（最新）小学科学优秀教学设计与案例分析

前言义务教育科学课程（3~6年级）是以培养学生的科学素养为宗旨的科学启蒙课程，在课程理念、课程目标、课程内容、学习方式、学业评价等各个方面与自然课程都有很大不同，以及实现“以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基础”。如何将新课程理念、课程标准转化成教师的教学行为，成为教师面临的最大挑战。实践需要理论的指导，没有理论指导的实践是盲目的。但教育理论只能指明教学发展的一般方向，要把教育理论转化为教学行为，就需要在理论与实践之间建立起联系，而教学设计就是联系二者的桥梁。为此，在全面实施义务教育科学新课程之际，我们编写了《义务教育新课程科学优秀教学设计与案例》。本书分三部分，第一部分为小学新课程科学教学设计概述，以教学设计的功能、教学设计的理论和技术为主线的构建，以“何为教学设计？为什么要进行教学设计？”等解决问题式思路呈现，赋以“教学设计的原则和教学设计策略”，从可操作的角度，力图突出实践性，为教师解决实际教学问题提供资源上的支持和技术上的帮助。第二部分为小学新课程科学优秀教学设计，汇集了具有一定代表性的教学设计，其内容都是根据课标的要求和具体的教学实际设计的，反映了一线教师的新课程教学理念及系统解决实际教学问题的方法，力图有助于教师的借鉴和创新。第三部分为小学新课程科学教学案例和教学实录，呈现教育理论与指导教学实践的内在教学理论相互转化的过程，为教师提供丰富的实际情境借此予教师以启示和引发教师不断反思，在实践中调整教学策略，提高教学的针对性和实效性。本书主编韩凌，编写人员有马学军、曾小兰、冯玉生、刘功正、张云、何建东、肖兰芬、陈凌锋、潘力行、张家尧、游月殿、陈汉红、李国东。本书采用了一线教师的教学设计、案例和实录，在此对从事实践工作的教师们的辛勤劳动表示衷心地感谢！由于编者水平所限，对书中存在的缺点和不足，欢迎各位老师提出宝贵意见，以便今后修订。编者2005年6月

小学新课程科学优秀教学设计与案例目录第一部分小学新课程科学教学设计概述（1）一、关于教学设计（3）二、教学设计的依据（6）三、走进教学设计（11）四、教学设计的策略（22）第二部分小学新课程科学优秀教学设计（41）一、看不见的空气（43）二、蚂蚁（48）三、分离混合物（54）四、小吊车（58）五、动物的食物（63）六、解释（67）七、红番茄（71）八、蜗牛和蝗虫（77）九、给水变个样（80）十、我们在生长（1）（84）十一、稻谷的观察（89）十二、马铃薯在水中是沉还是浮（92）十三、盐到哪里去了（96）十四、我们穿什么（101）十五、纸（104）十六、冷和热对物体的影响（107）第三部分小学新课程科学教学案例与实录（113）一、走入儿童的头脑帮助儿童构建概念（115）二、探究，让学生变得更聪明（123）三、在丰富多彩的亲历活动中学科学（127）四、让课堂成为交流与展示的舞台（132）五、做一个生态瓶（139）六、给小车装上动力（145）七、不同用途的纸（154）八、像火箭那样启动小车（158）九、使沉在水里的物体浮起来（１６７）

义务教育科学小学课程是以培养学生的科学素养为宗旨的科学启蒙课程。与自然课程不同，科学课程在课程理念、课程目标、课程内容、学习方式、学业评价等各个方面都有了新的变化：课程理念：科学课程要面向全体学生；学生是科学学习的主体；科学学习要以探究为核心；科学课程的内容要满足社会和学生双方面的需要；科学课程应具有开放性；科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展。课程目标：在培养学生科学素养的整体要求下建构了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面的目标体系。课程内容：科学课程内容的选择依据学生的已有经验和心理发展水平，分别从科学探究、情感态度与价值观、生命科学、物质科学、地球与宇宙5个方面展开。学习方式：倡导以科学探究为主的多样化的学习方式。学业评价：强调过程评价与结果评价并重、学生评价与教师评价相结合的多种评价方式。科学课程各个方面都有了变化，并且要求实现“以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习生活，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基础”。如何将新课程理念、课程标准转化成教师的教学行为，成为教师面临的最大挑战。第一部分小学新课程科学教学设计概述小学新课程科学优秀教学设计与案例一、关于教学设计（一）何谓教学设计教学是一项有明确目的的培养人的社会实践活动。在这个社会实践活动中，使学习者学习和掌握基础知识和基本技能，发展学习者的智力，培养学习者的能力，使学习者形成一定的思想品质，促进学习者身心健康。设计是指在活动之前，根据一定的目的要求，预先对活动所进行的一种安排或策划。教学设计是设计的一种类型，是“为了便于学习各种大小不同的学科单元，而对学习情境的发展、评价和保持进行详细规划的科学”；是把教与学的原理用于策划教学资源和教学活动的系统过程，是教学理论、学习理论、设计思想和技术应用相结合的综合系统。教学设计是依据对学习需求的分析，提出解决问题的最佳方案，使教学效果达到优化的系统决策过程。简单地说，教学设计是对教什么和如何教的一种操作方案。帕顿（Patten,JV）在“什么是教学设计”（1989年）一文中提出：“教学设计是设计科学大家庭的一员，设计科学各成员的共同特征是用科学原理及应用来满足人的需要。因此，教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。”这一定义将教学设计纳入了设计科学的子范畴，可以有效地解决教学中出现的问题。所以说教学设计是一门设计科学。教学设计者应了解其他一般设计的过程，进行教学设计时应将理论与实际活动紧密结合起来，也就是说教学设计既具有一般设计的程序，又有其独自的特点。因此应该将教学设计看作是理性的、合乎逻辑的、预定了的决定论过程，又不能忽略了它的创造性的一面；在强调教学设计必须依靠理性的同时，又不能忽略了该过程对直觉的依靠；既要注重专家的意见，又不能忽略了自己的教学设计着自己所做的一切，理论与实践相结合等等。从而使我们走出将教学设计视为某种孤立现象的误区，有利于促进教学设计者对有关设计过程、决策、问题界定、研究的假设等传统的教学设计观点作批判性的分析。教学设计具有以下特点：①教学设计把教学过程视为一个由诸要素构成的系统，因此需要用系统思想和方法对参与教学过程的各个要素及其相互关系作出分析、判断和操作。所以，教学设计强调运用系统方法。②教学设计重视对学生不同特征的分析，并以此作为教学设计的依据。强调调动学生的主动性和积极性，突出学生在学习过程中的主体地位；注重学生的个别差异，着重考虑对不同学生的指导。所以，教学设计以学生为出发点。③教学设计要依据现代教学理论和学习理论，以保证教学设计的科学性，从而使教学取得优化的教学效果。所以，教学设计以教学理论和学习理论为其理论基础。④教学设计是以促进学生学习为目的的，以学生所面临的学习问题为出发点，进而捕捉问题，确定问题的性质，分析研究解决问题的办法，达到解决教学问题的目的。所以，教学设计是一个解决问题的过程。（二）为什么要进行教学设计实践需要理论的指导，没有理论指导的实践是盲目的。教学理论只能指明教学发展的一般方向。要把教育理论转化为教学行为，就需要在理论与实践之间建立起联系，而教学设计就是联系二者的桥梁。教学设计不仅关注了教学的原则和策略，而且对教学的过程与方法进行了探究，从而保证了课堂教学的质量，促进了教师教育理论和教学技能的提高。教学活动具有明确的目的、丰富的内容、复杂的对象、不同的形式、多样的方法、灵活的传媒、固定的时间、繁重的任务以及影响教学活动的各种多变的因素。教学活动要在诸多因素影响下，取得令人满意的效果，优质高速地达到预定目标和完成预期任务，更需要对其进行全面细致地安排和精心巧妙地设计。现代教学论认为，在教与学的双边活动中，学习者发挥着主体作用。