小学科学一年级下册《奇妙的动物耳朵》探究式教学设计

小学科学一年级下册《奇妙的动物耳朵》探究式教学设计

一、指导思想与理论依据

本教学设计以《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》核心理念为根本遵循，深度融合建构主义学习理论、探究式学习模式以及STEAM教育思想。设计认为，科学学习并非静态知识的灌输，而是学生在与情境、材料及同伴的互动中，主动建构对自然世界理解的过程。对于一年级学生而言，学习始于具体感知和直接经验，继而通过有结构的探究活动，逐步发展初步的科学思维和解决问题的能力。

本课聚焦于“动物的耳朵”这一生命科学领域的核心概念，旨在超越传统“认识器官形态”的层面，引导学生从“结构与功能相适应”这一生物学基本观点出发，理解动物耳朵的多样性是其长期适应环境的进化结果。通过跨学科整合（如与工程、技术、艺术的结合），设计模拟实验、创意制作等活动，培养学生的观察比较、推理预测、模型建构等高阶思维能力，最终指向“生命观念”、“科学思维”、“探究实践”和“态度责任”四大核心素养的协同发展，体现当前科学教育从知识本位向素养本位的转型。

二、教材分析与学情研判

（一）教材分析

本课隶属于青岛版小学科学一年级下册“动物与环境”单元。本单元的核心线索是引导学生探究动物身体结构与生存环境、生活习性之间的内在联系。“动物的耳朵”作为独立一课，承上启下：它既是对前一课“动物的眼睛”中“结构与功能”概念的延续与深化，又为后续学习动物的运动、觅食等行为奠定了感知器官认知的基础。青岛版教材特点鲜明，注重情境创设与活动引领。原课题“动物的耳朵”略显平实，故优化为《奇妙的动物耳朵》，以“奇妙”一词激发学生探究欲望，凸显本课旨在揭示动物耳朵多样性背后隐藏的科学奥秘。

教材通常呈现几种典型动物（如兔子、大象、蝙蝠、猫头鹰等）的耳朵图片，通过观察、比较引发思考。本设计将在教材基础上进行深度拓展与结构化重组：一是扩充探究对象，引入更多具有代表性的动物（如水生、沙漠、极地动物），构建更完整的认知图谱；二是深化探究层次，从观察外形深入到功能模拟与原理初探；三是强化实践应用，引导学生在理解原理的基础上进行创意设计。

（二）学情研判

教学对象为小学一年级下学期学生，年龄约6-7岁。

1.认知与心理特点：该阶段学生以具体形象思维为主，好奇心强，注意力持续时间相对较短，对生动、直观、可操作的活动兴趣浓厚。他们喜欢小动物，具备初步的观察能力，但观察往往不够系统，描述较为零散。具备简单的比较意识，但归纳概括能力较弱。

2.前概念与经验基础：学生已具备关于“耳朵是用来听声音的”这一基本生活经验，认识常见动物（如猫、狗）的耳朵外形。可能存在一些朴素或错误的前概念，例如认为所有动物的耳朵都像人类一样长在头部两侧，或认为耳朵大就一定听得远。

3.潜在学习困难：理解“耳朵的形态（如大小、形状、能否转动）与其功能（听什么声音、在什么环境下听）之间的复杂关系”是抽象的，对一年级学生构成挑战。同时，将观察到的现象用较为科学的语言进行描述和交流也存在困难。

4.教学应对策略：针对以上学情，本设计将采用“具身体验-可视化呈现-模型模拟”的策略化解抽象。通过大量高清视频、高保真音频、可触摸模型创设沉浸式情境；设计层层递进的对比观察表，支架学生的系统观察与记录；通过制作简易“听音器”、扮演动物等游戏化、工程化的活动，将抽象关系转化为可操作、可体验的过程。

