一、案例背景小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心，實(shí)驗(yàn)探究是重要載體。傳統(tǒng)植物向光性實(shí)驗(yàn)多采用“單側(cè)光照射”的單一模式，學(xué)生參與度與創(chuàng)新思維培養(yǎng)受限。本案例立足“做中學(xué)”理念，通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（多變量對(duì)比、生活化拓展）、小組協(xié)作探究、家校實(shí)踐延伸，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中建構(gòu)植物向光性的認(rèn)知，提升科學(xué)探究能力與創(chuàng)新思維。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1.觀察并描述植物向光性現(xiàn)象，理解其對(duì)植物生長(zhǎng)的意義。2.初步認(rèn)識(shí)植物生長(zhǎng)與環(huán)境（光照方向）的相互作用。（二）能力目標(biāo)1.能設(shè)計(jì)并實(shí)施“多變量對(duì)比實(shí)驗(yàn)”，規(guī)范記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.學(xué)會(huì)基于現(xiàn)象提出猜想，通過實(shí)證驗(yàn)證假設(shè)，提升科學(xué)論證能力。（三）情感態(tài)度目標(biāo)1.激發(fā)對(duì)植物生長(zhǎng)的探究興趣，養(yǎng)成“用證據(jù)說話”的科學(xué)態(tài)度。2.體會(huì)科學(xué)與生活的聯(lián)系，增強(qiáng)愛護(hù)植物、關(guān)注自然的意識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（一）材料工具植物材料：盆栽綠豆苗、黃豆苗、綠蘿幼苗（每組3-4盆，生長(zhǎng)狀態(tài)基本一致）。實(shí)驗(yàn)裝置：黑色硬紙盒（邊長(zhǎng)約20厘米，可裁剪開口）、LED小臺(tái)燈（亮度均勻）、小轉(zhuǎn)盤（直徑15厘米，帶固定夾）、記號(hào)筆、透明膠帶。記錄工具：《植物生長(zhǎng)觀察表》（含“日期、光照方式、莖的彎曲方向、葉片朝向、現(xiàn)象描述”等欄）、繪圖本。（二）分組安排全班分為6-8個(gè)小組，每組4-5人，明確“操作員”“記錄員”“匯報(bào)員”等角色，確保分工協(xié)作。四、教學(xué)過程（一）情境激趣·問題生發(fā)教師活動(dòng)：展示教室窗臺(tái)上的綠蘿（葉片均朝向窗戶），提問：“這盆綠蘿的葉子為什么都‘歪著頭’朝窗戶？是喜歡陽光嗎？”結(jié)合學(xué)生回答（如“植物需要光”“光的方向影響生長(zhǎng)”），引出核心問題：植物是否會(huì)朝著光的方向生長(zhǎng)？學(xué)生反應(yīng)：好奇心被激發(fā)，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)（如陽臺(tái)花草的生長(zhǎng)方向）展開討論，初步形成“植物可能具有向光性”的猜想。（二）猜想假設(shè)·思維碰撞小組討論：每組圍繞核心問題提出假設(shè)，如：“植物莖會(huì)朝著光的方向彎曲?！薄安煌参锏南蚬庑詮?qiáng)弱不一樣（如豆苗比綠蘿更明顯）。”“如果光照方向總在變化，植物可能不會(huì)‘追光’。”教師引導(dǎo)：將假設(shè)分類為“可驗(yàn)證的”（如前兩條）和“拓展性的”（如第三條），聚焦“植物是否具有向光性”作為本次實(shí)驗(yàn)的核心任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生將拓展性假設(shè)作為課后延伸探究方向。（三）創(chuàng)新設(shè)計(jì)·方案優(yōu)化傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)反思：回顧教材中“單側(cè)光照射”的實(shí)驗(yàn)（紙盒一側(cè)開口），引導(dǎo)學(xué)生思考：“只有一種光照方式，能得出普遍結(jié)論嗎？能不能設(shè)計(jì)更有趣的實(shí)驗(yàn)？”創(chuàng)新方案生成：方案一：多向光照對(duì)比（單側(cè)、雙側(cè)、頂部光照）：紙盒分別在“左側(cè)”“左右兩側(cè)”“頂部”開孔，放入相同植物，觀察生長(zhǎng)方向差異。方案二：旋轉(zhuǎn)式光照：將植物固定在小轉(zhuǎn)盤上，每小時(shí)旋轉(zhuǎn)一次（模擬“移動(dòng)光源”），對(duì)比靜止組的生長(zhǎng)狀態(tài)。方案三：家庭種植延伸：學(xué)生在家用臺(tái)燈、手電筒等工具，設(shè)計(jì)“不同光照強(qiáng)度”或“不同植物”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。教師支持：提供材料（如轉(zhuǎn)盤、不同植物），指導(dǎo)小組畫實(shí)驗(yàn)示意圖，明確變量控制（如植物種類/初始狀態(tài)一致、光照時(shí)間/距離相同）。