小学科学教学设计

第一部分  课程概述

（一）学习目标

（二）学习内容与学习方式

1.观看视频

（1） 教学设计的思考过程

（2） 教学设计模版

2. 在学习小组内讨论

比较学习前后自己多教学设计的理解并与同伴交流。

(三)需要提交的作业

1.分析一学期的教材，要有知识结构图；有学生学习分析（在学生学习新知原有的知识和生活经验。分析学生的认知特点）确定重点和难点；

2.完成两节课的教学设计；

3.完成三个活动片段设计。

第二部分  课程内容

问题情境

教师每天都要备课，每位教师都有自己备课的方式和经验，但是许多教师并没有与其他教师交流过备课的体会，特别是没有系统地思考过自己在备课中存在什么问题，还有那些方面能够进一步提高。

学习要求：

1．明确教师“备好课”的标准，知道每项内容中的要点是什么。

2．根据要点，以分析、实证的方法，反思自己在每个方面做到了什么程度，今后应在哪些方面提高。

3．掌握课堂观察的要点，学会观察与分析其他教师的教学。

一、教学设计的思考过程

教学设计是教师在教学实施之前，为实现教学目标而对教学活动的组织和进行的决策。

教学设计的思考过程一般包括：

l   分析教材

l   分析学生

l   确定目标

l   确定重点和难点

l   设计过程

l   选择教学策略与资源

l   设计评价等。

（一）正确地理解教材

正确理解教材包括两个层次：

一般水平：能够分析教材所涉及到的基本事实，划出概念图或思维导图；高级水平：能够整体把握教材，包括能够分析知识（能力）发展的纵横向联系，把具体知识（能力）放在一个知识（能力）框架中解读，挖掘知识（能力）的教育价值。

1.能够分析教材所涉及到的基本事实，划出概念图或思维导图。

例如教科版教材中关于“浮力”的 一个单元。

首先，让我们分析教材所涉及到的基本事实。按照教材编排的顺序：

（1）观察物体的沉浮、同种物体在水中的沉浮（渗透物体的质量和体积是影响沉浮的因素）

（2）进一步探究物体沉浮与什么因素有关（渗透变量控制的思想，当物体的体积相同时，质量越大的物体越容易下沉，当物体的质量相同时，体积越小的越容易下沉。教师要清楚内容“（1）”和“（2）”是从密度的角度讨论物体的沉与浮，即比水的密度大的物体在水中下沉。）

（3）橡皮泥在水中的沉浮（改变物体的形状，使物体排开水的体积不同，学生发现物体在水中的沉与浮与排开水的体积有关。）

（4）做一艘小船（哪个装的货物多、用其他材料造船）让学生想办法改变物体的形状，使排开水的 体积越大越好。另外又让学生试着换用其他材料造船，即体积，相同质量不同在水中的沉浮情况不同。教师要清楚内容“（3）”和“（4）”转向从阿基米德定律的角度解释物体在水中的沉与浮，即物体在水中受到的浮力大小与排开水的体积大小有关。

（5）感受与测量物体所受的浮力，从水中的物体受力平衡的角度讨论浮力。

（6）下沉的物体是否受到水的浮力，进一步使用测力计测量物体在水中下沉程度不同时（排开水的体积不同时）受到水的浮力的变化。教师要清楚内容“（5）”和“（6）”又转向从物体在水中受力平衡的角度解释物体在水中的沉与浮，即物体在水中受到的浮力大于重力时，物体上浮。

（7）马铃薯在液体中的沉浮，在不同的液体中（如水和盐水，实际上是密度不同的液体）同一物体的沉浮情况不同，即在密度大的液体中物体更容易上浮。

（8）探索马铃薯在液体中沉浮的秘密

最后，让学生综合利用上面学习到的关于物体沉浮的知识解决一个有趣味的 实际问题。

 按照学生的认识规律，只有在初中阶段对“力”有了一定的理解，对浮力有了充分的感受，再多角度认识浮力，才能够达到预期的结果。而绝大多数小学生的认识能力没有达到这样的水平。可想而知，如果教师在备课时没有对教材进行分析，只是单纯地按照教材上的内容和顺序讲，尽管探究活动非常丰富，最终在小学生的头脑中很容易造成非常混乱的认识。