三、素养导向的教学目标

基于课程标准、教材分析与学情研判，确立以下核心素养导向的教学目标：

1.科学观念：通过观察、比较多种动物的耳朵，知道动物耳朵在形状、大小、位置、能否转动等方面存在多样性；初步理解动物的耳朵形态与其生活环境（如水中、陆地、空中）、生存需求（如听声辨位、探测危险、交流）密切相关，认同“结构适应功能”的基本观点。

2.科学思维：在教师引导下，能运用多感官（看、听、模拟）对多种动物的耳朵进行有目的的观察和比较，并用简单的语言或图画描述其特征；能基于观察到的现象，对动物耳朵的功能进行合理的推测与想象（如：“兔子的长耳朵可能会转动，可能是为了听到四面八方的声音”）；初步尝试通过制作简易模型来验证自己的猜想。

3.探究实践：能在小组合作中，完成对动物耳朵特征的观察与记录；能利用提供的简易材料（如纸杯、软管、铝箔等），模仿某种动物耳朵的特点，设计与制作一个“超级听音器”，并测试其效果，体验简单的工程设计与制作过程。

4.态度责任：在探究活动中保持对动物世界多样性的浓厚兴趣和好奇心；愿意倾听同伴的发现与想法，乐于分享自己的观察和制作成果；初步形成关爱动物、尊重生命的意识，理解每一种独特的身体结构都是动物生存的智慧。

四、教学重难点

1.教学重点：观察和比较不同动物耳朵的显著特征；初步建立动物耳朵的形态与其生活环境、功能需求相关联的认识。

2.教学难点：引导学生理解“结构如何适应功能”，并能运用此观点解释或推测一些动物耳朵特点的合理性；在制作“超级听音器”时，能将观察到的特征转化为设计要素。

五、教学准备

1.多媒体资源：

1.2.PPT课件：包含高清动物图片（正面、侧面、特写）、短小精悍的动物视频（展示耳朵转动、对声音的反应等）、环境音效（森林、海洋、草原）、动物叫声音频。

2.3.交互式白板工具：用于学生拖拽分类、标注观察发现。

4.实物与模型：

1.5.多种动物耳朵的高仿真模型或高质量图片卡（兔子、大象、蝙蝠、猫头鹰、海豚、青蛙、蟋蟀等）。

2.6.人类耳朵剖面简图模型。

3.7.听诊器1-2个，用于体验声音的收集与传导。

8.探究实验材料包（小组合作，4-6人一组）：

1.9.观察记录单（包含对比表格，用图画和简单词语记录）。

2.10.“耳朵功能模拟”材料：不同大小、深浅的纸杯或漏斗（模拟耳廓）、软管（模拟耳道）、小鼓膜模型（气球皮蒙在杯口）、米粒或小纸屑（观察振动）。

3.11.“超级听音器”创意制作材料：各类纸杯、卷筒纸芯、铝箔纸、橡皮泥、吸管、胶带、剪刀（安全型）等。

12.环境布置：教室布置成“动物耳朵探索营”，墙面可悬挂动物耳朵特征图示、相关科学绘本页面等。

六、教学实施过程（详细教案）

（一）情境激趣，问题聚焦（预计时间：8分钟）

1.谜语导入，唤醒已知：

1.2.教师：“左边一个孔，右边一个孔，是香还是臭，问它它都懂。（打一人体器官）”

2.3.学生猜出“鼻子”后，教师再出示：“一座小山两边分，各种声音听得真。要是没有这座山，美妙声音听不见。（打一人体器官）”

3.4.学生猜出“耳朵”。教师肯定：“对，是我们的耳朵！它能帮助我们听到美妙的声音，认识世界。”

5.游戏体验，功能初探：

1.6.活动“听声辨位”：请一名学生蒙上眼睛，教师或另一学生在教室不同方位轻轻敲击乐器（如三角铁），请该生用手指出声音方向。其他学生观察。

2.7.提问：“他为什么能猜对方向？”引导学生说出“用耳朵听”、“两只耳朵听到的声音不一样”等。

3.8.体验“收集声音”：出示听诊器，请学生轮流听自己或同伴的心跳声。提问：“听诊器头上的这个圆盘像我们耳朵的哪个部分？它有什么作用？”引导学生关注“耳廓”收集声音的功能。

