小学三年级科学（教科版2024）上册探究实践专项导学案

小学三年级科学（教科版2024）上册探究实践专项导学案

一、教学背景分析（基础）

（一）教材分析（基础）

本次专项导学案基于教科版2024新教材三年级上册内容，聚焦于“探究实践”这一核心板块。新教材在三年级阶段，从简单的观察描述向初步的控制变量实验过渡，探究活动更具结构性和逻辑性。本专项旨在整合全册教材中涉及的核心探究活动，如“水的变化”、“空气的秘密”、“天气与生活”等单元的关键实验与观察任务，帮助学生系统建构科学探究的基本流程：提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流与反思评价。教材设计强调在动手实践中发展学生的科学思维，通过对物质特性、自然现象的探究，初步形成物质与能量、系统与模型等跨学科概念。本次专项突破将重点攻克学生在探究过程中常见的难点，如实验变量的识别与控制、观察记录的规范与客观、基于证据的合理解释等，为后续更复杂的科学学习奠定坚实基础。

（二）学情分析（基础）

三年级学生正处于形象思维向初步逻辑思维过渡的关键期。他们具备了一定的生活经验和对自然现象的好奇心，乐于动手操作，但对于科学探究的系统性方法尚不清晰。学生在前两年的学习中，已经历过简单的观察与描述，但对于“为什么要这样设计实验”、“如何确保实验的公平性”等深层次问题缺乏认识。在本专项学习前，学生可能已经接触过一些零散的实验活动，但尚未形成严谨的探究习惯，尤其是在控制变量、准确记录数据以及基于证据进行推理方面存在明显短板（难点）。此外，学生在团队协作中，分工与交流的能力有待提升，部分学生在表达自己观点和倾听他人意见之间难以平衡。因此，本专项设计将针对这些学情特点，通过结构化的探究活动，引导学生逐步内化科学探究的规范，培养尊重事实、敢于质疑的科学态度。

（三）设计理念（核心素养）

本导学案的设计严格遵循课程改革理念，以培养小学生科学核心素养为终极目标。设计突出“学习者为中心”，将科学探究作为学习的主要方式和内容。强调“做中学”与“思中学”的深度融合，引导学生在真实问题情境驱动下，亲历较为完整的科学探究过程。设计注重培养学生的科学观念，如通过探究水、空气等物质，建立“世界是物质的，物质是变化的”初步认识。着力发展学生的科学思维，特别是模型建构、推理论证和创新思维能力（核心素养）。在探究实践中，强化科学态度与社会责任的渗透，如严谨细致、实事求是的记录，团队合作中的尊重与分享，以及对环境、资源的珍视。本专项设计还尝试融入跨学科视野，如在数据整理环节融入数学的图表思想，在表达交流环节融入语文的准确描述，在认识天气与生活的关系时渗透安全与健康教育，全方位提升学生的综合素养。

二、教学目标与重难点（核心素养）

（一）教学目标

1.科学观念（重要）：通过系列探究实践，能举例说明物质（如水、空气）有质量、占有空间、存在状态变化等基本性质；能描述天气变化对人类生活的影响；初步形成自然界物质是运动变化但可被认知的观念。

2.科学思维（核心素养）：能够在教师引导下，针对具体问题提出可探究的科学问题；能基于已有经验和知识，对问题答案或现象原因作出有一定依据的假设；能初步学习对比实验中控制变量的基本方法；能运用感官和简单工具观察，并用文字、图表等方式记录整理信息（高频考点）；能尝试基于观察与实验中的证据，分析现象，得出初步结论，并与假设进行对照。

3.探究实践（核心素养）：能按照制定好的简单探究计划，规范、安全地操作实验器材；能通过小组合作，共同完成观察、实验、测量、制作等任务；能准确、客观地描述观察和实验结果，并愿意参与集体交流和讨论；能在教师启发下，对探究过程和结果进行简单的反思与评价。

4.态度责任（基础）：培养对自然现象的好奇心和主动探究的兴趣；在探究活动中，逐步养成细致观察、如实记录、尊重事实、乐于合作、敢于表达、倾听他人意见的科学态度；初步形成珍爱生命、保护环境、关注科学与生活联系的意识（热点）。

（二）教学重难点

1.教学重点（重要）：引导学生亲历科学探究的主要环节，初步掌握提出问题、作出假设、观察实验、信息整理的基本方法。特别是对《水》单元中水的三态变化条件的探究，《空气》单元中空气占据空间、有质量的实验设计，以及《天气》单元中长期科学观察和记录的习惯培养。