如果有了上述分析，教师在备课时可以采取两种策略，第一种是有意识把本 单元的内容分成五个部分，①②③④⑤强调从多个角度认识浮力。备课与讲课中着力在学生头脑中勾勒出清晰的轮廓。在每项探究活动中，强调探究的目的和观察的要点，尽可能使学生在活动中进行思考。第二种方法是把教材当做学习资源，使学生重点从一个角度认识浮力，比如从体积和质量影响物体沉浮的角度，突出变量的识别和控制技能，使学生练习实验设计。把其他内容作为阅读材料，使学生理解更多的关于浮力的知识。或者从使用测力计测量物体沉入水中体积不同，受到的浮力不同，反复练习测力计的使用，使学生形成收集数据，从数据得出结论的能力，把其他内容作为阅读材料处理。

2．整体把握教材

如小学阶段关于水的内容很多，整体上是从多角度认识水。有关水的事实可以归纳如下：

教师在备课中既要有整体观念，又要把握不同角度认识水时所承载的探究技能，如观察、实验、社会调查、记录等。

整体把握教材包括能够分析知识（能力）发展的纵横向联系，把具体知识（能力）放在一个知识（能力）框架中解读，挖掘知识（能力）的教育价值。

例1：分析知识发展的纵横向联系，把具体知识放在一个知识框架中解读，挖掘知识的教育价值。

教师可以提供素材让学生比较哺乳动物眼睛的位置（例如猫和兔子、马和老虎等）使学生发现哺乳动物的食性不同，眼睛的位置也不同，还可以进一步观察发现不同食性的动物，牙齿的构造也不同，建立“植食动物”与“肉食动物”等概念。

进一步可以把研究的范围扩大到其他种类的动物，如鸟类，鸟的吃的食物不同，鸟的喙也不同，还可以发现鸟的生活习性不同趾爪也不同等。

在感知大量事实的基础上，引导学生越过“表象性概念（统摄范围较小的概念）” 植食动物、肉食动物等，渗透“生物体器官的构造与其生活习性具有适应关系”这是生物学看待问题的视角之一，是统摄范围更大的“核心概念”。

以上过程被奥苏伯尔称为“上位学习”。

当学生建立了这种统摄范围更大的核心概念以后，可以应用核心概念，把在这个概念统摄范围内的事实性知识同化，扩展或改善已经形成的认识。如分析一些动物适应环境的本领；还可以扩展到分析植物，分析种子的传播方式与种子的构造之间内在的关系；分析生活在不同环境中的植物，根、茎、叶的形态不同，例如可以引导学生用建立起来的核心概念分析生活在干旱地带的植物与生活在热带雨林地带的植物根、茎、叶的形态不同，靠风传播花粉的风媒花与靠蜜蜂等传播花粉的虫媒花的花冠,……。像这样，使学生运用已经形成的核心概念自己分析新情景下的问题，学习新知识的过程被奥苏伯尔称为“下位学习”。这样小学科学中许多生物学知识之间的联系就被表现出来，学生学会联系地看问题，这是培养学生的学习能力和创新思维的有效途径。

例2．整体把握教材包括能够分析能力发展的纵横向联系，把具体技能放在一个能力框架中解读，挖掘探究能力的教育价值。

例如，小学阶段有许多素材可以培养学生的比较、分类能力，教师应整体把握这些素材。启蒙阶段可以由教师给出一个比较要素或分类标准，让学生按照给出的比较要素或分类标准比较或分类。进一步学习阶段，可以告诉学生比较要素或分类标准都应该选择典型、稳定的特征，引导学生发现和提出事物典型、稳定的特征，理解为什么要选择这些特征作为比较要素或分类标准。应用阶段可以让学生自己选择比较要素或分类标准。在学生处于不同的发展阶段，教师应选择不同的内容素材为载体，例如开始可以根据物体可观察的特征如，在水中是否溶解、沉与浮，等特征分类，进一步可以用物体可测量的特征如是否导电或导热分类。

在小学阶段渗透实验设计时要考虑变量的识别与控制。中低年级学生设计种子萌发条件的实验，学生根据生活经验提出种子萌发与空气、温度、水分等条件有关，在设计探究水分对种子萌发的影响的实验时，三份实验要使用同样的种子，土压得一样实，都放在向阳处，一份每天浇水，第二份隔天浇水，第三份不浇水。在设计影响物体沉与浮的因素实验时，要用同种物质，体积相同，看质量对物体沉浮的影响。在讨论物质溶解难易问题时，要使用相同的溶剂、溶剂的量相同，温度相同、搅拌程度相同，才能够比较不同物质在水中溶解的情况。在探究影响杠杆平衡的因素时，要固定重力作用点及其与支点的距离，才能够发现要保持杠杆平衡，阻力与阻力作用点与指点距离的关系…….变量的识别和控制贯穿整个自然科学学习过程，在小学阶段教师就应把握教材，逐步渗透变量识别和控制的思想。

