小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)與案例一、小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的核心理念與價(jià)值小學(xué)科學(xué)教育的核心目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而探究性學(xué)習(xí)正是達(dá)成這一目標(biāo)的重要途徑。探究性學(xué)習(xí)并非簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)參與類似于科學(xué)家探索自然的過(guò)程，通過(guò)親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考，去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并嘗試解決問(wèn)題。其核心理念在于“以學(xué)生為中心”，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，讓他們?cè)谡鎸?shí)或模擬的科學(xué)情境中，感受科學(xué)探究的樂(lè)趣，習(xí)得科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)思維、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。這種學(xué)習(xí)方式不僅能幫助學(xué)生更深刻地理解科學(xué)知識(shí)，更能塑造他們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神，為其終身學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)（一）教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則1.主體性原則：教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和興趣點(diǎn)，確保學(xué)生在探究過(guò)程中始終處于主體地位，有足夠的自主思考和實(shí)踐空間。2.情境性原則：創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的、富有挑戰(zhàn)性和趣味性的真實(shí)情境或問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。3.過(guò)程性原則：關(guān)注學(xué)生的探究過(guò)程，而非僅僅是最終的結(jié)論。鼓勵(lì)學(xué)生在過(guò)程中體驗(yàn)、嘗試、犯錯(cuò)、修正，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的親歷性。4.開(kāi)放性原則：探究的問(wèn)題、方法、材料、結(jié)論等方面應(yīng)具有一定的開(kāi)放性，鼓勵(lì)學(xué)生多角度思考，尊重不同的意見(jiàn)和方案。5.引導(dǎo)性原則：教師應(yīng)扮演好引導(dǎo)者、組織者和合作者的角色，在關(guān)鍵時(shí)刻給予學(xué)生適度的啟發(fā)和幫助，而非直接告知答案。6.安全性原則：對(duì)于涉及實(shí)驗(yàn)操作的探究活動(dòng)，必須將學(xué)生安全放在首位，確保實(shí)驗(yàn)材料、操作流程的安全性，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的安全教育。（二）探究性學(xué)習(xí)的一般教學(xué)流程設(shè)計(jì)一個(gè)完整的小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)過(guò)程通常包含以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教師在設(shè)計(jì)時(shí)需靈活把握，并非所有探究活動(dòng)都必須嚴(yán)格遵循固定流程，可根據(jù)具體內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。1.提出問(wèn)題——探究的起點(diǎn)與動(dòng)力*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)矛盾、產(chǎn)生困惑，進(jìn)而自主提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。問(wèn)題應(yīng)具體、明確，且具有一定的探究?jī)r(jià)值。*教師角色：情境創(chuàng)設(shè)者、問(wèn)題引導(dǎo)者，幫助學(xué)生梳理和聚焦問(wèn)題。2.作出假設(shè)與預(yù)測(cè)——基于已有經(jīng)驗(yàn)的初步判斷*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和觀察到的現(xiàn)象，對(duì)問(wèn)題的可能答案或探究結(jié)果作出推測(cè)性的解釋或預(yù)測(cè)。假設(shè)應(yīng)具有可檢驗(yàn)性。*教師角色：?jiǎn)l(fā)者，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，并引導(dǎo)他們說(shuō)出猜想的依據(jù)。