小学科学二年级上册《动物的毛发与季节变化》探究式教案

小学科学二年级上册《动物的毛发与季节变化》探究式教案

一、教材与学情深度分析

（一）教材定位与内容解构

本课隶属于青岛版小学科学二年级上册“动物与环境”单元体系。教材以“小狗换毛”这一儿童熟悉的生命现象为切入点，旨在引导学生初步建立“生物结构与功能相适应”、“生物对环境变化做出反应”的核心科学观念。原课题“小狗换毛了”虽具生活气息，但作为科学探究课题，需提升其概念精确性与探究延展性。优化后的课题《动物的毛发与季节变化》更明确地指向了“结构与功能”、“生物与环境的相互作用”这两个小学科学课程标准（2022年版）中强调的核心概念，同时为跨学科学习预留了接口。

本课内容在知识链中承上启下：前承“动物的身体”一课中对动物外部特征的观察，后续“动物过冬”等对生物适应行为的深入探究。教材通过图片对比、问题引导等方式，呈现了小狗夏毛与冬毛的不同，但缺乏系统的观察方法指导和深度的因果推理支架。因此，教学设计需在教材基础上进行结构化拓展与探究深化。

（二）学情诊断与认知起点分析

二年级学生（7-8岁）处于具体运算思维初期，其认知特点是：

1.兴趣驱动明显：对身边的动物有天然的好奇与喜爱，尤其宠物狗是多数学生熟悉且感兴趣的对象，这为教学提供了强劲的情感与动机基础。

2.观察能力待发展：能注意到显著的差异（如颜色、长短），但对细微特征（如毛的密度、粗细、质地）的观察缺乏系统性，语言描述多停留于“长、短、多、少”等简单词汇。

3.因果推理初具雏形：能建立简单的直接因果关系（如“天冷所以要穿厚衣服”），但将动物换毛与复杂的环境因素（温度、光照时长）及生存需求（保温、散热）相联系的逻辑链条尚不完整。

4.前概念可能存在：部分学生可能持有“小狗觉得热了就掉毛”、“换毛是为了好看”等天真理论，这些是需要通过探究活动予以揭示和转变的迷思概念。

基于以上分析，本设计将重点搭建“具身体验-精细观察-对比分析-建模推理”的脚手架，帮助学生完成从现象描述到科学解释的思维跃迁。

二、融合核心素养的教学目标设计

依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》对低年段的要求，结合学科核心素养，制定以下三维目标：