例如，提醒學(xué)生用膠帶密封紙盒縫隙，避免透光干擾。（四）實(shí)踐操作·探索發(fā)現(xiàn)小組實(shí)施：各小組選擇方案（如3組選“多向光照”，2組選“旋轉(zhuǎn)光照”，1組嘗試“家庭延伸”），按計(jì)劃操作：多向光照組：將3盆豆苗分別放入“左側(cè)開孔”“雙側(cè)開孔”“頂部開孔”的紙盒，每天上午9點(diǎn)、下午3點(diǎn)觀察并記錄莖的彎曲角度、葉片朝向。旋轉(zhuǎn)光照組：1盆豆苗固定在轉(zhuǎn)盤（每小時(shí)轉(zhuǎn)90°），另1盆靜止在單側(cè)光下，對(duì)比兩者生長(zhǎng)差異。家庭延伸組：拍攝實(shí)驗(yàn)過程視頻，課堂分享初步發(fā)現(xiàn)。問題解決：學(xué)生發(fā)現(xiàn)“紙盒透光”（用膠帶二次密封）、“轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻”（調(diào)整固定夾松緊）等問題，在教師引導(dǎo)下自主改進(jìn)，體會(huì)“科學(xué)探究需嚴(yán)謹(jǐn)控制變量”。（五）分析討論·結(jié)論建構(gòu)小組匯報(bào)：各小組展示《觀察表》，結(jié)合繪圖匯報(bào)結(jié)果：?jiǎn)蝹?cè)光組：莖向開孔方向彎曲（角度約30°-45°），葉片密集朝向光源。雙側(cè)光組：莖呈“V”形向兩側(cè)生長(zhǎng)，葉片分散；頂部光照組莖直立，葉片向上舒展。旋轉(zhuǎn)光照組：莖生長(zhǎng)較直立，彎曲角度遠(yuǎn)小于靜止組（約5°-10°）。集體論證：引導(dǎo)學(xué)生分析：現(xiàn)象本質(zhì)：光會(huì)影響植物莖的生長(zhǎng)方向（向光性），幫助植物獲取更多光能。生活應(yīng)用：解釋“陽臺(tái)花草定期轉(zhuǎn)盆”的原因（避免單側(cè)生長(zhǎng)），聯(lián)系園藝師調(diào)整植物朝向的實(shí)踐。（六）拓展延伸·實(shí)踐遷移課后任務(wù)：1.家庭實(shí)驗(yàn)：選擇一種植物（如大蒜、吊蘭），設(shè)計(jì)“水分多少”“土壤類型”對(duì)生長(zhǎng)影響的實(shí)驗(yàn)，或觀察家里植物的向光性，持續(xù)記錄1個(gè)月（提供《家庭實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)單》，指導(dǎo)變量控制）。2.校園觀察：分組觀察校園植物（如向日葵、爬山虎）的生長(zhǎng)方向，分析光照、地形等因素的影響。五、教學(xué)反思（一）亮點(diǎn)與創(chuàng)新1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開放化：突破“單側(cè)光”的單一模式，學(xué)生自主設(shè)計(jì)“多向光照”“旋轉(zhuǎn)光照”等創(chuàng)新方案，培養(yǎng)發(fā)散思維。2.學(xué)習(xí)場(chǎng)景生活化：將實(shí)驗(yàn)延伸至家庭、校園，讓學(xué)生在真實(shí)環(huán)境中持續(xù)探究，體會(huì)科學(xué)與生活的聯(lián)系。3.能力培養(yǎng)全程化：從“猜想-設(shè)計(jì)-操作-分析”全程放手，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、論證表達(dá)能力得到顯著提升。（二）不足與改進(jìn)1.時(shí)間管理不足：部分小組（如旋轉(zhuǎn)光照組）因裝置調(diào)試耗時(shí)，實(shí)驗(yàn)記錄不夠完整。改進(jìn)：提前準(zhǔn)備“半成品轉(zhuǎn)盤”，減少操作時(shí)間；設(shè)置“互助小組”，加快問題解決效率。2.材料細(xì)節(jié)疏漏：個(gè)別紙盒遮光性差，影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)前用黑布襯里或選擇不透光的材料，確保變量控制嚴(yán)謹(jǐn)。六、教學(xué)成效（一）知識(shí)掌握90%以上學(xué)生能準(zhǔn)確描述“植物向光性”現(xiàn)象，解釋其對(duì)光合作用的意義；85%的學(xué)生能舉例說明“光照方向、強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響”。（二）能力提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：85%的小組能獨(dú)立設(shè)計(jì)“多變量對(duì)比實(shí)驗(yàn)”，規(guī)范控制變量（如植物種類、光照時(shí)間）。數(shù)據(jù)分析：90%的學(xué)生能從《觀察表》中提取有效信息，繪制“莖彎曲角度變化折線圖”，并基于數(shù)據(jù)得出結(jié)論。（三）情感態(tài)度興趣激發(fā)：課后80%的學(xué)生主動(dòng)開展家庭植物實(shí)驗(yàn)，家長(zhǎng)反饋“孩子對(duì)植物生長(zhǎng)的關(guān)注度顯著提升”。科學(xué)態(tài)度：學(xué)生養(yǎng)成“用證據(jù)說話”的習(xí)慣，如在匯報(bào)中強(qiáng)調(diào)“我們組的綠蘿在雙側(cè)