小学科学一年级下册《奇妙的石头》探究式教学设计

小学科学一年级下册《奇妙的石头》探究式教学设计

一、设计理念与理论依据

（一）指导思想

本教学设计以《义务教育科学课程标准（2022年版）》为根本遵循，立足于发展学生核心素养的育人目标。设计聚焦“物质科学”与“地球与宇宙科学”两大核心概念，通过“石头”这一学生身边常见的自然物体，引导一年级学生从无意注意走向有意观察，从零散感知走向系统探究。本设计强调“做中学”、“思中悟”，将科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四个维度的素养培育有机融合于一个完整的、情境化的项目式学习活动之中。

（二）理论支撑

1.建构主义学习理论：认为知识不是被动接受，而是学习者在与环境的互动中主动建构的。本设计通过提供丰富的石头样本、创设真实的“地质勘探员”情境，引导学生调动已有经验（如玩石头、见石头），在观察、比较、分类、交流等活动中，主动构建关于石头颜色、纹理、硬度、形状等属性的新认知。

2.具身认知理论：强调身体感知和活动在认知过程中的核心作用。本设计安排了大量动手操作环节，如用手摸、用眼看、用鼻闻、互相敲击、堆叠等，让学生的科学概念学习深深植根于身体感官与物质世界的直接互动中。

3.跨学科学习（STEAM）理念：打破学科壁垒，在本科学探究活动中，自然融入数学（分类、比较）、语文（描述、记录、表达）、艺术（形状、颜色、纹理的审美）等学科元素，培养学生的综合思维与解决真实问题的能力。

二、学情分析

本教学对象为小学一年级下学期学生，年龄约6-7岁。

1.认知特点：处于前运算阶段向具体运算阶段过渡时期，思维具有具体形象性，对抽象概念的理解需要具体事物和操作的支持。注意力集中时间相对较短（约15-20分钟），但好奇心强，对动手操作和游戏活动充满兴趣。

2.知识经验：学生普遍有在生活中接触、玩耍石头的经验，对石头有模糊的“硬”、“重”、“各种各样”的前概念。但缺乏系统、有目的地观察石头的经验，描述往往停留在单一特征（如“黑色的”），缺乏多角度、有逻辑的描述能力。对于石头的来源、形成、用途等缺乏科学认知。

3.能力基础：具备初步的观察能力，但观察的细致性、顺序性和持久性有待引导和训练。能在教师指导下进行简单的比较和分类，但分类标准往往主观随意。小组合作意识正在萌芽，需要明确的角色分工和任务指引。语言表达以口头为主，书面记录能力薄弱，适合采用图画、贴贴纸、简单符号等非文字方式进行记录。

