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科学设计范文1
中图分类号：G623.6 文献识码：A 文章编号：1006-3315（2014）01-097-003
随着新课程改革的不断深入，《小学科学（3-6）年级课程标准》提出的“科学学习以探究为核心”的教学理念已被广大科学教师所接受，让学生亲身经历以探究为主的学习活动已成为学生学习科学的主要途径。但是，在实际教学过程中还存在教师过分追求探究性学习的模式、探究形式过于单一、设计的探究主题针对性不强、探究时间安排不合理、探究不充分不深入等问题，导致科学探究活动的实效性不高。因此，如何强化对科学探究活动的设计，注重学生的体验，提高学生的探究兴趣和主动性，培养学生以“自主、合作、探究”的学习方式进行探究活动，是每一个科学教师开展科学探究活动教学时面临的重要任务。
一、小学科学探究活动设计的原则
1.安全性原则
安全的保证是科学探究活动顺利进行的前提。在科学课堂探究活动中，教师除了要强调学生的规范操作外，还应该加强学生的安全教育，让学生认识到各种不安全操作所存在的危险性，并对探究活动的规范操作予以高度重视。总之，教师要全程关注学生的探究过程，确保探究活动在安全的前提下有序进行。
2.科学性原则
小学科学课程探究活动的科学性是指科学探究的原理、活动设计、操作方法等，都必须与相应的科学理论以及科学方法相吻合[1]。探究活动科学性的保证是有效开展探究活动的前提基础。探究活动的科学性主要体现在探究材料要科学，探究方法要科学，探究过程要科学三个方面，教师应该根据探究主题合理地选择探究材料，根据探究内容科学地选择探究方法，根据学情有目的地设计探究过程，关注科学探究活动的科学性，让科学教学达到事半功倍的效果。
3.开放性原则
科学探究活动是一个可变的、在探索中不断修正和发展的过程。科学探究活动的开放性主要体现在时间、空间、资源、内容、过程、结论、评价等多个方面，教师应该以开放的观念和心态来面对学生的探究活动，时刻为他们营造一个轻松、民主、和谐的探究环境，让学生有选择的机会和创造的空间，同时满足不同经验背景的学生学习科学的需要。教师将学生的科学探究活动置于广阔的背景之中，有助于帮助学生拓展对科学现象的体验，丰富他们的学习经历。
4.实践性原则
科学探究活动是一种以动手操作为载体的实践活动。这种实践性体现在多个方面：在方式上，有课件演示、教师示范、学生动手操作等；在空间上，不受教室所限制，有专门的实验室或相关的活动场所；在安排上，可以按知识的逻辑进行，也可以按活动的逻辑进行。实践性是学生动手、动脑，动全身的真正体现，有利于培养学生的动手操作能力和逻辑思维能力。
5.主体性原则
在科学探究活动中，学生是学习的主体，教师在教学过程中只是起指导、协助和排难解惑的作用。学生可以自由选择探究主题，自主设计探究内容与形式，最后也是由学生以小组为单位进行总结汇报。充分体现“自主、合作、探究”的学习方式。
6.启发性原则
陶行知说：“真正的教育必须培养出能思考、会创造的人。发明千千万，起点是一问。”这就要求教师要注重培养学生的问题意识和创造思维，而启发式教学是实现这种教学的重要手段。在科学探究活动中，教师更应该遵循启发式教学的原则，让学生主动学习、主动思考，教师在必要时才予以启发，这样更有利于激发学生学习科学的积极性和创新意识。
7.层次性原则
科学探究活动的教学内容的选择应结合学生的知识经验、心理特点和逻辑思维特点来进行安排设计，遵循内容从小到大，活动从易到难，要求从低到高这样的层次性原则，让科学知识逐步深入，不让科学探究太过简单，也不过度拔高探究难度，让学生在每一个阶段都有获得成功体验的可能，同时保证探究对学生有一定的挑战性，时刻让学生感受到探究的乐趣，从而在探究过程中不断地修正和提高。
8.创新性原则
同志曾说：“创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”同时，创新是科学探究的生命力。创新型的科学探究活动旨在从改革传统的“满堂灌”、“一师言”的科学课堂出发，构建有利于学生创新潜能开发和创新心理品质形成的教学方式。只有不断创新，科学才会不断向前发展。
二、小学科学探究活动设计的策略
1.精心设计，激发探究
教学设计是指教师紧紧围绕教学目标，对课堂教学环节、教学过程、教学效果等做一系列的编排和预设[2]。精心巧妙的活动设计有利于营造浓烈的科学探究氛围，有利于教学目标的实现。其设计主要体现在以下几个方面：探究内容的选择、探究重点的确定、探究类型的选择、课堂组织形式的选择、活动计划和仪器的准备。
1.1探究内容的选择。教师要有所选择的开展探究活动，应选择一些蕴含科学思维、科学方法的内容来让学生探究。如“摩擦力”一课，其中会用到“数据测量”、“数据处理”、“控制变量”等科学方法，这样既能让学生掌握摩擦力的相关知识，又可以学会一些科学研究的方法。
1.2探究重点的确定。在确立了探究主题后，就应认真分析设计的每个环节所要达到的教学目标，确定探究的重点。如在探究“摩擦力”时，在科学知识上的探究重点是探究摩擦力的决定因素和产生条件；在科学方法上的探究重点是让学生学会运用“控制变量法”。教师在设计探究活动时，应侧重于某一点或某一方面，让学生深刻体会科学探究的实质。