3.制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——規(guī)劃探究路徑*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：學(xué)生在教師指導(dǎo)下，圍繞提出的假設(shè)，討論并制定具體的探究計(jì)劃，包括選擇合適的探究方法（觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等）、確定所需材料和工具、明確步驟和分工、考慮如何收集和記錄數(shù)據(jù)等。對(duì)于實(shí)驗(yàn)，要強(qiáng)調(diào)控制變量的思想（根據(jù)年級(jí)適當(dāng)滲透）。*教師角色：指導(dǎo)者、協(xié)助者，幫助學(xué)生完善計(jì)劃，確保其可行性與安全性。4.實(shí)施探究與收集證據(jù)——?jiǎng)邮謱?shí)踐的核心環(huán)節(jié)*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：學(xué)生按照計(jì)劃進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、操作或調(diào)查，通過(guò)多種感官感知事物的特征和變化，認(rèn)真記錄觀察到的現(xiàn)象、測(cè)量的數(shù)據(jù)、收集到的信息等。教師要鼓勵(lì)學(xué)生細(xì)致觀察，尊重事實(shí)。*教師角色：組織者、安全員，巡視指導(dǎo)，及時(shí)幫助學(xué)生解決探究過(guò)程中遇到的困難，提醒注意事項(xiàng)。5.分析與解釋——思維加工，得出結(jié)論*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集到的證據(jù)（數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、信息）進(jìn)行整理、比較、分析、歸納和概括，運(yùn)用已有的知識(shí)進(jìn)行推理，解釋現(xiàn)象，驗(yàn)證假設(shè)，最終得出探究結(jié)論。即使結(jié)論與假設(shè)不符，也要引導(dǎo)學(xué)生分析原因。*教師角色：引導(dǎo)者、啟發(fā)者，幫助學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法分析證據(jù)。6.表達(dá)與交流——分享成果，共同進(jìn)步*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：提供多種形式讓學(xué)生表達(dá)和交流探究的過(guò)程、方法、結(jié)果和結(jié)論，如口頭匯報(bào)、小組展示、繪制圖表、撰寫探究報(bào)告等。鼓勵(lì)學(xué)生傾聽(tīng)他人意見(jiàn)，進(jìn)行質(zhì)疑、討論和補(bǔ)充。*教師角色：組織者、傾聽(tīng)者、評(píng)價(jià)者，營(yíng)造民主和諧的交流氛圍。7.拓展與反思——深化理解，總結(jié)提升*設(shè)計(jì)要點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生將探究結(jié)論與生活實(shí)際相聯(lián)系，思考其應(yīng)用價(jià)值，或提出新的可探究問(wèn)題。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生反思探究過(guò)程中的得失，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提升探究能力。*教師角色：拓展者、反思引導(dǎo)者。三、小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)案例與評(píng)析案例：《植物生長(zhǎng)需要什么條件？》（小學(xué)中年級(jí)）（一）教學(xué)背景與目標(biāo)*年級(jí)：小學(xué)三年級(jí)*學(xué)科：科學(xué)*單元主題：植物的一生*課時(shí)：2-3課時(shí)（探究過(guò)程可延伸至課外）*教學(xué)目標(biāo)：*科學(xué)知識(shí)：知道植物生長(zhǎng)需要水、陽(yáng)光、空氣和適宜的溫度等基本條件。*科學(xué)探究：能根據(jù)觀察提出關(guān)于植物生長(zhǎng)條件的問(wèn)題；能對(duì)問(wèn)題作出假設(shè)，并設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；能觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論。*科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)的好奇心和探究興趣；養(yǎng)成認(rèn)真觀察、如實(shí)記錄、尊重證據(jù)的科學(xué)態(tài)度；愿意與他人合作交流。（二）教學(xué)重難點(diǎn)*重點(diǎn)：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究植物生長(zhǎng)需要的條件（以水和陽(yáng)光為例）。