小學(xué)科學(xué)教案設(shè)計與實施案例一、引言小學(xué)科學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙階段，其核心目標是通過探究式學(xué)習(xí)讓學(xué)生理解科學(xué)概念、掌握科學(xué)方法、形成科學(xué)態(tài)度?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》）明確提出，"生命世界"領(lǐng)域需引導(dǎo)學(xué)生"認識植物的根、莖、葉等器官的基本功能"，并強調(diào)"以探究為核心"的教學(xué)理念。本文以三年級上冊"植物的根的作用"為例，結(jié)合建構(gòu)主義、探究式學(xué)習(xí)等理論，呈現(xiàn)完整的教案設(shè)計與實施過程，旨在為一線教師提供可操作的教學(xué)范例。二、教案設(shè)計的理論依據(jù)（一）建構(gòu)主義理論：以學(xué)生為中心的意義建構(gòu)建構(gòu)主義認為，學(xué)習(xí)是學(xué)生主動建構(gòu)知識的過程，而非被動接受。教師需通過創(chuàng)設(shè)情境、提供材料，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、討論等活動，自主形成對概念的理解。本教案中，"根的吸水作用"并非直接灌輸，而是通過實驗讓學(xué)生親身體驗水位變化，從而建構(gòu)"根能吸收水分"的核心概念。（二）探究式學(xué)習(xí)理念：基于問題的主動探究《課標》強調(diào)"探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式"。探究式學(xué)習(xí)需遵循"提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計實驗—實施實驗—得出結(jié)論"的邏輯流程。本教案以"為什么植物沒有根會枯萎？"為驅(qū)動問題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)，培養(yǎng)其科學(xué)探究的思維與能力。（三）STEM教育融合：跨學(xué)科的真實情境應(yīng)用STEM教育強調(diào)科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的融合。本教案中，學(xué)生需用數(shù)學(xué)方法測量水位變化（數(shù)學(xué)）、用放大鏡觀察根的形態(tài)（技術(shù)）、設(shè)計實驗裝置（工程），最終理解根的作用（科學(xué)），實現(xiàn)跨學(xué)科素養(yǎng)的整合。三、"植物的根的作用"教案設(shè)計（一）教學(xué)內(nèi)容分析本課時選自三年級上冊"植物的身體"單元，是學(xué)生認識植物器官功能的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容包括：觀察根的形態(tài)多樣性（直根、須根）、探究根的吸水作用、理解根的固定功能。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生需建立"根是植物吸收水分和固定植株的重要器官"的核心概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)"莖的運輸作用"奠定基礎(chǔ)。（二）學(xué)情分析三年級學(xué)生已具備初步的觀察能力（能識別植物的根、莖、葉），但邏輯思維仍以具體形象為主，需通過直觀實驗支持概念建構(gòu)。此外，學(xué)生對"根的作用"的原有認知多來自生活經(jīng)驗（如"澆水會被根吸收"），但缺乏科學(xué)驗證的意識與方法。（三）教學(xué)目標1.知識與技能：能說出植物根的主要功能（固定植株、吸收水分）；能區(qū)分直根與須根的形態(tài)特征。