1.3探究类型的选择。很多教师对科学探究存在狭隘的理解，他们认为只有让学生动手实验的才算是探究，其实探究的形式有很多，笔者认为根据不同的教学内容，可以把科学探究分为如下几种类型：（1）操作实验型：科学是以实验为主的学科，很多现象和规律都需要通过实验操作来进行探究，再得出结论。（2）理想实验型：从教科版的小学科学教材来看，很多科学规律和结论是无法在小学科学课堂用实验来完成的，这就需要通过科学思维来建立。如“声音不能在真空中传播”、“绝对零度”等。（3）访问调查型：调查访问也是一种科学探究方式，让学生在调查访问中，发现问题，再解决问题。（4）讨论交流型：通过学生间的讨论交流，可以活跃学生思维，达到互补的作用。（5）资料研究型：学生通过查阅资料和文献，学会分析、处理各种资料，获取所需要的知识等等。教师应根据不同的探究内容，来选择不同的探究类型，促使探究活动有效地开展。
1.4课堂组织形式的选择。
①指导型：使用这种组织形式，教师应处理好教师指导与学生自主探究的关系，属于学生独立探究的部分，就应该突出学生的主体性，让学生独立去完成，对于不属于本探究主题的过程目标，教师应大胆指导，让学生把精力集中于本次探究需要强化的环节。
②合作型：在科学探究中，很多探究主题都需要多人合作完成，面对这样的情况时，教师应组织学生以学习对子或四人小组的形式合作完成。
③开放型：根据探究内容的特点，学生可以根据自己的兴趣爱好自主选择研究主题和方向来开展探究活动。
1.5活动计划和仪器的准备。针对一个具体的探究活动，教师应根据活动的内容和性质来确定活动计划，设计出探究活动的每一个环节，并准备必要的材料和仪器。当然，也可以让学生选择生活中的器材制作简单的实验仪器，或用其他设备改造成所需要的仪器。
2.适时指导，自主探究
在科学探究活动中，学生是探究的主体，新课程倡导放手让学生自主探究、自主学习，但笔者认为这种放手绝不是放任自流，教师在探究过程中要做好指导工作，及时调控全班学生的探究活动，并在合适、必要的时候对学生加以指导和帮助。笔者在对小学科学探究课堂的跟踪调查中发现，在科学探究过程中，教师对学生的指导要直击要点，做到恰如其分，可以从以下三个方面进行。
首先，教师要引导学生明确探究方向。教师在课堂导入的时候，可以通过各种方法创设虚拟情境，引导学生围绕探究主题自己提出问题，再通过小组讨论或全班讨论，提出对问题的看法并作出相应的假设，让学生明确探究的方向和研究的思路。
其次，教师要引导学生自主思考，得出结论。学生在探究过程中，获取了一定的资源和信息，教师要引导学生通过分析、综合、想象、概括等思维方法，对获取的事实进行自主思考，让学生在思考中自己得出科学可靠的结论[3]。例如在教科版五年级下册《热是怎样传递的》一课的教学中，学生在完成第一个实验（热在金属棒上的传递）后，观察到了“离酒精灯火焰近的牙签先掉落，离酒精灯火焰远的牙签后掉落”这一实验现象，教师追问：从刚才的实验现象，你能得出什么结论？结果很多学生只能总结出“热是从酒精灯火焰的这一端向另一端传递的”这一结论，这时教师可以及时引导：金属棒两端的温度怎么样？经过教师的这一点拨，学生很快就可以发现“热是从物体热的一端向冷的一端传递的”。
最后，教师要引导学生对探究活动进行反思。在探究活动中，学生把更多的注意力集中在了活动本身，而往往忽略了自己的体验和收获。在探究活动结束后，教师应留有一定的时间，引导学生说出自己在探究过程中的真情实感，组织学生相互点评、相互启发，让学生在反思中领悟科学真谛，让科学思想真正内化成学生的科学理念和科学知识。
3.抓住生成，深入探究
生成是以教师的预设为基础的，没有很充分的课堂预设，就不会有很精彩的生成，而生成又是对预设很好的补充和提升，只有当教师在充分预设的前提下抓住生成，探究才会深入，才会出彩[4]。为了保证科学探究活动的顺利开展，教师进行课堂预设是必不可少的。在对一些小学科学教师的观察和了解中，发现教师在上课前都会进行认真备课，有些教师的教案设计得还非常巧妙，环环相扣，步步深入。但是，也常存在一个共同的问题就是：教师在设计教案时，力求“完美”，给学生留有的空白不够，在课堂教学中，只是让学生按照自己的课前预设走，让学生“补白”和“润色”的机会很少。笔者认为在科学探究活动中，教师应该做一个临场的智者，不要被自己课前的设计所禁锢，而应顺应学生的思维，充分利用动态生成的资源，抓住动态生成的机会，形成动态生成的教学艺术，为学生提升能力开辟“最近发展区”。例如在教科版三年级下册《磁铁的两极》一课教学中，教师准备了条形磁铁、圆形磁铁、蹄形磁铁，正准备给学生讲解磁铁的磁极时，突然蹄形磁铁因为吸附力不够，从黑板上掉了下来，摔得支离破碎，当时教师也慌乱了，不知所措。其实当时教师可以跳出之前的预设，设计一个“寻找不规则磁铁磁极”的探究活动，然后把接下来的探究交给学生，让大家一起来研究判断磁极的方法。这时学生可能会提出用已知磁极的磁铁靠近看它的吸引情况；把破碎的磁铁悬挂看它的指向；用小铁钉测试等方法。这样教师既可以很好地处理课堂突况，同时又可以抓住亮点生成，以一块掉落的磁铁带动全班学生对不规则磁铁磁极的探究，体现生成的魅力和探究课堂的精彩，让探究课堂更具灵活性。
