基礎(chǔ)教育階段科學(xué)探究課教學(xué)案例一、教學(xué)背景與設(shè)計(jì)理念科學(xué)探究是基礎(chǔ)教育階段科學(xué)課程的核心學(xué)習(xí)方式，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“要讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，逐步形成科學(xué)思維與實(shí)踐能力”。在生命科學(xué)領(lǐng)域，“植物與環(huán)境的關(guān)系”是重要內(nèi)容，而“植物向光性”是學(xué)生感知植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的典型現(xiàn)象。本案例面向小學(xué)高年級(jí)（或初中低年級(jí)）學(xué)生，學(xué)情分析顯示：學(xué)生已觀察到植物“喜歡陽(yáng)光”的現(xiàn)象，但對(duì)“向光生長(zhǎng)的內(nèi)在機(jī)制與影響因素”缺乏系統(tǒng)性探究經(jīng)驗(yàn)，常將“向光”簡(jiǎn)單歸因于“需要更多陽(yáng)光”，未形成“環(huán)境刺激—植物響應(yīng)”的科學(xué)認(rèn)知邏輯。因此，本課以“植物向光性”為探究載體，通過(guò)“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—實(shí)證探究—思維建構(gòu)”的路徑，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過(guò)程。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1.描述植物向光性現(xiàn)象，初步理解“環(huán)境刺激（光照方向）會(huì)影響植物生長(zhǎng)方向”的科學(xué)概念；2.聯(lián)系生活實(shí)例，說(shuō)出植物向光性在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用（如園藝植株整形）。（二）能力目標(biāo)1.能基于觀察提出可探究的科學(xué)問(wèn)題，設(shè)計(jì)并實(shí)施“光照方向?qū)χ参锷L(zhǎng)影響”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)；2.會(huì)用表格、圖示記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析數(shù)據(jù)得出合理結(jié)論，提升實(shí)證分析能力。（三）情感目標(biāo)1.體驗(yàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性與趣味性，培養(yǎng)“大膽假設(shè)、小心求證”的科學(xué)態(tài)度；2.在小組合作中學(xué)會(huì)傾聽(tīng)與質(zhì)疑，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。三、教學(xué)準(zhǔn)備（一）材料工具實(shí)驗(yàn)材料：生長(zhǎng)狀態(tài)相近的綠豆幼苗（每組6株）、向日葵幼苗（每組2株）、透明塑料杯（帶土壤）；實(shí)驗(yàn)工具：黑色硬紙盒（一側(cè)開(kāi)直徑3cm的孔）、LED臺(tái)燈（模擬光源）、刻度尺、記號(hào)筆、實(shí)驗(yàn)記錄單。（二）課前準(zhǔn)備教師提前7天培育綠豆、向日葵幼苗（保證實(shí)驗(yàn)時(shí)苗高約5cm，生長(zhǎng)狀態(tài)一致）；制作“植物向光生長(zhǎng)”的情境視頻（如森林中植物向林隙生長(zhǎng)、窗臺(tái)上的盆栽向窗外傾斜）。四、教學(xué)過(guò)程（45分鐘）（一）情境導(dǎo)入：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題（5分鐘）教師播放情境視頻，展示“森林植物向林隙生長(zhǎng)”“窗臺(tái)上的綠蘿向窗外傾斜”的畫(huà)面，提問(wèn)：“這些植物的生長(zhǎng)方向有什么共同特點(diǎn)？你覺(jué)得是什么原因?qū)е碌?？”學(xué)生觀察后提出猜想：“植物會(huì)朝著有光的地方長(zhǎng)”“光照方向可能影響生長(zhǎng)方向”。教師順勢(shì)追問(wèn)：“如何用實(shí)驗(yàn)證明‘光照方向會(huì)影響植物生長(zhǎng)方向’？”，引發(fā)學(xué)生探究興趣。（二）科學(xué)探究：從假設(shè)到實(shí)證（30分鐘）1.提出問(wèn)題與作出假設(shè)小組討論后，學(xué)生聚焦核心問(wèn)題：“不同方向的光照，會(huì)改變植物的生長(zhǎng)方向嗎？”并基于生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)：“植物會(huì)朝著光源的方向生長(zhǎng)”“光照從左側(cè)來(lái)，植物莖會(huì)向左彎曲”。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案教師引導(dǎo)學(xué)生思考“實(shí)驗(yàn)需要控制哪些條件？”，明確變量控制原則：自變量：光照方向（設(shè)置“單側(cè)光照”“均勻光照”兩組，或“左側(cè)光照”“右側(cè)光照”對(duì)比）；無(wú)關(guān)變量：植物種類(lèi)與生長(zhǎng)狀態(tài)、土壤濕度、溫度、實(shí)驗(yàn)時(shí)間等需保持一致。