2.教学难点（难点）：在对比实验中，理解并初步应用“控制变量法”，确保实验的公平性，尤其是在“探究水蒸发快慢的因素”和“探究空气是否有质量”等实验中，如何设计公平的对比方案是核心障碍。此外，基于观察和实验数据，进行合乎逻辑的推理，并用科学语言准确表达结论，也是本专项需要反复锤炼的难点（高频考点）。

三、教学准备（基础）

教师准备：分组实验材料（每4-6人一组）：烧杯、酒精灯（或安全加热源）、三脚架、石棉网、温度计、火柴（或点火器）、计时器；不同形状的透明容器、水槽、玻璃片、橡胶塞、注射器；简易天平、气球、小风扇；气温计、风向标、雨量器（或自制材料）。多媒体课件（包含科学探究方法的图示、实验操作规范视频、天气现象的动态资料、记录表示例等）。小组探究记录单、班级大记录表。安全防护用品（护目镜、湿抹布等）。

学生准备：课前观察记录表（如记录一周的天气情况）。收集生活中关于水、空气应用的实例。自备彩笔、直尺等文具。

四、教学实施过程（核心环节）

（一）单元整合与专项启动：科学探究的“通用语言”（1课时）

1.情境导入与问题聚焦：教师首先展示一组对比图片：一幅是干涸龟裂的土地与润泽的绿洲，一幅是密闭空间内窒息的小鼠与正常呼吸的小鼠，一幅是狂风暴雨摧毁的农田与和风细雨滋润的庄稼。引导学生思考：是什么造成了这些巨大的差异？这些现象背后隐藏着哪些我们看不见、摸不着但至关重要的“主角”？学生很自然会想到水、空气和天气。教师顺势揭题，并强调：要真正了解它们，仅仅靠看和想是不够的，我们必须像科学家一样，通过严谨的“探究实践”来寻找证据。

2.构建探究问题框架（重要）：教师引导学生回顾科学探究的一般步骤，并以提问方式板书或通过多媒体呈现“探究地图”。提问：当我们对一个现象产生好奇时，第一步做什么？（提出问题）然后呢？（猜想假设）怎样验证我们的猜想？（设计实验）实验时要怎么做？（动手实践、观察记录）得到数据后该怎么办？（分析整理）最后得出什么结论？并和同学们交流。教师强调，这就像我们进行科学探索的“通用语言”，接下来的所有活动，我们都将使用这套语言。

3.安全教育与规范强调（基础）：播放实验操作规范视频，重点讲解酒精灯的正确使用（点火、灭火、加热方式）、玻璃仪器的轻拿轻放、加热后的防烫措施、以及万一发生意外（如酒精洒出燃烧）的应急处理方法。强调观察记录的客观性，必须“看到什么记什么”，不能随意篡改数据。分发小组实验材料时，强调组内分工（如材料员、操作员、记录员、汇报员）的重要性，并鼓励轮换角色（热点）。

（二）核心探究一：水的“七十二变”——探究水的三态变化条件（2课时）

1.提出问题与猜想假设（重要）：承接上一环节，教师拿出冰块，提问：冰、水、水蒸气是同一种物质吗？它们之间是怎样变化的？要变成水，需要什么条件？水变成水蒸气，又是在什么情况下发生的？学生结合生活经验，提出猜想：冰加热变成水，水加热变成水蒸气；水冷却会结成冰；水放在外面会自己变干（蒸发）等。教师将学生的猜想分类板书在黑板的“假设区”。

2.设计实验方案（难点）：聚焦“水的沸腾”和“蒸发”两个核心点。对于沸腾，师生共同讨论：如何观察水变成水蒸气的现象？需要什么器材？实验步骤怎样才安全？教师引导学生设计出使用酒精灯加热烧杯中的水，用温度计测量水温，观察并记录水沸腾时温度变化和现象的实验方案（基础）。对于蒸发，提出探究性问题：“水在什么情况下蒸发得更快？”引导学生思考可能的影响因素（温度、空气流动、表面积），并初步渗透控制变量思想。教师举例：如果我们要研究“温度对蒸发快慢的影响”，那么其他条件（如水的多少、容器的形状、是否有风）应该怎样？引导学生说出“保持相同”。然后小组讨论，设计出对比实验方案（如：两片玻璃片滴同样多的水，一片放在常温下，一片用酒精灯微微加热（需强调安全），观察哪片先干）。