教学设计是在对学习者进行全方位的了解和分析，获得大量信息的基础上，才进行的设计，所以有助于突出学习者的主体地位；在教学设计中充分考虑了学习者的经验和特点，运用了相应的教学策略，精心设计能激发学习者兴趣的活动，有助于增强学习者的学习兴趣，挖掘他们的学习潜能，培养他们的创新精神和创造意识；教学设计从教学规律出发，并从教学问题和需求入手，应用系统的观点和分析的方法，建立解决问题的步骤，选择相应的策略，有助于增强教学的科学性；教学设计是在对学习需要、学习内容和学习者进行客观分析的基础上，科学地制定教学目标、策略、进度和评价等，有助于提高教学效率；教学设计把教学目标、教学活动和教学评价统整起来，即教学目标是教学活动的出发点和归宿，教学目标也是教学评价的依据，所以说，教学设计有助于目标、活动和评价的一致性。信息社会的发展对教育提出更高的要求。首先信息社会使得教育信息激增，使得知识增长的无限性与学生学习时间有限性之间的矛盾日益增加；知识更新加速，要求学生具备终身学习的能力；信息社会人才竞争激烈，要求教育追求高效率、高质量。进行教学设计有利于教学工作由经验型走向科学化。教学设计是从教学的科学规律出发，对教学问题的确定、分析，对解决教学问题方案的设计、试行乃至评价和修改等一系列教学设计的内容和程序都建立在系统方法的科学基础上，从而使教学活动的设计摆脱了纯经验主义，纳入到科学的轨道。同时，教学设计可促进教育技术的实践与理论的发展。二、教学设计的依据（一）教学设计的理论基础教学设计是依据对学习需求的分析，提出解决问题的最佳方案，使教学效果达到优化的系统决策过程。它以传播理论、学习理论和教学理论为基础，应用系统科学理论的观点和方法，调查、分析教学中的问题和需求，确定目标，建立解决问题的步骤，选择相应的教学活动和教学资源，评价其结果，从而使教学效果达到最优化。1.系统理论系统理论是作为一种科学的方法论对教学设计产生举足轻重的影响。任何系统都包括五个要素：人、物、过程、外部限制因素和可用资源，这五个要素间有三种联系形式：①过程的时间顺序；②各个因素间数据或信息流程；③从一个系统中输入或输出的原材料（人或物）。系统教学设计的最根本特征是追求教学系统的整体优化。系统理论把事物看成是由相互关联的部分所组成的具有特定功能的整体。它要求人们着眼于整体，从整体与部分、整体与环境之间的相互联系、相互制约中选择解决问题的优化方案。例如相对于一堂课来说，不仅要考虑这堂课中的各个要素，把它本身作为整体来看待，同时，还要考虑这堂课与本单元教学甚至本课程教学的关系。所以，教学系统作为一种“人为系统”，其本身是分层次的，而且由于参照点不同，系统的构成也是灵活多变的。当我们把课堂教学作为一个系统来对待时，系统教学设计主要是从“输入（建立目标）—过程（导向目标）—输出（评价目标）”这一视角来看待其整体优化问题的。系统教学设计有利于保证真正从行动上落实教学系统的整体观念，克服以往的局部改革对旧教学机制触动不大的缺陷。2.传播理论信息传播是由信息源、信息内容、信息渠道与信息接受者为主要成分的系统。进行信息传播，必须对信息进行编码，考虑信息的结构与顺序是否符合信息接受者的思维与心理顺序。信息不能“超载”，过于密集的信息直接影响传递效果，增加负担。而且不同信息的注意获得特性不同。有些材料宜于以视觉方式呈现，有些则宜于用听觉方式呈现。还可以运用多种暗示技巧来增强这种注意获得特性，更重要的是考虑信息接受者的特性（年龄、性别、偏好等），激发其内在学习动机等。3.学习理论行为主义理论与教学设计。概括地说，行为主义观点在教学设计中的最基本应用是把可观察行为作为教学基础，提出用可观察行为动词界定各类教学目标（包括价值观与态度教学）并依此进行教学传递与评价。认知理论与教学设计。认知理论探讨学习者内部的认知活动，其中主要是信息加工学习理论和认知建构学习理论。信息加工学习理论把人类的学习过程看成是由一系列信息加工的转换过程，例如，加涅的信息加工的学习与记忆的8个阶段的学习模型。认知建构学习理论是在皮亚杰和维果茨基的学说基础上发展起来的，认知建构学习理论对教学设计的指导意义是：建构过程要引导学生发现原有知识结构与新知识之间的不协调性，然后主动去改变它。学习的认知建构发生在具体的情境中，在具体的情境中，能够使学生感受到知识的意义。人本主义学习理论与教学设计。人本主义学习理论对教学设计的意义大都是在观念上，是关于如何发挥人的潜能问题等。（二）现代教育思想和观念现代教育突出“以人的发展为本”的教育思想，教学强调重视创新精神和创造能力的培养，体现学生未来发展的需要。现代教育思想和观念，在教学设计中的主要体现以下几个方面：①教学过程是多种要素相互作用的过程，具有多种教育功能。教学过程既是知识传授和技能训练的过程，又是过程与方法、情感态度价值观培养的过程。在此过程中，发展丰富的想像力和创造力，形成良好的行为习惯，重视在过程中培养科学态度和价值观，掌握科学方法等，努力使每一个学生的智力因素和非智力因素都得到协调发展。②教学设计要体现以学生的学习为中心。设计教学过程首先要重视分析学生的学习心理，重视学生在学习中的情感需求，注意激发学生的学习兴趣和学习动机，切实给学生提供参与教学活动的时空条件，重视知识形成的过程和与社会、生活的密切联系，丰富实践体验。重视学习方式的转变，为学生提供以科学探究为主的多样化的学习方式。③构建和谐的师生关系，创设宽松的学习环境。民主是发挥创造力的条件，创设民主、开放和激励的教学氛围，尊重每个学生的想法，让学生在宽松的环境中体验学习的乐趣。④利用现代教育技术，合理开发和有效利用课程资源。现代教育技术以其先进的技术特性支持主体在建构意义的同时，建构主体人的本质意义，促进人的主体性的实现。课程资源与课程目标的关系非常密切，丰富多样的课程资源是课程实施的基础和前提，没有课程资源的广泛支持，课程实施必然会受到一定程度的限制和阻碍。合理开发和有效利用课程资源对课程的实施有极为重要的意义。（三）科学教育教学的学科特点1.以探究为核心的特点科学的过程是科学家运用科学的方法，通过探索的途径去发现人们尚未认识的科学事物及其规律。没有探究就不会有发现，也不能确认理论的正确性和不断扩展人们对自然的认识。从这个意义上看，科学的本质是探究，是不断地追求真理和不断地修正错误，是不断地创新。所以，科学的核心与本质就是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力，并增进对科学探究的理解。2.以科学探究为手段的特点义务教育科学课程以培养学生的科学素养为宗旨，而科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，必须通过一个个探究活动，让学生在参与这些活动的过程中，获得体验、感受并内化。科学探究既是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段科学课程的重要内容。让学生亲身经历和体验科学探究过程，激发他们的学习兴趣，培养科学的情感，理解科学的本质，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。3.以科学的方法论为指导的特点科学方法论是关于科学的一般研究方法的理论，探索方法的一般结构，阐述它们的发展趋势和方向，以及科学研究中各种方法的相互关系问题，是指自然科学方法论即研究自然科学中的一般方法，如观察法、实验法、数学方法等。随着自然科学的发展，科学方法论愈来愈显示出它在科学认识中确立新的研究方向中、探索各部门的新生长点、提求科学思维的基本原理和形式的作用。科学学科处处体现着自然科学的方法论。所以在化学教学中以科学的方法论为指导，培养学生观察、实验、概括、抽象和逻辑推理的思维方法，有利于提高学生的科学素养。4.以实践性、创造性为魅力的特点科学教育作为科学技术由知识形态向现实生产力转化的重要环节，科学课程强调以科学探究为核心的学习方式，而科学探究过程正是学生动脑动手亲身经历的过程，也只有亲自动手实践，才能产生体验与感悟，并在实践中有所发现有所创造。（四）小学生学习的特点1.小学生学习动机的特点小学生的学习动机是有一个发展过程的。