小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)創(chuàng)新活動設(shè)計引言小學(xué)科學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、探究能力與社會責(zé)任的重要課程，其核心目標(biāo)是發(fā)展“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任”四大核心素養(yǎng)。然而，傳統(tǒng)課堂中“知識灌輸為主、實驗驗證為輔”的模式，難以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，也無法適應(yīng)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需求。創(chuàng)新活動設(shè)計作為突破傳統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵路徑，需以“真實問題”為載體，以“學(xué)生主體”為核心，整合情境、跨學(xué)科、數(shù)字化等元素，讓科學(xué)學(xué)習(xí)從“被動接受”轉(zhuǎn)向“主動建構(gòu)”。本文結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）要求，從情境化探究、跨學(xué)科融合、數(shù)字化賦能、項目式學(xué)習(xí)四大維度，提供具體可操作的活動設(shè)計案例，旨在為一線教師提供“理念-設(shè)計-實施”的完整參考框架。一、情境化探究活動：讓科學(xué)學(xué)習(xí)回歸生活情境是科學(xué)學(xué)習(xí)的“錨點”。建構(gòu)主義理論強調(diào)，學(xué)習(xí)需在真實或模擬的情境中發(fā)生，通過解決具體問題實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。小學(xué)科學(xué)情境化探究活動的設(shè)計，需以學(xué)生熟悉的生活場景為起點，將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為可感知的問題，讓學(xué)生在“做中學(xué)”中形成科學(xué)觀念。案例1：“校園植物生存狀況調(diào)查”（三年級·生命科學(xué)領(lǐng)域）1.活動目標(biāo)科學(xué)觀念：認(rèn)識植物生長需要的基本條件（陽光、水分、土壤、空氣）；探究實踐：學(xué)會制定調(diào)查方案、記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)果；態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)愛護校園環(huán)境的意識。2.活動準(zhǔn)備工具：調(diào)查記錄表（含植物名稱、生長位置、葉片狀態(tài)、土壤濕度等維度）、放大鏡、手機（拍攝植物照片）；知識鋪墊：課前學(xué)習(xí)“植物生長的基本條件”相關(guān)內(nèi)容。3.實施步驟（1）問題提出（10分鐘）情境導(dǎo)入：展示校園里的兩棵梧桐樹照片（一棵枝葉繁茂，一棵葉片枯黃），提問：“為什么同一校園的兩棵樹生長狀況不同？”學(xué)生分組討論，提出假設(shè)（如“枯黃的樹沒有得到足夠的水分”“生長位置陽光不足”）。（2）方案設(shè)計（15分鐘）小組合作制定調(diào)查方案：確定調(diào)查范圍（校園內(nèi)10種植物）、分工（記錄員、攝影師、測量員）、調(diào)查方法（觀察、測量、訪談園?。?。教師引導(dǎo)學(xué)生完善方案：如“如何測量土壤濕度？”（用手觸摸判斷“濕潤/干燥”，或用簡易濕度計測量）；“如何記錄植物狀態(tài)？”（繪制表格、拍攝照片、文字描述）。（3）實踐探究（2課時）小組按照方案開展調(diào)查：觀察校園內(nèi)的喬木（如梧桐、銀杏）、灌木（如月季、冬青）、草本植物（如三葉草、蒲公英），記錄其生長位置（向陽/背陰）、土壤濕度（濕潤/干燥）、葉片狀態(tài)（翠綠/枯黃）、病蟲害情況（有/無）。過程中教師巡回指導(dǎo)：提醒學(xué)生注意安全（不攀爬樹木、不觸碰帶刺植物）；引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題（如“背陰處的三葉草葉片比向陽處的小”“澆水過多的月季葉片發(fā)黃”）。