2.過程與方法：通過實驗探究根的吸水作用，掌握"控制變量"的實驗設(shè)計方法；通過觀察不同植物的根，提高對比觀察與分類概括能力。3.情感態(tài)度與價值觀：感受植物器官的重要性，培養(yǎng)愛護植物的意識；體驗科學(xué)探究的樂趣，增強對科學(xué)的好奇心。（四）教學(xué)重難點重點：理解根的吸水作用。難點：設(shè)計"驗證根能吸收水分"的實驗（控制變量，排除水分蒸發(fā)的干擾）。（五）教學(xué)準備1.材料工具：綠豆幼苗（帶根）、胡蘿卜（直根）、香菜（須根）、菠菜根、燒杯（每組2個）、水、食用油、標簽、放大鏡、實驗記錄單。2.環(huán)境準備：實驗室（分組實驗桌，每組4人）、多媒體設(shè)備（展示根的形態(tài)圖片）。（六）教學(xué)過程設(shè)計（45分鐘）1.情境導(dǎo)入：問題引發(fā)認知沖突（5分鐘）教學(xué)活動：展示兩張圖片：一張是帶土坨移栽的小樹苗（存活），另一張是不帶土坨移栽的小樹苗（枯萎）。提問："為什么帶土坨的小樹苗更容易存活？土坨里的根有什么作用？"引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗發(fā)言（如"根能抓住土壤""根能喝水"）。設(shè)計意圖：通過真實情境問題引發(fā)認知沖突，激活學(xué)生原有經(jīng)驗，明確本節(jié)課的探究主題——根的作用。2.探究活動1：觀察根的形態(tài)——感知根的多樣性（10分鐘）教學(xué)活動：分組發(fā)放材料（胡蘿卜、香菜、菠菜根、放大鏡），要求學(xué)生用放大鏡觀察根的形態(tài)，完成《根的形態(tài)觀察記錄單》（見表1）。表1根的形態(tài)觀察記錄單植物名稱根的形態(tài)特征（粗細、長短、分支）根的類型（直根/須根）胡蘿卜香菜菠菜小組匯報觀察結(jié)果，教師總結(jié)："胡蘿卜的根粗而長，有主根和側(cè)根，叫直根；香菜的根細而多，沒有明顯主根，叫須根。"提問："直根和須根形態(tài)不同，但它們的作用有沒有共同點？"（引導(dǎo)學(xué)生猜想：都能固定植株、吸收水分）設(shè)計意圖：通過觀察不同植物的根，感知根的形態(tài)多樣性，為后續(xù)理解"根的功能"做鋪墊；培養(yǎng)學(xué)生的觀察與分類概括能力。3.探究活動2：實驗驗證根的吸水作用——建構(gòu)核心概念（20分鐘）教學(xué)活動：提出問題："根真的能吸收水分嗎？怎樣用實驗證明？"作出假設(shè)：引導(dǎo)學(xué)生猜想"如果根能吸收水分，那么帶根的幼苗放在水里，水位會下降"。設(shè)計實驗：教師展示實驗材料（燒杯、水、綠豆幼苗、食用油、標簽），提問："怎樣防止水分蒸發(fā)影響實驗結(jié)果？"（學(xué)生討論后得出：在水面加一層食用油，隔絕空氣）明確實驗步驟：1.取兩個相同的燒杯，編號A、B，各加入等量的水（約200毫升）。2.向A燒杯放入帶根的綠豆幼苗，B燒杯不放（對比組）。3.向兩個燒杯的水面滴加少量食用油（防止蒸發(fā)）。4.用標簽標記初始水位（用馬克筆在燒杯外壁畫橫線）。5.將燒杯放在陽光充足的地方，24小時后觀察水位變化。實施實驗：學(xué)生分組操作，教師巡回指導(dǎo)（重點提醒"等量水""食用油的作用"）。記錄數(shù)據(jù)：學(xué)生填寫《根的吸水實驗記錄單》（見表2）。表2根的吸水實驗記錄單燒杯編號初始水位（毫升）24小時后水位（毫升）水位變化（毫升）實驗結(jié)論A（帶根）B（無）設(shè)計意圖：通過"提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計實驗—實施實驗"的探究流程，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)驗證的過程；通過控制變量（有無根）和排除干擾（食用油防蒸發(fā)），培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)思維。