*難點(diǎn)：理解對(duì)比實(shí)驗(yàn)中控制變量的重要性，并能在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)。（三）教學(xué)準(zhǔn)備*教師：多媒體課件（展示不同生長(zhǎng)環(huán)境下的植物）、生長(zhǎng)狀況相似的盆栽小苗若干（如綠豆苗、向日葵苗）、不透光的紙盒、澆水壺、標(biāo)簽、記錄表格（空白或半成品）。*學(xué)生：小組合作學(xué)習(xí)，每組若干盆小苗、實(shí)驗(yàn)材料（同教師準(zhǔn)備）、記錄工具。（四）教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)：提出問(wèn)題，作出假設(shè)，制定計(jì)劃1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題*教師展示兩組植物圖片或?qū)嵨铮阂唤M是生長(zhǎng)在陽(yáng)光充足、水分適宜環(huán)境中的健壯植物；另一組是生長(zhǎng)在陰暗角落或缺水環(huán)境中的瘦弱、枯黃植物。*提問(wèn)：“同學(xué)們仔細(xì)觀察這兩組植物，它們的生長(zhǎng)狀況有什么不同？你們覺(jué)得是什么原因?qū)е滤鼈冮L(zhǎng)得不一樣呢？”*引導(dǎo)學(xué)生自由發(fā)言，鼓勵(lì)他們提出自己的看法。教師將學(xué)生的看法記錄在黑板上（如：水、陽(yáng)光、土壤、肥料、溫度、空氣等）。*聚焦問(wèn)題：“植物的生長(zhǎng)到底需要哪些條件呢？今天我們就來(lái)重點(diǎn)研究這個(gè)問(wèn)題?！?.作出假設(shè)，預(yù)測(cè)結(jié)果*教師引導(dǎo)：“如果我們認(rèn)為‘植物生長(zhǎng)需要水’，這只是我們的一個(gè)猜想?？茖W(xué)上，我們把這種基于觀察和思考提出的猜想叫做‘假設(shè)’?！?提問(wèn)：“對(duì)于‘植物生長(zhǎng)需要什么條件’這個(gè)問(wèn)題，你們能提出哪些假設(shè)呢？請(qǐng)小組討論一下，并把你們的假設(shè)寫下來(lái)?！?學(xué)生小組討論，提出假設(shè)（如：植物生長(zhǎng)需要水；植物生長(zhǎng)需要陽(yáng)光；植物生長(zhǎng)需要土壤；植物生長(zhǎng)需要空氣等）。*教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“我們?cè)鯓硬拍苤牢覀兊募僭O(shè)是否正確呢？”（做實(shí)驗(yàn)）3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定計(jì)劃*選擇重點(diǎn)研究的假設(shè)：“由于時(shí)間和條件限制，我們不可能一次性驗(yàn)證所有假設(shè)。今天我們先來(lái)研究‘植物生長(zhǎng)是否需要水’和‘植物生長(zhǎng)是否需要陽(yáng)光’這兩個(gè)假設(shè)，好嗎？”*以“植物生長(zhǎng)是否需要水”為例，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。*提問(wèn)：“要驗(yàn)證‘植物生長(zhǎng)需要水’，我們應(yīng)該怎么做實(shí)驗(yàn)？需要準(zhǔn)備哪些材料？實(shí)驗(yàn)中要注意什么？”*引導(dǎo)學(xué)生思考：“我們需要幾盆植物？它們應(yīng)該是怎樣的？”（兩盆生長(zhǎng)狀況相似的植物）“實(shí)驗(yàn)中，我們要改變什么條件？”（水分，一盆澆水，一盆不澆水）“哪些條件要保持相同？”（陽(yáng)光、土壤、溫度、空氣等）“為什么這些條件要保持相同？”（排除其他因素的干擾，才能說(shuō)明是水的作用）*師生共同總結(jié)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路：控制變量法（改變一個(gè)條件，其他條件保持不變）。*學(xué)生小組合作，參照“水”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，嘗試設(shè)計(jì)“植物生長(zhǎng)是否需要陽(yáng)光”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)（提示：如何控制“陽(yáng)光”這個(gè)變量？可用紙盒遮光）。*各小組分享實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，教師和其他小組給予建議，完善實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。*設(shè)計(jì)觀察記錄表：引導(dǎo)學(xué)生思考需要記錄哪些內(nèi)容（日期、植物狀態(tài)：高度、葉子顏色、葉片數(shù)量、生長(zhǎng)狀況描述等）。第二、三課時(shí)及課外延伸：實(shí)施探究，收集證據(jù)，分析解釋，表達(dá)交流1.實(shí)施實(shí)驗(yàn)，觀察記錄*學(xué)生按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作，給植物貼上標(biāo)簽（如：實(shí)驗(yàn)組1-有水，對(duì)照組1-無(wú)水；實(shí)驗(yàn)組2-有陽(yáng)光，對(duì)照組2-無(wú)陽(yáng)光）。*將實(shí)驗(yàn)裝置放置在合適的地方。