9.引出课题，聚焦核心：

1.10.教师：“我们人类的耳朵本领不小。那动物朋友们呢？它们生活在不同的地方——高高的树上、深深的土里、辽阔的天空、浩瀚的大海。它们的耳朵会不会和我们长得不一样？有什么奇妙之处呢？今天，我们就一起走进《奇妙的动物耳朵》探索之旅！”

2.11.板书课题，并出示核心问题：“动物们的耳朵有哪些不一样？这些不一样对它们有什么好处？”

【设计意图】：从熟悉的谜语和身体游戏入手，迅速拉近科学与学生的距离，激活关于耳朵功能的已有经验。听诊器的使用，巧妙地将“耳廓收集声音”这一抽象功能具体化、可视化。最终以富有感染力的语言和核心问题，将学生的兴趣从自身引向广阔的动物世界，明确本课探究主线。

（二）观察比较，发现“奇妙”（预计时间：15分钟）

1.观察人类耳朵，建立描述框架：

1.2.出示人类耳朵模型或高清图片，引导学生有序观察：形状（像什么？）、大小（相对头部）、位置（在头的两侧）、是否会动（大多数人不能主动转动）。

2.3.教师板书关键词：形状、大小、位置、动/不动。这是后续观察动物的“思维脚手架”。

4.分组探究，对比动物耳朵：

1.5.将学生分成若干“科学考察队”，每队领取一个“动物耳朵资料包”（内含2-3种具有鲜明特点的动物耳朵模型/图片及记录单）。

2.6.任务一：找特征。小组成员合作，用看、比（和人的耳朵比、和组内其他动物耳朵比）的方法，发现所研究动物耳朵的独特之处，用画画或贴图加简单词语的方式记录在观察记录单上。

3.7.记录单示例：

|动物名称|我画的它的耳朵|耳朵的特点（用√或画）|

|:---|:---|:---|

|兔子|（学生画图区）|形状：长□圆□尖□；大小：很大□一般□很小□；其他：会转动□|

|大象|（学生画图区）|形状：扇子形□圆形□；大小：很大□；其他：薄薄的□能扇风□|

4.8.教师巡视指导，鼓励学生用“我发现了……”、“它的耳朵好像……”等句式交流，并提示关注细节（如耳廓上的毛发、褶皱等）。

9.全班分享，建构认知网络：

1.10.各“考察队”派代表上台，借助实物投影展示记录单，汇报发现。

2.11.教师利用交互式白板，随着学生汇报，将动物图片拖拽到不同的“特征集合区”（如“大耳朵俱乐部”、“会转动的耳朵”、“看不见的耳朵”等），形成直观的分类图谱。

3.12.关键追问（引发思考，而非直接告知）：

1.4.13.“兔子的耳朵这么长，除了听声音，还可能有什么用处？”（联系散热）

2.5.14.“大象的耳朵像两把大扇子，它经常扇动，是为了听得更清楚吗？”（引导思考其他功能）

3.6.15.“猫头鹰的耳朵为什么一个高一个低？”（播放猫头鹰转头精准定位猎物声音的视频，让学生直观感受）

4.7.16.“蝙蝠、海豚的耳朵在哪里？它们主要听什么样的声音？”（引出超声波概念，但不深入解释，强调是“我们听不见的特殊声音”）

【设计意图】：本环节是科学探究的基础。通过从人类耳朵观察入手，为学生提供了观察和描述的“方法论”支架。小组合作探究保障了学生的参与度，图画记录符合一年级认知特点。全班分享环节，教师通过白板互动和智慧追问，将零散的发现系统化、结构化，初步构建起关于动物耳朵多样性的认知网络，并自然引向对功能的思考。

