小学科学创新课程教学案例

点亮探究之光：一堂基于“植物生长与环境”的小学科学创新教学案例引言小学科学教育是培养学生科学素养、创新精神和实践能力的重要阵地。传统的科学教学有时过于强调知识的系统性和结论的唯一性，容易束缚学生的思维。创新课程教学则致力于打破这种局限，将学生置于探究的中心，鼓励他们主动发现问题、思考问题并尝试解决问题。本文以“植物生长与环境”为主题，呈现一堂小学科学创新教学案例，旨在展示如何通过精心设计的教学活动，激发学生的探究热情，培养其科学思维与创新能力。案例背景本案例授课对象为小学四年级学生。在之前的学习中，学生已对植物的基本结构（根、茎、叶、花、果实、种子）有了初步认识，并对植物生长需要水分、阳光等基本条件有了常识性了解。本课时的核心目标并非简单重复这些知识点，而是引导学生深入思考“不同环境条件如何具体影响植物生长”，并通过亲自动手实践，体验科学探究的全过程。教学目标1.知识与技能：进一步明确植物生长需要适宜的环境条件（以水、阳光为例）；学习设计简单的对比实验来探究单一变量对植物生长的影响；提高观察、记录和分析数据的能力。2.过程与方法：经历“提出问题—作出假设—设计实验—动手操作—观察记录—分析结论—交流讨论”的科学探究过程；学习小组合作的基本方法。3.情感态度与价值观：激发对植物生长奥秘的好奇心和探究欲望；培养实事求是的科学态度和持之以恒的观察习惯；增强爱护植物、尊重生命的情感。教学准备教师准备：*多媒体课件（包含不同环境下植物生长状况的图片、视频片段）。*生长状况相似的幼苗若干（如绿豆苗、向日葵苗）。*实验材料：透明塑料杯或小花盆、土壤、水、不透光的黑色卡纸或罩子、标签纸、记录表格（可手绘）、尺子、放大镜等。*用于展示学生实验方案和观察记录的白板或展示区。学生准备：*预习与植物生长相关的知识。*若干小笔记本或实验记录本、铅笔、彩笔。*（可选）学生自愿带来的小型透明容器。教学过程一、情境导入，激发探究兴趣(约8分钟)教师活动：1.（出示图片/视频）展示两盆生长状况差异明显的同种植物：一盆叶片翠绿、枝干挺拔；另一盆则叶片发黄、生长瘦弱。2.提问引导：“同学们，看到这两盆植物，你们有什么发现？为什么它们会长得不一样呢？”3.鼓励学生自由发言，引导他们将差异与可能的环境因素（如阳光、水、土壤、温度等）联系起来。学生活动：*观察图片/视频，积极思考并大胆猜测原因。*初步提出影响植物生长的可能因素。设计意图：通过鲜明的对比情境，迅速抓住学生的注意力，激发其内在的探究欲望和已有经验，自然导入本课主题。二、聚焦问题，引导科学假设(约10分钟)教师活动：1.在学生充分发言的基础上，梳理并板书学生提出的关键环境因素（如“阳光”、“水”、“土壤”）。2.进一步引导：“我们提出了这么多可能影响植物生长的因素。如果我们想知道‘阳光是不是影响植物生长的必要条件’，或者‘水对植物生长有什么具体影响’，我们可以怎么做呢？”3.介绍“对比实验”的基本思路：“要想科学地验证一个因素的作用，我们通常会用到‘对比实验’的方法。简单说，就是让两组植物在几乎相同的条件下生长，只改变我们要研究的那个因素，然后观察它们的变化。”4.以“探究阳光对植物生长的影响”为例，引导学生思考如何设计对比实验：“如果我们想研究阳光，那么我们要改变的条件是什么？哪些条件又必须保持相同呢？”学生活动：*参与讨论，思考如何控制变量进行实验。*尝试设计简单的实验方案雏形，如“一组植物放在阳光下，一组放在阴暗处，其他条件一样”。*理解“变量”、“对照组”、“实验组”等基本概念（用小学生能理解的语言解释）。设计意图：引导学生从发散思维过渡到聚焦问题，并初步接触科学探究的核心方法——控制变量法，培养其科学思维的严谨性。三、分组合作，设计与完善实验方案(约15分钟)教师活动：1.将学生分成4-5人的小组，鼓励各小组选择一个他们最感兴趣的因素（如阳光、水分，或教师提供的其他可选因素）进行深入探究。2.发放实验设计工作表（或引导学生在笔记本上绘制），内容包括：我们的问题、我们的假设、实验材料、实验组和对照组的设置（明确改变的条件和不变的条件）、观察内容与方法、观察记录方式等。3.巡视各组，对学生的方案设计进行针对性指导，重点关注变量控制是否合理、实验步骤是否具有可操作性、观察点是否明确。例如，提醒学生“浇水的量要大致相同”、“放置的位置温度要差不多”。