（二）实证性地分析学生情况

建钩主义认为学生在学习中，原有的知识、生活经验和认识方法起着重要的作用，学生经常按照原有的知识、经验和认识方法有选择地接受教师给予的信息，自己去建钩事物的意义。因此教师在备课时要分析学生在学生学习新知原有的知识和生活经验，分析学生的认知特点。

例如，在五年级，有的教师用木棍撬石头的模型来讲解什么是杠杆、杠杆的组成和作用，紧接着让学生使用杠杆尺（支点在中部固定，有刻度的直尺）来探究影响杠杆平衡的因素。如果关注学生的表现，就可以发现，有相当一部分学生，并没有把刚刚讲完的杠杆与自己使用的杠杆尺联系起来，尽管探究活动进行得非常非常活跃、很有兴趣，但是学生在做的过程中，并没有运用重力作用点及其与支点的距离，阻力作用点及其与支点的距离等概念。这表明在学生的认知过程中存在着一个比较大的“台阶”，即认识用来撬石头的木棍与杠杆尺虽然表面上是两件东西，但是本质相同。能够这样看待问题的学生是具有初步抽象思维能力的学生，而五年级的学生中仍然有相当大部分的学生，还没有形成抽象思维能力。如果教师在课堂上关注学生的学习过程，就会发现这个问题，给学生搭设“脚手架”帮助学生完成想抽象思维的过渡，并在今后的备课中把这一点加上。

学生认识过程中存在的问题，不能靠教师的主观估计，应立足于课堂观察，从学生的表现中发现问题，这样才识实证性地研究学生。

 （三）科学地确定教学内容

根据课标要求、教材内容和学生学情，确定教学重点与难点。例如在“声音”单元中，重点是让学生明白振动产生声音。但是如果注意倾听学生的表达时，就会发现，由于现象是同时发生的，使有些学生弄不清楚究竟是“声音产生振动”还是“振动产生声音”。这实际上就成为教学中的难点。突破这个难点的策略之一是“辨析”，即让学生从另外的角度获得体验，可以提出一个问题让学生解决“怎样使声音消失？”，有的学生认为“堵住耳朵就能够使声音消失”，有的学生就会想到“想办法停止发生物体的振动”声音就会消失。通过这一的活动，就可以是学生头脑中建立振动产生声音的明晰的认识。

（四）清晰地确定与表述课时目标

有些教师在撰写课时目标时，知识与技能目标只是按照内容把单元教学目标搬上，不具体；过程方法目标抽象，放在哪个年级和什么样的内容都可以；情感态度价值观的目标更为笼统，甚至于从小学到大学都可以使用。教学目标是教师对学生学习结果和自己教学效果的预想，应符合课标要求；知识与技能目标的表述具体，具有可观察或可检测性。过程与方法目标与知识内容有机结合，表述有可操作性。三维目标表现为一个过程的多个方面，能进行有机整合。例如，探究影响种子萌发的条件一课

（五）合理地安排教学流程

教学流程安排要兼顾知识逻辑和学生认知规律。例如前面举例说明的“浮力”单元，教师对教材内容的逻辑进行了深入的分析，才可以设计一条主线使学生感知浮力，其他内容作为多角度认识浮力的素材，而不至于仅按照教材一节一节的讲，不能分清几项内容的角度，造成学生逻辑上的混乱。

有如，前面举例说明的教师揭示教学内容之间的上、下位关系，显示出很强的逻辑性。

丰富的活动能够激发学生的学习积极性，启发学生思维。在教学过程中教师要根据学生学习的情况对活动的效果进行观测和调整。

（六）选择适宜的教学策略和资源

教师要根据教学目标内容，合理使用多种互动、小组合作、多媒体等教学形式；设计有效突破难点的教学策略；灵活运用语言、板书、强化、反馈等基本教学技能，提高教学效果。

1．合理使用多种互动、小组合作、多媒体等教学形式

教师对互动、合作等教学形式的理解和组织不当，经常会造成或加剧学生的两极分化。例如有的教师为了让学生自己说出结论或概括观察到的事实，而不是教师讲出来，对一个学生反复追问、启发，当教师与一个学生对话时间超过一分半时，教师认为全班的学生都在关注他们的对话，思考他提出的问题，而如果实际观察一下学生的状态，就会发现，绝大多数的学生都已经走神，即使是好学生也已经涣散，只有坐在站起来回答问题的学生周围，在教师视线之内的几个学生在认真地听着。因此教师在提问和追问一个学生时，要随时观察和引导全班学生。     