4.给足时间，充分探究
我们常常见到的现象就是：教师因为时间原因，简化探究过程，让探究草草结束，直接抛出结论，这样就致使探究未能充分进行，也不利于学生对科学规律和方法的理解。充足的时间是学生进行探究的保证，没有足够的时间，探究就会流于形式，所以教师应在课堂上给足时间，让学生尽情探究、充分探究。
三、强化小学科学探究活动设计的意义
1.提高科学素养，解决实际问题
科学教学的宗旨就是提高学生的科学素养。注重学生科学素养的形成，同时关注科学与生活的联系，强调教师应在指导学生掌握基本科学知识的基础上，简单地介绍科学方法和思维，让学生运用观察、比较、分析和综合等方法解决实际问题，理解科学的真正含义。
2.激发探究兴趣，培养创新精神
创新是科学探究的生命力。如何引导学生要学会学习、学会思考，强调教师要轻结论、重过程，注重学习方法和思维方式训练，引导学生积极动脑、主动参与学习，鼓励学生创新性学习的思维活动，真正培养学生的创新精神。
3.转变学习方式，激发自主探究
学习对学生而言是一个持续的过程。然而，在实际的科学探究过程中，由于受时间和教师课堂安排的限制，很多学生都不能尽兴探究，从而失去了再认识、再实践和再发展的机会。面对这样的情况，教师可推行“同主题拓展探究活动”的学习方式，也就是在一个探究活动结束后，围绕该探究主题，启发学生进行联想、发散和逆向等创新性思考，再小组合作设计改进的探究活动方案，然后进行后续的探究活动，促使学生对学习内容进行比较，并在逻辑推理的基础上，运用科学抽象得出合理的、科学的结论。这样可以转变学生的学习方式，变被动接受为主动学习，让其积极参与到探究中，在探究中获得成功体验，从而乐于探究。
4.深化教学改革，促进专业发展
科学教师是科学探究活动的实践者，加强对科学探究活动的关注、思考、研究，有利于教师及时发现探究活动中的问题，增强深化教育教学改革意识，不断总结经验和方法，更新知识结构，发展开发设计探究活动的能力，明确专业发展方向，促进专业成长。
加强对小学科学探究活动设计的研究，有利于提高广大教师和学生对开发小学科学探究活动的重要性和必要性认识，是进一步落实课程标准，提升小学生的科学素养，促进教师专业成长的有效途径。因此，我们要加强对科学探究活动的研究和设计，多学习、多思考，从而真正的提高科学探究活动的针对性和实效性。
基金项目：湖南省教育科学“十二五”规划2013年度立项一般资助课题“卓越小学科学教师培养模式研究”（XJK013BGD044）阶段成果，吉首大学2013年教学改革重点研究项目“湘西地区小学科学教师培养机制研究”（2013JSUJGA23）阶段成果。
参考文献：
[1]崔妍.让学生在科学探究中发展探究性学习的能力[J]学周刊，2011，07：132
[2]肖菊红，周惠英.让幼儿成为体验与发现的小主人―幼儿探究式科学启蒙教育的设计与实践的研究[J]江苏教育研究，2011，01
[3]吴玉红，贾凤梅.实施学案导学的关键点[J]教育理论与实践，2009，12：51-52
[4]张丽娟.在科学课程中引导学生自主探究的实践和探索[A]2009年广东省青少年科学素质培养的实践和探索优秀论文选编
科学设计范文2
背景与演进
原中国科协主席周光召院士在《绿色战略》序中强调： “国际上影响很大的一部绿色著作《只有一个地球》(Only One Earth)是一部很好的绿色文集，它将为21世纪的环境保护与可持续发展提供一个范本，且留下我们这代人对绿色命题的思考”。在尚早文献中，陆大道提出了“中国未来25年的环境危机及对策”、孙鸿烈的“寓资源环境保护于发展之中”，朱斌的“全球变化对中国未来能源结构的影响”、王铮的”历史气候变化对中国社会经济的影响”等理念对当下都有指导意义。英国宇宙学家马丁里斯在其新著《我们最后的时光》 (Our Final Hour)中预言，地球在未来200年内将面临十大迫在眉睫的灾难，人类能够幸免的机会只有50％。学者李异鸣在其编著的《人类灭绝的10种可能》中强调了与当今节能减排关系甚密的“太阳大爆发“及“地球变暖”两大问题，笔者在”科学新知求索丛书”的《让人们生活更安全》介绍了对人类生态安全影响深远的三部图书：其一是《沙乡年鉴》(Sand County Almanac)是享誉世界的美国伦理学家奥尔多，利奥波德(1887～1948年)逝世后出版的著作，这本书问世于1949年，当时人们都在充满信心的征服并利用自然，生态学的意识及概念对人类说来还十分陌生，但后来《沙乡年鉴》仅在美国销量已过100万册；其二，由于有毒的化学物质对环境造成了极大的污染。美国海洋生物学家蕾切尔，卡逊经过4年时间，于1962年出版了《寂静的春天》 (silsnt Spring)，作为一部划时代的绿色经典，它的出版对那些把剧毒杀虫剂作为“杀手锏”的人来说，无异于一种挑战，成为生态学新纪元的开端，被列为“改变美国的书”之一；其三，由非正式的国际协会“罗马俱乐部”研究小组的美国麻省理工学院丹尼斯・米都斯教授撰写的《增长的极限》(The Umits Growth)一书，以各种数据有力地证明了传统的经济发展模式不但使人类与自然处于尖锐的矛盾中，并将会继续不断受到自然的报复。在《应对能源安全与全球变暖的挑战》中，中美学者认为“石油见顶”与“全球气候变暖”两者同时到来所引发的“能源海啸”(energy tsunami)作为非传统的能源安全问题受到高度重视，正在推动各国向新能源系统的转变和过渡。给出可持续方案下2020年综合能源早期预警指数：