科学观念

1.通过对比观察，知道小狗（及许多哺乳动物）的毛发在不同季节会发生变化，冬季毛发通常更密、更长、更厚，夏季则相反。

2.理解动物换毛是为了适应环境温度的变化，是维持体温、保障生存的一种方式。

3.初步建立“生物体的形态结构与其生存环境相适应”的基本观点。

科学思维

1.发展多角度、多方法（看、摸、比、量）的系统观察与比较能力。

2.学习使用简单的分类、概括方法，归纳不同季节毛发的特征。

3.在教师引导下，基于证据（观察结果、温度数据）对“为什么换毛”进行合理解释和推理，尝试建立“环境变化-生存需求-身体变化”的初级模型。

探究实践

1.能模仿科学家的工作方式，利用放大镜、直尺、毛毡片等简单工具对毛发样本（或仿真样本）进行观察和测量，并做简单记录。

2.能与同伴合作完成对比实验的设计与操作（如“毛发保温小实验”）。

3.尝试用图画、图表、关键词等方式呈现自己的观察发现和思考过程。

态度责任

1.激发对动物世界的好奇心和持续探究的兴趣。

2.形成尊重证据、乐于分享与合作的科学态度。

3.萌发关爱动物、理解动物生存不易的情感，初步认识生物多样性与适应性的奇妙。

三、教学重难点及突破策略

项目

内容

突破策略

教学重点

通过对比观察，归纳动物冬毛与夏毛的不同特征。

提供结构化观察工具（观察任务单、对比图表）、实物或高仿真样本、多感官探究活动（视觉、触觉）。

教学难点

理解换毛现象与季节环境变化之间的因果关系。

采用“模拟实验+数据关联+类比迁移”的三步法：通过保温模拟实验获得直接体验；关联本地季节温度数据；类比人类增减衣物的行为。

跨学科整合点

运用数学测量与比较、语文描述与表达、艺术记录与展现。

设计包含测量、绘图、撰写观察短句的综合性学习任务单。

四、教学准备（体现资源整合与技术赋能）

1.教师准备：

1.2.多媒体资源：制作交互式课件，包含高清对比图片（不同季节的狗、羊、猫等）、微视频（延时摄影展示换毛过程）、本地近一年月平均气温变化曲线图。

2.3.探究材料包（小组）：

1.3.4.“冬毛”与“夏毛”高仿真毛毡样本（分别模拟浓密长毛与稀疏短毛），附有编号。

2.4.5.科学工具盒：放大镜、塑料直尺、镊子、电子温度计（或温度传感器接口）。

3.5.6.实验装置：两个相同的小塑料瓶作为“身体模型”，棉花、两种毛发样本作为“保温层”。

4.6.7.记录工具：层叠式观察记录单（基础层为勾选与图画，提高层为简单测量与描述）、小组讨论便签板。

7.8.环境创设：教室一角布置“动物换毛情报站”，展示相关绘本、图片及学生可能带来的宠物照片。

9.学生准备：

1.10.课前观察任务：请家里有宠物的同学，在家长协助下安全地收集少量宠物脱落的毛发（并注明季节），或拍摄宠物不同季节的照片。

2.11.关于“小狗为什么掉毛”的初始想法记录（用画画或一句话写在卡片上）。

五、教学过程实施详案（总计约120分钟，分两课时）

第一课时：现象大发现——揭秘毛发的“四季衣”

环节一：情境激疑，聚焦问题（预计时间：10分钟）

活动1：故事导入——“小狗乐乐的烦恼”

教师播放一段自制动画或讲述故事：“春天来了，主人带小狗乐乐去公园，发现乐乐总是掉好多毛，家里也到处都是。乐乐自己也很困惑：‘我是不是生病了？为什么我的外套在变化？’小朋友们，你们遇到过类似情况吗？你们觉得乐乐怎么了？”

1.学生活动：倾听故事，联系生活经验自由发表看法。

2.设计意图：创设富有童趣的问题情境，快速激活学生的生活记忆和前概念，暴露关于换毛的初始想法（可能是“生病”、“正常现象”、“怕热”等）。

活动2：问题银行——存入我们的好奇

教师将学生的回答进行关键词提炼（如“掉毛”、“变薄”、“天气热”），并引导：“大家提出了好多想法，都存进我们的‘问题银行’。今天，我们就化身小科学家，成立研究小组，一起来破解‘小狗换毛’的秘密。我们的探究任务就是：（出示核心问题）1.动物的毛发在不同季节真的不一样吗？2.如果不一样，为什么会这样变化？”

1.学生活动：明确核心探究问题，形成任务驱动。

2.设计意图：尊重并收纳所有观点，同时将发散的问题聚焦到可探究的科学问题上，明确本节课的学习目标。

环节二：探究实践一：毛发对比观察会（预计时间：25分钟）

活动1：获取“证据”——初识毛发样本

各小组领取探究材料包。教师引导：“科学家研究需要证据。今天，我们收到了来自动物朋友的‘毛发样本’（出示仿真样本）。请各小组先安静地用眼睛仔细观察1号样本和2号样本，它们可能分别来自什么季节？说说你的第一印象。”

1.学生活动：进行初步视觉观察和猜测。

2.设计意图：赋予材料神秘感，激发观察兴趣，进行第一次非工具性观察。

活动2：工具助察——像科学家一样观察

教师示范并讲解如何使用工具进行系统观察：

1.用眼看：借助放大镜，观察毛发的颜色、光泽、粗细。

2.用手摸：轻轻触摸，感受毛发的柔软度、顺滑度、厚实感。

3.用尺量：选取几根完整的毛发，用镊子辅助，测量其大致长度。

4.比密度：将样本放在深色衬纸上，用放大镜观察单位面积内毛发的多少。

1.学生活动：小组成员分工合作，运用工具对两份样本进行系统观察。组长负责协调，记录员在“观察记录单”上以图画、符号、数字或简单词语记录发现（如：画长短线表示长度，画密集点表示密度，写“软”“滑”等字）。

2.设计意图：提供具体的方法指导，将“观察”这一科学技能程序化、精细化，培养学生严谨的科学态度和合作能力。记录单的设计兼顾不同能力水平。

活动3：数据汇展——发现“不同”

