小學(xué)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)案例一、案例背景與目標(biāo)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，探究式學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提升探究能力的核心途徑。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，通過模擬科學(xué)家的研究過程，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的樂趣，建構(gòu)對(duì)科學(xué)概念的理解。本案例以小學(xué)中高年級(jí)（建議四年級(jí)）“水的表面張力”為探究主題，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過一系列有序的探究活動(dòng)，不僅掌握相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，更能體悟科學(xué)探究的基本方法。1.課題名稱：水的“魔力”——探秘水的表面張力2.適合年級(jí)：小學(xué)四年級(jí)3.課時(shí)安排：1-2課時(shí)（每課時(shí)40分鐘）4.核心概念：液體表面存在著一種使表面盡可能縮小的力，叫做表面張力。5.教學(xué)目標(biāo)：*科學(xué)知識(shí)：知道水具有表面張力，能列舉生活中與水的表面張力相關(guān)的現(xiàn)象，并嘗試用表面張力的原理解釋。*探究技能：能通過觀察發(fā)現(xiàn)問題，提出可探究的科學(xué)問題；能基于已有經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)象作出假設(shè)性解釋；能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)；能規(guī)范操作，細(xì)致觀察，準(zhǔn)確記錄，并根據(jù)證據(jù)得出結(jié)論；能與小組成員有效合作，分享交流探究成果。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)對(duì)水的奇妙現(xiàn)象的探究興趣和好奇心；培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和樂于合作、樂于分享的精神；感受科學(xué)與生活的密切聯(lián)系。二、教學(xué)準(zhǔn)備1.教師準(zhǔn)備：*多媒體課件（包含：小昆蟲在水面行走、露珠呈球狀、硬幣滴水等圖片或短視頻）。*演示材料：大燒杯、水、回形針、滴管、硬幣（若干枚，建議用一元硬幣，表面積較大）、肥皂水（或洗潔精稀釋液）、棉線、培養(yǎng)皿。*實(shí)驗(yàn)記錄單（每組一份，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了，包含實(shí)驗(yàn)步驟提示、預(yù)測(cè)、觀察到的現(xiàn)象、結(jié)論與解釋等欄目）。*板書設(shè)計(jì)：預(yù)留出書寫核心問題、學(xué)生假設(shè)、關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)、結(jié)論的空間。2.學(xué)生準(zhǔn)備（每組）：*材料盤：硬幣（3-4枚，確保干凈）、滴管（2-3個(gè)，確保完好）、小燒杯（2個(gè)，分別裝清水和肥皂水）、回形針（若干）、紙巾（用于清潔和擦干）、記錄筆。*預(yù)習(xí)：回顧已學(xué)過的關(guān)于水的性質(zhì)（如狀態(tài)、流動(dòng)性等），鼓勵(lì)學(xué)生觀察生活中與水相關(guān)的有趣現(xiàn)象。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)(一)創(chuàng)設(shè)情境，提出問題(約5-7分鐘)1.情境導(dǎo)入：教師：“同學(xué)們，我們每天都和水打交道，它是我們生命中不可或缺的物質(zhì)。今天，老師帶來了一些關(guān)于水的有趣圖片/視頻，我們一起來看看，水有哪些‘神奇’的表現(xiàn)？”（播放小昆蟲在水面行走自如、草葉上的露珠圓圓的、水龍頭下緩慢滴下的水珠在脫離前呈球狀的短視頻或圖片。）教師：“看到這些，你們有什么想說的？或者有什么疑問嗎？”2.聚焦問題：引導(dǎo)學(xué)生觀察并自由提問。學(xué)生可能會(huì)問：“小蟲子那么輕嗎？為什么不會(huì)沉下去？”“露珠為什么是圓的？”“水滴為什么能鼓起來？”教師梳理學(xué)生的問題，將焦點(diǎn)引向：“為什么水的表面好像有一層看不見的‘膜’，能托住一些東西，或者讓水的形狀發(fā)生改變呢？我們今天就來深入探究這個(gè)問題?！