小学三年级科学《小小气象员：气温的测量与科学探究》教案

小学三年级科学《小小气象员：气温的测量与科学探究》教案

  一、理论依据与设计思想

  本教学设计以建构主义学习理论为核心指导，强调学习者在与环境互动中主动建构知识的意义。同时，深度融合STEM教育理念，将科学探究、技术应用、工程思维与数学分析有机结合，致力于培养三年级学生的核心素养，特别是科学观念、科学思维、探究实践以及态度责任。设计遵循“从生活走向科学，从科学走向社会”的路径，将“测量气温”这一技能的学习，转化为一次完整的、基于真实问题的科学探究旅程。学生不再是知识的被动接受者，而是化身为“小小气象员”，在模拟的科学研究情境中，经历“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-反思评价”的完整探究过程。本设计特别注重跨学科视野的整合，将数学中的数据记录与统计、语文中的观察与描述、劳动教育中的工具使用与维护等元素自然融入科学探究主线，旨在提升学生综合运用知识解决实际问题的能力，体现当前课程改革中强调的综合性、实践性与情境性。

  二、教学背景与学情分析

  从学科知识体系来看，“测量”是科学探究的基础技能之一，“温度”是物质世界一个基本的、可测量的属性。本课位于三年级上册起始单元，是学生系统学习使用科学仪器进行定量观测的启蒙课，为后续学习“水的变化”、“天气”等单元奠定坚实的方法论基础。掌握规范、精确的气温测量方法，理解气温变化与人类生活、生产活动的关联，是培养小学生实证意识和科学态度的重要一环。

  授课对象为小学三年级上学期的学生，年龄约8-9岁。他们的认知特点具体表现为：首先，思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的初期，对直观、可操作的活动兴趣浓厚，但长时间维持注意力有待引导。其次，他们具备初步的观察和比较能力，能够描述物体的冷热感觉，但缺乏定量描述的科学概念和工具。再者，他们开始有合作学习的意识，乐于分享，但在小组分工、协同完成任务方面需要明确的指引和训练。最后，他们具备书写简单词语和数字的能力，能够进行初步的数据记录，但绘制规范的图表、从数据中发现规律需要搭建脚手架。基于此，本设计将抽象的温度概念转化为可触摸、可操作、可记录的系列活动，通过搭建逐步递进的任务阶梯，支持学生完成从感性认识到理性认知的跨越。

  三、教学目标

  依据课程标准、教材内容及学情分析，制定如下三维教学目标：

  （一）科学观念

  1.通过亲身体验和比较，认识到使用感觉器官（皮肤）判断冷热存在主观性和局限性，理解使用工具（温度计）进行科学测量的必要性和重要性。

  2.知道气温是描述空气冷热程度的科学概念，其常用单位是摄氏度（℃）。

  3.了解一天中不同时间、不同地点（如阳光下与背阴处）的气温可能存在差异，初步建立气温是变化的、且受多种因素影响的动态观念。

  （二）探究实践

  1.能在教师指导下，学习并掌握温度计的正确使用方法，包括识读刻度、正确放置（不接触地面、不直射阳光、通风处）、保持稳定后读数等规范操作。

  2.能够以“小小气象员”的身份，小组合作制定简单的测量计划，选择校园内多个代表性地点进行气温测量并记录。

  3.能够用科学的语言和规范的格式（如表格）记录测量数据，并尝试对数据进行简单的比较和分析，用口头或图文结合的方式汇报探究发现。

  （三）科学思维

  1.发展对比思维：通过对比感觉与仪器测量结果的差异，体会科学工具的优越性；通过对比不同地点、时间的数据，初步学习控制变量的比较方法。

  2.发展实证思维：初步形成“用数据说话”的意识，懂得结论需要基于反复测量获得的数据支持。

  3.发展归纳思维：尝试从一组测量数据中归纳出简单的规律或模式，如“背阴处气温通常比阳光下低”。

  （四）态度责任

  1.培养对自然现象的好奇心和探究热情，养成认真、细致、实事求是的科学态度。

  2.在小组活动中，学会倾听同伴意见，分工协作，共同完成测量任务，培养合作精神。

  3.初步认识气象数据与日常生活的联系，萌发关注天气、服务生活的意识。

  四、教学重难点

  （一）教学重点：温度计的正确使用方法和规范的气温测量流程。这是本课技能学习的核心，是学生开展有效科学探究的基础。

  （二）教学难点：引导学生理解“为何测量气温要有统一、规范的方法”，并能将测量方法与对“气温”概念的理解相结合，初步分析导致气温差异的可能原因。这涉及从操作技能到科学思维的提升。

