小學(xué)科學(xué)教學(xué)案例與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)探究是其重要載體。優(yōu)質(zhì)的教學(xué)案例與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，既能激發(fā)學(xué)生探究興趣，又能引導(dǎo)其掌握科學(xué)方法。本文結(jié)合“植物向光性”“物體沉浮規(guī)律”兩個(gè)教學(xué)主題，探討教學(xué)案例的設(shè)計(jì)邏輯與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化路徑。一、“植物向光性”教學(xué)案例：從問(wèn)題驅(qū)動(dòng)到實(shí)證探究（一）教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情定位三年級(jí)學(xué)生已對(duì)植物生長(zhǎng)現(xiàn)象有直觀感知，但對(duì)“環(huán)境因素如何影響生長(zhǎng)”缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。本案例旨在讓學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)，理解植物向光性的表現(xiàn)，初步建立“生物與環(huán)境相互作用”的科學(xué)觀念；同時(shí)培養(yǎng)長(zhǎng)期觀察、對(duì)比分析的能力，激發(fā)對(duì)生命現(xiàn)象的探究熱情。（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.情境導(dǎo)入：矛盾中激發(fā)疑問(wèn)展示兩組植物照片：一組是窗臺(tái)單側(cè)光照下的盆栽（枝葉向光傾斜），另一組是室內(nèi)均勻光照的植物（枝葉舒展）。提問(wèn)：“為什么窗邊的植物會(huì)‘歪著頭’生長(zhǎng)？是它‘喜歡’光，還是有其他原因？”引導(dǎo)學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想，如“植物需要光，所以會(huì)朝著光長(zhǎng)”“光的方向會(huì)讓植物改變生長(zhǎng)方向”等。2.實(shí)驗(yàn)探究：可控變量下的對(duì)比觀察材料準(zhǔn)備：透明塑料盒（3個(gè)）、綠豆種子（若干）、濕潤(rùn)脫脂棉、黑色卡紙（制作單側(cè)遮光板）、記號(hào)筆、觀察記錄表。分組實(shí)驗(yàn)：組1（對(duì)照組）：塑料盒內(nèi)鋪脫脂棉，均勻撒種，置于教室自然光下（光照均勻），每天澆水保持濕潤(rùn)。組2（單側(cè)光照組）：同樣鋪棉撒種，用黑色卡紙遮擋盒的左側(cè)，僅右側(cè)透光，置于同一環(huán)境。組3（單側(cè)光照+旋轉(zhuǎn)組）：?jiǎn)蝹?cè)遮光后，每天定時(shí)旋轉(zhuǎn)塑料盒180°，模擬“改變光的相對(duì)方向”。觀察與記錄：學(xué)生以小組為單位，每天同一時(shí)間觀察豆芽生長(zhǎng)方向，用簡(jiǎn)筆畫(huà)+文字（如“第3天，組2豆芽向右側(cè)（透光側(cè)）彎曲，組1直立”）記錄。教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“生長(zhǎng)方向與光照方向的關(guān)系”“旋轉(zhuǎn)后植物的反應(yīng)”。3.總結(jié)建模：從現(xiàn)象到科學(xué)概念實(shí)驗(yàn)第5天后，組織小組匯報(bào)觀察結(jié)果。結(jié)合三組數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：組2植物持續(xù)向光側(cè)生長(zhǎng)，組3因旋轉(zhuǎn)失去“固定光方向”，生長(zhǎng)方向混亂，組1則直立生長(zhǎng)。由此歸納：植物會(huì)朝著有光的方向生長(zhǎng)，這種特性叫“向光性”，是植物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。