4.邀请1-2个小组简要分享他们的初步实验方案，组织其他学生进行补充和建议。学生活动：*小组讨论，选择探究主题，共同设计实验方案。*填写实验设计工作表，明确实验步骤和分工。*在教师和同伴的帮助下，完善实验方案的科学性和可操作性。设计意图：这是培养学生合作能力和创新思维的关键环节。通过自主选择和设计，学生的主体性得到充分发挥，同时在小组协作和师生互动中提升方案的科学性。四、动手实践，开启探究之旅(约12分钟，后续为长期观察)教师活动：1.提供实验材料，指导学生按照完善后的方案动手操作。例如，种植或选取生长状况相似的幼苗，设置对照组和实验组（如遮光组和正常光照组；适量浇水组和不浇水组/过量浇水组）。2.强调实验操作的规范性和安全性（如小心使用工具、保持桌面整洁）。3.指导学生为自己的实验装置做上标记（如组别、日期、变量条件）。4.引导学生思考如何记录观察结果：“我们可以记录哪些内容？用什么方式记录更好呢？”（如文字描述、图画、数据测量——高度、叶片数量/大小、颜色变化等）。5.布置长期观察任务：“植物生长是一个缓慢的过程，这个实验不会马上有结果。我们需要每天坚持观察，并把观察到的现象及时、真实地记录下来。”约定观察周期（如连续观察两周）和记录要求。学生活动：*小组协作，动手搭建实验装置，种植或摆放实验植物。*设计并开始制作自己的“植物生长观察日志”。*明确长期观察的任务和责任。设计意图：实践是检验真理的唯一标准。动手操作让学生亲历科学探究的核心过程，而长期观察则能培养学生的耐心、责任心和实事求是的科学态度。五、课堂小结与展望(约7分钟)教师活动：1.简要回顾本节课的主要内容：我们提出了什么问题，如何设计实验来研究，以及接下来我们需要做什么。2.强调观察记录的重要性：“真实的记录是科学研究的基础，哪怕你们的实验结果和预期不一样，也是非常宝贵的发现。”3.鼓励学生在观察过程中如果发现新的问题，可以及时记录下来，与小组同学或老师交流。4.预告后续活动：“两周后，我们将召开‘植物生长探究成果分享会’，请大家届时展示你们的实验装置、观察记录，并分享你们的发现和思考。”学生活动：*回顾本节课学习内容，明确后续任务。*对即将开始的长期观察充满期待。设计意图：总结本课，明确后续任务，保持学生的探究热情，并为下一次成果分享课做好铺垫。教学延伸与成果展示（课后持续进行，约两周后安排1课时进行成果展示与交流）教师活动：1.组织“植物生长探究成果分享会”。2.提供平台，让各小组依次展示他们的实验装置、观察日志（文字、图画、数据图表等）。3.引导学生汇报实验过程中的现象、数据变化、遇到的问题以及得出的结论。4.鼓励学生之间相互提问、质疑和补充。例如：“为什么你们组的实验组植物叶子黄了？”“我们组的结果和你们不太一样，可能是什么原因呢？”5.对学生的探究过程、认真态度和独特发现给予充分肯定和鼓励，帮助他们梳理科学的结论。学生活动：*小组代表汇报探究成果，展示观察记录。*积极参与交流讨论，分享经验，提出疑问。*从其他小组的实验中学习，完善自己的认知。设计意图：成果展示与交流是科学探究活动的重要环节。它不仅能锻炼学生的表达能力、逻辑思维能力和合作能力，也能让学生在分享和思辨中深化对科学概念的理解，体验科学探究的乐趣与成就感。教学反思本教学案例以“植物生长与环境”为载体，尝试构建一个以学生为中心的科学探究课堂。其核心特点在于：1.强调探究过程：从问题的提出到假设的形成，从实验方案的设计到动手操作，再到长期观察和最终的成果分享，学生全程参与，体验了科学探究的完整流程。2.注重思维培养：通过引导学生设计对比实验，理解控制变量的思想，培养了学生的科学思维方法和解决问题的能力。3.鼓励创新表达：对观察记录方式不做过多限制，鼓励学生用自己喜欢的方式（文字、图画、数据等）记录和表达，尊重学生的个性和创造力。4.渗透科学态度：强调真实记录、耐心观察、尊重事实，以及合作与交流的重要性，潜移默化地培养学生的科学素养。在实际操作中，教师需要注意：*时间管理：小组讨论和方案设计环节可能会比较耗时，教师需灵活把控。*差异化指导：不同小组的探究能力可能存在差异，教师需关注并给予针对性的指导和帮助。*应对意外：实验过程中可能出现各种意外情况（如植物死亡、变量控制不当等），教师应将其视为宝贵的教学资源，引导学生分析原因，从中学习。*安全第一：确保实验材料的安全性，并