  五、教学准备

  （一）教师准备

  1.多媒体课件：包含温度计结构动画、读数练习、规范操作视频、校园地图、数据记录表示例等。

  2.演示材料：大型气温计模型、普通气温计（干湿球温度计中的干球部分）、实物投影仪。

  3.分组实验材料（按4-6人小组配置）：校园专用气温计（或学生用红液温度计）6-8支、学生活动记录单（含数据记录表、校园测量点位图）、铅笔、橡皮。

  4.环境准备：提前勘察校园，选定4-5个具有对比性的测量点，如阳光直射的操场中央、背阴的教学楼北墙下、通风的走廊、草坪地面附近、水泥地面附近等，并做好安全评估。

  （二）学生准备

  1.知识准备：回忆生活中对冷热的感觉经验。

  2.物品准备：手表或留意学校铃声以计时，穿着适合户外活动的衣物。

  六、教学过程

  （一）情境导入，引发认知冲突（预计时间：8分钟）

    师：同学们，今天我们来扮演一个非常重要的角色——小小气象员。气象员每天都要报告一件非常重要的事情，那就是气温。谁能告诉我，现在你觉得教室里是冷还是热？

    （学生自由发言，可能答案不一。）

    师：咦？我们都在同一个教室，为什么有的同学说有点热，有的说正好，有的说有点凉呢？靠窗和靠门的同学感觉一样吗？用手摸摸你的桌面，再摸摸金属的窗框，感觉一样吗？

    （学生通过触摸体验，会发现感觉存在差异且受接触物影响。）

    师：看来，光靠我们的身体感觉来判断冷热，好像不太可靠，每个人的感觉不一样，摸到的东西不一样，感觉也会不同。那么，气象员是怎么知道今天到底是20度还是25度呢？他们靠什么来告诉我们一个准确、统一的答案？

    （引导学生说出“温度计”。）

    师：没错！科学上，我们测量空气的冷热程度——也就是气温，必须依靠一个公平的“裁判官”——温度计。今天，我们这些小气象员就要学习请出这位“裁判官”，并学会如何准确地听取它的“判决”。（板书课题核心词：气温测量温度计）

  （二）探究新知，掌握测量工具（预计时间：15分钟）

    1.认识气温计：教师出示实物气温计和大型模型，结合课件动画，引导学生有序观察。

      师：请各小组观察手中的气温计，它主要由哪几部分构成？（引导学生说出玻璃泡、玻璃管、液柱、刻度、单位符号℃等）。这个“℃”怎么读？它叫“摄氏度”，是我们中国人常用的温度单位。请找一找，上面的刻度和数字有什么规律？（引导学生发现刻度是均匀的，数值从上往下是增大还是减小？）

    2.学习读数方法：这是关键技能训练点。教师利用实物投影，模拟液柱停在不同的位置，进行“找零刻度、看液柱顶端、平视读数”的专项训练。设计快速抢答游戏：“现在温度计显示多少度？”（课件快速切换不同读数的温度计图片），纠正典型的错误读法，如斜视、将摄氏度读成“度”。

    3.探究测量规范：这是突破教学难点的关键环节。不直接告知规则，而是通过问题驱动探究。

      师：这位“裁判官”很公正，但也很“娇气”，如果我们不好好对待它，它就会给出错误的“判决”。请大家思考并讨论：如果我们想把校园里某个地方的气温测量准确，应该注意些什么？比如，温度计应该放在哪里？怎么放？什么时候读数？