二、“物體沉浮規(guī)律”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：基于兒童認(rèn)知的生活化優(yōu)化（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)小學(xué)四年級(jí)學(xué)生已能區(qū)分“沉”與“浮”的現(xiàn)象，但對(duì)“為什么有的物體沉，有的浮”存在迷思概念（如“重的物體一定沉，輕的一定浮”）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需突破“單一重量/體積判斷”的誤區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生從“重量與體積的相對(duì)關(guān)系”理解沉浮。（二）優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)方案1.材料選擇：安全、開(kāi)放、具身化摒棄傳統(tǒng)金屬塊、木塊，改用生活化材料：密封的塑料瓶蓋（輕、小）、裝滿(mǎn)水的氣球（重、大）、空易拉罐（輕、大）、小石子（重、?。⑾鹌つ啵伤苄停?、透明水槽（每組1個(gè)）、電子秤（輔助測(cè)量，選小量程、防濺水款）、方格紙（測(cè)量體積，簡(jiǎn)化為“數(shù)格子”）。2.實(shí)驗(yàn)步驟：從“玩中學(xué)”到“思中學(xué)”環(huán)節(jié)1：自由探索，建立初始認(rèn)知學(xué)生分組，將材料逐個(gè)放入水中，記錄“沉/浮”。教師捕捉典型錯(cuò)誤認(rèn)知（如“橡皮泥重，一定沉”），暫不糾正，留待后續(xù)驗(yàn)證。環(huán)節(jié)2：聚焦矛盾，探究“重量-體積”關(guān)系問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：展示“空易拉罐（輕、大）浮，小石子（重、?。┏痢薄把b滿(mǎn)水的氣球（重、大）沉，塑料瓶蓋（輕、?。└　眱山M矛盾現(xiàn)象，提問(wèn)：“沉浮到底和什么有關(guān)？只看重量或體積行嗎？”量化探究：學(xué)生用電子秤測(cè)物體重量（記錄為“輕/較重/重”），用方格紙貼合物體（規(guī)則物）或浸入裝滿(mǎn)水的量筒（不規(guī)則物，簡(jiǎn)化為“看水位上升格數(shù)”）測(cè)體積，填寫(xiě)表格：物體重量（輕/較重/重）體積（小/較大/大）沉浮----------------------------------------------------塑料蓋輕小浮小石子重小沉空易拉罐輕大浮水氣球重大沉分析歸納：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“輕且小的可能?。ㄋ芰仙w），重且小的一定沉；輕且大的大多浮，重且大的可能沉”——沉浮由“重量與體積的相對(duì)關(guān)系”決定（小學(xué)階段簡(jiǎn)化為“相同體積下，重的易沉；相同重量下，體積小的易沉”）。環(huán)節(jié)3：拓展應(yīng)用，深化理解提供橡皮泥，讓學(xué)生用同一塊橡皮泥，通過(guò)改變形狀（如捏成船型增大體積），使原本下沉的橡皮泥浮起來(lái)。體驗(yàn)“改變體積（排開(kāi)的水量）可影響沉浮”，為后續(xù)“浮力”學(xué)習(xí)埋下伏筆。三、教學(xué)反思與設(shè)計(jì)改進(jìn)（一）案例與實(shí)驗(yàn)的共性問(wèn)題1.時(shí)間管理：“植物向光性”實(shí)驗(yàn)需持續(xù)5-7天，課堂觀察易流于形式?？商崆?周在教室角落設(shè)置“植物觀察區(qū)”，每天安排值日生記錄，課堂僅做階段性匯報(bào)。2.材料局限性：“物體沉浮”實(shí)驗(yàn)中，部分材料（如裝滿(mǎn)水的氣球）易破損，可替換為密封的塑料瓶（裝不同量的水，控制重量），更安全且重量可調(diào)。（二）設(shè)計(jì)優(yōu)化方向1.跨學(xué)科融合：在“植物向光性”案例中，結(jié)合數(shù)學(xué)“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”，讓學(xué)生用折線圖記錄豆芽生長(zhǎng)角度；結(jié)合語(yǔ)文“觀察日記”，撰寫(xiě)植物生長(zhǎng)小作文，深化學(xué)習(xí)成果。2.差異化指導(dǎo)：對(duì)能力較弱的小組，提供“觀察提示卡”（如“第X天，豆芽的莖和葉朝向哪里？和昨天比有變化嗎？”）；對(duì)能力較強(qiáng)的小組，拓展問(wèn)題（如“如果用不同顏色的光照射，植物還會(huì)向光嗎？”）。小學(xué)科學(xué)教學(xué)案例與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心，在于