教师邀请3-4个小组上台，利用实物投影展示他们的记录单，并汇报观察结果。教师引导全班进行补充和质疑。最后，教师引导学生共同完成一份班级大表格的梳理：

观察特征

样本A（推测为__季）

样本B（推测为__季）

颜色/光泽

（学生描述）

（学生描述）

长度（约）

（学生测量值）

（学生测量值）

手感

（学生描述）

（学生描述）

密度（视觉比较）

疏

密

我们的结论

这是夏毛，特点是___

这是冬毛，特点是___

1.学生活动：参与全班研讨，分享数据，倾听他人，逐步修正和完善自己的结论，共同归纳出冬毛与夏毛的典型特征。

2.设计意图：通过集体论证，将零散的个体发现汇聚成结构化知识，初步构建“冬毛厚密长，夏毛稀疏短”的科学概念。研讨过程本身就是科学思维的训练。

环节三：建立关联——从毛发到季节（预计时间：10分钟）

活动：信息链接——温度变化图告诉我

教师出示本地（或典型温带地区）月平均气温变化曲线图：“这是我们城市一年里气温的变化。请大家找一找，最冷的是哪几个月？最热的是哪几个月？”随后，将“冬毛”样本标识贴在气温低的月份下方，将“夏毛”样本标识贴在气温高的月份下方。

1.学生活动：读简单的曲线图，建立毛发特征与气温高低的直观联系。

2.教师提问：“现在，你能把‘季节’、‘温度’和‘毛发’三个词连起来说一句话吗？”（引导句式：当季节来临，温度变__，动物的毛发就会变得__，以适应环境。）

3.设计意图：引入真实的科学数据（气温图），将生物现象与环境因素定量关联，帮助学生从感性认识上升到初步的理性关联，为理解因果关系打下基础。

课后延伸任务：

1.继续完善并美化课堂观察记录单。

2.“小小调查员”：观察或询问家人，除了狗，还有哪些动物（如猫、兔子、马、羊）也会有类似的换毛现象？用画画的方式记录下来。

第二课时：原理深探究——保温的奥秘与生命的智慧

环节一：回顾与深化（预计时间：8分钟）

活动：概念图接力

教师呈现上节课梳理的班级大表格，请学生集体回顾。然后以“动物换毛”为中心词，开展概念图接力：“上节课我们发现，动物换毛与季节有关，季节变化主要带来温度变化。那么，毛发变化对动物本身到底有什么作用呢？谁能用一个词猜猜看？”（预设引出“保暖”、“保温”、“散热”等词）

1.学生活动：回顾旧知，并在教师引导下提出关于“功能”的新猜想。

2.设计意图：温故知新，将探究从“是什么”（结构）自然引向“为什么”（功能），延续探究的深度。

环节二：探究实践二：毛发保温小实验（预计时间：22分钟）

活动1：设计模拟实验

教师提出挑战：“怎么证明更厚更密的毛真的能更好地保温呢？我们不能给小狗做实验，但可以建立一个小模型。”出示两个相同的小瓶（内装等量温水，初始温度相同，用电子温度计测量并记录），棉花和两种毛发样本。

1.引导讨论：“这两个瓶子就像小动物的身体，里面的温水代表它们的体温。我们如何用这些材料模拟‘穿夏衣’和‘穿冬衣’？”师生共同讨论，确定实验方案：一个瓶子包裹“夏毛”样本+薄层棉花，另一个包裹“冬毛”样本+厚层棉花，模拟不同保温层。同时设置一个不做任何包裹的瓶子作为对照。

2.学生活动：参与实验设计讨论，理解模型与变量的控制（水的初温、水量、室温相同，只有“毛发”保温层不同）。

3.设计意图：引导学生经历“提出问题-设计实验”的完整过程，理解科学实验中控制变量的重要性，初步建立模型思维。

活动2：动手操作与数据记录

各小组分工合作，按设计方案包裹瓶子，并立即用温度计测量初始温度，记录在“实验记录表”上。然后将三个瓶子并排放在远离热源、通风一致的室内位置。

1.等待与观察：等待10-15分钟。在此期间，教师引导学生进行预测：“你们觉得10分钟后，哪个瓶子的水温会降得最少？为什么？”