      学生小组讨论后汇报猜想，教师将学生的想法归类板书（如：放哪里——空中？地上？阳光下？阴凉处？怎么放——拿着？挂着？平放？什么时候读——一放就读？等一会儿？）。

      师：大家的想法都很有价值，到底哪些是正确的呢？我们通过两个小活动来检验。

      活动一：请一位同学用手握住温度计的玻璃泡，大家观察液柱变化。（学生观察到液柱快速上升）师：这测量的是气温还是手温？说明测量时能用手直接握玻璃泡吗？

      活动二：将一支温度计放在实物投影的光源下直射，另一支放在阴影处，观察几分钟后读数是否相同。（学生发现差异）师：这说明测量地点要避开什么？

      基于实验现象，师生共同总结并明确气象学上测量气温的规范要求：①温度计要放置在通风、不受阳光直射的地方；②玻璃泡要离开地面一定高度（通常1.5米，对学生可简化为“举到和你的头顶差不多高的空气里”）；③要让温度计在测量环境中停留至少2-3分钟，待液柱稳定后再读数；④读数时视线要与液柱顶端保持水平。教师播放规范操作短视频，强化正确操作表象。

  （三）实践演练，开展气象观测（预计时间：20分钟）

    这是本节课的主体活动，学生将以小组为单位，将所学知识应用于真实校园环境的测量中。

    1.任务发布与计划制定：教师出示校园简易地图，标出预先选定的4个测量点（A.阳光下的操场中心；B.教学楼北墙背阴处；C.通风的开放走廊；D.草坪区域）。发布“气象观测任务”：请各“气象观测小组”在相同时间内，完成这4个点气温的测量与记录，比较哪里气温高，哪里气温低。

      师：为了公平比较，我们各个小组应该怎样做，才能确保测量的结果可以相互比较？（引导学生说出“要用同样的温度计、同样的测量方法、在同一时间段内测量”等，渗透控制变量的思想）。小组内需要分工：谁负责携带和保护温度计？谁负责计时？谁负责读数？谁负责记录？大家商量一下。

    2.室外测量与记录：学生以小组为单位，携带记录单和温度计，在教师和安全员的指引下，有序前往各测量点。要求严格按照规范流程操作：到达点位→选择合适放置位置（避光、通风、离地约1米）→放置温度计并开始计时→小组成员观察周围环境并简单描述→等待2-3分钟后，由记录员平视读数→核对读数并由记录员填写在记录单的表格中。记录表设计如下：

      《校园气温测量记录表》

      气象观测小组：______记录员：______日期：______

      测量时间：从______时______分到______时______分

      |测量点编号|地点描述（如：阳光下、背阴处）|测得气温（℃）|我们的发现或疑问|

      |:---|:---|:---|:---|

      |A||||

      |B||||

      |C||||

      |D||||

      （注：此处为说明结构，实际教案中不使用表格线，以文字描述项目。）

    3.教师巡视指导：深入各小组，重点关注：操作是否规范（尤其是放置位置和读数姿势）；小组成员是否协同合作；记录是否及时、准确。对出现的问题进行即时个别指导或集体提示。

  （四）数据分析，形成科学认识（预计时间：12分钟）

    各小组完成测量返回教室，进入数据分享、分析与结论形成阶段。

    1.数据汇报与汇总：教师邀请2-3个小组上台，利用实物投影展示他们的记录单，汇报他们的测量数据和简要发现。教师将关键数据（如四个点位的温度）板书在黑板上，形成班级数据总表。

    2.引导分析与讨论：

      师：仔细观察我们全班的数据，你们发现了什么规律？（引导学生聚焦核心发现，如：①所有小组测得的B点（背阴处）气温是否普遍低于A点（阳光下）？②C点（通风处）和D点（草坪）的气温有什么特点？③同一个点位，不同小组的数据完全一样吗？如果不一样，可能的原因是什么？）