4.潜在困难与策略：

1.5.观察流于表面：通过提供“观察秘籍”（放大镜、条痕板等工具）和“观察任务单”进行引导。

2.6.描述缺乏条理：提供“描述小帮手”（如图示化的词汇卡：“看看颜色…摸摸表面…掂掂重量…”）搭建表达支架。

3.7.合作效率低下：采用“小组勘探队”形式，设立“观察员”、“记录员”、“汇报员”等趣味角色，并配发相应的“工作证”和工具。

三、教学目标

（一）科学观念

1.通过亲身观察和比较，知道石头在颜色、花纹（纹理）、形状、大小、表面光滑程度等方面是多种多样的。

2.初步感知石头具有硬度大、不易变形、通常比水重（下沉）等基本物理属性。

3.了解石头是自然界中广泛存在的物体，初步建立石头来源于大山、河滩、土壤中等地理来源的朴素认知。

（二）科学思维

1.能在教师指导下，运用多种感官（视觉、触觉、听觉）和简单工具（如放大镜）对石头进行有顺序、多角度的观察。

2.能根据石头的一到两个明显特征（如颜色或纹理）进行简单分类，并尝试表达自己的分类依据。

3.能对自己观察到的现象进行简单的描述和比较，并敢于提出基于观察的疑问。

（三）探究实践

1.经历“提出问题—观察描述—比较分类—表达交流”的基本探究过程。

2.学习使用放大镜进行细致观察，学习用刻画、敲击、放入水中等简单方法检验石头的硬度、声音和沉浮。

3.尝试用图画、贴纸或简单符号记录自己的观察发现，并与同伴分享。

（四）态度责任

1.在对多样石头的观察中，感受自然物质的丰富与奇妙，激发对自然界的好奇心和探究欲。

2.在小组探究活动中，乐于分享自己的发现，愿意倾听同伴的意见，初步养成合作意识。

3.树立爱护自然环境、珍惜矿产资源的初步意识，知道不能随意向他人投掷石头等安全常识。

四、教学重点与难点

1.教学重点：引导学生运用多种感官和简单工具，对石头进行多角度、细致的观察和描述。

2.教学难点：启发学生基于观察到的特征，思考和表达自己的分类标准，从“随意分”走向“有依据地分”。

五、教学准备

（一）材料准备（按小组配备，4-5人一组）

1.石头样本盒：每组一盒，内含8-10块特征差异明显的石头（如：花岗岩（有斑点）、鹅卵石（光滑）、石灰岩（层理明显）、煤块（黑色、质轻）、砂岩（粗糙）、有水晶簇的矿石等）。确保安全，边角圆润，洗净晾干。

2.探究工具袋：放大镜（儿童安全型）4-5个、白色瓷板（或条痕板）1块、小铁钉（或铜钥匙，用于刻画测试硬度）1枚、小木槌（或两块石头互敲）1个、透明水槽1个、记录板夹1个。

3.记录工具：小组《石头观察记录表》（大幅，带粘贴区）、个人《我的石头发现》图画记录纸、彩色贴纸（不同颜色形状，用于分类标记）、彩笔。

（二）资源准备

1.多媒体课件：包含情境导入视频（如地质队员勘探、河滩上各式各样的石头）、各种奇特石头的高清图片（钟乳石、宝石原石、陨石等）、石头发出的不同声音音频、石头用途图片（建筑、雕塑、首饰等）。

2.环境布置：教室后方布置“奇石博览角”，陈列各类石头标本、相关图书画册。将课桌拼成小组合作式。

3.安全与常规：强调工具安全使用规范（如放大镜不对太阳、不敲击易碎物品），准备湿纸巾用于课后清洁，明确小组活动纪律和信号。

六、教学过程实施

第一课时：小小勘探家——石头的发现与观察

环节一：情境激趣，问题驱动（预计时间：8分钟）

1.谜语导入：“不说话，不会动，山里生，水里碰，高楼大厦它奠基，公园小路它铺成。猜一猜，这是什么？”（学生猜：石头）

2.播放微视频：展示地质勘探队员在野外工作、小朋友在河滩捡拾漂亮石头的生动场景。教师配音：“大自然就像一位神奇的艺术家，它创造了千姿百态的石头。今天，我们每个人都将成为一名‘小小勘探家’，一起去发现和探索石头的奥秘！”

3.发布勘探任务：“勘探家们，你们的第一个任务就是：仔细研究你们勘探队（小组）石头样本盒里的这些‘宝贝’。面对这么多石头，你们想知道些什么呢？”

4.聚焦问题：引导学生提出想知道的问题，教师将关键词板书或贴在黑板上（如：它们叫什么？从哪里来？为什么不一样？哪个最硬？……）。继而聚焦到本节课的核心探究问题：“这些石头到底有哪些不一样的地方？我们怎样才能更好地发现这些秘密？”

【设计意图】

：通过谜语和富有代入感的视频，快速吸引学生注意力，创设“勘探家”的角色身份，激发探究内驱力。引导学生自己提出问题，尊重其主体地位，并自然聚焦到本课核心——观察与描述。

环节二：探究实践——多感官观察石头（预计时间：25分钟）

1.方法指导与安全提示：

1.2.教师出示一块石头，示范并讲解“勘探秘籍”：①用眼看：颜色、花纹、形状、光泽。可以使用“助手”——放大镜，看更仔细。②用手摸：表面是光滑的还是粗糙的？是凉的吗？③掂一掂：感受轻重。④刻一刻：（演示）用指甲、铜钥匙、小铁钉依次轻轻划石头表面，感受硬度不同。⑤敲一敲：（演示）两块石头轻轻相碰，听声音有何不同。强调安全：轻拿轻放，敲击要轻。