（4）總結(jié)交流（1課時）小組整理數(shù)據(jù)：用柱狀圖展示“不同位置植物的葉片大小”，用表格對比“濕潤土壤與干燥土壤中植物的生長狀況”。班級匯報：各組分享調(diào)查結(jié)論（如“向陽處的植物葉片更茂盛”“土壤過于濕潤會導(dǎo)致月季爛根”），并提出改進建議（如“給背陰處的植物增加光照”“合理控制澆水次數(shù)”）。教師總結(jié)：強化“植物生長需要適宜環(huán)境”的科學(xué)觀念，鼓勵學(xué)生將建議反饋給校園管理部門。設(shè)計亮點生活聯(lián)結(jié)：以“校園植物”這一學(xué)生日常接觸的場景為載體，讓科學(xué)問題“看得見、摸得著”；探究自主性：從問題提出到方案設(shè)計、數(shù)據(jù)整理，均由學(xué)生主導(dǎo)，教師僅提供方法指導(dǎo)；責(zé)任滲透：通過“提出改進建議”，將科學(xué)學(xué)習(xí)與校園責(zé)任結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的社會參與意識。二、跨學(xué)科融合活動：培養(yǎng)綜合解決問題能力STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)）教育強調(diào)“學(xué)科整合”，通過解決真實問題，讓學(xué)生在應(yīng)用多學(xué)科知識的過程中，發(fā)展綜合思維與實踐能力。小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科活動設(shè)計需以“工程任務(wù)”為驅(qū)動，將科學(xué)原理與數(shù)學(xué)測量、技術(shù)工具、藝術(shù)設(shè)計結(jié)合，實現(xiàn)“做中學(xué)、用中學(xué)”。案例2：“自制簡易凈水器”（五年級·物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域）1.活動目標(biāo)科學(xué)觀念：理解“過濾”“吸附”等水凈化原理；工程思維：學(xué)會用簡單材料設(shè)計并制作凈水器；跨學(xué)科應(yīng)用：結(jié)合數(shù)學(xué)測量（過濾速度）、技術(shù)工具（鉆孔器）、藝術(shù)設(shè)計（裝置外觀）；態(tài)度責(zé)任：樹立“節(jié)約用水、保護水資源”的意識。2.活動準(zhǔn)備材料：空飲料瓶（500mL）、石英砂、活性炭、棉花、紗布、小石子、渾濁水（用泥土、墨水配制）、燒杯、玻璃棒、漏斗、pH試紙；工具：鉆孔器（或釘子）、剪刀、記號筆；知識鋪墊：課前學(xué)習(xí)“水的凈化”相關(guān)內(nèi)容（過濾、吸附的作用）。3.實施步驟（1）任務(wù)導(dǎo)入（10分鐘）情境問題：展示“河水渾濁”的圖片，提問：“如果野外遇到渾濁的水，如何將其凈化為可飲用的水？”教師介紹“簡易凈水器”的功能：通過過濾去除泥沙，用活性炭吸附色素和異味，讓渾濁水變清澈。（2）方案設(shè)計（15分鐘）小組討論：如何用飲料瓶制作凈水器？需要哪些材料？各層材料的作用是什么？繪制設(shè)計圖：用記號筆在飲料瓶上標(biāo)注“過濾層”（棉花、紗布）、“吸附層”（活性炭）、“沉淀層”（小石子、石英砂）的位置；數(shù)學(xué)計算：確定各層材料的厚度（如棉花層1cm、活性炭層2cm、石英砂層3cm），并記錄在設(shè)計圖中。（3）制作與測試（2課時）制作過程：1.將飲料瓶頂部剪掉，倒置作為“凈水器主體”；2.從下到上依次填充材料：底部鋪一層棉花（過濾細(xì)小雜質(zhì)）→鋪一層紗布（固定棉花）→鋪一層小石子（沉淀大顆粒泥沙）→鋪一層石英砂（過濾較小顆粒）→鋪一層活性炭（吸附色素和異味）→頂部鋪一層紗布（防止活性炭散落）；3.用鉆孔器在飲料瓶底部扎幾個小孔（作為出水孔）。測試過程：1.將渾濁水倒入凈水器，測量“過濾前”與“過濾后”水的清澈度（用肉眼觀察或用turbidity儀測量）；2.用pH試紙測試過濾前后水的酸堿度，記錄數(shù)據(jù)；3.計算過濾速度（單位時間內(nèi)的出水量），比較不同材料組合（如“活性炭+石英砂”vs“僅石英砂”）的過濾效果。