4.總結(jié)提升：歸納根的作用——形成知識體系（5分鐘）教學(xué)活動：小組匯報實驗結(jié)果（A燒杯水位下降，B燒杯水位不變），教師引導(dǎo)得出結(jié)論："根能吸收水分。"結(jié)合導(dǎo)入環(huán)節(jié)的問題，提問："帶土坨移栽小樹苗為什么能存活？"（學(xué)生回答："土坨保護根，防止根受損，這樣根能繼續(xù)吸收水分。"）總結(jié)根的作用："根的主要作用是固定植株（抓住土壤）和吸收水分（給植物提供營養(yǎng)）。"設(shè)計意圖：通過實驗結(jié)果歸納核心概念，將感性經(jīng)驗升華為理性知識；聯(lián)系導(dǎo)入問題，實現(xiàn)知識的閉環(huán)。5.拓展應(yīng)用：聯(lián)系生活實際——深化科學(xué)認知（5分鐘）教學(xué)活動：展示圖片："路邊的大樹為什么不容易被風(fēng)吹倒？"（學(xué)生回答："根扎得深，固定植株。"）布置課后任務(wù)："觀察家里的植物（如綠蘿、多肉），用放大鏡看看它們的根是什么類型（直根/須根），并記錄一周內(nèi)澆水后根的變化。"設(shè)計意圖：將課堂知識延伸至生活，讓學(xué)生在真實情境中應(yīng)用科學(xué)概念；培養(yǎng)長期觀察的習(xí)慣。（七）評價設(shè)計1.過程性評價：通過觀察學(xué)生實驗操作（如是否正確加食用油、是否準確記錄數(shù)據(jù)）、小組討論參與度（如是否積極發(fā)言、是否傾聽他人意見）、課堂發(fā)言（如是否能說出根的作用），采用"星級評價"（★★★★★）記錄學(xué)生的探究能力。2.總結(jié)性評價：通過課后任務(wù)（觀察記錄單）評價學(xué)生的應(yīng)用能力；通過單元測試（如"根的主要作用是什么？"）評價學(xué)生的知識掌握情況。四、教案實施過程與反思（一）實施過程概述本教案在三年級（1）班實施，共45分鐘。學(xué)生分組積極，實驗操作有序，能準確記錄水位變化。在探究活動1中，學(xué)生通過觀察胡蘿卜和香菜的根，順利區(qū)分了直根與須根；在探究活動2中，多數(shù)小組能正確設(shè)計對比實驗，部分小組一開始忘記加食用油，經(jīng)教師提醒后及時調(diào)整。課后任務(wù)完成率達90%，學(xué)生能觀察到綠蘿的須根，并記錄澆水后根的生長情況。（二）實施中的問題與調(diào)整1.問題1：部分學(xué)生在實驗中未準確標記初始水位（用馬克筆在燒杯外壁畫橫線時，線條不清晰）。調(diào)整：教師提前準備直尺，指導(dǎo)學(xué)生用直尺輔助畫橫線，確保水位標記準確。2.問題2：24小時后水位變化不明顯（因綠豆幼苗較小，吸水能力弱）。調(diào)整：將實驗時間延長至48小時，或改用吸水能力較強的植物（如菠菜幼苗），讓水位變化更明顯。3.問題3：部分學(xué)生對"控制變量"的理解不夠（如A、B燒杯的水量不等）。調(diào)整：教師在實驗前強調(diào)"等量水"的重要性，并用量杯幫助學(xué)生測量水量，確保變量控制準確。（三）效果反思與改進建議1.效果：學(xué)生通過實驗親身體驗了根的吸水作用，能說出根的主要功能（固定、吸收），并能區(qū)分直根與須根。課后任務(wù)顯示，學(xué)生能將課堂知識應(yīng)用于生活，觀察到植物根的生長變化。2.改進建議：增加"根的固定作用"的實驗（如用手拔帶根的幼苗，感受根的固定力），讓學(xué)生更直觀地理解根的固定功能。結(jié)合美術(shù)學(xué)科，讓學(xué)生畫一畫"根的形態(tài)"，增強跨學(xué)科融合的趣味性。利用多媒體展示"根的生長過程"視頻，補充學(xué)生對根的動態(tài)認知。五、總結(jié)與展望本教案以"植物的根的作用"為例，遵循《課標》要求，以探究為核心，結(jié)合建構(gòu)主義與STEM教育理論，設(shè)計了"情境導(dǎo)入—觀察探究—實驗驗證—總結(jié)應(yīng)用"