卑鍟诵奶骄繂栴}：“水的表面有‘膜’嗎？”(二)作出假設(shè)，設(shè)計(jì)方案(約8-10分鐘)1.初步假設(shè)與討論：教師：“看到剛才的圖片和視頻，結(jié)合我們的生活經(jīng)驗(yàn)，大家覺得水的表面真的有一層‘膜’嗎？如果有，這層‘膜’可能有什么特點(diǎn)？”引導(dǎo)學(xué)生基于觀察和直覺進(jìn)行猜測(cè)，例如：“有，這層膜有彈性?！薄坝校@層膜能承受一定的重量?！薄皼]有，可能是別的原因?！保ń處煂W(xué)生的主要假設(shè)簡(jiǎn)要記錄在黑板上）2.設(shè)計(jì)“硬幣上能滴多少滴水”實(shí)驗(yàn)：教師：“我們能不能設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的想法呢？老師這里有一些硬幣和滴管，如果我們用滴管往平放的硬幣上滴水，大家預(yù)測(cè)一下，一枚硬幣上最多能滴多少滴水而不溢出來？”*引導(dǎo)預(yù)測(cè)：讓學(xué)生先獨(dú)立思考并在記錄單上寫下自己的預(yù)測(cè)數(shù)字，然后小組內(nèi)交流，說說自己為什么這么預(yù)測(cè)。*討論實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：“要讓實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，我們?cè)诓僮鲿r(shí)要注意什么呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考并總結(jié)：*硬幣要平放、保持干燥。*滴管滴出的水滴要均勻，盡量從同一高度、垂直滴下。*滴的時(shí)候要小心，一滴一滴地?cái)?shù)，直到第一滴水溢出硬幣邊緣。*實(shí)驗(yàn)可以重復(fù)幾次，取相近的數(shù)值或平均值。*分發(fā)材料與記錄單：明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)和記錄要求。(三)實(shí)施探究，收集證據(jù)(約12-15分鐘)1.分組實(shí)驗(yàn)：“硬幣上的水滴”*學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。*指導(dǎo)重點(diǎn)：*提醒學(xué)生規(guī)范操作，仔細(xì)觀察水面的變化（“水面是不是鼓起來了？像什么？”——引導(dǎo)觀察彎月面）。*鼓勵(lì)學(xué)生將觀察到的現(xiàn)象（如水滴的數(shù)量、水面的形狀）及時(shí)、準(zhǔn)確地記錄在記錄單上。*對(duì)于操作不熟練的小組給予具體幫助，如指導(dǎo)滴管的正確使用方法。*引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么能滴這么多滴水？是什么在‘托’著這些水？”2.二次探究：“破壞‘膜’的力量”*當(dāng)大部分小組完成硬幣滴水實(shí)驗(yàn)后，教師提問：“如果我們?cè)诠钠鸬乃嫔陷p輕滴一滴肥皂水，會(huì)發(fā)生什么變化呢？”*引導(dǎo)學(xué)生作出新的預(yù)測(cè)。*提供肥皂水（或洗潔精稀釋液），指導(dǎo)學(xué)生選擇一枚已經(jīng)滴滿水（但未溢出）的硬幣，用另一支干凈的滴管在水面中央輕輕滴入一滴肥皂水，觀察現(xiàn)象。*學(xué)生繼續(xù)記錄觀察到的現(xiàn)象（如水滴迅速溢出，鼓起來的水面消失等）。(四)討論交流，得出結(jié)論(約8-10分鐘)1.小組匯報(bào)與分享：*邀請(qǐng)幾個(gè)小組代表（可以選擇預(yù)測(cè)與結(jié)果差異較大的、或操作規(guī)范的小組）上臺(tái)分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果：“你們小組的硬幣上滴了多少滴水？觀察到了什么現(xiàn)象？滴入肥皂水后又發(fā)生了什么？”*教師將各小組的主要數(shù)據(jù)（滴數(shù)范圍）和關(guān)鍵現(xiàn)象記錄在黑板上。2.分析現(xiàn)象，形成解釋：*引導(dǎo)思考：*“大多數(shù)小組滴的水都比我們最初預(yù)測(cè)的要多，而且水面都鼓起來了，這說明了什么？”（水的表面似乎有一股力量在拉扯，讓水面能鼓起來，承受了更多的水。）*“為什么滴入肥皂水后，水就溢出來了呢？”（肥皂水破壞了那股拉扯的力量。）*揭示概念：教師結(jié)合學(xué)生的發(fā)現(xiàn)，適時(shí)引出“表面張力”的概念：“水的表面確實(shí)存在著一種看不見的‘拉力’，它使得水的表面像被繃緊了的橡皮膜一樣，這種力就叫做‘表面張力’。正是這種表面張力，讓硬幣上能容納那么多滴水，讓小蟲子能在水面行走，讓露珠呈球狀。而肥皂水會(huì)減弱水的表面張力，所以水面就破了?！?板書核心結(jié)論：水具有表面張力。3.