（三）实验模拟，理解“奥秘”（预计时间：12分钟）

1.从现象到问题：

1.2.教师总结观察发现：“同学们真是火眼金睛！我们发现动物的耳朵真是千奇百怪。那么，这些长得不一样的耳朵，听声音的本领真的不一样吗？长耳朵是不是就听得更远？大耳朵是不是听得更清楚？”

3.设计模拟实验：

1.4.实验一：耳廓大小与声音收集。

1.2.5.问题：大耳朵和小耳朵，谁收集到的声音信号更多？

2.3.6.材料：大小不同的两个漏斗（或剪掉底的纸杯）、软管、末端蒙有气球皮的小杯（模拟鼓膜，上放少许纸屑）。

3.4.7.方法：将大小漏斗分别通过软管连接“鼓膜模型”。在相同距离，用同一音源（如手机播放固定频率声音）发声，观察哪个“鼓膜”上的纸屑振动更明显。

4.5.8.学生操作与观察：小组合作，尝试比较。教师引导他们注意公平比较（距离相同、声音相同）。

5.6.9.初步结论：在同样条件下，大的“耳朵”（漏斗）可能让“鼓膜”振动更明显，说明它收集声音的能力可能更强。

7.10.实验二：耳廓方向与声音来源。

1.8.11.问题：耳朵能动和不能动，对判断声音方向有影响吗？

2.9.12.活动：请两位学生上台。A学生双手放在耳后，固定不动；B学生可以用手在耳后模仿“转动”（改变手的方向）。教师从不同方向发出轻微声响，请他们分别判断方向，比比谁判断得更快更准。

3.10.13.体验与思考：通过亲身体验，理解能转动的“耳廓”可以帮助不转头就更好地捕捉不同方向的声音，这对警惕天敌的动物（如鹿、马）至关重要。

14.关联解释：

1.15.教师引导学生用实验的发现，尝试解释之前的观察：“现在，你能用我们实验想到的道理，猜猜为什么兔子要长一对又长又会转动的大耳朵了吗？”（收集更远处微弱的声音——如天敌靠近；转动定位声音方向，及时发现危险。）

2.16.播放一段沙漠狐（耳廓极大）和北极狐（耳廓较小）的对比视频。提问：“它们都是狐狸，为什么耳朵大小差这么多？这和它们生活的环境（炎热沙漠vs.寒冷北极）有什么关系？”引导学生将耳朵功能与温度调节联系起来，理解耳朵的多功能性。

【设计意图】：此环节是突破教学难点的关键。通过两个简易而有趣的模拟实验，将抽象的“结构-功能”关系转化为可观察、可操作、可体验的具身认知。学生不再是被动接受结论，而是在“做”中“悟”，自己建构理解。实验后的关联解释，促使学生运用新建构的理解去重新审视观察到的现象，完成从具体到抽象的科学推理，思维层次得到提升。

（四）创意应用，设计“未来”（预计时间：10分钟）

1.发布工程挑战任务：

1.2.教师创设情境：“动物们的耳朵给了我们很多灵感。假如我们是小小仿生学家，要为一个需要执行特殊任务的小机器人设计一对‘超级耳朵’，你们想借鉴哪种动物的耳朵本领？想让机器人能做什么？”

2.3.出示“超级听音器”设计挑战任务：

1.3.4.挑战：利用材料包中的物品，为你们的机器人设计制作一对有特殊本领的“耳朵”。

2.4.5.要求：说出你们模仿了哪种动物（或结合了哪几种动物的特点）；希望这对耳朵帮助机器人实现什么功能（如：在嘈杂环境中听清特定声音、听到很远处的呼救声、同时监听四面八方等）。

3.5.6.评价：创意独特、理由合理、制作精美。

7.小组设计与制作：

1.8.小组头脑风暴，确定设计思路，绘制简易设计图。

2.9.选择合适的材料进行制作。教师提供安全指导和技术支持（如如何连接、固定）。

10.展示与交流：

1.11.各小组展示“超级听音器”，并派代表进行“产品发布会”：

1.2.12.“我们设计的是‘猫头鹰-大象联合耳’。这个长长的喇叭口借鉴了猫头鹰的耳羽簇，可以集中声音；这个大扇面借鉴了大象耳朵，不仅可以收集更多声音，还能为机器人的芯片散热！它的功能是让机器人在黑暗的森林里也能听到最细微的树叶沙沙声，并判断方位。”

