中小學(xué)科學(xué)探究課程教學(xué)案例集科學(xué)探究是中小學(xué)科學(xué)教育的核心環(huán)節(jié)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)“探究實(shí)踐”在知識(shí)建構(gòu)、能力發(fā)展與價(jià)值塑造中的關(guān)鍵作用。本案例集立足真實(shí)教學(xué)場景，精選小學(xué)、初中階段具有代表性的科學(xué)探究課例，從教學(xué)背景、目標(biāo)設(shè)計(jì)、過程實(shí)施到反思優(yōu)化進(jìn)行系統(tǒng)呈現(xiàn)，為一線教師提供可借鑒、可拓展的實(shí)踐范式，助力科學(xué)課堂從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)型。一、小學(xué)科學(xué)探究案例：《綠豆芽的生長秘密——基于植物向光性的觀察實(shí)驗(yàn)》（一）教學(xué)背景小學(xué)三年級(jí)學(xué)生已具備初步觀察能力，但對(duì)“植物生長與環(huán)境的關(guān)系”認(rèn)知停留在直觀經(jīng)驗(yàn)層面。結(jié)合“生物的特征與環(huán)境適應(yīng)”單元要求，選取“綠豆芽向光性”作為探究主題，既貼近生活（學(xué)生常參與植物種植），又能通過可控實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)變量控制意識(shí)。（二）教學(xué)目標(biāo)1.科學(xué)觀念：認(rèn)識(shí)植物生長受光照方向影響，理解“向光性”是植物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。2.探究能力：能設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（控制光照方向變量），規(guī)范記錄生長數(shù)據(jù)（如芽苗長度、彎曲角度）。3.態(tài)度責(zé)任：體會(huì)長期觀察的嚴(yán)謹(jǐn)性，養(yǎng)成尊重事實(shí)、合作交流的科學(xué)態(tài)度。（三）教學(xué)過程1.情境導(dǎo)入：展示教室窗臺(tái)上“一側(cè)茂盛、一側(cè)稀疏”的綠蘿，提問“植物為什么‘歪著頭’生長？”引發(fā)猜想，聚焦“光照方向是否影響生長”的核心問題。2.猜想假設(shè)：學(xué)生分組討論，提出“向光側(cè)生長更快”“背光側(cè)為了找光會(huì)彎曲”等假設(shè)，教師引導(dǎo)用“如果……那么……”句式明確假設(shè)（如“如果綠豆芽只單側(cè)受光，那么它會(huì)向光源方向彎曲生長”）。3.方案設(shè)計(jì)：提供綠豆、透明塑料盒、黑卡紙、滴管等材料，小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：①對(duì)照組：正常光照（四面透光）；②實(shí)驗(yàn)組：單側(cè)遮光（三面黑卡紙，正面留透光口）。教師追問“如何保證除光照外，水分、溫度等條件相同？”引導(dǎo)學(xué)生細(xì)化操作（如每天同一時(shí)間滴等量水，放置在同一溫度環(huán)境）。4.實(shí)踐探究：種植階段：學(xué)生自主浸泡綠豆、鋪濕紙巾、放置種子，標(biāo)記實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組。觀察記錄：連續(xù)7天用軟尺、量角器記錄芽苗長度、彎曲角度，繪制折線圖（數(shù)學(xué)學(xué)科融合）。第3天，部分實(shí)驗(yàn)組豆芽出現(xiàn)輕微彎曲，學(xué)生興奮地標(biāo)注“向光側(cè)芽長2.3cm，背光側(cè)1.8cm”；第7天，對(duì)照組豆芽直立（平均長5.1cm），實(shí)驗(yàn)組普遍向光彎曲（彎曲角度約35°，向光側(cè)芽長6.2cm，背光側(cè)5.8cm）。問題研討：“為什么背光側(cè)芽長略短但整體彎曲？