可以看出在可持续方案下，2020年的综合能源评估指数是2.57，预警等级为“需关注”。在能源的五个子系统中，电力部门的预警等级是安全，煤的预警等级是“安全”，石油，天然气的预警等级是“危险”，其他能源的预警等级都是“需关注”。
2010年2月2日是世界湿地日，湿地被称作“地球之贤”。今年世界湿地日的口号是“携手保护湿地，应对气候变化”。湿地是一个复杂的自然生态系统，保护过度与开发过度都不利于湿地的可持续发展。据湿地公约的定义，它指天然的、人工的、永久的或暂时的沼泽地、泥炭地和水泥地带，带有静止的或流动的淡水，半咸水及咸水水体，也包括水深不超过6m的海域。它仅占陆地面积的6％却占整个生态系统价值的45％：它可以提供淡水、补给地下水、维持工农业生产，防止盐水侵入；它可以滞留沉积物，净化水质、均化洪水，它可成为碳库、碳汇、碳源，以调节气候，提供很高的社会经济价值，全球40％以上的物种与它息息相关，超过10亿的人口直接靠它生存。中国湿地总量居世界第四，亚洲第一，但占国土面积比例较小，仅为3.77％，低于世界6％的平均水平，值得关注的是湿地与气候变化及减碳关系密切：如湿地特别是泥炭地在有效缓解温室效应、应对气候变化方面发挥着不可替代的功能。全球湿地储存的碳总量约为7700亿吨，占陆地生态系统碳储量的35％。在中国的若尔盖湿地储存的泥炭就高达19亿吨，平均每公顷碳储量约4130t。如果破坏1ha这样的湿地，将会C02排放最高可达约1.5万吨。在当前全球森林资源总是不足及减少，工业减排仍将持续面临较高难度的情况下，发挥湿地的间接固碳减排功能十分必要。如果从1970年第一个地球日算起，西方的现代环保已经历了40年，无论是建筑师还是规划师都该反思其中的疑难与困惑， “敬天惜物，乐道尚和”是中国式环保的核心理念，“顺应自然，天人合一”更该成为中国式绿色设计的天然模板。哥本哈根会议首次认可了湿地在全球气候变化中的作用，保护湿地可有效减少温室气体排放，促进生物碳汇并固定CO2。如果人为影响导致湿地退化，湿地将成为温室气体的净排放者。
科学设计范文3
语文《课程标准》明确指出：“要充分利用现实生活中的语文教育资源，优化语文学习环境，努力构建课内外联系、校内外沟通、学科间融合的语文教育体系。开展丰富多彩的语文实践活动，拓宽语文学习的内容、形式与渠道，使学生在广阔的空间里学语文、用语文，丰富知识，提高能力。”因此，作为语文教学内容重要之一的作业，不能局限于课内学习内容中，拘泥于课本知识中。小学语文课本的内容虽然丰富，但是知识毕竟有限。语文学习的天地很广阔。语文教学的触角要伸向小学生生活的每一个角落，让学生在熟悉的日常生活中汲取营养。
作业，作为教学工作的有机组成部分，随着课程改革的不断深入，其功能与价值越来越引起人们的关注与思考。作业，难道仅仅是为了了解与评价学生的学，反馈与调整教师的教？难道仅仅是为了让学生完成知识与能力的转化与迁移吗？我认为，从张扬学生个性的角度来审视，作业，有着其特殊的意义和价值。因此，我们必须把好编制作业这一关。
一、重视学生学习的主体性
学生之间是有差异的，有差异的学生做无差异的作业，势必会造成有的学生“吃不饱”，有的学生“吃不了”的现象。这样，学生的语文能力的发展就会受到遏制。承认并尊重这种差异性，是主体性学习的一个重要特点。因此，教师在布置作业时，一定要重视学生的个体差异，体现学生的主体地位，使作业有一定的层次性和发挥性，把做作业的主动权交给学生，便于学生选择练习的量度和难度。
在教学中，我经常把作业设计成三种类型，让学生根据自己的需要和能力去选择。如A题型灵活多样，偏重于理解、想象、运用；B题型再低一层次；而C题型多为比较简单的巩固性作业。这样的作业设计能满足不同层次学生的要求，能力强的可选择较难的做，能力弱的，可以做简单的。让学生根据自己的情况选择作业，就能使不同层次、不同水平的学生都能体会到成功的乐趣。
二、重视作业设计的实践性
多元智能理论中的智能概念不是指解答问题的能力，而是指解决问题的能力。它突出了人在实践中的能力。新《课程标准》指出：“语文是实践性很强的课程，应着重培养学生的语文实践能力。”因此，我努力挖掘教材的多元智能因素，设计多元的实践性作业，让学生在实践中运用新知识、新理念去解决各种实际问题。
1.说一说，增强表达能力
培养学生口语交际能力是适应时展的需要。言语交际能力唯有在交际实践中才能形成、提高。对于课文中出现的一些情节、情境等，可以在学生回答的基础上让学生展开想象，说一小段话。教学完《珍珠鸟》一文后，我给学生布置的作业是：“作者用他的关爱和尊重与小鸟的爸爸妈妈逐渐熟悉了，同时也赢得了小鸟的信赖，这是多么温馨的画面呀！但是，这些画面没有声音，你能结合课文内容展开想象给他们配解说词吗？要求：选择第一人称、第二人称、第三人称中任意一种人称来表述。”有的学生把自己当成小珍珠鸟，有的把自己当成作者，还有的把自己当成旁观者……他们紧密联系生活，说得绘声绘色。