2.3.分发《石头观察记录表》和工具，明确小组内角色分工（观察员、操作员、记录员、汇报员），角色可轮换。

4.小组合作探究：

1.5.各小组领取石头样本盒和工具袋，开始有序观察。教师巡回指导，重点关注：学生是否在运用多种感官？是否在使用工具？观察是否有一定的顺序？记录方式是否可行？（鼓励用画图、选词粘贴等方式）。

2.6.提供语言支架，引导学生进行精确描述。如：“我看到的这块石头是______颜色的，上面有像______一样的花纹。”“我摸上去感觉______。”

3.7.鼓励进行简单测试：将石头放入水槽，观察是否下沉；用不同工具刻画，比较硬度。

8.记录发现：

1.9.小组记录员在大型记录表上，用粘贴图片、画图或简单符号的方式，汇总本组石头的多样特征。

2.10.每个学生在个人记录纸上，画出自己最感兴趣的一块石头，并尝试用一两个词描述它最特别的地方。

【设计意图】

：这是本节课的核心环节。通过清晰的“勘探秘籍”将科学观察方法程序化、趣味化，降低了操作难度。小组分工确保人人参与。强调多感官和工具的使用，旨在培养学生系统的观察技能。图画和非文字记录方式符合一年级学生的认知水平。

环节三：交流研讨——分享我们的发现（预计时间：7分钟）

1.小组汇报：邀请2-3个小组的“汇报员”，拿着本组的记录表和最特别的石头，到讲台前分享。教师引导其他学生认真倾听。

2.互动追问：教师和台下学生可以向汇报小组提问，如：“你们是怎么发现这块石头很硬的？”“你们觉得这块石头上的花纹像什么？”

3.提炼共识：教师根据学生的汇报，进行总结和提炼，形成班级共识，板书关键词：颜色多、花纹奇、形状怪、大小异、表面（光滑/粗糙）、硬度（不同）、声音（不同）、在水里（大多下沉）。

4.衔接下节：“勘探家们真是太棒了，发现了石头这么多秘密！现在我们的石头堆在一起，有点乱。下节课，我们要学习一项新本领——给石头‘分分类’，让我们的‘石头博物馆’更整齐、更有规律！”

【设计意图】

：交流研讨是科学探究的重要环节，旨在训练学生的表达与倾听能力。通过互动追问，深化对观察过程和结果的理解。教师的提炼板书，帮助学生将零散的发现结构化，形成初步的科学概念。结尾设疑，为第二课时做好铺垫。

第二课时：石头博物馆——石头的分类与拓展

环节一：回顾导入，明确任务（预计时间：5分钟）

1.快速回顾：通过课件快速闪现上节课观察到的各种石头特征关键词和图片，师生共同回忆。

2.情境延续：“上节课，我们小小勘探家收集并研究了这么多石头。现在，我们要建立一个班级‘石头博物馆’。可是，如果所有石头都混在一起放，参观者会很混乱。该怎么办呢？”

3.明确任务：“对，我们需要给石头分类，布置成不同的展区。今天我们的任务就是：成为一名‘博物馆策展人’，为我们的石头设计分类展区。”

【设计意图】

：快速激活旧知，延续“勘探家”情境，自然引出本课核心任务——分类，使学习具有连贯性和目的性。

环节二：探究实践——给石头分类（预计时间：20分钟）

1.初次分类（个体思考）：教师提问：“如果请你来分，你打算怎么分？按什么来分？”让学生先独立思考，并和同桌小声交流自己的想法。

2.示范分类（方法指导）：教师以某一小组的石头为例，在大屏幕上或实物投影下演示。强调分类的核心原则：每一次分类，只能有一个标准。

1.3.示例1：按颜色分——把所有“深色的”放一边，“浅色的”放另一边。

2.4.示例2：按表面光滑程度分——“光滑的”和“粗糙的”。

3.5.提问：还能按什么分？（形状、大小、花纹、硬度等）

6.小组合作分类：

1.7.各小组重新拿到自己的石头样本盒，尝试按照商定的一种标准进行分类。

2.8.分类完成后，用不同颜色的贴纸或小标签，给不同类别的石头做上标记。

3.9.鼓励有能力的小组尝试用第二种标准再次分类，感受“同一堆石头，标准不同，分的结果就不同”。

10.记录与布展：小组将分类后的石头，在桌面上布置成一个小型“展区”，并为每个“子展区”设计一个名称牌（如：“光滑圆润区”、“五彩斑斓区”等）。

【设计意图】

：从独立思考到教师示范，再到小组实践，层层递进。重点强调“一次一个标准”的科学分类思想，这是突破难点的关键。动手布置“展区”将分类活动成果化、可视化，增加了趣味性和成就感。