3.13.其他小组可以提问或点赞。

【设计意图】：这是探究学习的升华与应用环节，融合了STEAM理念。将科学知识（动物耳朵结构与功能）转化为工程实践（设计制作），并用艺术的形式展现。这个过程不仅巩固和灵活运用了本节课的核心概念，更重要的是培养了学生的创新思维、解决问题的能力和团队协作精神。从“认识奇妙”到“模仿创造”，学生完成了从学习者到小小设计者的角色转变，体验到科学技术的应用价值。

（五）总结延伸，持续探究（预计时间：5分钟）

1.回顾梳理：

1.2.教师引导学生一起回顾板书和探索历程：“今天，我们像科学家一样观察、比较，像工程师一样实验、制作，发现了动物耳朵的奇妙世界。最大的收获是什么？”引导学生说出“动物的耳朵长得不一样是为了适应不同的生活”等核心观点。

2.3.完善板书，形成概念图：中心为“动物的耳朵”，辐射出“形态多样”（大小、形状、位置、能否动）与“功能适应”（听声、散热、定位等），并连接至“生活环境”。

4.拓展延伸：

1.5.提问：“是不是所有动物都用耳朵听声音呢？蛇没有外耳，它怎么感知周围动静？鱼有耳朵吗？”留下悬念。

2.6.推荐活动：

1.3.7.家庭任务：回家观察自家宠物或小区里的鸟、猫等动物的耳朵，看看它们听到不同声音时耳朵有什么反应，画下来或拍给老师同学看。

2.4.8.阅读推荐：提供《动物耳朵大揭秘》、《第一次发现丛书：动物的耳朵》等绘本或书籍名。

3.5.9.自然观察：下次去动物园，重点观察不同动物耳朵的奥秘。

10.情感升华：

1.11.教师总结：“每一种动物的耳朵，都是大自然精心设计的杰作，是它们生存智慧的体现。正是这些千奇百怪的特征，构成了我们丰富多彩的生命世界。让我们带着善于发现的眼睛和乐于探究的心，继续去观察、去爱护这个奇妙的生命王国吧！”

【设计意图】：总结不是简单复述，而是引导学生自主建构知识体系，形成概念网络。设置悬念和拓展任务，将课堂探究延伸至课外和家庭，使科学学习成为一个连续的过程。最后的情感升华，将科学教育与生命教育、审美教育自然融合，培养学生对自然的敬畏与热爱之情。

七、板书设计

奇妙的动物耳朵

（结构与功能）

观察发现→形态多样功能适应←实验探究

↓↓↓↓

形状：长、圆、尖、扇…←→听声音：远、近、方向…

大小：很大、很小、一般←→收集声音、散热、交流…

位置：两侧、头顶、移动…←→探测危险、温度调节…

动/静：灵活转动、固定…←→精确定位、时刻警觉…

↙↘↙↘

生活环境生存智慧

（陆地、天空、水中…）（适应、进化…）

八、教学反思与特色创新

（一）预期教学效果反思

本设计力图体现“学生为主体，探究为主线，素养为导向”的现代科学教学观。预期学生能在高度参与、层层递进的活动中，不仅获得关于动物耳朵多样性的具体知识，更关键的是经历完整的科学探究过程（提出问题-观察比较-实验验证-解释应用），初步习得科学思维方法。模拟实验与工程挑战环节，能有效激发学习兴趣，化解抽象概念，使“结构与功能相适应”的核心观念得以落地。差异化的小组任务和多元表达方式（图画、语言、制作），能照顾到不同学习风格和能力水平的学生。

（二）特色与创新之处

1.深度探