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“植物激素分布”的科普視頻（拓展學(xué)習(xí)），理解“背光側(cè)生長素多但細(xì)胞伸長受空間限制，向光側(cè)雖生長素少但生長空間充足”的簡化原理。5.總結(jié)反思：小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，教師梳理“問題—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)—結(jié)論”的探究邏輯，表揚(yáng)學(xué)生“用數(shù)據(jù)說話”的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)指出“部分小組澆水時(shí)未嚴(yán)格等量，導(dǎo)致對(duì)照組生長差異”的不足，啟發(fā)后續(xù)實(shí)驗(yàn)需更精準(zhǔn)控制變量。（四）教學(xué)反思本案例通過生活化情境激活探究欲，實(shí)驗(yàn)周期（7天）符合小學(xué)生專注力特點(diǎn)。不足在于對(duì)“生長素”等抽象概念的解釋較淺，可后續(xù)結(jié)合“植物向光性”科普繪本深化。此外，可拓展“不同光照強(qiáng)度（如臺(tái)燈距離）對(duì)生長的影響”，形成進(jìn)階探究。二、初中科學(xué)探究案例：《家庭電路故障診斷與模擬修復(fù)》（一）教學(xué)背景初中物理“家庭電路”單元理論性強(qiáng)，學(xué)生對(duì)“短路、斷路”的理解停留在符號(hào)層面。結(jié)合“電與磁”的實(shí)踐要求，設(shè)計(jì)“模擬家庭電路故障”探究活動(dòng)，將抽象電路原理轉(zhuǎn)化為可操作的故障排查任務(wù)，培養(yǎng)工程思維與問題解決能力。（二）教學(xué)目標(biāo)1.科學(xué)觀念：理解家庭電路的組成（用電器、開關(guān)、導(dǎo)線、保險(xiǎn)絲），掌握短路、斷路的故障特征。2.探究能力：能設(shè)計(jì)模擬電路（含燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表），運(yùn)用“替換法”“電流表檢測法”排查故障，撰寫故障分析報(bào)告。3.態(tài)度責(zé)任：樹立安全用電意識(shí)，體會(huì)“理論—實(shí)踐—反思”的工程探究流程。（三）教學(xué)過程1.情境導(dǎo)入：播放“家庭突然停電，爸爸檢查配電箱發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲熔斷”的生活視頻，提問“可能的故障原因有哪些？如何一步步排查？”引發(fā)學(xué)生對(duì)“故障類型—檢測方法—修復(fù)策略”的思考。2.知識(shí)鋪墊：回顧家庭電路結(jié)構(gòu)（用電器并聯(lián)、開關(guān)控火線），用示意圖呈現(xiàn)“短路（火線零線直接連通）”“斷路（某支路導(dǎo)線斷開）”的電路模型，結(jié)合歐姆定律分析“短路時(shí)電流過大熔斷保險(xiǎn)絲”的原理。3.方案設(shè)計(jì)：提供電池組（模擬電源）、小燈泡（模擬用電器）、單刀開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、鱷魚夾等材料，小組設(shè)計(jì)“模擬家庭電路”：①主電路：電源—開關(guān)—保險(xiǎn)絲（細(xì)銅絲替代）—干路電流表；②支路：兩個(gè)并聯(lián)的燈泡支路（支路1：燈泡L?+開關(guān)S?；支路2：燈泡L?+開關(guān)S?）。教師引導(dǎo)思考“如何模擬短路？（如用導(dǎo)線直接連通L?兩端）如何模擬斷路？（如剪斷L?支路導(dǎo)線）”。4.實(shí)踐探究：故障設(shè)置：教師提前在部分小組電路中設(shè)置“隱蔽故障”（如L?支路導(dǎo)線內(nèi)部斷裂、L?支路開關(guān)接觸不良、干路保險(xiǎn)絲過粗等），要求小組先“正常運(yùn)行電路”，再通過“閉合開關(guān)后現(xiàn)象（燈是否亮、表是否有示數(shù)）”推測故障類型。