一般地说，它的趋势是从比较短近的、狭隘的学习动机逐步向比较自觉的、远大的学习动机发展；从具体的学习动机逐步向富有原则性的、比较抽象的学习动机发展；从不稳定的学习动机逐步向比较稳定的学习动机发展。小学生的学习动机特点，突出地表现在学习动机的内容和学习兴趣，如为得到好分数，不想落人后，或为了得到家长和教师的表扬，为了得到奖励而努力学习，为集体争光而努力学习等。可见，小学生一般还不善于把学习与社会需要联系起来，还缺乏深远的学习动机，他们的学习动机往往与学习活动直接联系在一起。2.小学生学习兴趣的特点兴趣是一种力求探究某种事物，并带有强烈情绪色彩的心理倾向。兴趣往往推动人们去探求新的知识，发展新的能力。学习兴趣是在学习活动中产生的，是学习动机中最现实的和最活跃的因素，它使学习活动变得积极、主动，并富有成效。学习兴趣可分为直接兴趣和间接兴趣。直接兴趣是由客观事物或学习活动本身所引起，间接兴趣则是对活动结果感兴趣。对小学生来说，相对强烈、对比鲜明、不断变化或富有新异性的刺激往往易引起他们的直接兴趣，而对活动的目的与任务或活动结果的意义与价值的理解则往往能够激发他们的间接兴趣。随着教育的影响，知识经验的不断发展，学生在学习活动的实践过程中，学习兴趣也在不断发展变化。表现出如下的几个基本特点：①在整个小学时期内，最初，小学生对学习的过程和学习的外部活动更感兴趣，以后，逐渐对学习的内容或需要独立思考的学习作业更感兴趣。②小学生的学习兴趣从不分化到逐渐对各不同学科内容产生初步的分化性兴趣。③在整个小学时期内，对有关具体事实和经验较有兴趣，对有关抽象有因果关系的兴趣在初步发展着。④低年级儿童对通过游戏的方法进行学习的活动感兴趣；中年级以后，游戏因素在儿童兴趣上的作用逐渐降低。这反映了儿童从学前期的学习向学龄期的学习转化的特点。⑤儿童阅读的兴趣，一般从课内阅读发展到课外阅读，从童话故事、文艺作品进而发展到科普读物。在阅读过程中，小学生对读物中的人物有强烈的模仿倾向。⑥小学生在社会政治生活方面的兴趣在逐步扩大和加深。3.小学生学习能力的发展特点决定小学生在学校中成功地进行学习的因素，主要包括两方面：一方面是儿童学习的积极性，包括学习动机、学习兴趣、学习态度等，另一方面则是儿童学习的能力。这两个因素是相互依赖、缺一不可的。小学生的学习能力是在教学的影响下，逐渐发展起来的。初入学的儿童一般还不善于进行真正的学习活动，他们仍然把学习与游戏或实际活动混在一起，在教学活动中必须着重发展儿童心理的有意性和自觉性，培养儿童独立思考和独立工作的能力，帮助儿童逐步学会有关的学习方法，逐步形成有关的学习能力。小学生学习能力发展的关键是学会进行智力活动。有关研究指出，在教学中，儿童智力活动的一般形成过程包括五个阶段：①了解当前活动的阶段，如听教师的讲解或演示来获得一般表象和初步理解；②运用各种实物来完成活动的阶段，如用石头或小棍完成计算活动；③有外部言语参加的、依靠表象来完成活动的阶段，如儿童一面说一面在脑子里进行计算（口算）；④只靠内部言语参加而在脑子里完成活动的阶段，如进行心算；⑤智力活动过程的简约化阶段。当多次进行某一智力活动之后，这一智力活动的各个阶段就逐渐简约化，省去某些阶段，以高速度进行。这样，这一智力活动的能力便初步形成了。三、走进教学设计（一）如何进行教学设计提起教学设计，或许会有这样的疑问：怎样进行教学设计？其实，教学设计并不是什么新生事物，教师在课堂教学前进行的备课就是一种传统的教学设计，而教案就是教学设计的原形。教学设计的方法和步骤如何？教学设计包括哪些要素？下例是东莞市东城区第五小学苏建全老师“物体传声”的教学设计：1.教材分析声音是人类认识客观世界的重要信息，是组成美好生活的一个重要因素，声音与日常生活、生产有着密切的联系，声音是自然科学中不可或缺的组成部分，因此学习这部分内容有着重要的意义。“物体传声”是义务教育课程标准实验教科书三年级下册第二章第二节内容，是继前一节“倾听声音”之后的又一节科学探究课，是在指导学生寻找声音，理解声音是由于物体振动产生的基础上，引导学生认识物体传声这一现象。根据学生的原有逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①实验导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课堂结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。2.学情分析在前一节“倾听声音”的学习中，学生们对声音是如何产生的探究已产生了非常浓厚的兴趣，在这氛围下相信进一步探究声音靠什么作为媒介传播，学生们的热情会更加高涨。但是在上一节的探究活动中，还存在些不足的地方，有的同学把探究实验当作游戏，缺乏组织纪律。同学们之间的交流，以及跟老师的交流还不够大胆，这需要教师的鼓励与培养。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。实验探究中可能出现的探究方面预测及处理方法：①有的学生在实验探究过程中，可能将后面的声音知识提出来，如：响度、音调、音色、次声等。对于学生提出的这类问题，应加以鼓励，并告知学生这些问题都是我们之后“自制小乐器”探讨的问题，只是本节可能时间不够，需留待后面的学习过程中来探究，并对学生这种勇于探索的精神予以鼓励。②学生可能得到有错误的认识和结论。不要轻易否定学生的认知成果，可建议学生反复实验以收集证据，查找资料以获得有关的信息，通过提高学生的科学探究能力来让学生自己纠正前面的错误，培养学生尊重事实、勇于认错、改错的品质。③学生可能提出目前还无法向学生解释清楚的问题。赞赏学生的勇气，并建议学生查找有关资料，了解弄清这样的问题还需要哪些知识，以激发学生的求知欲望。④可能将实验探究当作玩耍的游戏。教师可利用物理知识，帮助学生将这个游戏变得更加有趣，使学生明白获得知识，可使平淡的活动变得更有乐趣，引导学生走上科学探索之路。⑤出现教师也未曾预料的实验方法、现象。赞赏学生的创新意识和能力，并以一个合作者的身份与学生共同探究。3.教学目标①认知目标：能利用实验发现声音是靠什么媒介传播的。愿意与同学合作，共同完成研究声音的实验。能举例说明哪些物体能够传声。能用自己的话描述声音是怎样传播的。能解释宇航员在月球上必须依靠特殊装置相互传递声音的原因。②技能目标：通过观察实验现象，能提出“声音是靠物体传声”的有价值的探究问题；通过实验培养学生利用身边学习用具或生活用具进行简单的实验能力。③情感目标：从生活、自然现象实例引出科学问题，使学生觉得科学就在身边，对科学有亲近感；通过实验探究体验物理过程与探究方法，获得成就感，培养科学态度和科学精神。4.重点、难点的确定及依据声音如何传播是认识声现象的本质所必须掌握的知识。从教材的安排及教学目标的要求来看，本课教学重点放在学生的探究上，让学生通过小组合作对身边一些熟悉的物体进行探究，但由于声音的传播依赖一定的无形物质，这是现实生活中很难直接感受到的，它需要借助于实验和推理分析才能得出。实验本身有局限性，学生的现有理解、推理和想像能力相对薄弱，对声音的传播需要物质的理解就是一个知识难点。5.教学设计构想①重视运用实验的方法让学生动手、动脑，启迪学生的思维，培养解决问题的能力和创新能力。在教学中，教师演示与学生的动手实验交替进行，既调动学生的积极性与兴趣，又符合科学认知的一般规律，很自然地得出科学结论，也为下一步自主探究做好准备。②注重培养学生研究问题的方法。在本节的教学过程中，不失时机地传授给学生一些思维方法、研究方法及学习方法，尤其是一些创造性的学习方法，如发散思维等，并让学生大胆地运用这些方法进行学习活动，从而通过学习方法的获得去实现课堂教学培养能力的目的。③在教学过程中，通过点拨引导，使学生的思维不断处于发散与聚合的交替状态，即创造性思维状态。充分放手让学生通过讨论协作去学习科学探究的方法。贯彻“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的课程标准理念和以学为本、以学生为主体的教学思想，努力使学生成为知识的主动“发现者、建构者”。