2.画一画，再现情境
小学生直观形象思维能力较强，对色彩鲜艳的事物感兴趣。我让学生在理解课文内容的基础上，动手以直观、形象的画面再现原文或部分段落，从而强化了学生对语言文字的理解和感受。
（1）画方位图：弄清空间位置。如对于《开国大典》一文，学生往往弄不清前后左右的位置。在课前预习时，我让学生思考如果站在天安门上看广场，能看到什么、各在什么位置，然后画出简图。由于在课前形成了鲜明的表象，学生在学习课文时，对文中“北端”“南端”“东西两侧”等方位就比较清楚了。
（2）画简易工程图：展示工作场景。如教学《詹天佑》一文时，学生对于中部凿井法、人字形线路的理解有困难，我指导学生把文字变成画面，让画得好的展示到黑板上，并边画边讲解，突破了难点；然后通过实际操作，体会此线路的优点，从而更加深刻地体会到詹天佑的卓越才能。
（3）画游览图：对一些游记类文章，让学生画游览线路图，可以明晰思路、抓住特征。如学习了古诗《望天门山》后，可让学生根据诗文画一幅“游览长江图”，体会天门山夹江对峙、长江波澜壮阔的雄伟秀丽景象，从而提高学生对课文内容的理解力和概括力。
科学设计范文4
然而，作为一线教师，我们也清醒地看到，在实际工作中依然存在不少问题，有些问题甚至还很突出。通过一段时间的调查分析，主要表现在：
一、教学理念与实际脱离
要真正理解“以学定教”，就必须改变根深蒂固的“教”的统治地位。要突出“学”，为“学”而“教”，同时又要注意“教”的必要性、重要性，不是不“教”，是在学生需要时“教”。“教”不是弱化，而是要求更高。
二、仍有观望现象
学生、教师利用“活动单”的操作程序需要认真研究，并且在实践中不断完善充实，教学需要及时反思，教研气氛因每位的参与才丰富多彩。
三、应树立课改的主人意识，不是旁观者
学生的自学习惯、自学方法需要每位老师指导培养；新的教学方法需要每位老师研究探索；集体备课是依赖于每位老师参与达成的；“教师导学案”的预设是靠每位老师生成的。
调查中老师们也提出了诸如“活动单”不尽完善、教材课标需要挖掘、教研活动需要实在、时间不够充分、责任心需增强、课堂教学难以把握、学生习惯需要养成、学生作业量大、教学方法陈旧等问题。
近年来有关建构主义学习理论的研究已经使我们对学习过程有了更加本质的认识，对自主性在学习过程中的作用和价值也有了较充足的理论依据。“学生活动单”就是教师体现此种教育教学思想方法的载体，它不仅有着“导学”的作用，还有“导教”的功能。这样，“学生活动单”的作用不仅要成为沟通教与学之间相互作用的纽带，还承担着引导和培养学生自主学习能力的作用，也就是引导学生在学习过程中确立适当的学习目标、使用恰当的学习方法。为此，科学地设计“学生活动单”，显得极为重要，它怎样融入新课程理念，怎样与教材完美地结合，反映出基本知识、方法、思想的探究与学习，又怎样以丰富且有层次的问题、知识、方法、思想体系满足学生不同层次的需要，成为“学生活动单”要承载的主要内涵。
其实，设计活动单主要把握两个关键，一个关键就是研究课标，我们需要学生学什么，掌握什么；第二个关键也是最关键的，就是如何把需要学生掌握的设计成学生活动，让学生通过活动来达到我们所要达到的目的，然后，我们在这个指导思想的基础上，先个人研究课标，设计活动，设计活动结束以后，我们再把个人的活动单的方案拿出来，集体讨论，形成一个统一的活动单，然后，再把这个活动单再进行修改，最后定稿。具体要做到“一核”、“两有”和“三性”。
“一核”指以学生的“学”为核心，推进学生自主学习。
“两有”指教师设计活动单时要“心中有人，目中有纲”。“心中有人”指心中要有学生，要充分考虑学生认知水平，活动单如何引导学生学，如何做到因材施教；“目中有纲”指要以课标为纲，以教材为依据，要做到方针明白，重难点突出，方法适当。
“三性”指设计的活动单必需具有必然的试探性、科学性和从导性。试探性指活动单设计的问题是真问题，可以激发学生强烈的学习愿望，学生通过阅读教材，查阅材料、自主操作、合作交流等学习活动，可以真正处置的问题。科学性指活动单设计的问题要科学，既要符合学生的认知规律，有必然的条理和梯度，做到循序渐进，循循善诱，使学生认识到，要处理教师设计的问题不看书不可，光看书不看详细也不可，光看书不思考不可，思考不深不透也不可；又要适合学科性质和教学方针的要求。从导性指活动单的设计虽然强调凸显学生的主体地位，但并不是放任自流，而是在教师指导下的有效学习，使每一个学生体验到成功的喜悦，让每一个学生学有所得，最大限度地调动学生的学习积极性，提高学生学习的自信心。
随着“活动单导学”教学模式的不断推进，活动单已经深入我们课堂的骨髓中：课堂交流离不开活动单、课堂展示离不开活动单、课堂生成离不开活动单、课堂引导、点拨离不开活动单。所以要提醒我们教师的是，在使用“活动单”进行课堂教学时，要注意拓展学生的思维。
首先引导学生通过展开充分的思维来获取知识，要善于提供思维的杠杆，引导思维的方向，培养学生思维的深刻性和广阔性，显现学生思维过程中的困难、障碍、疑问和错误；其次寻找学生思维的闪光点及时给予鼓励和引导；最后课堂教学中除充分调动学生思维外，教师自己的思维也要得到充分展开，在教学过程中激活学生，提升自己，做到教学相长，使学生的思维由课内延伸到课外。