檢測排查：學(xué)生運(yùn)用“替換法”（更換燈泡、開關(guān)）、“電流表分段檢測法”（將電流表串聯(lián)在可疑支路，判斷是否通路）排查故障。如某小組發(fā)現(xiàn)“閉合S?后L?不亮，干路電流表無示數(shù)”，先替換L?無效，再檢測S?兩端電壓（拓展電壓表使用），發(fā)現(xiàn)開關(guān)接觸不良，更換開關(guān)后電路恢復(fù)。報(bào)告撰寫：小組記錄故障現(xiàn)象（如“L?支路閉合S?后燈閃一下熄滅，干路保險(xiǎn)絲熔斷”）、檢測步驟、故障原因（“L?內(nèi)部短路，導(dǎo)致干路電流過大”）及修復(fù)方案（“更換L?，更換更細(xì)的保險(xiǎn)絲”），用流程圖呈現(xiàn)排查邏輯。5.總結(jié)反思：各小組展示故障分析報(bào)告，教師提煉“觀察現(xiàn)象—假設(shè)故障—設(shè)計(jì)檢測—驗(yàn)證修復(fù)”的工程探究流程，強(qiáng)調(diào)“家庭電路故障排查需斷電操作、先查干路后查支路”的安全規(guī)范。反思指出，部分學(xué)生對(duì)“保險(xiǎn)絲熔斷與電流關(guān)系”的理解仍需通過“不同粗細(xì)保險(xiǎn)絲熔斷實(shí)驗(yàn)”強(qiáng)化，后續(xù)可拓展“智能家居電路設(shè)計(jì)”（如用傳感器模擬過載保護(hù)）。三、案例集的共性特征與教學(xué)啟示（一）探究流程的規(guī)范性所有案例均遵循“問題驅(qū)動(dòng)—猜想假設(shè)—方案設(shè)計(jì)—實(shí)踐驗(yàn)證—總結(jié)反思”的探究閉環(huán)，培養(yǎng)學(xué)生“提出可探究問題、基于證據(jù)推理”的科學(xué)思維。（二）情境創(chuàng)設(shè)的真實(shí)性從生活現(xiàn)象（綠蘿生長、家庭停電）切入，讓探究任務(wù)與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)聯(lián)結(jié)，避免“為探究而探究”的形式化傾向。（三）跨學(xué)科融合的自然性小學(xué)案例融合數(shù)學(xué)（數(shù)據(jù)記錄、圖表繪制）、生物（植物生長），初中案例融合物理（電路原理）、工程（故障修復(fù)），體現(xiàn)“科學(xué)—技術(shù)—工程—數(shù)學(xué)”（STEM）的整合思路。（四）評(píng)價(jià)方式的多元化既關(guān)注實(shí)驗(yàn)報(bào)告、數(shù)據(jù)記錄等“成果性評(píng)價(jià)”，也重視小組合作、反思日記等“過程性評(píng)價(jià)”，如小學(xué)案例中“觀察日志的認(rèn)真度”、初中案例中“故障排查的邏輯清晰度”均作為評(píng)價(jià)維度。四、案例集的應(yīng)用建議1.分層選用：小學(xué)低年級(jí)可側(cè)重“觀察類探究”（如“種子發(fā)芽的條件”），高年級(jí)增加“對(duì)比實(shí)驗(yàn)類探究”；初中可從“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”過渡到“設(shè)計(jì)性探究”（如“自制簡易凈水器”）。2.校本化拓展：學(xué)校可結(jié)合地域特色開發(fā)案例，如農(nóng)村學(xué)校設(shè)計(jì)“土壤酸堿度對(duì)作物生長的影響”，城市學(xué)校設(shè)計(jì)“地鐵電磁輻射的檢測與分析”。3.教研共同體建設(shè)：區(qū)域內(nèi)學(xué)?？晒蚕戆咐?，開展“同課異構(gòu)”“案例優(yōu)化工作坊”，如針對(duì)“家庭電路故障”案例，不同學(xué)?？蓢L試“虛實(shí)結(jié)合”（虛擬電路仿真+實(shí)物實(shí)驗(yàn)）的教學(xué)改進(jìn)。4.學(xué)生探究延伸：鼓勵(lì)學(xué)生將課堂探究延伸至家庭，如小學(xué)案例后開展“家庭植物角優(yōu)化計(jì)劃”，初中案例后完成“家庭