      学生基于数据展开讨论。教师引导学生深入思考：为什么阳光下气温高，背阴处气温低？（联系太阳辐射加热空气）。为什么通风处气温可能相对适中？（空气流动带走热量）。数据不完全相同是正常的吗？（引导学生理解测量存在微小误差，以及不同小组测量时细微的时间差、位置差都可能影响结果，科学数据允许在合理范围内波动）。

    3.形成概念与结论：在数据分析的基础上，师生共同梳理并总结本节课的核心认知：

      （1）科学概念：气温是空气的冷热程度，用温度计测量，单位是摄氏度（℃）。

      （2）测量方法：必须使用规范、统一的方法，才能获得可以比较的准确数据。

      （3）初步规律：一天中，不同地点的气温可能不同，受阳光照射、通风情况、地面材质等因素影响。

    4.联系生活与应用：

      师：了解了气温的测量和变化，对我们有什么用处呢？请结合生活想一想。（引导学生举例：农民伯伯根据气温决定播种和收割；我们根据气温增减衣服；气象台发布气温预报帮助人们安排出行；有些动物对气温变化很敏感等等。）

  （五）总结拓展，延伸探究兴趣（预计时间：5分钟）

    师：今天，我们每位同学都出色地完成了“小小气象员”的任务，不仅学会了使用温度计这个科学工具，更亲自发现了校园里气温的小秘密。科学探究就像一场探险，今天我们迈出了测量世界的第一步。

    拓展任务（选做，供学有余力或兴趣浓厚的学生）：

    1.长期观测任务：在教室外固定一个符合规范的地点，坚持每天同一时间（如中午12点）测量并记录气温，绘制一幅为期一周或一个月的气温变化曲线图。

    2.深度探究问题：如果明天同一时间我们再去测量同样的四个点，气温排列顺序还会一样吗？为什么？（引导学生思考天气变化、季节变化的影响）。

    3.创意表达：以“我是校园气象员”为题，写一篇简短的科学日记或画一幅科学画，记录今天的发现和感受。

    最后，师生共同回顾并整理实验器材，培养学生良好的实验习惯。

  七、板书设计

  板书采用图文结合、动态生成的方式，力求突出重点，清晰呈现探究脉络。

  （左侧主板书区）

    小小气象员：气温的测量与科学探究

    一、问题：感觉冷热不准确→需要工具（温度计）

    二、工具与规范：

      气温计：玻璃泡、液柱、刻度、℃

      测量规范：避光、通风、离地、稳定后读、平视

    三、我们的发现（数据汇总区）：

      A点（阳光下）：℃

      B点（背阴处）：℃

      C点（通风处）：℃

      D点（草坪上）：℃

    四、结论：

      1.气温概念：空气冷热，单位℃。

      2.规范测量是关键。

      3.地点不同，气温可能不同。（受阳光、通风等影响）

  （右侧副板书区）

    用于书写学生讨论中生成的关键词、疑问或画简单的示意图，如“太阳”、“风”、“影子”、“误差”等。

  八、教学反思与评价设计

  （一）过程性评价

    1.观察评价：教师通过课堂巡视、倾听小组讨论、观察操作过程，评价学生参与探究的积极性、操作技能的规范性、合作交流的有效性。设计简单的观察检核表，重点关注学生是否能“规范放置温度计”、“准确读数并记录”、“在小组中承担任务”。

    2.对话评价：通过课堂提问、追问，评估学生对“为何规范测量”的理解深度，对数据差异的分析能力。例如，“为什么不能把温度计放在地上测？”“两个小组测同一个点，数据差0.5℃，这正常吗？”

    3.作品评价：对学生的《校园气温测量记录单》进行评价，关注记录的完整性、数据的真实性、描述的准确性。同时，对拓展任务中的科学日记、气温曲线图等进行展示和鼓励性评价。

  （二）总结性评价

    设计简短的课后练习或下一课时的前测，评估教学目标达成度。题目可包括：①看图判断温度计使用方法是否正确并说明理由；②给出几个情境（如测教室气温、测操场阳光下的气温），让学生选择或描述正确的测量步骤；③提供两组不同地点测得的数据，让学生判断哪里气温高，并尝试解释原