使教学活动变成学生自主探究的一种创造活动，培养他们的创造性思维、创造能力。6.教具、学具准备玻璃钟罩、电铃、抽气机、音叉、小锤、纸杯、火柴棒、绳、石块、水槽、水、多媒体课件。7.教学流程（1）实验导入，引出问题1)教师做玻璃钟罩的演示实验：首先把电铃放进玻璃钟罩内，给电铃通上电，让同学们听听罩在玻璃内的电铃发出的声音，然后用抽气机抽掉钟罩内的空气。不易发现随着抽气机的转动，空气逐渐减少，电铃的声音也逐渐减弱，最后看到电铃仍然在敲动，但却听不到声音。通过让同学们亲身感受这实验现象，提出问题：“同学们看了实验后，发现了什么问题？说明了什么？”［设计意图］通过这个实验演示，激发学生的兴趣，调动学生探究的积极性。2)学生发表看法，导出声音的传播需要物体作媒介。①提问：这过程当中老师做了什么使得电铃声从大到小逐渐减弱，再到完全听不到？②学生各自发表自己的看法。（老师把玻璃罩里的空气完全抽出）③引出结论：没有空气的存在，声音就不能传播，说明声音能在气体中传播，需要靠物体作为媒介传播。④引出探究课题，除了空气能传声外，同学们认为还有哪些物体能传声呢？（板书：物体传声）［设计意图］充分尊重学生,积极发展学生的思维，调动每一个学生积极参与科学探究活动。（２）大胆假设，自主探究1）学生大胆假设。同学们能对现有的条件和台上实验器材进行猜测，看哪些物体能传声吗？（我认为桌子、水、墙壁……都能传播声音）［设计意图］鼓励学生结合自己的生活经验谈谈自己的猜想，并引导学生通过实验来验证猜想正确与否。充分尊重学生，给学生更大的空间发挥自己的能力，体现学习的自主性。2）小组讨论设计实验方案。告诉学生有了猜想，我们还不能马上动手实验，而要作一个周密的计划安排，分几步，每步做什么，怎么与别人合作等，做一个有科学头脑的人。3）小组代表汇报讨论设计实验步骤。师生共同探讨实验方案的可操作性。并根据选用的物体按固体、液体有意识地在黑板分类板书。汇报内容：实验名称、器材，人员分工，预计实验过程情况，可能出现的问题和对策，对方案进行可行性自评。根据材料的选择可确立为以下实验：①音叉实验。音叉、小锤、空气。（气体）能传声吗？②自制土电话。纸杯、火柴棒、绳。（固体）能传声吗？(该实验在二年级的自然课已制作过)③水中音乐。石块、水槽、水、小锤。水（液体）能传声吗？④利用现有条件进行实验。［设计意图］引导学生把小组中设计的实验方案在全班进行交流，促使学生思维发展，同时使实验方案进一步完善。4）学生动手实验、收集数据。5）交流评价。①学生分小组用最简捷语言汇报实验过程、分析过程、结论运用情况等。②其他学生对其进行评价。③教师用课件展示实验和学生的表达对照补充。教师提问：请同学们再举一两个声音在固体、液体中传播的例子。（或教师补充）［固态物体传声］例1，贝多芬晚年失聪，就用牙齿咬住木棒一端，另一端抵在钢琴上来“听”钢琴声。例２，古代人民在旷野里常用“伏地听声”的办法来判断远处有无马群来到。［评价］A.教师对这一节课作一个总体性的评价及对不足之处的评议。B.请学生来对这节课作一个评价。（课后也行）［液态物质传声］例1，人潜入水中后仍能听到岸上的讲话声。例2，岸上的脚步声可吓跑岸边水中的鱼。（钓鱼者要求保持安静）［学生归纳］声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以作为介质。［设计意图］给学生充分的选择空间，发挥学生的自主性兼培养学生的合作精神、科学评价和实践探究能力。8.总体评价，归纳小结(１)教师总结探究的成果①声音的传播需要物质。②固体、液体、气体都可传声。（２）新的问题处理回家继续研究或把问题放在班上的问题栏里寻求合作支持，对别人的问题提出自己的见解。［设计意图］通过老师总体性的评价肯定学生的科学探究态度和创新精神。9．探究活动延伸①宇航员走出空间站在太空中讲话，即使靠得很近也听不到对方讲话，他们必须通过无线电波、对讲机通话。为什么？(多媒体出示宇航员在太空对话的情景，激发学生兴趣)②实践活动：了解听诊器的构造和原理。［设计意图］布置适当的探究作业，树立开放的教材观，培养和保持学生浓厚的探究兴趣。科学探究：物体传声（学案）实验探究：①我们的实验：②我们的猜想假设：③我们的探究方案：④我们的实验结论：⑤我们解释的现象或解决的问题：⑥我们的新问题：从上述教学设计实例可见：教学设计包括教学目标、教学内容、教学方法、教学策略和过程、教学评价等，即针对不同的教学任务，教学设计的方法和步骤可能有所不同，但实质性内容完全一致，包括教学目标，教学内容，教学方法、策略和过程，教学评价四个基本要素。教学目标：教学所要达到的预期目标。即通过教学活动以后，学习者应该掌握哪些知识和技能，培养何种态度和情感，用可观察、可测定的行为术语精确表达出来。同时，也要尽可能地表明学习者内部心理的变化。教学内容：为达到预期目标，应选择怎样的知识经验。即通过教学活动以后，学习者应该掌握哪些知识和技能，培养何种态度和情感，用可观察、可测定的行为术语精确表达出来。同时，也要尽可能地表明学习者内部心理的变化。教学方法、策略和过程：如何组织有效的教学。即为了完成特定的教学目标，所采用的教学模式、程序、方法、组织形式和对教学媒体的选择与使用的总体考虑。教学评价：如何获得必要的反馈信息。即教学评价包括诊断性评价、形成性评价、总结性评价三部分，它的目的是为了了解教学目标是否达到，从而作为修正设计的依据。对象、目标、策略和评价四个基本要素相互联系、相互制约，构成了教学设计的总体框架。因此，教学设计的方法应该是围绕教育目标进行教学任务和学习需求的分析；针对分析的结果选择恰当的策略、方法和教学过程；建立起科学的教学评价的方式、手段和标准。具体方法过程如下：①明确科学（3～6年级）教育教学的目标和课程标准中的教学要求，把握相关的教学内容，搜集有关的信息资料，为教学设计提供依据；②把科学教育教学的课程目标转化为具体的、阶段性的、可操作的教学目标；③分析教学过程中的各种因素，包括教学内容、学生、教师三大要素，学生的学习动机和需求，教学的现状与条件等；④依据现代教育理论和系统科学的方法，综合分析的结果，制定不同的教学策略，比较各种教学的方法和媒体，运用多种评价的方法和手段，整体权衡，优化组合，即形成切实可行的设计方案。（二）教学设计的流程教学设计是运用系统方法与技术分析，研究教学问题和需求，确立解决它们的途径和方法，并对教学结果作出评价的系统的计划过程。即围绕教学的核心目的，从要达到什么样的教学目标入手，到对达成目标的诸要素进行分析与设计，最后对教学效果进行评价，根据反馈信息调控教学设计的各个环节，以确保教学和学习获得成功。这样进行的教学设计其流程可以表示如下：1.教学目标的设计教学目标是教学所要达到的预期目标。即通过教学活动，学习者应该掌握哪些知识和技能，培养何种态度和情感，用可观察、可测定的行为术语精确表达出来。看不见的空气（第1课时）的教学目标设计：内容分析；学生分析；设计理念；教学目标。从“看不见的空气”的教学目标设计（本书第43页）可见：教学目标是依据课程目标来设计的，课程目标应贯穿和体现于教学目标之中，因此，教学目标的内容范围与课程目标应该是一致的。课程标准和教材的分析是确定教学目标的前提。设计教学目标，首先要考虑学生的已有的基础，学生的起点是教学设计的依据。学生已有的基础包括生理和心理发展以及知识、技能和经验。在对学生已有经验分析的基础上，分析课程标准，把课程标准中要求的课程目标与学生已有的基础相结合，将课程目标转化成具体的、可操作的课堂教学目标，师生通过一系列教学目标的达成而最终实现课程目标。因此，教学目标确定得是否科学合理，直接关系着整个课程目标的实现。教学目标是依据课程标准来设计的，课程目标应贯穿和体现于教学目标之中，因此，教学目标的内容范围与课程目标应该是一致的，具体可分为三个领域：科学探究，情感态度与价值观，科学知识。教学内容的选择首先要满足教学目标的需要，要根据具体的目标，选择相应的教学内容。在此基础上，注意教学内容的基础性、现代性与现实性，既是最基础的内容，又能体现科学的发展，而且要结合学生的生活实际。要分析教学内容的类型，不同类型的教学内容，具有不同的特点，应采用不同的教学方式方法。