科学设计范文5
【关键词】 科学活动动态体验
当下“高效课堂”在中小学成为热议，各种课堂教学模式层出不穷，这对于提高教学质量、追求教学特色都是一种正能量。教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒与鼓舞。有效学习的科学一定要依托实实在在的活动，这种既动手又动脑的实验是实施有效教学的最好方法。美国教育家施瓦布认为：学生的学习过程和科学家的研究过程在本质上是一致的。因此，学生应该像科学家一样去发现问题、解决问题，在探究问题的过程中获取知识、发展技能、培养创新能力。教师应充分利用这一点，给学生创造更多的机会去探究。
一、趣味性活动引入，激发探究的欲望
课堂引入是课堂教学的基本环节。如何抓住学生的认知需求和规律，激发学生积极思考、质疑释疑、渴求探索交流的情感，突显学生在课堂教学中的主体性，有效帮助学生实现知识建构，这是从教学基本技能中提升的教学艺术。苏霍姆林斯基说：“千百次的观察使我们得出结论：在儿童感到惊奇、赞叹的时刻，好象有某种强有力的刺激在发生作用，唤醒着大脑，迫使它加强工作。”好的课堂引入就应该有着“唤醒”学生大脑的功效，集中表现为“唤起“进入，即唤起“注意”与“兴趣”，为进入学习提供良好的心理准备。众所周知，注意力越集中、注意度越高，学习的效率就越高，效果也越好。所以，教学一开始就要将学生的注意力引向特定的关注度，即引向学习主题，进而将学习引向深入，这里不妨举一个由活动引入课题的例子。
课题：《水的浮力》
引入片段：教师慢慢地将一个铁架台放到讲台上，铁架台上面挂着苹果和气球。
师：慢条斯理地指着苹果和气球，问学生：这是什么？
生：学生齐声回答：气球，苹果。
师：好，同学们注意了，现在我要将线剪断了，看看会有什么现象发生，（但并没有剪断），嘴里还在说注意啦、注意啦……我就要剪啦！
生：眼睛都死死地盯着气球和苹果，生怕错过了精彩地镜头。
（这时老师突然把线剪断了）
师：你们看到什么了？
生：苹果掉下去了，气球升上去了。
师：为什么会出现这种情况？
生：（都在积极思考）苹果受到重力，气球受到浮力，气球受到升力……
师：很好，重力知识我们已经学过，今天我们就来认识浮力。
师：你们知道物体为什么会受到浮力吗？（大多数学生都摇着摇，一脸茫然）
师：这节课我们就一起来研究浮力吧！
引入的亮点：
（1）教师的一系列行为动作引起了学生的强烈好奇心，如：“慢慢地放铁架台、慢条斯理地指着苹果和气球、注意啦，我就要剪啦……”，这些环节的设计都是为了引起学生的“注意”而故意卖关子，为接下去的授课做好铺垫。
（2）器材的选择很有视觉冲击力，以苹果和气球构成情景，可谓一箭双雕，当线剪断后，苹果落地而气球升上去，两者形成了鲜明的对比，很自然地引出课题，激发学生对新课题强烈欲望。
此活动环节运用实物演示导入，设计巧妙，教师一开始就抓住了学生的好奇心理，慢慢引导学生观察，提出新问题，有利于形成学生生动的表象，由形象思维过渡到抽象思维，从解决问题入手，自然地过渡到新课的学习。从情感角度产生了“一石激起千层浪”的效果，唤起学生的探究欲望，开启了意愿的闸门；从认知的角度为本堂课的思维活动提供了一个“支点”，运用学生原有的知识和能力撬动了《浮力》的未知领域。如果教师能为每一堂课都设计出这样精彩的引入，带领学生畅游在知识的海洋中，那么学生有什么理由不喜欢科学课呢？
二、动态活动设计，调动认知内驱力
我国学者钟启泉教授指出：“实验是在学习者的面前引起日常生活中不可能经历过的现象，摆脱认知矛盾状态求得解放的需求，就成了学习的动机。”课堂教学中动态的活动设计，就会引起认知心理上的不平衡，引起学生的有意注意，调动学生的认知内驱力，以促进学生积极、高效的认知建构。
在八年级（下）实验教学活动中，经常有一些和“绕线”有关的实验操作，完成这些操作要经历提出问题，作出猜想，设计并进行实验，观察实验，收集证据，得出结论，交流合作等探究环节。经历这些环节时，学生们不但感知了过程，认知了规律，还体会到快乐，激发了探究乐趣，更重要的是培养了学生动手实验能力和创新思维能力。
1、“绕’了吸一吸
在课堂上让学生现场绕线，探究电流的磁效应。如图1所示，在铅笔上用漆包线绕几圈，接通电源后学生们惊喜地发现，放有磁铁的小车有的被吸过来，有的小车竟然被推开。为什么会出现这种相反的情况呢？教师提醒学生自己去寻找答案，不同小组的学生把线圈认真观察研究，最终发现是绕线的方法不同所致。通过这样的活动安排，让学生既了解了电流的磁效应，又说明了磁极的性质和导线的绕法有关，也为安培定则的判定方法埋下伏笔。
2、 “绕’了转一转
（1） 探究直流电动机原理
用漆包线在火柴盒上绕约20圈，再将线框两端从中间各伸出2cm作为引线，然后将一根引线的油漆全部刮掉，另一根引线只刮去半圈，（这样做的目的是使线圈在转动的前半圈通电受力转动，后半圈断电不受力由于惯性而转动，和换向器的工作原理不同）然后将一块磁铁按图2所示固定好，一个直流电动机就做好了，接通电源后，电动机就转动起来。这样的设计让学生很容易理解电动机的原理是磁场对电流的作用。要改变转速只要改变电压大小和磁场强弱；要改变转向只要改变电流方向或磁场方向。通过这样一个“绕一绕”再“转一转”的操作，让学生真正理解了有关磁场对电流作用的一系列问题。