（4）優(yōu)化與展示（1課時）小組優(yōu)化：根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整材料厚度（如“活性炭層太薄導(dǎo)致色素未完全吸附，需增加厚度”）；藝術(shù)設(shè)計：用彩紙裝飾凈水器外觀，給凈水器命名（如“環(huán)保小衛(wèi)士”“清澈之源”）；班級展示：各組介紹凈水器的設(shè)計思路、過濾原理、測試數(shù)據(jù)，并進行“凈化效果比拼”（用渾濁水現(xiàn)場測試，評選“最清澈凈水器”“最快過濾凈水器”）。設(shè)計亮點學(xué)科整合：科學(xué)：應(yīng)用“過濾”“吸附”等物質(zhì)分離原理；數(shù)學(xué)：測量過濾速度、計算材料用量；工程：設(shè)計凈水器結(jié)構(gòu)（如材料分層順序）；藝術(shù)：裝飾凈水器外觀，培養(yǎng)審美能力；工程思維：通過“設(shè)計-制作-測試-優(yōu)化”的循環(huán)，讓學(xué)生體驗工程師的解決問題過程；真實問題：以“凈化渾濁水”這一生活中常見的問題為任務(wù)，讓學(xué)生感受到科學(xué)的實用價值。三、數(shù)字化工具支持活動：提升數(shù)據(jù)意識與技術(shù)素養(yǎng)21世紀(jì)的科學(xué)學(xué)習(xí)需“技術(shù)賦能”，數(shù)字化工具（如傳感器、數(shù)據(jù)采集器、編程軟件）能幫助學(xué)生更精準(zhǔn)地獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，從而深化對科學(xué)規(guī)律的理解。小學(xué)科學(xué)數(shù)字化活動設(shè)計需以“數(shù)據(jù)探究”為核心，讓學(xué)生在“收集數(shù)據(jù)-分析數(shù)據(jù)-得出結(jié)論”的過程中，發(fā)展數(shù)據(jù)意識與信息技術(shù)能力。案例3：“溫度對種子發(fā)芽的影響”（四年級·生命科學(xué)領(lǐng)域）1.活動目標(biāo)科學(xué)觀念：理解“種子發(fā)芽需要適宜溫度”；數(shù)據(jù)意識：學(xué)會用數(shù)字化工具收集、分析數(shù)據(jù)；技術(shù)素養(yǎng)：掌握傳感器、數(shù)據(jù)采集器的基本使用方法。2.活動準(zhǔn)備材料：綠豆種子（30粒）、培養(yǎng)皿（3個）、濕紗布、標(biāo)簽；數(shù)字化工具：溫度傳感器（3個）、數(shù)據(jù)采集器（1個）、電腦（安裝數(shù)據(jù)處理軟件）；環(huán)境準(zhǔn)備：冰箱（4℃）、教室（25℃）、恒溫箱（35℃）。3.實施步驟（1）問題提出與假設(shè)（10分鐘）情境導(dǎo)入：展示“春天播種”的圖片，提問：“為什么農(nóng)民伯伯要在春天播種？”（引導(dǎo)學(xué)生說出“溫度適宜”）；提出問題：“溫度過高或過低，會影響種子發(fā)芽嗎？”；學(xué)生假設(shè)：“種子在25℃時發(fā)芽最快，4℃或35℃時發(fā)芽慢或不發(fā)芽”。（2）實驗設(shè)計（15分鐘）小組討論實驗方案：變量控制：保持“水分（濕紗布）、空氣（培養(yǎng)皿開口）、種子數(shù)量（10粒/培養(yǎng)皿）”相同，改變“溫度”（4℃、25℃、35℃）；數(shù)據(jù)記錄：用溫度傳感器實時監(jiān)測每個培養(yǎng)皿的溫度，用數(shù)據(jù)采集器記錄“每天的發(fā)芽數(shù)量”。教師指導(dǎo)：強調(diào)“變量控制”的重要性（如“三個培養(yǎng)皿的濕紗布濕度要一致”）；演示溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集器的連接方法。（3）實驗實施（7天）分組操作：1.在三個培養(yǎng)皿中放入濕紗布，各放10粒綠豆種子，貼標(biāo)簽標(biāo)注“4℃”“25℃”“35℃”；2.將“4℃”培養(yǎng)皿放入冰箱，“25℃”培養(yǎng)皿放在教室窗臺，“35℃”培養(yǎng)皿放入恒溫箱；3.每個培養(yǎng)皿中放置一個溫度傳感器，連接到數(shù)據(jù)采集器，設(shè)置“每小時記錄一次溫度”；4.每天固定時間（如上午10點）觀察種子發(fā)芽情況，記錄“發(fā)芽數(shù)量”（芽長≥1mm視為發(fā)芽）。