要分析所要学习的内容与先前知识之间的联系，把握内容的地位和作用。要注重科学知识与社会实际生活的联系，体现科学、技术、社会与环境的结合，引导学生从多角度认识事物，培养学生以科学的视角分析和解决实际问题。2.教学策略设计教学目标设计基本解决了三个主要问题：确定了学生的起点；构建了教学目标；明确了将学生的起点能力转换成终点能力所需教和学的内容。这说明“教什么”、“学什么”的设计已初步完成。接下来就要研究怎样教才能高效地实现教学目标，也就是解决“如何教”、“如何学”的问题，这就涉及了教学的策略问题。教学策略设计是复杂的工作，教学策略的选择和制定是教学设计的中心环节。在教学实践中教学策略往往表现为具体教学方法和技能的实施过程，又不同于具体的方法和技能。策略性行为对于方法的施行是在明确的教学目标和教育理念支配和监控之下完成的，这就使方法带上了计谋的色彩。教学策略性行为是教学过程中的有效行动。教学策略是对有效教学方式的概括和推理。参见本书第67页“解释”。从“解释”的教学策略设计（本书第67页）可见，教学策略在内容构成上具有三个层次：影响教学处理的教育理念和价值观倾向；对达到特定目标的教学方式的一般规则的认识；具体的教学手段和方法。教学策略不是固定不变的，必须因地制宜，因人而异。由于具体的教学情景是复杂的，计划实施过程中行动的变化和方法的灵活选择是必然的，因此，教学策略具有很大的创造性特征，它是教师智慧和教学艺术的充分体现。3.教学评价设计以科学教学目标作为科学教学评价的标准是实现科学教学评价功能的基础。进行科学教学评价的目的，是为了实现科学教学目标。依据以培养和发展学生科学素养为宗旨的课程目标和对学习过程本身的价值判断，科学新课程明确提出了以利于改进教学、促进学习，最终实现课程宗旨，即提高每个学生的科学素养的多样化评价建议：主张评价主体的多元化、评价内容的全面化、评价方法的多样化、评价时机的全程化。强调对教学过程的诊断与反馈；强化了教育评价对教学过程的调控作用，强调评价与教学过程的相互结合与渗透。案例“物体传声”的教学评价设计（见本书第13~15页）。7.教学流程（2）大胆假设，自主探究④利用现有条件进行实验。［设计意图］引导学生把小组中设计的实验方案在全班进行交流，促使学生思维发展，同时使实验方案进一步完善。4）学生动手实验、收集数据。5）交流评价。①学生分小组用最简捷语言汇报实验过程、分析过程、结论运用情况等。②其他学生对其进行评价。③教师用课件展示实验和学生的表达对照补充。教师提问：请同学们再举一两个声音在固体、液体中传播的例子。（或教师补充）［固态物体传声］例1，贝多芬晚年失聪，就用牙齿咬住木棒一端，另一端抵在钢琴上来“听”钢琴声。例2，古代人民在旷野里常用“伏地听声”的办法来判断远处有无马群来到。［评价］Ａ.教师对这一节课作一个总体性的评价及对不足之处的评议。Ｂ.请学生来对这节课作一个评价。（课后也行）［液态物质传声］例1，人潜入水中后仍能听到岸上的讲话声。例２，岸上的脚步声可吓跑岸边水中的鱼。（钓鱼者要求保持安静）学生归纳：声音的传播需要介质，固体、液体、气体都可以作为介质。［设计意图］给学生充分的选择空间，发挥学生的自主性兼培养学生的合作精神、科学评价和实践探究能力。8．总体评价，归纳小结（１）教师总结探究的成果①声音的传播需要物质。②固体、液体、气体都可传声。（２）新的问题处理回家继续研究或把问题放在班上的问题栏里寻求合作支持，对别人的问题提出自己的见解。［设计意图］通过老师总体性的评价肯定学生对科学探究态度和创新精神。总之，评价作为一个整体和系统，要进行全面设计，具体包括学期评价设计、单元评价设计、课时评价设计。这三个层次的设计，可以把评价作为教学的一个重要组成部分，有机地融入到学习过程中进行实施。（三）创造性教学设计的原则现代的课堂教育，不仅重视学生认知能力的发展，而且还十分关注学生的情感、意志、交往与合作能力和创新精神等全面素质的发展。真正的教学，是让学生有机会从事包括实验或实践活动在内的各种方式的学习活动，是学习者、教师和教学内容三者之间的相互作用。为了在教学中促进学生创造能力的发展，教师要充分发挥自己的卓越才智，创造性地进行教学设计。一个可行的、高质量的创造性教学设计必须以科学性做保障。譬如，教学要求如何确定，是否符合学生的年龄特点和发展水平？大多数学生经过教师指导后能否达到？教学内容是否过深？教学内容如何呈现才有利于学生探索、发现新知识？如何使用电教媒体才能收到好的教学效果？所创设的问题情境能否引起全体学生的兴趣，能否被大多数学生理解和解决？等等。所有这些问题既涉及对学生的认知结构和认知规律的了解，又涉及对学科知识本身的结构和认识发展规律的了解，科学性要求很高。因此，仅凭个人的经验是难以解决好的。为提高教学设计的科学性，教师除了不断加强教育理论学习和提高专业素质以外，对教学设计中的重大改革举措应多方面征求专家、有经验的教师和教学研究人员的意见，以减少认识上的片面性，减少不应有的失误，爱护学生学习的主动性和创造性，同时也爱护教师自身的创造性。此外，教师也应从每次教学活动的实践中，结合效果来反思创造性教学设计的得与失，不断丰富成功的经验，努力克服盲目性，提高科学性。四、教学设计的策略教学设计是教师研究的永恒课题，上好每一堂课，离不开精心设计的教学程序。教学设计应是以培养学生的综合能力为着眼点，通过自主学习、探究学习和合作学习相结合，采用与新课程相适应的开放性、创新性、研究性的教学方式。具体的策略如下：（一）研究课程标准，领会标准的精髓1.课程性质小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学素养的形成是长期的，早期的科学教育将对一个人的科学素养的形成具有决定性的作用。承担科学启蒙任务的这门课程，将细心呵护儿童与生俱来的好奇心，培养他们对科学的兴趣和求知欲，引领他们学习与周围世界有关的科学知识，帮助他们体验科学活动的过程和方法，使他们了解科学、技术与社会的关系，乐于与人合作，与环境和谐相处，为后继的科学学习，为其他学科的学习、终身学习和全面发展打下基础。学习这门课程，有利于小学生形成科学的认知方式和科学的自然观，并将丰富他们的童年生活，发展他们的个性，开发他们的创造潜能。2.基本理念科学课程要面向全体学生。这意味着要为每一个学生提供公平的学习科学的机会和有效的指导。同时，它充分考虑到学生在性别、天资、兴趣、生活环境、文化背景、民族、地区等方面存在的差异，在课程、教材、教学、评价等方面鼓励多样性和灵活性。学生是科学学习的主体。学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问题比单纯的讲授训练更有效。教师是科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴，对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重，并以自己的教学行为对学生产生积极的影响。科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。但也需要明确，探究不是唯一的学习模式，在科学学习中，灵活的综合运用各种教学方式和策略都是必要的。科学课程的内容要满足社会和学生双方面的需要。应选择贴近儿童生活的、符合现代科学技术发展趋势的、适应社会发展需要的和有利于为他们的人生建造知识大厦永久基础最必需的内容。这些内容需加强科学各领域之间的有机联系，强调知识、能力和情感态度与价值观的整合。科学课程应具有开放性。这种开放性表现为课程在学习内容、活动组织、作业与练习、评价等方面应该给教师、学生提供选择的机会和创新的空间，使得课程可以在最大限度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习科学的需要。开放性还表现为，要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验，并丰富他们的学习经历。科学课程的评价应能促进科学素养的形成与发展。评价既要关注学生学习的结果，更要关注他们学习的过程。