3.动手实践与观察记录（核心素养）：各小组按照设计好的方案，分工合作进行实验操作（加热实验需在教师巡回指导下严格按规程进行）。操作员规范操作酒精灯、搅拌和读数；记录员每隔一分钟记录一次温度，并仔细观察烧杯内气泡、水量的变化和玻璃片上的现象；材料员确保器材完好。在蒸发对比实验中，学生同时进行不同条件下的观察，并记录水完全蒸发所需时间或观察现象差异（高频考点）。教师巡回指导，纠正不规范操作，引导学生在记录时不仅记录数据，也要用简单的词语或简笔画记录现象，如“杯底有气泡”、“水面有白气”、“玻璃片上的水不见了”等（重要）。

4.整理信息与得出结论（难点）：实验结束后，各小组整理温度记录表，分析水沸腾前后温度的变化规律（持续上升，达到100℃左右时不变）。讨论：水沸腾时观察到什么现象？这说明水发生了什么变化？对于蒸发实验，各小组汇报实验结果，比较哪块玻璃片上的水干得快。教师引导学生归纳：温度越高、空气流动越快、表面积越大，水蒸发得越快。并引导学生将“猜想假设”与“实验结论”进行对照，哪些被证实了，哪些需要修正，初步体验科学结论需要证据支持。

5.反思与交流（热点）：请小组汇报员用完整的语言描述本组的实验过程和结论。例如：“我们组通过实验发现，水在加热到100℃时开始剧烈沸腾，产生大量气泡，水变成了我们看不见的水蒸气。我们还通过对比实验发现，加热玻璃片上的水比不加热的干得快，所以温度高蒸发快。”鼓励其他小组质疑和补充。教师总结水的三态变化规律，并引导学生联系生活实例（晒衣服、烧开水、下雪等），深化理解。

（三）核心探究二：空气的“存在感”——探究空气占据空间与质量（2课时）

1.创设冲突，引出问题（基础）：教师表演“魔术”：将一个干燥的纸团紧紧塞入玻璃杯底，然后将杯子垂直倒扣入水槽中，再竖直提起杯子，取出纸团。学生惊讶地发现纸团没有湿。为什么水进不去？杯子里有什么？学生答：有空气。教师追问：空气看不见，你怎么证明它确实在里面，并且占据了杯子的空间，才把水“推开”了？从而引出探究问题：空气真的占据空间吗？它还有其他性质吗？

2.自主设计，证明“占据空间”（重要）：各小组领取材料（水槽、水、玻璃杯、纸团、橡胶塞、注射器、带孔的塑料瓶等）。教师鼓励学生不局限于刚才的魔术，尝试用更多的方法来证明空气占据空间。小组内讨论并设计实验方案，教师参与讨论，肯定创意的同时引导其可行性。例如：用注射器吸入一部分空气，再用橡胶塞堵住出口，向下压活塞，感觉有压力，说明空气被压缩，但仍占据空间；将带孔塑料瓶竖直压入水中，水从孔中进入，瓶内空气被挤出，能看到气泡，证明空气占着瓶子的空间（高频考点）。

3.动手操作，观察现象（核心素养）：各小组选择或组合多种方法进行验证。操作员在小组合作下进行实验，观察并记录现象：纸团魔术中，水未进入杯子，纸团保持干燥；注射器活塞压不下去，放手后弹回；压入水中的瓶子冒气泡，水逐渐进入。记录员用图和文字描述这些现象，并尝试解释现象背后的原因——空气占据了空间（基础）。

4.进阶探究：空气有质量吗？（难点）：教师拿出简易天平，两端各挂一个充满空气但未扎紧的气球，调节平衡。提问：现在天平是平衡的，说明两边气球（含空气）总质量相等。如果我把其中一个气球里的空气放掉一部分，你们猜天平会怎样？学生猜测可能会倾斜。教师请一位学生上台操作：小心地解开一个气球的扎口，放出一部分空气，再扎紧，放回天平。学生观察到放气的一侧翘起。教师引导讨论：这个现象说明了什么？（说明空气有质量）为什么放气后这边变轻了？（因为里面的空气减少了）。此实验简单直观，是突破“空气有质量”这一抽象概念的关键（高频考点）。教师还可引导思考：如何让实验更精确？引入更精密的测量工具的概念。

