小學四年級科學探究實驗教學案例一、教學背景與設計思路小學四年級學生對植物生長現(xiàn)象充滿好奇，已具備初步的觀察與邏輯推理能力，但對“變量控制”等科學探究方法的理解尚淺。本案例圍繞“種子萌發(fā)的條件”展開探究，旨在通過真實的實驗操作，引導學生經(jīng)歷“提出問題—作出假設—設計實驗—驗證假設—得出結論”的科學探究過程，培養(yǎng)其實證意識與合作探究能力。教學緊扣《義務教育科學課程標準（2022年版）》中“生命科學領域”對“植物生長需求”的探究要求，結合生活化情境（如春季播種）激發(fā)探究興趣，通過分組實驗、持續(xù)觀察與數(shù)據(jù)分析，建構科學概念。二、教學目標（一）知識目標1.探究并歸納種子萌發(fā)所需的環(huán)境條件（水分、溫度、空氣等）；2.理解“對照實驗”中“控制變量”的科學方法。（二）能力目標1.能基于生活經(jīng)驗提出合理假設，設計簡單的對照實驗方案；2.學會使用觀察記錄表記錄實驗現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)并得出結論；3.提升小組合作與表達交流能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標1.體驗科學探究的樂趣，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度；2.認識到生物生長與環(huán)境的依存關系，增強對自然的敬畏之心。三、實驗準備（一）材料準備種子：飽滿的綠豆、黃豆（每組各20粒，選擇易萌發(fā)、觀察明顯的種子）；容器：透明塑料盒（帶蓋，每組3個，便于觀察內部變化）；其他：吸水紙巾（或棉花）、清水、標簽紙、記號筆、冰箱（或陰涼處）、遮光罩（如黑色塑料袋）。（二）課前準備1.提前1天浸泡部分種子，確保實驗時能觀察到“萌發(fā)初期”的對比（如未浸泡與浸泡的種子）；2.分組：4人一組，明確組長、記錄員、操作員、發(fā)言人的分工。四、教學過程（一）情境導入：從生活疑問到科學問題教師展示春季農(nóng)田播種的圖片，提問：“農(nóng)民伯伯春天播種后，種子為什么能長成幼苗？需要哪些條件呢？”引導學生結合生活經(jīng)驗（如澆水、松土、選季節(jié)）提出猜想。學生可能提出“需要水”“要有陽光”“溫度不能太低”“需要空氣”等假設，教師將假設記錄在黑板上，引發(fā)認知沖突（如“陽光是否必需？埋在土壤里的種子也能發(fā)芽”）。（二）猜想假設：聚焦核心變量教師引導：“我們無法同時驗證所有條件，需要把問題拆分成小實驗。請小組討論：哪些條件是種子萌發(fā)的關鍵？我們可以如何設計實驗來驗證？”小組通過交流，聚焦“水分”“溫度”“空氣”“陽光”四個變量，教師提示“每次只改變一個條件，其他條件保持相同”（滲透控制變量思想）。（三）實驗設計：構建對照實驗模型以“探究水分對種子萌發(fā)的影響”為例，教師示范設計邏輯：實驗組：塑料盒內鋪濕潤紙巾，放10粒種子，加蓋（保持空氣、溫度一致）；對照組：塑料盒內鋪干燥紙巾，放10粒種子，加蓋（其他條件與實驗組相同）。小組任務：各組選擇一個變量（如溫度、陽光），模仿上述邏輯設計實驗方案，教師巡視指導（如“探究溫度”時，對照組放室內，實驗組放冰箱；“探究陽光”時，對照組正常光照，實驗組用黑袋遮光）。（四）實踐操作：親歷實驗過程操作步驟：1.分組實驗：各組按設計方案操作，貼標簽（如“水分組—濕潤”“溫度組—低溫”），將種子放置在指定環(huán)境（如冰箱、窗臺、陰涼處）；2.觀察記錄：發(fā)放“種子萌發(fā)觀察記錄表”，要求每天同一時間觀察（如早晨到校后），記錄種子的“發(fā)芽數(shù)量”“根的長度”“子葉變化”等，連續(xù)觀察5天。教師提示：強調“輕拿輕放種子，避免破壞實驗裝置”“記錄要真實，即使結果與假設不符也要如實填寫”。（五）分析總結：基于證據(jù)得出結論第5天，各組展示記錄表，匯報實驗現(xiàn)象：水分組：濕潤紙巾的種子發(fā)芽，干燥的未發(fā)芽；溫度組：室內的種子發(fā)芽，冰箱的未發(fā)芽（或發(fā)芽緩慢）；陽光組：光照與遮光的種子都發(fā)芽（說明陽光不是萌發(fā)必需條件）；空氣組（若設計）：密封的種子發(fā)芽受抑制，開放的正常發(fā)芽。教師引導學生對比數(shù)據(jù)，得出結論：種子萌發(fā)需要“一定的水分”“適宜的溫度”“充足的空氣”，陽光不是必需條件（結合“土壤中種子萌發(fā)”的生活經(jīng)驗佐證）。（六）拓展延伸：從課堂到生活1.家庭實驗：回家嘗試用不同種子（如花生、玉米）重復實驗，觀察是否有差異；2.種植實踐：將發(fā)芽的種子移栽到花盆，觀察后續(xù)生長（如是否需要陽光、肥料），記錄植物生長周期；3.聯(lián)系實際：討論“農(nóng)民播種時為什么選擇春季？澆水、松土有什么科學道理？”五、教學反思（一）成功之處1.實驗材料生活化，操作難度適中，學生參與度高；2.通過“控制變量”的實驗設計，有效滲透了科學探究方法，學生能初步區(qū)分“變量”與“常量”；3.持續(xù)觀察記錄培養(yǎng)了學生的耐心與實證意識，匯報環(huán)節(jié)的思辨性較強（如“陽光組”的意外發(fā)現(xiàn)引發(fā)深入討論）。（二）改進方向1.部分學生對“變量控制”的理解仍模糊（如“同時改變兩個條件”），需在實驗前增加“模擬實驗”（如用小球滾動實驗理解“單一變量”）；2.觀察記錄的細致度不足（如只關注發(fā)芽數(shù)量，忽略根的生長方向），可設計更細致的觀察指標（如“根的顏色”“子葉張開時間”）；3.小組分工需更明確，避免“個別學生主導，others旁觀”，可通過“任務卡”細化每個角色的職責（如記錄員需繪制發(fā)芽情況示意圖）。六、教學啟示本案例通過“種子萌發(fā)”這一生活化主題，將科學探究的核心要素（假設、設計、操作、分析）融入教學，讓學生在“做中學”中建構