评价指标应该是多元的，要包括科学素养的各个方面；评价方法应该是多样的；评价主体则应包括教师、学生、家长等。3.课程目标（1）总目标通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐步养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技的新发展。（2）分目标1）科学探究。①知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。②能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。③能运用已有知识做出自己对问题的假想答案。④能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。⑤能通过观察、实验、制作等活动进行探究。⑥会查阅、整理书刊及其他途径获得的科学资料。⑦能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，做出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。⑧能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。２）情感态度与价值观。①保持和发展想要了解世界、喜欢尝试新的经验、乐于探究与发现周围事物奥秘的欲望。②珍爱并善待周围环境中的自然事物，初步形成人与自然和谐相处的意识。③知道科学已经能解释世界上的许多奥秘，但还有许多领域等待我们去探索，科学不迷信权威。④形成用科学提高生活质量的意识，愿意参与和科学有关的社会问题的讨论与活动。⑤在科学学习中能注重事实，克服困难，善始善终，尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流。⑥意识到科学技术对人类与社会的发展既有促进作用，也有消极影响。３）科学知识。①学习生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域中浅显的、与日常生活密切相关的知识与研究方法，并能尝试用于解决身边的实际问题。②通过对物质世界有关知识的学习，了解物质世界的常见性质、用途和变化，对物体的运动、力和简单机械，以及能量的不同表现形式具有感性认识。③通过对生命科学有关知识的学习，了解生命世界的轮廓，形成一些对生命活动和生命现象的基本认识，对人体和健康形成初步的认识。④通过对地球与宇宙有关知识的学习，了解地球、太阳系的概况及运动变化的一般规律，认识人类与地球环境的相互作用，懂得地球是人类唯一家园的道理。(3)各部分目标的相互关系上述科学课程的总目标和分目标，勾画了小学生科学素养的大致轮廓。为了使目标能够落实到科学课程的教学组织、教材编写、教师培训及课程资源配置之中，《标准》将总目标从科学探究、情感态度与价值观和科学知识三个领域进行分解，提出了分目标，但这绝不意味着在教学过程中各分目标的达成是单独进行的。好的教学活动，往往能达到多个教学目标。因此，在时间中，各分目标必须作为一个完整的体系来加以把握。4.关于科学探究课程标准十分强调以科学探究为主组织教学，它不仅通过分目标、具体内容标准与科学教学活动的类型和设计等形式增加了科学探究的可操作性，而且明确告诉教师，科学素养是无法像知识那样直接“教”给学生的，教师必须通过组织科学探究活动，让学生在参与这些活动的过程中获得感受、体验并内化。因此，小学科学教学方法应体现以科学探究为核心的多样化的学习方式。小学科学课程中的科学探究，既是一种重要的学习方式，又是科学课程的重要内容，它应贯穿于科学教学的各个环节。教学方法要体现以科学探究为核心，要求教师把握科学探究的精髓，组织探究活动要考虑学习内容与学生的知识结构和身心特点，教师要明确什么是科学探究式的教与学。区别事物的基本方法就是把握它们的特征。科学探究的基本特征：1)学习者围绕科学性问题展开探究活动。所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，问题要与学生的科学概念相联系，能够引发他们进行实验研究，引导其收集数据和利用数据对科学现象作出解释。例如，对于中年级学生，可以提出的问题是加热或冷却物体，其形状或大小会发生什么变化？这样一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望。2）学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据。与其他认知方式不同的是，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制，而证据是可以被质疑和进一步调查研究的。如学生对动植物、岩石进行观察并详细记录它们的特征；对温度、时间进行测量并仔细记录，同时，学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获得证据对他们的探究进行补充。3）学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答。科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。如学生可根据观察或其他证据解释在不同条件下植物生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。4）学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现科学性理解的解释，来评价他们自己的解释。评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征。核查不同的解释就要学生参与讨论，比较各自的结论，或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。这一特征的一个根本要素是保证学生在他们自己的结论与适合他们发展水平的科学知识之间建立联系。也就是说，学生的解释最后应与当前广泛为人们承认的科学知识相一致。5）学习者要交流和论证他们所提出的解释。科学家以结果能够重复验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述研究的问题、程序、证据、提出的解释以及对不同解释的核查，以便疑问者进一步地核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生公布他们的解释，使别的学生有机会就这个问题提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。具有上述基本特征的科学探究式教学有利于学生对科学概念和方法形成更明晰、更深刻的认识。因此，探究式教学要尽可能包含所有上述五个特征，以充分发挥和利用探究的教育功能。然而，一项科学学习活动是否必须包括上述全部基本特征呢，这要根据具体情况，有些科学知识不易于通过探究式的学习活动去获取，所以教师要根据具体内容来进行教学，以达到最佳效果。以下列出课堂探究的基本特征和探究的不同程度，供教师组织教学活动时参考（见下页表）。基本特征探究的不同程度1.问题：学习者探究科学性问题学习者自己提出一个问题。学习者从所提供的问题中选择，据此提出新的问题。学习者探究的问题来自教师、学习材料或其他途径，但问题不那么直接，需要有所改变或自己体会其含义。学习者探究的问题直接来自教师、学习材料或其他途径。2.证据：学习者针对问题收集事实证据学习者自己确定什么可以作为证据并进行收集。学习者在他人的指导下收集某些数据。数据直接给出，学习者进行分析。数据和分析方法都给了学习者。3.解释：学习者从证据出发形成解释。学习者总结事实证据之后做出解释。学习者在得到指导的情况下收集证据、形成解释。使用证据形成解释的可能途径已知。证据已知。4.评价：学习者使解释与科学知识相联系。