小學(xué)科學(xué)探究性課程設(shè)計(jì)案例一、課程設(shè)計(jì)的背景與價(jià)值小學(xué)科學(xué)課程的核心目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓兒童在“做科學(xué)”的過(guò)程中理解科學(xué)概念、掌握探究方法?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)“探究與實(shí)踐”是課程的主要學(xué)習(xí)方式，要求教師設(shè)計(jì)真實(shí)情境下的探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出問(wèn)題—作出假設(shè)—制訂計(jì)劃—搜集證據(jù)—處理信息—得出結(jié)論—表達(dá)交流—反思評(píng)價(jià)”的完整過(guò)程。“植物向光性”是小學(xué)中高年級(jí)（如四年級(jí)）植物單元的延伸探究?jī)?nèi)容。學(xué)生已初步認(rèn)識(shí)植物的基本結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)需求，而“向光性”現(xiàn)象既貼近生活（如窗臺(tái)植物的彎曲生長(zhǎng)），又蘊(yùn)含對(duì)比實(shí)驗(yàn)、變量控制等科學(xué)方法，能有效銜接學(xué)生的前認(rèn)知與科學(xué)探究的核心素養(yǎng)發(fā)展。二、課程目標(biāo)的三維建構(gòu)（一）知識(shí)目標(biāo)學(xué)生通過(guò)探究，能描述植物向光性的現(xiàn)象，初步理解“單側(cè)光照射會(huì)影響植物生長(zhǎng)方向”的科學(xué)事實(shí)，感知植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。（二）能力目標(biāo)1.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)“控制單一變量（光照方向）”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，能規(guī)范操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；2.提升觀察、分析、歸納能力，能用圖文結(jié)合的方式呈現(xiàn)探究結(jié)果并進(jìn)行小組匯報(bào)。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1.激發(fā)對(duì)植物生長(zhǎng)現(xiàn)象的探究興趣，養(yǎng)成長(zhǎng)期觀察、耐心實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度；2.體會(huì)小組合作的價(jià)值，在交流中尊重他人觀點(diǎn)，敢于質(zhì)疑與求證。三、課程實(shí)施的前期準(zhǔn)備（一）材料準(zhǔn)備1.植物材料：選擇生長(zhǎng)速度較快、莖稈較軟易觀察的植物，如大豆幼苗（提前3-5天浸泡催芽，長(zhǎng)出2-3片真葉）、綠蘿枝條（帶氣根，易成活）、鳳仙花幼苗等，每組3-4株（保證實(shí)驗(yàn)重復(fù)度）。2.實(shí)驗(yàn)裝置：自制單側(cè)遮光盒（用鞋盒或紙箱，一側(cè)挖洞透光，內(nèi)部涂黑避免反光）、普通花盆（或一次性塑料杯，底部打孔）、營(yíng)養(yǎng)土、標(biāo)簽紙、澆水壺。3.記錄工具：設(shè)計(jì)“植物生長(zhǎng)觀察記錄表”（含日期、植物狀態(tài)、生長(zhǎng)方向、高度、葉片變化等項(xiàng)目）、直尺、相機(jī)（或繪畫(huà)本，用于記錄植物形態(tài)）。（二）認(rèn)知準(zhǔn)備1.教師層面：深入研讀植物向光性的科學(xué)原理（生長(zhǎng)素的橫向運(yùn)輸與分布不均），轉(zhuǎn)化為兒童能理解的通俗解釋（如“植物體內(nèi)的‘生長(zhǎng)小管家’會(huì)被光‘趕’到背光側(cè)，讓那里的細(xì)胞長(zhǎng)得更快”）；預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題（如澆水過(guò)多爛根、遮光盒密封不嚴(yán)等），準(zhǔn)備應(yīng)急預(yù)案。2.學(xué)生層面：通過(guò)課前觀察（如教室窗臺(tái)的植物），提出關(guān)于“植物為什么會(huì)歪著長(zhǎng)”的疑問(wèn)，激活探究欲望。四、探究過(guò)程的階梯式推進(jìn)（一）問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：從生活現(xiàn)象到科學(xué)疑問(wèn)課堂伊始，教師展示兩組植物生長(zhǎng)的對(duì)比圖片：一組是陽(yáng)臺(tái)單側(cè)光照下的綠蘿（藤蔓向光彎曲），另一組是室內(nèi)均勻光照下的綠蘿（莖稈直立）。提問(wèn)：“為什么這兩盆綠蘿的生長(zhǎng)方向不一樣？光會(huì)影響植物的生長(zhǎng)嗎？”學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)（如“我家的多肉總是朝著窗戶長(zhǎng)”），自然聚焦問(wèn)題：“植物的生長(zhǎng)方向和光照方向有關(guān)嗎？”（二）猜想與假設(shè)：基于經(jīng)驗(yàn)的邏輯推理學(xué)生分組討論，教師引導(dǎo)用“如果……那么……”的句式表達(dá)假設(shè)，如：“如果植物放在單側(cè)光下，那么它會(huì)朝著光的方向生長(zhǎng)?！薄叭绻淖児庹辗较?，植物的生長(zhǎng)方向也會(huì)跟著改變?！苯處熥穯?wèn)：“要驗(yàn)證假設(shè)，需要保證哪些條件不變？哪些條件要改變？”引導(dǎo)學(xué)生明確變量控制：光照方向是“可變條件（自變量）”，植物種類、數(shù)量、土壤、水分、溫度等是“不變條件（無(wú)關(guān)變量）”，生長(zhǎng)方向是“觀測(cè)結(jié)果（因變量）”。（三）方案設(shè)計(jì)：在試錯(cuò)中完善實(shí)驗(yàn)邏輯小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師巡視并捕捉典型問(wèn)題（如“只種1株植物，結(jié)果會(huì)不會(huì)是巧合？”