环节三：交流研讨——揭秘分类逻辑（预计时间：10分钟）

1.博物馆巡展：组织全班进行“博物馆巡展”，各小组“策展人”留守，向“参观者”（其他同学）介绍自己的分类方法和展区特色。

2.聚焦思维：教师引导提问：“你们组是按什么来分类的？”“其他组有不同的分法吗？”“同样的石头，为什么在不同组会被分到不同的类别里？”通过讨论，让学生深刻体会“分类标准决定分类结果”。

3.挑战与迁移：教师出示一块特征介于中间地带的石头（如不太光滑也不太粗糙），提问：“这块石头该放进哪个展区？这说明了什么？”引导学生认识到，分类有时会有“模糊地带”，这很正常，可以根据主要特征来决定。

【设计意图】

“巡展”形式新颖，让每个学生既是分享者也是学习者。讨论问题直指科学思维的核心——分类的依据。通过处理“模糊样本”的挑战，让学生理解科学分类的相对性和实用性，培养辩证思维。

环节四：拓展延伸——石头的故事（预计时间：10分钟）

1.石头从哪里来：播放简短的动画，演示石头风化、水流搬运形成鹅卵石等过程，用形象的方式解释石头来源的多样性。

2.石头有什么用：展示一组图片或实物：石板路、石桥、石雕、翡翠首饰、粉笔（石膏）、石灰（建筑材料）等。让学生将图片与教室里的“石头展品”产生联想，了解石头与人类生活的密切关系。

3.特别的石头：展示陨石、化石、宝石原石的图片，讲述简短有趣的小故事（如：化石告诉我们远古的故事，陨石是天外来客），进一步激发学生对地球科学和宇宙的好奇心。

4.情感升华与环保教育：总结石头的珍贵，它们需要大自然千万年才能形成。引导学生讨论：我们应该怎样对待石头和自然环境？（不乱扔石头、不破坏自然景观、珍惜矿产资源等）

【设计意图】

将探究从属性认知延伸到来源、用途和文化，拓宽学生的视野，体现科学的广度与温度。将科学学习与生活、社会、环境责任相联系，落实态度责任的培养目标。

七、教学评价设计

本教案采用“嵌入式”过程性评价与成果性评价相结合的方式。

1.观察评价：教师巡回指导时，通过观察学生的探究投入度、工具使用规范性、小组合作情况、记录方式等，进行即时评价和反馈。

2.作品评价：

1.3.《我的石头发现》图画记录：评价观察的细致程度和表征能力。

2.4.小组《石头观察记录表》与“展区”布置：评价小组合作成果、观察的全面性和分类的逻辑性。

5.口头评价：在交流研讨环节，评价学生表达的清晰度、逻辑性以及倾听与回应的质量。

6.简单量规（教师用）：

1.7.优秀：能主动运用多种感官和工具进行有序观察；能清晰描述石头的两个以上特征；能在小组中积极合作；分类标准明确合理。

2.8.良好：在指导下能运用感官和工具观察；能描述石头的一两个特征；能参与小组活动；能按一种明显特征分类。

3.9.进步中：对观察和分类活动有兴趣，能在同伴帮助下参与活动并进行简单描述。

八、板书设计（动态生成）

第一课时板书：

奇妙的石头

——小小勘探家

我们的问题：？从哪里来？为什么不一样？...

我们的发现：

看：颜色______花纹______形状______

摸：光滑/粗糙凉

掂：轻/重

刻：硬/软(指甲、钥匙、钉子)

敲：声音______

放入水：沉/浮

第二课时板书：

奇妙的石头

——石头博物馆

分类标准→不同展区

1.按颜色分：深色区|浅色区

2.按表面分：光滑区|粗糙区

3.按形状分：