（4）數(shù)據(jù)整理與分析（1課時）導(dǎo)出數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)采集器中的溫度數(shù)據(jù)與手動記錄的發(fā)芽數(shù)量導(dǎo)入電腦，用軟件生成“溫度變化曲線”與“發(fā)芽率柱狀圖”；分析數(shù)據(jù)：溫度曲線：驗證三個培養(yǎng)皿的溫度是否保持穩(wěn)定（如“4℃培養(yǎng)皿的溫度波動在3-5℃之間”）；發(fā)芽率：計算各溫度下的發(fā)芽率（發(fā)芽數(shù)量/10×100%），比較“4℃”（約30%）、“25℃”（約90%）、“35℃”（約50%）的發(fā)芽率差異；相關(guān)性分析：用散點圖展示“溫度與發(fā)芽率”的關(guān)系，得出“種子發(fā)芽需要適宜溫度（25℃左右）”的結(jié)論。（5）結(jié)論與交流（10分鐘）小組匯報：展示數(shù)據(jù)圖表，說明“溫度對種子發(fā)芽的影響”，驗證之前的假設(shè)；教師總結(jié)：強化“種子發(fā)芽需要適宜溫度”的科學(xué)觀念，引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么不同植物的適宜發(fā)芽溫度不同？”（如小麥適宜15-20℃，西瓜適宜25-30℃）。設(shè)計亮點數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性：用溫度傳感器實時監(jiān)測溫度，避免了手動測量的誤差；數(shù)據(jù)可視化：通過曲線、柱狀圖、散點圖，讓“溫度與發(fā)芽率的關(guān)系”更直觀，幫助學(xué)生理解科學(xué)規(guī)律；技術(shù)融合：將數(shù)字化工具作為“探究助手”，讓學(xué)生在使用技術(shù)的過程中，體會技術(shù)對科學(xué)研究的支持作用。四、項目式學(xué)習(xí)（PBL）：解決真實問題，培養(yǎng)社會責(zé)任項目式學(xué)習(xí)（Project-BasedLearning）以“真實問題”為驅(qū)動，通過“提出問題-探究問題-解決問題”的循環(huán)，讓學(xué)生在合作中發(fā)展探究能力、溝通能力與社會責(zé)任。小學(xué)科學(xué)PBL活動設(shè)計需以“社區(qū)/校園問題”為主題，讓學(xué)生在“調(diào)查-分析-行動”中，將科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力。案例4：“社區(qū)垃圾分類現(xiàn)狀與改進方案”（六年級·地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域）1.活動目標(biāo)科學(xué)觀念：理解“垃圾分類的重要性”（減少污染、資源回收）；探究實踐：學(xué)會用調(diào)查、訪談等方法收集數(shù)據(jù)；社會責(zé)任：培養(yǎng)“參與社區(qū)治理”的意識。2.活動準(zhǔn)備工具：調(diào)查問卷（針對居民）、訪談提綱（針對社區(qū)工作人員）、記錄筆、相機；知識鋪墊：課前學(xué)習(xí)“垃圾分類”相關(guān)知識（可回收物、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾的分類標(biāo)準(zhǔn)）。3.實施步驟（1）問題啟動（15分鐘）情境導(dǎo)入：展示“社區(qū)垃圾桶堆滿垃圾”的照片，提問：“這些垃圾如果不分類處理，會帶來什么問題？”（引導(dǎo)學(xué)生說出“污染環(huán)境、浪費資源”）；提出項目主題：“探究社區(qū)垃圾分類現(xiàn)狀，提出改進方案”。（2）項目規(guī)劃（20分鐘）小組討論：確定研究方向（如“居民垃圾分類認(rèn)知情況”“社區(qū)垃圾桶設(shè)置合理性”“垃圾分類投放率”）；制定計劃：調(diào)查對象：社區(qū)居民（50戶）、社區(qū)工作人員（2名）；調(diào)查方法：問卷星（線上問卷）、入戶訪談（線下）、實地觀察（記錄垃圾桶內(nèi)的垃圾種類）；時間安排：第1周（設(shè)計問卷、訪談提綱）；第2周（開展調(diào)查）；第3周（整理數(shù)據(jù)、制定方案）；第4周（匯報展示）。