“澆水多少怎么統(tǒng)一？”），組織全班交流優(yōu)化：實(shí)驗(yàn)組：將2株植物放入單側(cè)遮光盒（僅一側(cè)透光），放在教室窗臺(tái)，每天同一時(shí)間澆水（50毫升/次）。對(duì)照組：將2株同種植物放在無(wú)遮光的花盆中，與實(shí)驗(yàn)組保持相同的溫度、澆水頻率，接受均勻光照（如教室中央）。觀察周期：連續(xù)觀察10天，每天上午10點(diǎn)記錄植物的生長(zhǎng)方向（用“與光的夾角”或“彎曲程度”描述）、高度、葉片展開(kāi)情況。（四）實(shí)踐探究：在操作中經(jīng)歷“真實(shí)的科學(xué)”1.種植與設(shè)置：小組分工完成裝土、種植、貼標(biāo)簽（標(biāo)注“實(shí)驗(yàn)組A”“對(duì)照組B”）、放置裝置。教師強(qiáng)調(diào)安全（如避免土壤進(jìn)入眼睛）、公平性（如澆水用量杯，光照時(shí)間一致）。2.持續(xù)觀察：學(xué)生每天輪流負(fù)責(zé)觀察，用直尺測(cè)量高度（精確到厘米），用箭頭在記錄表上標(biāo)注生長(zhǎng)方向，或用簡(jiǎn)筆畫(huà)記錄形態(tài)。第3天，有小組發(fā)現(xiàn)：“實(shí)驗(yàn)組的大豆苗莖稈開(kāi)始向透光側(cè)傾斜了！”第7天，對(duì)比更明顯：實(shí)驗(yàn)組植物的彎曲角度達(dá)30°，而對(duì)照組基本直立。3.問(wèn)題解決：過(guò)程中可能出現(xiàn)“植物蔫了”（澆水不足）、“遮光盒漏光”（用黑膠帶密封）等問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生分析原因，調(diào)整方案（如增加澆水次數(shù)、更換遮光材料），培養(yǎng)“基于證據(jù)調(diào)整策略”的科學(xué)思維。（五）交流總結(jié)：從數(shù)據(jù)到結(jié)論的思維進(jìn)階1.成果展示：各小組用PPT、海報(bào)或?qū)嵨铮◣е参锏幕ㄅ瑁┱故緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如：實(shí)驗(yàn)組（單側(cè)光）：第1-10天，植物高度從5cm長(zhǎng)到12cm，生長(zhǎng)方向與光的夾角從90°（直立）變?yōu)?0°（向光彎曲）。對(duì)照組（均勻光）：高度從5cm長(zhǎng)到11cm，生長(zhǎng)方向始終接近90°。2.結(jié)論推導(dǎo)：教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩組數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論：“單側(cè)光照射下，植物會(huì)朝著光的方向生長(zhǎng)；均勻光照下，植物生長(zhǎng)方向更直立?！痹俳Y(jié)合“生長(zhǎng)素分布”的通俗解釋，幫助學(xué)生理解現(xiàn)象背后的科學(xué)原理（無(wú)需深入講解激素，重點(diǎn)是建立“環(huán)境因素影響生長(zhǎng)”的認(rèn)知）。五、評(píng)價(jià)與延伸：讓探究走向生活與深度（一）多元評(píng)價(jià)1.過(guò)程性評(píng)價(jià)：觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的參與度（如是否主動(dòng)澆水、記錄）、合作能力（如小組分工是否明確、是否傾聽(tīng)他人意見(jiàn)）、問(wèn)題解決能力（如遇到爛根時(shí)的應(yīng)對(duì)）。2.成果性評(píng)價(jià)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性（數(shù)據(jù)記錄、結(jié)論推導(dǎo)）、匯報(bào)的邏輯性（能否清晰解釋“為什么實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明光的影響”）進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)（如“優(yōu)秀”“良好”“需改進(jìn)”）。（二）拓展延伸1.家庭小實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生在家中重復(fù)實(shí)驗(yàn)，或探究“重力對(duì)植物生長(zhǎng)的影響”（如將花盆側(cè)放，觀察根的生長(zhǎng)方向），記錄結(jié)果并與課堂實(shí)驗(yàn)對(duì)比。2.校園實(shí)踐：在學(xué)校種植園設(shè)置“光的迷宮”（用遮光板制造不同光照方向），觀察植物的長(zhǎng)期生長(zhǎng)變化，形成“植物與環(huán)境”的系列探究。六、課程設(shè)計(jì)的反思與優(yōu)化（一）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)1.以“真實(shí)問(wèn)題”為起點(diǎn)，將生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為探究任務(wù)，能有效激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。2.對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，讓學(xué)生直觀理解“控制變量”的科學(xué)方法，避免“偽探究”（如直接告知結(jié)論）。3.長(zhǎng)期觀察培養(yǎng)了學(xué)生的耐心與責(zé)任感，小組合作提升了溝通與思辨能力。（二）改進(jìn)方向1.材料優(yōu)化：可選擇生長(zhǎng)更快的植物（如綠豆苗），縮短實(shí)驗(yàn)周期；或用透明塑料瓶種植，便于觀察根系與莖的生長(zhǎng)。2.技術(shù)融合：利用手機(jī)延時(shí)攝影記錄植物生長(zhǎng)過(guò)程，讓“緩慢的變化”可視化，增強(qiáng)探究的趣味性。3.差異化指導(dǎo)：對(duì)能力較弱的小組，提供更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟卡；對(duì)能力較強(qiáng)的小組，鼓勵(lì)探究“不同光強(qiáng)（如強(qiáng)光、弱光）對(duì)向光性的影響”，拓展探究深度。通過(guò)“植物向光性的秘密”