2.二次测量与记录：时间到后，各小组迅速、安静地再次测量三个瓶子的水温，记录下降的温度值。

3.学生活动：动手操作，准确测量，记录数据，并在等待期间进行理性预测。

4.设计意图：通过亲手实验获取直接证据，将抽象的“保温”概念转化为可测量的温度数据，体验科学实证的过程。

活动3：分析证据，形成解释

各小组汇报实验数据。教师汇总全班数据于黑板上，引导分析：“从大多数小组的数据看，包裹了哪种‘毛发’的瓶子温度下降最慢？这说明了什么？”

1.学生活动：分析数据规律，得出实验结论：“厚密的‘冬毛’模型保温效果更好，能更有效地减少热量散失。”

2.教师追问：“那么，回到真正的小狗身上，冬天换上厚密的毛，对它们有什么好处？”（帮助保持体温，抵御寒冷，正常生活。）“夏天换上稀疏的短毛呢？”（方便散热，避免过热。）

3.设计意图：引导学生基于实验数据得出结论，并將模型结论迁移回真实生物现象，完成“结构-功能-环境”的完整逻辑建构。

环节三：整合迁移与拓展（预计时间：15分钟）

活动1：概念整合——“适应”的智慧

教师总结：“通过观察和实验，我们明白了：动物通过换毛来适应季节的温度变化。这是一种了不起的生存智慧。我们把这种本领叫做生物的‘适应性’。”播放一段精选的纪录片片段，展示北极狐、雷鸟等动物随季节变化的毛色或羽毛。

1.学生活动：观看视频，感受生物适应性的多样与神奇，深化“生物与环境相适应”的大概念。

2.设计意图：将本课知识提升到生物学核心概念的高度，并通过更丰富的案例拓宽学生视野，感受自然之妙。

活动2：跨学科表达——我的“动物换毛”研究报告

学生以小组或个人形式，选择一种喜欢的方式，整理并呈现本次探究的成果：

1.科学小报：图文并茂展示观察发现、实验过程和结论。

2.情景剧表演：表演“小狗解释自己为何换毛”。

3.给乐乐主人的一封信：用科学的语言向故事中的主人解释乐乐换毛的原因和注意事项。

4.学生活动：选择感兴趣的方式进行创造性表达与成果固化。

5.设计意图：尊重多元智能，提供差异化展示平台，将科学探究与语言表达、艺术创造相结合，实现深度学习与综合素养的提升。

活动3：回归生活，责任延伸

教师引导讨论：“学习了这节课，以后看到家里宠物换毛，或者路上看到小动物，我们应该怎么做？”（预设：理解这是正常现象，勤于打扫但不要责怪宠物；不随意给动物剃毛破坏其自然调节能力；关爱身边的动物朋友。）

1.布置长期项目：“校园观察家”：在校园或小区寻找一种小动物（如猫），尝试用拍照或画图的方式，记录它在不同季节的被毛变化，坚持一年。

2.设计意图：将科学学习与生活态度、社会责任相结合，引导学生在获得知识的同时，形成关爱生命、尊重自然的情感与价值观。

六、教学评价设计

本课采用“嵌入式评价”与“总结性评价”相结合的方式，贯穿教学始终。

1.过程性评价（嵌入式）：

1.2.观察记录单：评价学生观察的细致度、记录的规范性与创造性。

2.3.小组合作观察表：评价学生在探究活动中的参与度、分工协作与交流情况。

3.4.课堂发言与提问：评价学生思维的活跃度、逻辑性和语言表达的清晰度。

4.5.实验操作与数据记录：评价学生动手操作的规范性、数据记录的客观性和准确性。

6.总结性评价：

1.7.成果展示（小报、信、表演等）：综合评价学生对核心概念的理解、迁移应用的能力及跨学科整合的水平。

2.8.简单概念测评题（课后）：如选择题“小狗冬天换上的毛有什么特点？（A.又长又密B.又短又疏）”；连线题（将动物图片与对应的毛发适应策略连线）；开放式问答题“请你用学过的知识，简单说说为什么生活在寒冷地区的北极熊毛发特别厚密？”

3.9.长期观察项目：评价学生坚持性、观察力和长期探究的兴趣。

七、板书设计（思维可视化）

板书采用动态生成与结构固化相结合的方式，形成一幅完整的思维地图。

动物的毛发与季节变化

（探究主题）

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【现象是什么？】【原因是什么？】

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┌—————┐┌——————┐

|对比观察||模拟实验|

└—————┘└——————┘

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冬毛←——（特征）——→夏毛厚密毛←——（功能）——→保温好

(密、长、厚、暖)(疏、短、薄、凉)(结构适应功能)

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+———————关联———————+