有时教师提出的问题绝大多数学生没有想出怎样回答，只有个别学生举手，教师为了不耽误时间，就请举手的同学回答，然后接着讲下去。时间长了，如果多次出现这样的情境，当教师再提出问题时，学生就形成“等待、依赖的心态”，等着有同学回答，而自己并不努力思考。因此当教师提出的问题绝大多数学生没有想出怎样回答时，教师要善于把问题化小、化简给学生搭建思考的“脚手架”。

教师在教学设计中要考虑“什么样的问题适合什么水平的学生回答？”、“什么样的内容适于小组合作学习？”、“什么内容需要用多媒体辅助教学？”等。

2．选择突破教学难点的策略

教师选择什么样的策略突破难点对教学效果影响很大。例如“凝结”一课，教师从冰箱中拿出一瓶矿泉水，一会儿，学生就能够观察到瓶壁上的水珠，使凝结现象直观地表现出来。但是不少学生认为水珠的出现是因为瓶子中的矿泉水渗出，实际上并没有建立起凝结的概念。为了突破这个难点，有的教师就用橘子汁做这个实验，教师用纸擦瓶壁上的水珠，并向学生展示水珠与瓶子里的液体不同，是无色、无味的，以此不是从瓶子里渗出的。但是学生仍然认为“瓶子里有橘子汁和水，橘子汁没有渗出，水渗出来”。一位具有丰富经验的教师采取了如下策略来突破这个难点：在一个杯子里装入一些水，再向水中加一块冰，放在托盘天平上，加砝码，使天平处于平衡状态。然后让学生观察，水杯壁上逐渐出现水珠，同时天平也不在再处于平衡状态，而是逐渐倾向水杯的一方。教师启发学生道：“如果水珠是从水杯中渗出来的，天平应该不会倾斜。”“天平的倾斜说明了什么？”

这个问题的产生主要是由于教师在讲解空气的组成时，强调“空气的主要成分是氮和氧，还有少量二氧化碳、水蒸气等”，学生对空气中含有水蒸气的事实已经忘记了，因此在观察到凝结现象后，不能自动把空气中的水蒸气遇冷的事实联系起来思考。

3．利用与开发教学资源的

教师要学会对资源进行分析，如：资源在突破教学重点、难点的作用；资源与教学环节的匹配等。例如用ppt 代替板书比教师直接书写板书效果要差很多，因为板书可以表现出课堂教学的内容梗概并滞留在黑板上，对学生的学习具有帮助、提醒和强化的作用，而幻灯片则不具备上述功能。

教师应因地制宜地利用和开发多种资源，如文本、社会、环境、多种媒体等。特别是农村地区，具有丰富的水、土壤、植物等资源，教师要有利用身边资源的意识。例如可以随着农田作物的播种、发芽、生长、繁殖、成熟来将植物的器官与生长发育，并把土壤和水中的一些内容综合一起学习。

（七）设计评价

在教学设计中教师还要根据内容设计学生活动记录单、反馈单，从而了解学生学习情况；

设计教师课堂观察记录表，以多种方式进行学生的学习过程评价；

掌握命题的基本技能，能够设计或选择课后的练习题,能够评价练习题的效用，积累有效练习；

把上述资料有序整理，作为教学反思的一些依据。

关于评价的具体内容在其他课程中还要详细谈到。

二、教学设计需要注意的问题

在分析要素的基础上

第一，要运用系统化方法，系统全面地观察分析教学过程的每个环节，而不能孤立片面地处理教学中的各个具体问题；

第二，要以教学理论、学习理论为指导，这是教学设计的理论依据；

第三，要对各个教学环节进行具体计划。

三、教学设计模板

（一）教学设计

1. 教学目标(三维目标）

2. 学情分析

3. 重点和难点（包括突破难点的教学策略）

4. 教学过程

5. 教学资源

6. 评价设计

（二）教学设计概要

小学科学教学设计