学习者独立地考察其他事实来源，建立事实与已有解释的联系。学习者被引导到科学知识的领域。可能的联系已给出。5.发表：学习者阐述和论证自己的解释。学习者用合理的、合乎逻辑的论据表达自己的解释。学习者阐述自己解释的过程得到他人指导。学习者阐述自己解释的过程得到了广泛的指导。表达的步骤和程序都已给出。多………学习者自主探究的程度………少少………教师和学习材料指导的程度…………多对于不易于进行探究活动的学习内容仍应组织通过间接学习活动方式进行，采取多种形式，如讨论、竞赛等形式学习。教师要积极开发教学资源，充分利用模型、课件及学习材料，让学生在形式多样的探究活动中，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观同时得到培养，全面提高学生的科学素养，达成课程目标。小学科学教学要根据科学学科的特点，以实验探究为核心，切切实实地开展实验教学，想方设法让学生动手动脑做实验，充分利用学生的学习材料和实验室的用品和身边的物品开发课程资源，使科学课堂成为学生科学探究的场所。对于现阶段不能通过实验实现的学习内容，有条件的地区，应尽可能注意使用信息技术整合的教学方式，使学习内容生动、形象化，便于学生学习。教师要重视利用现代教育手段和技术改变教学方式，提高教学效益。小学科学的教学手段既要体现学科特点又要体现现代教育技术。教师在评价学生学习的同时，要通过学生学习情况的反馈，评价自己教学的方式方法，教师要注重这方面的研究。利用评价，并通过调整教学的方式方法，提高教学效益。重视对学生探究能力的评价。培养学生的科学探究能力是小学科学课程目标之一。注意培养学生的问题意识，对一些问题有自己的想法，学会搜集证据和养成做科学笔记的习惯，有一定的动手做的能力，能进行简单的分析，有合作意识，能够进行交流和表达。教师应在探究活动的过程中评价学生的探究能力。根据我省小学科学教师以兼职为主的实际情况，为了促进教学，纸笔考试亦是有效方法之一。考试内容要体现新课程的理念，应能考核学生的能力。重视教学评价的科研课题研究。新课程注重学生发展性评价，强调过程评价与结果评价并重。因此，必须研究过程评价的内容、形式和方法：既要评价学生知识的掌握情况，更应重视对学生科学探究能力、情感态度与价值观方面的评价。强化评价的诊断性与发展性功能；强化评价的内在激励作用，弱化评价的外在诱因和压力作用。要突出评价的整体性和综合性。使教学评价对教学改革起到积极的促进作用。5.教学建议（1）把科学课程的总目标落实到每一节课设计科学课的教学目标时应注意：①“用教材教”而不是“教教材”。②用不同的行为化动词表述不同类型的教学目标。③尽可能用表现性目标表达需长期积累才可能实现的目标。（2）把握小学生科学学习特点，因势利导科学课最基本的特点是从儿童身边的自然事物开始学习活动，以形成对自然进行探究的态度、技能和获取关于自然的知识。在科学教学中教师应注意：①低估儿童学习科学的潜能比高估更可怕。②鼓励儿童通过动手动脑“学”科学。③科学课的教学方法要富有儿童情趣和符合儿童的认识规律。④尊重儿童在科学学习中所表现出来的个别差异。（3）用丰富多彩的亲历活动充实教学过程以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要形式，这些活动应当是学生熟悉的、能直接引起他们兴趣的、精心选择和设计的、具有典型科学教育意义的。通过这些活动的教学，可以让学生亲身体验一次科学发现、科学探究、科学创造的过程。（4）让探究成为科学学习的主要方式科学探究活动一般应掌握由简单到复杂、由教师扶着走到逐步放开、由模仿到半独立再到独立的进程。建议：①教学中应注意对学生提出发散性问题的训练，一般安排在探究活动的起始阶段。②鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果做多种假设和预测。③教育学生在着手解决问题前先思考行动计划，包括制定步骤、选择方法和设想安全措施。④注意搜集第一手资料，教会学生观察、测量、试验、记录、统计与做统计图表的方法。⑤注意指导学生自己得出结论，教师不要把自己的意见强加给学生。⑥组织好探究后期的研讨，引导学生认真听别人的意见。（5）树立开放的教学理念作为科学课程学习主体的小学生，在面对纷繁复杂的科学世界时，会产生无比的激情和盎然的兴趣。教师必须尊重学生的意愿，以开放的观念和心态，为他们营造一个宽松、和谐、民主、融洽的学习环境，引领他们到校园、家庭、社会、大自然中去学科学用科学。科学课程的开放性，表现在时间、空间、过程、内容、资源、结论等多方面。（6）悉心地引导学生的科学学习活动科学教学要在一定的情境中展开，学生会提出许多教师意想不到的问题，教学过程中也会出现许多难以预料的情况。教师要能够根据学生的实际情况、教学活动中实际发生的事件，有效地推动学生的科学探究活动，创造性地驾驭课堂。建议：①重视学生的学习基础，从生活经历中提出的鲜活问题以及教学与周围环境的和谐，要能够根据这些情况适当地调整、补充教学计划和教材内容。②亲身介入并认真观察学生的科学探究活动，随时掌握他们在活动中所取得的进展、面临的困难和出现的问题。③对活动的状况及时作出判断，并决定应当采取的指导策略。④把确有价值的和学生在探究中产生的问题及时地纳入教学内容之中，使之适应学生的学习需要。⑤根据学生在科学探究活动中的新情况，适当地修改活动方案，调整教学过程，使教学具有灵活性、变通性和针对性。⑥不过早地出现结论，肯花时间让学生对某一个感兴趣的问题进行深入的探讨，保证学生有足够的探究时间和体验的机会。（7）充分运用现代教育技术现代教育技术能进一步激发学生的学习兴趣；能针对学生学习能力的差异调整教学进度，提高学习效率；能培养学生的自我教育能力，为终身教育打下基础；能为学生提供更多的高质量的科学信息；能为教师提供更多样、更先进的教学手段……现代教育技术为今天的教学开拓了广阔的天地。在一切有条件的地方，科学课程的教学应尽可能地运用现代教育技术：各种音像资源；计算机软件；网络。但是，现代教育技术的运用不是为用而用，首先必须是为教学内容服务的，是教学过程与方式的有机成分，只能在必要的时候、采用恰当的形式，千万不要滥用。此外，尤其对小学生科学而言，亲历探究过程、获取第一手经验是极为重要的，不能用高新技术代替一切。亲手饲养小动物的感觉与玩电子宠物的感觉毕竟是不同的。新的课程目标，从根本上改变了重知识、技能而轻视了学生的科学素养的培养，重结论、轻过程及重传授、轻探究的传统的教学思路，突出了关注、体验、感受等心理过程在学习中的作用。6.评价建议（1）充分明确评价的目的科学课程的教学评价，其主要目的是了解学生实际的学习和发展状况，以利于改进教学、促进学习，最终实现课程宗旨，即提高每个学生的科学素养。①评价主体的多元化。②评价内容的全面化。③评价方法的多样化。④评价时机的全面化。(2)准确把握评价的内容①科学探究方面：应重点评价学生动手动脑“做”科学的兴趣、技能、思维水平和活动能力。②情感态度与价值观方面：应重点评价学生科学学习的态度。③科学知识方法：应重点评价学生对生命科学、物质科学、地球与宇宙科学诸方面最基本的概念和技能的理解过程和应用情况，而不是检验学生最终记住了多少信息。(3)灵活运用评价方法科学课程的评价以真实的日常教学为基础，充分利用所有正常的课堂教学活动和课外实践活动，全面反映学生实际的学习和发展状况。可供采用的评价方法主要有：教师观察、与学生谈话、杰出表现记录、测验与考试、活动产品分析、学生成长记录袋、评定量表、作业法、评议法。（二）学习教学理论，提高职业素养对教学方法的认识，人们习惯用“教学有法，但无定法”来概括。这既说明教学工作者在长期的教学实践中积累了丰富的经验，创造出了灵活多样的教学方法，同时也告诫广大的教师，要真正调动学生的学习积极性，发挥学生的学习潜力，形成独特的教学风格，必须学习有关教学方法的理论，深入研究并掌握科学的教学方法，在实践中灵活运用这些方法以提高教学质量。科学教学方法作为科学教育学研究的课题，充满生机和挑战，值得我们花大力气去探索。以探究为中心的科学教育教学的主要思想：（1）“动手—动脑”的教学思想心理学研究表明，儿童技能的形成需要反复的模仿练习，而知识的获取主要通过感性经验的积累。