聯(lián)系生活，拓展延伸：*“生活中還有哪些現(xiàn)象也與水的表面張力有關(guān)呢？”（引導(dǎo)學(xué)生回憶或聯(lián)想：荷葉上的水珠、雨后樹葉上的水珠、用杯子喝水時(shí)水面會(huì)略微高出杯口等。）*可以現(xiàn)場(chǎng)演示一個(gè)簡(jiǎn)單的拓展實(shí)驗(yàn)，如“棉線變圓圈”：在培養(yǎng)皿中倒入一層水，將一根棉線兩端系住形成一個(gè)不規(guī)則的圈，放在水面上，用滴管在圈中間滴一滴肥皂水，觀察棉線圈的變化（會(huì)迅速變成一個(gè)圓形，因?yàn)楸砻鎻埩Φ淖饔檬贡砻娣e最小化）。(五)總結(jié)反思，評(píng)價(jià)提升(約3-5分鐘)1.課堂小結(jié)：師生共同回顧本節(jié)課的探究過程和主要發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)表面張力的存在及其應(yīng)用。2.評(píng)價(jià)與反思：*過程性評(píng)價(jià)：“在今天的探究活動(dòng)中，哪些小組合作得最好？哪些同學(xué)觀察得最仔細(xì)？哪些同學(xué)的記錄最清晰？”（鼓勵(lì)為主，肯定學(xué)生的積極參與和點(diǎn)滴進(jìn)步）。*自我反思：“通過今天的探究，你學(xué)到了什么？有什么新的發(fā)現(xiàn)？在實(shí)驗(yàn)中遇到了什么困難，是怎么解決的？”3.布置拓展任務(wù)（可選）：“回家后，大家可以和爸爸媽媽一起，找找家里還有哪些與水的表面張力有關(guān)的現(xiàn)象，或者嘗試做一些有趣的小實(shí)驗(yàn)，明天來和大家分享。”四、教學(xué)評(píng)價(jià)本案例的評(píng)價(jià)注重過程性評(píng)價(jià)與發(fā)展性評(píng)價(jià)相結(jié)合，關(guān)注學(xué)生在探究活動(dòng)中的具體表現(xiàn)：1.觀察記錄：學(xué)生能否準(zhǔn)確、清晰地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（滴數(shù)）和觀察到的現(xiàn)象（水面形狀、溢出情況等）。2.探究技能：能否提出有價(jià)值的問題；能否作出合理的預(yù)測(cè)；能否規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)器材（如使用滴管）；能否獨(dú)立或在小組協(xié)作下完成實(shí)驗(yàn)；能否根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析推理。3.合作交流：在小組活動(dòng)中是否積極參與討論，是否樂于傾聽他人意見，是否能與同伴分工合作完成任務(wù)，能否清晰表達(dá)自己的觀點(diǎn)和發(fā)現(xiàn)。4.科學(xué)概念理解：能否用自己的話描述什么是表面張力，能否舉例說明生活中的表面張力現(xiàn)象。5.情感態(tài)度：是否表現(xiàn)出對(duì)探究活動(dòng)的濃厚興趣和好奇心；是否具有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果；是否樂于嘗試和思考。評(píng)價(jià)方式可以多樣化，包括教師觀察記錄、小組互評(píng)、學(xué)生自評(píng)、實(shí)驗(yàn)記錄單分析等。五、教學(xué)反思與建議1.材料的選擇與準(zhǔn)備：硬幣的清潔度和表面光滑度會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，課前需確保硬幣干凈無油污。滴管的質(zhì)量也很重要，應(yīng)選擇滴出液滴大小均勻的滴管。肥皂水的濃度要適中，濃度太高可能現(xiàn)象過于劇烈，太低則效果不明顯。2.問題的引導(dǎo)與開放度：教師的提問是引導(dǎo)探究方向的關(guān)鍵。問題既要有啟發(fā)性，又要給學(xué)生留下思考和討論的空間。例如，在預(yù)測(cè)硬幣滴水量時(shí)，不急于否定學(xué)生過低的預(yù)測(cè)，而是鼓勵(lì)他們通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。3.差異化指導(dǎo)：對(duì)于動(dòng)手能力稍弱的學(xué)生，教師要進(jìn)行更細(xì)致的個(gè)別指導(dǎo)，幫助他們掌握實(shí)驗(yàn)技能；對(duì)于思維活躍的學(xué)生，可以鼓勵(lì)他們思考更深層次的問題，如“不同液體的表面張力一樣嗎？”“溫度會(huì)影響水的表面張力嗎？”等。4.時(shí)間的掌控：探究活動(dòng)容易超時(shí)，教師需根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況靈活調(diào)整各環(huán)節(jié)的時(shí)間，確保核心探究任務(wù)的完成和充分的交流討