特点？”引导学生基于观察和直觉进行猜测，例如：“有，这层膜有弹性。”“有，这层膜能承受一定的重量。”“没有，可能是别的原因。”（教师将学生的主要假设简要记录在黑板上）2.设计“硬币上能滴多少滴水”实验：教师：“我们能不能设计一个简单的实验来验证我们的想法呢？老师这里有一些硬币和滴管，如果我们用滴管往平放的硬币上滴水，大家预测一下，一枚硬币上最多能滴多少滴水而不溢出来？”*引导预测：让学生先独立思考并在记录单上写下自己的预测数字，然后小组内交流，说说自己为什么这么预测。*讨论实验要点：“要让实验更准确，我们在操作时要注意什么呢？”引导学生思考并总结：*硬币要平放、保持干燥。*滴管滴出的水滴要均匀，尽量从同一高度、垂直滴下。*滴的时候要小心，一滴一滴地数，直到第一滴水溢出硬币边缘。*实验可以重复几次，取相近的数值或平均值。*分发材料与记录单：明确实验任务和记录要求。(三)实施探究，收集证据(约12-15分钟)1.分组实验：“硬币上的水滴”*学生分组进行实验，教师巡视指导。*指导重点：*提醒学生规范操作，仔细观察水面的变化（“水面是不是鼓起来了？像什么？”——引导观察弯月面）。*鼓励学生将观察到的现象（如水滴的数量、水面的形状）及时、准确地记录在记录单上。*对于操作不熟练的小组给予具体帮助，如指导滴管的正确使用方法。*引导学生思考：“为什么能滴这么多滴水？是什么在‘托’着这些水？”2.二次探究：“破坏‘膜’的力量”*当大部分小组完成硬币滴水实验后，教师提问：“如果我们在鼓起的水面上轻轻滴一滴肥皂水，会发生什么变化呢？”*引导学生作出新的预测。*提供肥皂水（或洗洁精稀释液），指导学生选择一枚已经滴满水（但未溢出）的硬币，用另一支干净的滴管在水面中央轻轻滴入一滴肥皂水，观察现象。*学生继续记录观察到的现象（如水滴迅速溢出，鼓起来的水面消失等）。(四)讨论交流，得出结论(约8-10分钟)1.小组汇报与分享：*邀请几个小组代表（可以选择预测与结果差异较大的、或操作规范的小组）上台分享实验结果：“你们小组的硬币上滴了多少滴水？观察到了什么现象？滴入肥皂水后又发生了什么？”*教师将各小组的主要数据（滴数范围）和关键现象记录在黑板上。2.分析现象，形成解释：*引导思考：*“大多数小组滴的水都比我们最初预测的要多，而且水面都鼓起来了，这说明了什么？”（水的表面似乎有一股力量在拉扯，让水面能鼓起来，承受了更多的水。）*“为什么滴入肥皂水后，水就溢出来了呢？”（肥皂水破坏了那股拉扯的力量。）*揭示概念：教师结合学生的发现，适时引出“表面张力”的概念：“水的表面确实存在着一种看不见的‘拉力’，它使得水的表面像被绷紧了的橡皮膜一样，这种力就叫做‘表面张力’。正是这种表面张力，让硬币上能容纳那么多滴水，让小虫子能在水面行走，让露珠呈球状。而肥皂水会减弱水的表面张力，所以水面就破了。”*板书核心结论：水具有表面张力。3.联系生活，拓展延伸：*“生活中还有哪些现象也与水的表面张力有关呢？”（引导学生回忆或联想：荷叶上的水珠、雨后树叶上的水珠、用杯子喝水时水面会略微高出杯口等。）*可以现场演示一个简单的拓展实验，如“棉线变圆圈”：在培养皿中倒入一层水，将一根棉线两端系住形成一个不规则的圈，放在水面上，用滴管在圈中间滴一滴肥皂水，观察棉线圈的变化（会迅速变成一个圆形，因为表面张力的作用使表面积最小化）。(五)总结反思，评价提升(约3-5分钟)1.课堂小结：师生共同回顾本节课的探究过程和主要发现，强调表面张力的存在及其应用。2.评价与反思：*过程性评价：“在今天的探究活动中，哪些小组合作得最好？哪些同学观察得最仔细？哪些同学的记录最清晰？”（鼓励为主，肯定学生的积极参与和点滴进步）。*自我反思：“通过今天的探究，你学到了什么？有什么新的发现？在实验中遇到了什么困难，是怎么解决的？”3.布置拓展任务（可选）：“回家后，大家可以和爸爸妈妈一起，找找家里还有哪些与水的表面张力有关的现象，或者尝试做一些有趣的小实验，明天来和大家分享。”四、教学评价本案例的评价注重过程性评价与发展性评价相结合，关注学生在探究活动中的具体表现：1.观察记录：学生能否准确、清晰地记录实验数据（滴数）和观察到的现象（水面形状、溢出情况等）。2.探究技能：能否提出有价值的问题；能否作出合理的预测；能否规范操作实验器材（如使用滴管）；能否独立或在小组协作下完成实验；能否根据实验现象进行分析推理。3.合作交流：在小组活动中是否积极参与讨论，是否乐于倾听他人意见，是否能与同伴分工合作完成任务，能否清晰表达自己的观点和发现。4.科学概念理解：能否用自己的话描述什么是表面张力，能否举例说明生活中的表面张力现象。5.情感态度：是否表现出对探究活动的浓厚兴趣和好奇心；是否具有实事求是的科学态度，尊重实验结果；是否乐于尝试和思考。评价方式可以多样化，包括教师观察记录、小组互评、学生自评、实验记录单分析等。五、教学反思与建议1.材料的选择与准备：硬币的清洁度和表面光滑度会影响实验效果，课前需确保硬币干净无油污。滴管的质量也很重要，应选择滴出液滴大小均匀的滴管。肥皂水的浓度要适中，浓度太高可能现象过于剧烈，太低则效果不明显。2.问题的引导与开放度：教师的提问是引导探究方向的关键。问题既要有启发性，又要给学生留下思考和讨论的空间。例如，在预测硬币滴水量时，不急于否定学生过低的预测，而是鼓励他们通过实验去验证。3.差异化指导：对于动手能力稍弱的学生，教师要进行更细致的个别指导，帮助他们掌握实验技能；对于思维活跃的学生，可以鼓励他们思考更深层次的问题，如“不同液体的表面张力一样吗？”“温度会影响水的表面张力吗？”等。4.时间的掌控：探究活动容易超时，教师需根据学生的实际情况灵活调整各环节的时间，确保核心探究任务的完成和充分的交流讨