（2）绕制自发电手电筒
通过以上的探究活动理解了电磁感应原理后，又有学生绕制了一个如图3的自发电手电筒，只要使磁铁在线圈中做切割磁感线运动，用手晃动使滑棒在滑槽中左右运动，两只发光二极管就会轮流发光。通过这样的绕线体验，让学生明确了许多道理，如该装置的原理是电磁感应现象，生活中根据这一原理制成了发电机。
以上这些活动的特点都是牢牢结合课本内容，再做了一定深度地延伸和拓展，整个探究过程都是学生自己想，自己绕，自己发现，自己创造。在探究中操作，探究中思索，探究中创新，探究中快乐，使学生从动手活动中获得更加丰满的知识，并体验到实验的快乐。这种以学生为主体的探究活动在构建知识，形成科学概念，领悟科学研究方法等方面都起到了至关重要的作用，体现了新课标提出的“科学学习应以探究为核心”的新理念。
三、巧设家庭实验，实现课堂有效延伸
以学生动手实验为基础，突出在实验探究教学中培养学生的发散思维，摆脱纸上实验的现状，让学生亲自动手实验并真正理解和掌握，这样对于考试中新情境、开放性的实验问题，也能尝试改进和完善实验方案，逐步养成发现问题、提出问题并解决问题的探究能力。
（一）家庭实验，有效弥补课堂的缺憾
在“杠杆”这节课的设计中，我的设计主线是先理清概念，再巩固练习，最后让学生讨论小结。这节课上好后，自己感觉能做到重点突出，难点突破，但是从批改学生的作业中发现了很多的问题。比如学生能准确无误的说出力臂的概念，即力臂是从支点到力的作用线的距离，但是为什么遇到作图题就束手无策，不是支点移位或支点的误判，就是动力和阻力的错位，有的学生作图题要订正几次才正确。这就从一个侧面反映出这堂课的教学没有促进学生的概念转变，学生的思维还停留在概念的表层，没有生成相关的知识。为了弥补这堂课的缺陷，我给学生布置了家庭小实验--杆秤的制作，如图4所示，让学生在家完成，然后在课堂上汇报自己的实验感受。
学生制作杆秤的流程如下：（1）了解杆秤的构造和刻度原理；（2） 选取细竹子或筷子一根，用刀及砂纸打磨光滑；（3） 把冰淇淋的圆形盖子（或者用果冻盒子）制成秤盘，用光滑的细绳在圆盘四周绑好吊起；（4） 在打磨好的秤杆的一端钻上一个洞，把圆盘挂上；（5） 用一颗5克左右的螺母绑上绳子制成秤砣；（6） 把秤杆、圆盘、螺母挂好，找出整个系统的重心，在重心上钻上小洞，挂上绳子作为提纽；（7） 不放物体使杆秤平衡，找出零刻度线的位置并做好记号；（8） 放上20克的物体，找出平衡时秤砣的位置，此处即为20克物体的位置；（9） 在零刻度线到20克位置之间平均画上20个刻度，每一刻度即为1克。
现在的学生可能都没有机会看到杆秤，即使见过也不太真正了解杆秤的原理。而老师布置制作杆秤的家庭小实验，放手让学生去寻找合适的材料，自己设计，自己修改，大大提高了学生的动手、动脑能力，促进学生积极的反思，巩固和加深对杠杆知识的理解，让学生实实在在地体会“在做中学”的乐趣，真正做到让学科知识转化为学生可学的形式，立足学生立场实施知识转化，让科学和生活紧密地联系在一起。
（二）家庭实验，让学生体验科学家的探索过程
科学课的魅力在于有许多知识都来源于真实的生活，教师有意识地把学生引向各种实践活动，在开放的情境中引导学生去探索、实践和体验，通过联系生活实际，寻求教学的生活意义，有利于发挥学生的学习主动性，将学生认识到的科学知识及科学研究方法与实际结合起来，使学生体会到科学在生活中的实际应用，不仅可以增强学生学生学习科学的乐趣，而且还能培养学生良好的思维习惯和探究能力。
在“电流的测量”一课结尾的阅读材料中，讲到许多种类的电池，当我讲到水果电池的时候，学生都瞪大了眼睛说：怎么会这么神奇呢？我也要试试看。看到学生对水果电池这么感兴趣，我就介绍了一些水果电池的制作方法供学生参考，并提醒学生，如果你在家里制作电池的过程中遇到了一些问题，就要自己去查阅相关资料，慢慢地尝试自己设计实验、自己探究，并把你的探究过程详细地写下来。接下来的几天，我陆续收到了学生的实验报告，电池的种类也很多，有苹果电池、柠檬电池、橙子电池、土豆电池、西红柿电池等，其中用到的电极有铜片、铝片、铁片，甚至还有从废旧电池上拆下来的锌皮和碳棒等，看来学生为了制作水果电池花了许多心思和时间。
最终通过学生自己的努力，班里90%的学生都制作出了能发光的水果电池，对于学生来说，通过自己努力获得的成功和喜悦，比老师在课堂上演示的效果好一百倍，成功对于每一个人来讲，都将会有很好的激励作用。对于没有做成功的同学，他们也会认真分析，主动找老师探讨存在的问题，努力寻找失败的原因，从而树立起学习科学的自信心，这也是一种科学的探索精神，学生的学习永远需要探索精神来支撑。
课程标准指出：“科学以多样统一的自然界为研究对象的探究活动。”，要让学生在学习科学知识的同时经历科学探究的过程。因此，从科学学科的本质出发，依托有效的活动设计，以简单体验的形式达到高效的收获，这是我们为追求有效教学而倡导的动态课堂，“动态”是科学课教学之灵魂，“有效”是课堂之永恒追求，让我们一起在活动中思索、在活动中追寻。
参考文献：
[1]赵宏斌. 物理高效课堂教学模式初探[J]. 中学物理，2012，04（67）：50-55 .