小組合作設(shè)計(jì)方案，典型方案示例：實(shí)驗(yàn)組：將3株綠豆苗放入“左側(cè)開(kāi)孔”的黑紙盒，臺(tái)燈從左側(cè)照射；對(duì)照組：將3株綠豆苗放入“無(wú)孔”的黑紙盒（或“四周開(kāi)孔”的紙盒，保證均勻光照），臺(tái)燈從上方照射；每天同一時(shí)間（如15:00）用刻度尺測(cè)量莖的長(zhǎng)度、用記號(hào)筆標(biāo)記生長(zhǎng)方向，記錄在實(shí)驗(yàn)單上。教師巡視指導(dǎo)，針對(duì)“變量控制不清晰”的小組（如同時(shí)改變光照和水分），通過(guò)提問(wèn)“如果土壤干濕不同，能確定是光照的影響嗎？”幫助修正方案。3.實(shí)施實(shí)驗(yàn)與記錄數(shù)據(jù)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師強(qiáng)調(diào)“輕拿輕放植物，避免損傷幼苗”“及時(shí)、真實(shí)記錄數(shù)據(jù)”。實(shí)驗(yàn)周期為5天（課堂上完成第1天操作，后續(xù)4天由學(xué)生課后觀察記錄，第2周課堂匯報(bào)）。4.分析數(shù)據(jù)與得出結(jié)論各小組展示實(shí)驗(yàn)記錄（表格/圖示），教師匯總數(shù)據(jù)（示例：實(shí)驗(yàn)組綠豆苗平均彎曲角度為25°，對(duì)照組彎曲角度<5°）。引導(dǎo)學(xué)生分析：“實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的生長(zhǎng)方向有何差異？數(shù)據(jù)能支持你的假設(shè)嗎？”學(xué)生通過(guò)對(duì)比得出結(jié)論：“單側(cè)光照下，植物莖會(huì)朝著光源方向彎曲生長(zhǎng)；均勻光照時(shí)，植物生長(zhǎng)方向較直立”，初步理解“植物具有向光性，光照方向會(huì)影響生長(zhǎng)方向”。（三）拓展延伸：聯(lián)系生活與深化探究（10分鐘）1.生活應(yīng)用：展示園藝師利用向光性整形果樹(shù)、溫室大棚調(diào)整光源方向促進(jìn)作物生長(zhǎng)的圖片，提問(wèn)“這些做法的科學(xué)依據(jù)是什么？”，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)解釋生活現(xiàn)象。2.深化探究：提出新問(wèn)題“除了光照，重力、水分會(huì)影響植物生長(zhǎng)方向嗎？”，布置課后探究任務(wù)（如“植物向地性”實(shí)驗(yàn)：將幼苗橫放，觀察根的生長(zhǎng)方向），為后續(xù)學(xué)習(xí)鋪墊。五、教學(xué)反思與改進(jìn)（一）成功經(jīng)驗(yàn)1.情境驅(qū)動(dòng)有效：通過(guò)真實(shí)植物生長(zhǎng)現(xiàn)象導(dǎo)入，激活學(xué)生前概念，使探究問(wèn)題源于生活、貼近認(rèn)知；2.探究過(guò)程完整：學(xué)生經(jīng)歷“提問(wèn)—假設(shè)—設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)—結(jié)論”的完整流程，實(shí)證意識(shí)與邏輯思維得到鍛煉；3.材料選擇恰當(dāng)：綠豆苗生長(zhǎng)速度快、向光性明顯，便于短時(shí)間內(nèi)觀察到實(shí)驗(yàn)效果。（二）不足與改進(jìn)1.實(shí)驗(yàn)周期的管理：5天的實(shí)驗(yàn)周期中，部分學(xué)生課后記錄不及時(shí)。改進(jìn)：課前培訓(xùn)“家庭實(shí)驗(yàn)記錄方法”，提供“實(shí)驗(yàn)日志模板”，并在課堂上展示教師預(yù)實(shí)驗(yàn)的前3天數(shù)據(jù)，降低學(xué)生操作難度；2.變量控制的指導(dǎo)：少數(shù)小組對(duì)“單一變量”理解不足。改進(jìn)：設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)量表”（從“變量控制、可操作性、安全性”等維度），小組互評(píng)后再實(shí)施實(shí)驗(yàn)；3.思維深度的挖掘：學(xué)生對(duì)“向光性的內(nèi)在機(jī)制（如生長(zhǎng)素分布）”未深入探究。改進(jìn)：初中階段可補(bǔ)充“生長(zhǎng)素運(yùn)輸”的動(dòng)畫(huà)視頻，小學(xué)階段則通過(guò)“黑暗中植物直立生長(zhǎng)”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考“光如何影響生長(zhǎng)”，滲透“刺激—響應(yīng)”的科學(xué)思維。六、教學(xué)策略總結(jié)本案例以“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—實(shí)證探究—生活遷移”為核心策略：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)：通過(guò)真實(shí)情境引發(fā)認(rèn)知沖突，將“模糊感知”轉(zhuǎn)化為“可探究問(wèn)題”；實(shí)證探究：強(qiáng)調(diào)“控制變量、重復(fù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)說(shuō)話”，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；生活遷移：從課堂實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)生活，再到新的探究問(wèn)題，形成“學(xué)—用—思”的閉環(huán)。該模式可遷移至“種子萌發(fā)的條件”“摩擦力的影響因素”等探究主題，關(guān)鍵在于選擇貼近學(xué)生生活的探究載體，搭建“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的思維支架