小学科学探究性学习教学案例

小学科学探究性学习的实践与思考——以“奇妙的水”为例引言小学科学作为培养学生科学素养的启蒙学科，其教学方式的革新至关重要。探究性学习，以其强调学生主动参与、亲身体验、自主建构知识的特点，已成为小学科学教学改革的核心方向。它不仅能够激发学生对科学的好奇心和求知欲，更能培养他们的观察能力、动手能力、思维能力和合作精神。本文旨在通过一个具体的教学案例，阐述小学科学探究性学习的教学设计与实施过程，并反思其在实践中的成效与启示，以期为一线科学教师提供些许借鉴。一、案例背景与设计理念本案例选自小学中年级科学课程，围绕“水的表面张力”这一核心概念展开。对于中年级学生而言，他们对水的物理性质已有初步的感性认识，如流动性、透明等，但对“表面张力”这一抽象概念则较为陌生。设计理念：1.学生主体：将课堂的主动权交给学生，鼓励他们通过亲自动手操作、观察现象、分析讨论来发现科学奥秘。2.问题驱动：以富有启发性的问题引导探究方向，激发学生的探究兴趣。3.过程体验：强调学生在探究过程中的体验与感悟，而非仅仅是知识的识记。4.生活联系：选取贴近学生生活的现象作为探究素材，使科学学习更具现实意义。二、教学目标（一）知识与技能1.通过观察和实验，初步感知水具有表面张力。2.能尝试用自己的语言描述所观察到的水的表面现象，并对现象产生的原因进行猜测。3.学习控制变量进行简单的对比实验，培养初步的实验操作技能和观察记录能力。（二）过程与方法1.经历“提出问题——作出假设——设计实验——动手操作——观察记录——分析现象——表达交流”的科学探究过程。2.在小组合作中，学习与他人协作完成探究任务，分享探究成果。（三）情感态度与价值观1.激发对水的奇妙现象的好奇心和探究欲望。2.培养实事求是的科学态度，乐于尝试，勇于发现。3.感受科学与生活的密切联系，培养珍惜水资源的意识。三、教学重点与难点*教学重点：引导学生通过实验观察水的表面张力现象，并尝试解释。*教学难点：理解“表面张力”是水表面分子间相互作用的结果（此概念对学生不作深究，重点是现象感知和体验）；设计对比实验验证假设。四、教学准备（一）教师准备多媒体课件（包含生活中的水表面现象图片或短视频）、水槽、滴管、硬币、回形针、各种常见液体（如水、洗洁精水、酒精等）、记录表、抹布。（二）学生准备每小组：水槽、滴管若干、硬币若干、回形针若干、记录纸、铅笔。（课前强调实验安全及材料爱护）五、教学过程（一）创设情境，提出问题（约5分钟）1.情境导入：师：同学们，我们每天都和水打交道，洗手、喝水、下雨……水有很多奇妙的本领。（播放一段昆虫在水面行走、露珠呈球状的短视频或图片）大家看，这些小昆虫为什么能在水面上行走而不沉下去？露珠为什么是圆滚滚的呢？（学生自由发言，激发兴趣，初步感知水的“特殊”本领。）2.聚焦问题：师：看来水的表面似乎有一股神秘的力量在起作用。今天，我们就一起来研究这股“神秘的力量”，探索水的表面有什么秘密。（板书课题：水的表面秘密）（二）动手操作，初步感知（约10分钟）1.“硬币上的水珠”实验：师：我们先来做一个有趣的实验。请大家拿出硬币和滴管，想一想，我们怎样利用这两样东西，来看看水的表面有什么特别之处呢？（引导学生思考，提出实验设想）师：好，我们来尝试一下：用滴管往平放的硬币上滴水，看看一枚硬币上最多能滴多少滴水而不溢出来？在滴水的时候，请注意观察水面的形状。（学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生仔细观察水面的变化，特别是水快要溢出时的样子。）2.交流发现：师：哪个小组愿意分享你们的发现？你们滴了多少滴水？水面是什么样子的？（学生汇报，可能会描述“水面鼓起来了”、“像个小馒头”、“像个半球”等。）师：真神奇！硬币上的水并没有像我们想象的那样一超过硬币边缘就立刻流下来，而是形成了一个鼓鼓的“水包”。是什么力量让水面鼓起来的呢？（三）深入探究，建构认知（约15分钟）1.作出假设：师：对于刚才看到的现象，大家有什么想法？