小学生对科学概念的理解过程和成年人是有区别的。他们不能仅靠教师语言抽象地描绘而必须通过自己亲身的体验和具体操作，通过视、听、嗅、触等感官才能理解科学概念中的内涵。这就是为什么现代小学科学教育如此重视“动手—动脑”的根本原因。值得注意的是强调小学科学教学中要采取“动手—动脑”的教学方法，“动手”只是一种手段，“动脑”才是目的，而且“动手”也并不一定会“自动地”促进“动脑”，没有探究性思维活动的参与的“动手”不是有效的。（2）“发现法”的教学思想建构主义理论的支持者和倡导者布鲁纳，主张用“发现法”进行教学。他认为，学生的学习活动就是一种发现。教师在学生寻找信息的过程中起指导和顾问作用，而不是充当信息的说明者。教师应向学生提供材料，引导学生亲自发现、总结规律，借以提高学生智慧的潜力，激发学生学习的兴趣，培养学生学习的内在动机，同时也帮助学生形成探究的态度，发展探究的能力。布鲁纳指出，“发现法”的实现，要求教师真正通晓有关学科的基本结构，掌握科学家如何发现原理的过程。（3）“学习循环”与科学教学施瓦布从科学及其科学探究的本质的角度提出了以探究为中心的教学思想——即学生学习科学的过程应与科学家进行科学研究的过程相一致。他认为，在以探究为中心的科学课堂里，学生不是被动地接受书本知识和科学理论，而是寻求科学理论或规律建立的证据；教师的任务不再是简单地传授知识，而需要考虑如何提问、如何寻求证据评估学生的探究学习成果。“学习循环”模式包括准备、探究、讲解、应用和评价：1）准备。教师首先必须根据国家课程标准选择适合学生年龄、兴趣和能力的课题；在学习活动开展之前，检查学生已有的相关知识，将新知识建立在学生原有的知识结构上，使学习更有效。准备阶段教师应明确下列几个问题：①学生要学的科学概念是什么？正确的定义是什么？②学生可能存在的“误解”有哪些？可能的原因是什么？③为了使学生理解科学概念，消除“误解”，哪一个活动（哪一步）是关键？④学生应该注意观察哪些现象？应该如何操作和记录？⑤教师应该如何启发学生？用什么样的问题？（包括什么类型的问题）⑥材料是否准备齐全？数量是否足够？⑦有没有潜在的安全问题？⑧如何组织好合作学习小组？如何协调集体讨论？２)探究。在这个阶段中是以学生为中心的探究活动，教师在学习活动开始前只是简单地提出问题，指明方向而不给具体详细的活动步骤，更不提供答案或结论。3)讲解。这个阶段教师引导、组织学生讨论探究结果，讲解科学概念或理论。必须注意的是，这并不等同于传统的教授模式。教师应联系学生日常生活中的实例，用演示、实验、讨论等手段，引导学生自己去得出结论。这也是促使儿童科学概念内化的过程。在这个阶段教师可以根据以下几个问题组织教学：①学生在第一阶段所发现的问题是什么？收集到哪些数据和信息？②如何帮助学生根据这些信息和数据得出结论？③如何帮助学生按照科学的逻辑推理过程进行思维？④可能的误解在什么地方？⑤如何进行过程性评价？4)应用。这是以学生为中心的知识应用和扩展阶段，也就是学生用刚获得的科学概念在新的环境和新的问题中去实践、验证、应用和巩固。以下问题可以帮助教师组织应用阶段的教学活动：①如何组织和提供新的问题情境？②如何使学生看到科学概念与日常生活经验之间的关系？③如何使学生看到科学概念在社会实践中的应用和意义？④学生在掌握这个概念上还有一些什么地方需要弥补和加强？5)评价。评价环节包括教师的评价（阶段性的和总结性的）以及学生的自我评价和反思。可见，“学习循环”科学教学过程将建构主义思想与以探究为中心的科学教学观念巧妙地结合起来，它不仅激发了学生学习的兴趣，培养了他们积极探究的科学精神，又充分发挥了教师的指导作用。（三）研究学习理论，不断丰富经验学习理论旨在阐明学习是怎样产生的，它经历怎样的过程，它有哪些规律，如何才能进行有效的学习等问题。现代学习论的新发展，为学生的学和教师的教提供了重要的启示，在教师的实际教学中，可有意识地吸取各种学习的合理成分，灵活加以运用。1.学习理论现代学习论新发展的代表有信息加工学习论、人本主义学习论以及更强调学生主体作用的建构主义学习论：（1）加涅的信息加工学习论加涅认为学习过程是对信息的接受和使用的过程，学习是主体与环境相互作用的结果。学习是学习者神经系统中发生的各种过程的复合。学习不是刺激反应间的一种简单联结，因为刺激是由人的中枢神经系统以一些完全不同的方式来加工的，了解学习也就在于指出这些不同的加工过程是如何起作用的。在加涅的信息加工学习论中，学习的发生同样可以表现为刺激与反应，刺激是作用于学习者感官的事件，而反应则是由感觉输入及其后继的各种转换而引发的行动，反应可以通过操作水平变化的方式加以描述。但刺激与反应之间，存在着“学习者”、“记忆”等学习的基本要素。学习者是一个活生生的人，他们拥有感官，通过感官接受刺激；他们拥有大脑，通过大脑以各种复杂的方式转换来自感官的信息；他们有肌肉，通过肌肉动作显示已学到的内容。学习者不断接受到各种刺激，被组织进各种不同形式的神经活动中，其中有些被贮存在记忆中，在做出各种反应时，这些记忆中的内容也可以直接转换成外显的行动。加涅根据信息加工理论提出了学习过程的基本模式，认为学习过程就是一个信息加工的过程，即学习者对来自环境刺激的信息进行内在的认知加工的过程，并具体描述了典型的信息加工模式。认为学习可以区别出外部条件和内部条件，学习过程实际上就是学习者头脑中的内部活动，与此相应，把学习过程划分为八个阶段：①动机阶段；②了解阶段；③获得阶段；④保持阶段；⑤回忆阶段；⑥概括阶段；⑦操作阶段；⑧反馈阶段。(2)人本主义学习论人本主义学习论认为，学习是个人潜能的充分发展，是人格的发展，是自我的发展。认为学习不是刺激与反应间的机械联结，而是一个有意义的心理过程，因为具有不同经验的人在感知同一事物时，他的反应是不同的，因此，学习者了解学习的意义是非常重要的，也可以说，学习的实质在于意义学习。这种意义学习，不仅是指理解记忆的学习，而是指学习者所做出的一种自主、自决的学习，要求学习者能够在相当大的范围内自行选择学习材料，自己安排适合于自己的学习情境。这种意义学习，包含了价值、情绪的色彩，涉及的是整个的人而不是单纯是认知成分的参与，而且这种学习以个体的积极参与和投入为特征，是一种自发、自觉的学习，是从自我实现的倾向中产生的一种学习，学习者可以自由地去实现自己的潜能，求得自己更充分的发展。罗杰斯认为，意义学习是一个没有结论的过程。(3)建构主义学习论建构主义观点认为，学习的实质就是主动地建构对信息的解释，并从中作出推论。也可以说，是人脑中储存的记忆信息和信息加工策略与当前接受到的环境信息相互作用，积极地选择、注意、知觉、组织、储存和激活信息，并主动建构起信息的意义。在建构主义的学习论中，学习是学习者建构自己的知识的过程，这就意味着学习者不是被动地接受刺激，他要对外部信息进行主动的选择与加工，主动地去建构信息的意义，而外部信息的意义并不是由信息本身决定的，外部信息本身没有意义，意义是学习者通过新旧知识经验间反复、双向的相互作用过程而建构成的，每个学习者都会以自己的原有经验为基础对新信息进行编码，建构自己的理解，原有知识又会因新经验的进入而发生调整和改变，所以信息也不是信息的简单积累，还包含新旧经验冲突所引发的观念和结构重组。现代学习理论发展的新特点，也促使我们重新审视今天的教学观，以便能够站在现代学习理论的高度上树立起现代教学观。现代学习论的发展提示我们，学生的学习是认知过程和认知结构的主动建构过程，通过内部认知过程的积极变化，导致新知识的获得及认知结构的变化，已有知识和已有的认知结构也会影响新知识的选择和建构。根据学习理论研究的新内容与新特点，要求教师在教学过程中应注意以下内容，以更好、更有效地促进学生的学习。第一，学习准备。学习准备是使新学习成为可能的身心条件，包括学习生理机能的发展、智力的发展、情趣的发展、社会性的发展、学习策略的发展及与新学习内容有关联的知识与技能。教师在上课之前，必须了解学生对所学内容的准备状态，了解学生的身心发展特点及原有知识、能力背景，查明学生是否已具备学习新知识的条件。第二，学习动机。在长期有意义的学习中，动机是必不可少的，要