科学设计范文6
实验设计时要充分考虑学生主体地位和认知特点，在探究过程中使学生能够通过自己的亲身体验，获得正确的实验结论，从而达到认识自然现象、感知科学魅力的目的。低年级的学生由于年龄特点，注意力分散，感知外部世界往往从自身兴趣出发，很难与实验目的相符合。所以在设计实验时要采取机动多变的方式，充分调动感官，有意识地引导直接观察。如:冀教版科学《根与茎》的实验设计，教师可通过提供具有代表性的实验材料──植物的根和茎，让学生观察、比较，最终归纳总结出植物的根、茎的相关特点。教师针对中高年级学生设计实验时，要根据其已经具备了动手实验的能力，以一种引导激励的方式让学生自主参与、动手动脑，通过相互合作，设计实验，验证猜想。如设计《认识浮力》的实验时，通过小组合作，亲自动手将各种不同类型的实验材料放入水中观察现象，亲身体验，直观感受，从而得出结论。之后拓展启发学生思考如何利用手中条件，改变物体在水中的沉浮。这样设计满足了学生强烈的求知欲，可达到事半功倍的效果。
二、激发探究兴趣，巧妙设计实验
兴趣是开启智慧的钥匙，小学生好奇心特别强，极易对陌生的领域产生兴趣。虽然小学生的知识单一、经验欠缺，对一些事物和现象没有具体的感知，但却有着强烈的求知欲望。作为小学科学教师要充分利用这点，精心做好准备，巧妙设计实验，激发学生的实验兴趣。创设探究情境要根据小学生的身心特点和认知规律，帮助他们建立一个有利于探究学习的环境和局面，使他们在良好的认知心理作用下产生对科学探究的需要，激发起实验探究的热情，调动起参与实验的兴趣。如在设计《空气占据空间》实验时，把一团纸巾塞到玻璃杯底，然后将杯子竖直倒扣入水中。让学生猜想，纸巾会被水浸湿吗?试着说出其中的缘由!这样的情境创设早已激起了学生的学习兴趣，而问题的提出立刻会使学生产生探究的欲望。
三、培养操作习惯，规范设计实验
科学是以实验为基础的学科。实验教学特别注重细节规范和操作习惯的养成，大多数科学实验的失败都是由于忽视细节导致的。所以在设计实验时，一定要把握相关实验中的规范和操作规程，从细微处入手，培养学生仔细认真的习惯。每个实验用具，都有一定的操作规范。这些规范有时确实看似“浪费”时间，对实验结果也无重大影响，但是在实际操作中却起到了非常关键的作用。例如，用温度计在测量温度变化时，教师时刻提醒学生温度计的玻璃泡不能碰到烧杯壁，读数时视线要与液柱顶端持平。而学生由于手持温度计的时间长了，手发酸，本来看又不方便，就把温度计斜靠在了烧杯里，把两只手彻底解放了出来，从而造成了读数不准。所以在实验设计时，一定要严格规范，有序示范，让学生看在眼里，学在心里，养成良好的实验习惯。
四、优化常态教学，创新设计实验
培养学生的创新精神和和实践能力是当前基础教育课程改革的目标之一，就科学课程而言，重视实验教学，充分挖掘探究实验的“创新点”，并加以精心设计是落实这一目标的有效方法。所谓“创新点”是指那些蕴涵在探究实验中，能够引发学生进行多角度全方位的思考从而得出新知识和新方法的潜在因素。首先更新实验设计的思路。设计实验时不能局限于课上，也可以在课下;可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，利用学生身边的物品做实验。如探究溶解实验中，可以让学生自己从家里带来一些食盐、食用油、白糖，再利用教室里现有粉笔和实验室准备好的酒精。这些器材学生更熟悉，更有利于使学生明白科学就在身边，科学与生活联系非常紧密。而且通过课本上微型实验的探究，启发学生的创新能力，调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。其次改变实验教学的陈旧理念，注重引导学生观察实验的方法。在相关的实验设计中要充分利用自然环境，开展环境考察和课外科学实验研究活动。农村有得天独厚的自然环境，为带领学生走出教室到大自然中去进行考察活动提供了良好的场所。教师要注意充分利用这一有利条件，带领学生到大自然这个“大课堂”去上课，科学课中凡是适合在当地自然环境中教学的内容，如水域的污染和保护、植物与环境、能源矿产、岩石、土壤等等，尽可能让学生进行实地考察，直接与大自然接触，并注意把爱科学的思想教育和改变当地自然面貌结合起来，把科学课的教学和课外自然研究活动结合起来，从而使科学课取得了综合的教学效益。最后设计实验时要充分考虑实验评价，从而形成再创新能力，为制订下一个目标做好准备，这个环节是必不可少的。新的评价观点应该重视学生在实验中解决问题的能力，在实际操作时就应该努力避免死板、缺乏创造力的观点，这也是我们努力的方向之一。