这股让水面鼓起来的力量可能和什么有关呢？（引导学生大胆猜测，如：和水有关？和硬币有关？和空气有关？）2.设计对比实验（可选，根据学生情况调整）：*假设一：与硬币材质/光滑度有关？师：如果我们换一枚不同材质或光滑度的硬币，结果会一样吗？（提供不同硬币让学生尝试，或引导学生思考是否有必要）*假设二：如果改变水的性质，这股力量会变化吗？师：老师这里有一些加入了洗洁精的水（或酒精），如果我们用它来做刚才的实验，硬币上能滴的水珠数量会变多还是变少呢？为什么？（引导学生作出预测）（学生分组用洗洁精水重复硬币滴水实验，并与清水实验结果对比记录。）3.“回形针浮起来”挑战：师：我们再来挑战一个更难的！请大家想办法，不用任何工具辅助，直接用手把一枚回形针放到水面上，让它浮起来。看看谁能成功？（学生尝试，多数学生会失败，回形针会沉入水底。教师可适当演示正确操作方法：用镊子或手指捏住回形针轻轻平放，或让其先吸附在水面的纸上再慢慢取下纸。）师：成功的同学请分享一下你的秘诀？回形针为什么能浮在水面上，它不是比水重吗？（引导学生观察到水面似乎形成了一个“膜”，把回形针托住了。）（四）分析研讨，形成解释（约7分钟）1.整合现象：师：通过刚才的两个实验，我们看到硬币上的水面会鼓起来，回形针能被水的表面托住。这些现象说明了什么呢？（引导学生讨论，尝试用自己的话总结。）2.科学小结：师：同学们观察得非常仔细，也很会思考。其实，水的表面确实存在着一股相互拉着的力，我们把它叫做“表面张力”（板书：表面张力）。正是这股力，使得水的表面像一张被拉紧的橡皮膜一样，能承受一定的重量，也能让水面形成球状。当我们在水里加了洗洁精，就破坏了一部分表面张力，所以硬币上能容纳的水珠就少了，回形针也更难浮起来了。3.联系生活：师：现在，大家能解释课前看到的昆虫在水面行走和露珠呈球状的现象了吗？生活中还有哪些现象也和水的表面张力有关呢？（如：叶子上的水珠、水杯里的水面是凹下去的等）（学生结合新学知识尝试解释，进一步巩固理解。）（五）拓展延伸，总结提升（约3分钟）1.知识拓展：师：表面张力不仅仅是水有，其他液体也有，只是大小不同。正是因为有了表面张力，我们的世界才更加奇妙。2.回顾总结：师：今天我们通过动手实验，发现了水表面的什么秘密？我们是怎样一步步发现这个秘密的？（回顾探究过程：提出问题-实验观察-讨论分析-得出结论）3.课后探究：师：课后大家可以继续探索：不同的液体，它们的表面张力一样吗？我们能用什么方法比较它们表面张力的大小呢？感兴趣的同学可以记录下你们的发现。六、教学反思本案例旨在通过一系列贴近生活的探究活动，引导学生主动建构对“水的表面张力”的初步认知。在实际教学中，学生表现出了极高的参与热情和探究欲望。1.成功之处：*问题驱动有效：通过生活中的奇妙现象和具有挑战性的实验任务，有效激发了学生的探究兴趣，使学生乐于动手、勤于思考。*体验过程充分：给予学生充足的时间进行自主实验和小组讨论，学生在“做科学”的过程中，不仅观察到了现象，更体验了科学探究的基本流程。*概念建构自然：没有直接给出“表面张力”的定义，而是通过学生的亲身体验和对现象的分析，逐步引导他们理解其内涵，符合小学生的认知特点。2.不足与改进：*个别学生参与度：在小组合作中，仍需关注个别动手能力稍弱或不善表达的学生，如何更好地调动他们的积极性，让每个学生都能在探究中有所收获，是需要持续思考的问题。可以考虑更细化的小组角色分工。*实验材料的精细化：例如滴管的精度、硬币的清洁度等，可能会对实验结果产生一定影响，课前需做好充分准备和筛选。*深度探究的引导：对于学有余力的学生，可以设计更深层次的探究问题，如“如何定量比较不同液体表面张力的大小”，提供更多拓展学习的空间。总而言之，小学科学探究性学习的实施，需要教师精心设计探究活动，创设宽松和谐的探究氛围，关注学生的探究过程和思维发展，让学生真正成为科学学习的主人。每一次教学实践都是一次宝贵的研究过程，教师应在不断的反思与调整中，提升探究性教学的