（3）實踐探究（2周）問卷發(fā)放與回收：用問卷星設(shè)計“居民垃圾分類認(rèn)知問卷”，內(nèi)容包括“是否知道垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)”“平時是否分類投放垃圾”“認(rèn)為垃圾分類的困難是什么”，共發(fā)放50份，回收45份；入戶訪談：選取10戶居民，用訪談提綱提問（如“你覺得垃圾分類麻煩嗎？”“希望社區(qū)提供哪些幫助？”）；實地觀察：連續(xù)3天，每天下午5點（垃圾投放高峰），記錄社區(qū)3個垃圾桶內(nèi)的垃圾種類（如“可回收物桶內(nèi)有多少其他垃圾”“廚余垃圾桶內(nèi)有多少塑料袋”）。（4）數(shù)據(jù)整理與方案設(shè)計（1周）數(shù)據(jù)統(tǒng)計：用Excel整理問卷數(shù)據(jù)（如“60%的居民知道垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)，但只有30%的居民經(jīng)常分類投放”“50%的居民認(rèn)為‘垃圾桶標(biāo)識不清晰’是分類困難的主要原因”）；問題分析：結(jié)合實地觀察結(jié)果（如“可回收物桶內(nèi)有大量廚余垃圾”），分析社區(qū)垃圾分類存在的問題（如“居民認(rèn)知與行為脫節(jié)”“垃圾桶標(biāo)識不清晰”“缺乏監(jiān)督機制”）；方案設(shè)計：針對問題提出改進建議（如“社區(qū)開展‘垃圾分類知識講座’”“更換清晰的垃圾桶標(biāo)識”“設(shè)置‘垃圾分類監(jiān)督員’”“推出‘積分兌換’活動”）。（5）匯報與行動（1課時）班級匯報：各組用PPT展示“社區(qū)垃圾分類現(xiàn)狀報告”與“改進方案”，內(nèi)容包括：調(diào)查數(shù)據(jù)（如“居民垃圾分類認(rèn)知率”“投放率”的柱狀圖）；問題分析（如“主要問題是‘認(rèn)知與行為脫節(jié)’”）；改進方案（如“‘積分兌換’活動：居民分類投放垃圾可獲得積分，兌換日用品”）；社區(qū)反饋：將改進方案提交給社區(qū)居委會，邀請社區(qū)工作人員參加匯報會，討論方案的可行性；行動延伸：小組選擇1個方案（如“積分兌換活動”），與社區(qū)合作開展試點（如“每周六上午開展‘垃圾分類積分兌換’活動”）。設(shè)計亮點真實問題：以“社區(qū)垃圾分類”這一與學(xué)生生活密切相關(guān)的社會問題為主題，讓科學(xué)學(xué)習(xí)與社會需求結(jié)合；探究深度：從“調(diào)查現(xiàn)狀”到“分析問題”再到“提出方案”，形成完整的“問題解決鏈”；社會參與：通過“將方案提交給社區(qū)”“開展試點活動”，讓學(xué)生真正參與社區(qū)治理，培養(yǎng)“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”的核心素養(yǎng)。五、小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新活動設(shè)計的關(guān)鍵策略上述案例均以“核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向，結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程特點與學(xué)生認(rèn)知水平，總結(jié)其設(shè)計的關(guān)鍵策略如下：1.**以“真實問題”為驅(qū)動，聯(lián)結(jié)生活與科學(xué)**活動設(shè)計需從學(xué)生熟悉的生活場景（如校園、社區(qū)、家庭）中提煉問題，讓科學(xué)學(xué)習(xí)“有溫度、有意義”。例如“校園植物生存狀況調(diào)查”“社區(qū)垃圾分類”等活動，均以學(xué)生日常接觸的場景為載體，讓科學(xué)問題“源于生活、回歸生活”。2.**以“學(xué)生主體”為核心，突出探究自主性**活動設(shè)計需賦予學(xué)生“問題提出、方案設(shè)計、數(shù)據(jù)整理、結(jié)論總結(jié)”的自主權(quán)，教師僅作為“引導(dǎo)者”提供方法支持。例如“自制簡易凈水器”中，學(xué)生自主設(shè)計凈水器結(jié)構(gòu)、調(diào)整材料厚度；“溫度對種子發(fā)芽的影響”中，學(xué)生自主控制變量、記錄數(shù)據(jù)。3.**以“跨學(xué)科整合”為路徑，培養(yǎng)綜合能力**活動設(shè)計需打破學(xué)科界限，將科