5.归纳总结，迁移应用（热点）：组织全班交流，各小组展示自己如何证明空气占据空间，如何证明空气有质量。师生共同归纳出空气的基本特征：无色、无味、透明、能占据空间、有质量、可压缩。联系生活：给自行车轮胎打气（空气占据空间，有质量支撑），救生圈（空气占据空间提供浮力），风能（空气流动具有能量）等，让学生感受科学就在身边。

（四）核心探究三：天气的“日记”——探究天气现象的规律与影响（长期任务+2课时）

1.启动长期观察项目（重要）：在开始本单元教学前一周，教师已经布置任务：请同学们每天观察并记录天气情况。课上，首先请几位同学分享他们的“天气日记”。展示学生的记录，大家会发现每个人的记录内容、方式五花八门。教师提出问题：怎样记录天气，才能让我们更方便地比较、发现规律呢？引出制定统一、规范的“观察标准”的需求。这本身就是一种科学探究中的“方法建构”。

2.确定观察内容与工具（基础）：师生共同讨论，要描述一天的天气，应该关注哪些方面？学生提出气温、云量、风向、风速、降水量等。教师逐一展示相应的科学测量工具：气温计、风向标、风速仪（或根据风力等级表）、雨量器。并讲解这些工具的正确使用方法。特别强调气温计要放在百叶箱或阴凉通风处测量，风向标的箭头指向风的来向，雨量器要水平放置等规范（高频考点）。

3.合作设计“天气记录表”（核心素养）：各小组根据要观察的要素，合作设计一份未来一周的“天气记录表”。教师引导学生思考表格应包含哪些栏目（日期、时间、气温、云量、风向、风速、降水量，还可以加上自己的感受或其他发现），以及如何记录更清晰（用符号表示天气，画柱状图表示气温变化等）。小组展示各自的设计，师生共同评选出一份最科学、最实用的表格作为班级通用记录表（或综合各优点形成一份优化表）（热点）。

4.实地测量与记录（重要）：在接下来的课堂时间里（如果天气允许，可带学生到室外），分组使用工具进行实地测量和记录。一组测量此刻百叶箱中的气温；一组观察天空云量并对照云量图判断是晴、少云、多云还是阴；一组用风向标和风力计（或风力等级表）测定风向和风速；另一组检查雨量器（如有降水）中的水量。记录员将小组测得的数据填写在统一的记录表上。回到教室，各组汇报实测数据，并比较差异，讨论为什么会有差异（如测量位置不同、读数误差等），培养学生分析误差的意识。

5.数据分析与规律探寻（难点）：在积累了1-2周的数据后，专门用一节课来处理数据。教师引导学生将本组的连续记录数据制作成气温折线图，直观感受气温的日变化和几日间的变化趋势。统计这段时间内哪种风向、哪种风力出现最多，绘制简单的风玫瑰图（初级）。分析降水情况。引导学生从这些数据中寻找规律：一天中最高气温和最低气温分别出现在什么时候？这个月的天气有什么特点？对我们的生活和动植物的生长有什么影响？

6.联系生活，表达交流（热点）：举办“天气播报员”活动。各小组根据本组整理的天气数据和分析出的规律，撰写一份简短的“天气周报”或“本月天气总结”，并向全班“播报”。播报内容包括天气特征、对生活和学习的建议（如穿衣、出行、农业活动等）。通过这个活动，将科学探究的结论应用于生活，体现科学的实用价值，同时锻炼学生的表达与综合实践能力。

五、探究实践专项综合提升与评价（贯穿始终，集中展示）

1.探究日志与反思报告（重要）：鼓励学生像科学家一样，为每一次重要的探究活动撰写“探究日志”，记录下自己的问题、猜想、实验设计、观察发现、最终结论以及过程中的困惑和感悟（高频考点）。教师定期查阅并给予鼓励性、指导性评语，将过程性评价落到实处。

2.跨学科融合拓展（热点）：在科学探究的基础上，融入其他学科元素。例如：在水的探究后，引导学生阅读有关水的诗歌、散文，或者创作关于水的科学童话，实现科学与语文的融合；在空气的探究后，指导学生制作简易的风车或小乐器，感受空气的力量与振动，融入工程与技术、艺术元素；在天气的探究后，结合数学课学习的