*教師指導(dǎo)學(xué)生按照計(jì)劃定期觀察植物的變化，并認(rèn)真、如實(shí)地記錄在表格中。此過(guò)程可延伸至課外，持續(xù)觀察一周或更長(zhǎng)時(shí)間。教師強(qiáng)調(diào)觀察的連續(xù)性和記錄的真實(shí)性。2.整理證據(jù)，分析解釋*探究活動(dòng)結(jié)束后，各小組整理觀察記錄（數(shù)據(jù)、圖片、文字描述等）。*引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：*“得到水的植物和沒(méi)得到水的植物，生長(zhǎng)情況有什么不同？”*“得到陽(yáng)光的植物和沒(méi)得到陽(yáng)光的植物，生長(zhǎng)情況有什么不同？”*提問(wèn)：“這些現(xiàn)象說(shuō)明了什么？我們最初的假設(shè)成立嗎？”*學(xué)生小組討論，嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。3.表達(dá)交流，得出結(jié)論*各小組派代表匯報(bào)探究過(guò)程、觀察到的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及得出的結(jié)論?？梢圆捎每陬^描述、展示記錄表、圖片對(duì)比等多種形式。*其他學(xué)生認(rèn)真傾聽(tīng)，可提出疑問(wèn)或補(bǔ)充意見(jiàn)。*教師引導(dǎo)全班同學(xué)共同總結(jié)：植物生長(zhǎng)需要水和陽(yáng)光。對(duì)于學(xué)生提出的其他假設(shè)（如土壤、空氣），可簡(jiǎn)要說(shuō)明或留作后續(xù)探究。4.拓展延伸，反思評(píng)價(jià)*提問(wèn)：“除了水和陽(yáng)光，植物生長(zhǎng)還可能需要什么條件呢？”（引導(dǎo)學(xué)生思考空氣、適宜的溫度、土壤中的養(yǎng)分等）“我們可以怎樣去研究？”*引導(dǎo)學(xué)生反思本次探究活動(dòng)：“在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們遇到了哪些困難？是怎樣解決的？有哪些做得好的地方？有哪些地方可以改進(jìn)？”*鼓勵(lì)學(xué)生將學(xué)到的探究方法運(yùn)用到其他問(wèn)題的研究中。（五）教學(xué)評(píng)析本案例較好地體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)的核心理念和教學(xué)設(shè)計(jì)原則。1.情境創(chuàng)設(shè)有效：通過(guò)對(duì)比明顯的植物生長(zhǎng)狀況，迅速抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)了他們的探究興趣和提出問(wèn)題的欲望。2.突出學(xué)生主體：從提出問(wèn)題、作出假設(shè)到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施探究、分析結(jié)論，教師始終作為引導(dǎo)者和協(xié)助者，充分放手讓學(xué)生自主思考和合作探究。3.注重科學(xué)方法的滲透：重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生理解和運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)、控制變量等科學(xué)方法，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力至關(guān)重要。雖然對(duì)于三年級(jí)學(xué)生而言，“控制變量”不需要掌握術(shù)語(yǔ)，但通過(guò)具體操作和討論，他們能夠初步理解其內(nèi)涵。4.過(guò)程性評(píng)價(jià)隱含其中：教師通過(guò)觀察學(xué)生在小組討論、實(shí)驗(yàn)操作、記錄分析、交流匯報(bào)等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，以及學(xué)生的觀察記錄和探究報(bào)告，可以對(duì)學(xué)生的探究能力、科學(xué)態(tài)度等進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)。5.與生活聯(lián)系緊密：植物生長(zhǎng)是學(xué)生熟悉的現(xiàn)象，探究結(jié)果也能直接應(yīng)用于他們的生活實(shí)踐（如如何照顧盆栽植物），增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的實(shí)用性和成就感。在實(shí)際教學(xué)中，教師需注意根據(jù)班級(jí)學(xué)生的具體情況調(diào)整引導(dǎo)的深度和廣度，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性，并給予學(xué)生充足的探究時(shí)間和空間。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能出現(xiàn)的意外情況（如植物死亡、現(xiàn)象不明顯等），也是寶貴的教學(xué)資源，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析原因，培養(yǎng)其實(shí)