讓學生在探究中體會創新
——以“蒼耳的啟示”教學為例

文 | 賈丹

《小學科學課程標準》在培養學生探究興趣方面提出3～4年級學生能在好奇心的驅使下，表現出對現象和事件發生的條件、過程、原因等方面的探究興趣；在追求創新方面3～4年級學生可以樂于嘗試運用多種材料、多種思路、多樣方法完成科學探究，體會創新樂趣。

設計思路

學生在三年級開始接觸科學課程的學習，非常喜愛科學課，樂于參加動手探究活動，但是學生并不知道合理利用一些方法進行觀察、探究活動。基于《小學科學課程標準》和我校學生特點，我對首都師范大學版《科學》第二冊第四單元《植物怎樣傳播種子》設計出“蒼耳的啟示”一課。

本節課是《植物怎樣傳播種子》的第二課時，在第一課時學生已經認識到了植物傳播種子的主要方式有靠風傳播、靠動物傳播、靠水傳播以及靠自身彈射傳播。認識到種子的傳播方式與其自身的結構特點和所處環境有關。本節課學生通過學習鞏固第一課時的知識，能夠利用對蒼耳結構特點的認識，初步嘗試設計解決生活中的實際問題，體驗科學家探究的過程，并簡單模擬仿生學的研究過程。

案例描述

（一）教學目標 掌握蒼耳結構特點，能夠利用對蒼耳結構特點的認識，嘗試設計解決生活中的實際問題，培養學生的科學探究精神和知行合一的科學態度。重點與難點，能夠利用對蒼耳結構特點的認識，嘗試設計解決生活中的實際問題。

（二）教學準備 課件、蒼耳、放大鏡、尺子、紗布塊、橡膠塊、皮毛、塑料、鞋帶、記錄單等材料

（三）、教學過程

拋出話題，明確研究對象并提出問題（預計3分鐘）

1．課件展示蒼耳植株，師導入：“這是田野里常見的綠色開花植物——蒼耳，請大家仔細觀察圖片，你都看到了它的哪些部分？”（設計意圖：利用所學明確蒼耳是植物的果實）

關于種子，教師可以出示提前縱切好的蒼耳果實，展示里面的種子，引導學生觀察：“你找到蒼耳的種子了嗎？種子有什么用？”（設計意圖：引導學生明確蒼耳的種子藏在果實里，并聯系已有經驗明確種子的繁殖作用）

2．提出問題：“你認為蒼耳是怎樣把種子傳播到遠方去的？”預測學生能夠利用《植物怎樣傳播種子》一課的學習，絕大部分同學都能推測出“蒼耳能夠借助動物幫忙傳播種子”的結論。

引導學生借助感官和工具觀察蒼耳，尋找證據支撐自己的觀點（18分鐘）

1．師談話：“你們怎么就能肯定你的觀點是正確的？我不太相信，請你拿出證據來說服我。”預測學生會聯系生活經驗，說蒼耳的身上有刺。

2．“真的有刺嗎？這個證據你是怎么獲得的？”（設計意圖：引導學生思考信息、證據的獲取方式、方法）預測有的學生會說曾經在生活中或書上看過蒼耳。“你獲取證據的方法是‘看’。”（板書：觀察方法“用眼睛看”）

4．教師要緊接著追問：“當用眼睛看蒼耳時，你獲得了哪些信息？”預測學生會提到蒼耳有刺。“蒼耳的哪有刺？什么樣的刺？你還需要再仔細看看嘛。”

5．學生帶著問題觀察蒼耳。此時，教師發給學生蒼耳，并明確要求就用眼睛仔細看10秒鐘。然后問“誰給大家說說，通過用眼睛仔細觀察，蒼耳真的有刺嗎？哪有刺？有什么樣的刺？”預測學生會肯定看到蒼耳的表面布滿帶倒鉤的小刺。如果有的學生沒有看到刺上的小倒鉤，教師可啟發學生思考：“會有部分同學像我一樣視力不太好，你們有沒有辦法讓我們看到那些帶倒鉤的小刺？”預測學生會想到使用放大鏡。（板書：借助工具）

6．引導學生借助更多的感官觀察蒼耳，獲得信息。“除了看，你還有更多的獲取信息的方法嗎？”（設計意圖：啟發學生想到借助更多感官觀察物體）預測學生會想到用手摸，用鼻子聞，用舌頭嘗等方法。學生用手摸，會感到它扎手，蒼耳很輕；學生看到蒼耳的表面布滿有倒鉤的刺，推測可以借助動物幫忙傳播種子；通過比較讓學生意識到小、輕也是蒼耳能夠借助動物幫忙傳播種子的特點。

7．小結，“借助感官和工具觀察蒼耳，你獲取到了哪些能夠說服我支持你觀點的證據？”預測學生會想到因為蒼耳的體積小、重量輕、全身布滿帶倒鉤的小刺，所以說蒼耳是借助動物幫忙傳播種子的。（在觀察信息上面板書“證據”兩個字）

引導學生通過模擬實驗證實自己的觀點（預計9分鐘）

1．“動物是怎樣幫助蒼耳傳播種子的？你能再現動物幫助蒼耳傳播種子的過程嗎？你需要什么？”

2．明確模擬實驗方法。教師播放演示實驗的視頻，實驗要求：請像我一樣運用不同的物品輕輕地碰觸尺子一端的蒼耳，把蒼耳攜帶到尺子的另一端后取下，記錄觀察到的現象，然后再用其他物品重復剛才的實驗。學生分組實驗并記錄，教師巡視。

3．組織學生交流匯報。通過實驗你發現了什么？預測學生會想到動物的皮毛和人的某些衣物能夠幫助蒼耳傳播種子，但并不是所有物品都能幫助蒼耳傳播種子。

4．小結：像我們剛才那樣模擬自然界的動物和人接觸蒼耳的過程，就是通過模擬實驗的方法來尋找證據，請大家想一想，通過剛才的觀察、實驗，你獲得了哪些能夠支持你觀點的證據？學生嘗試陳述支持自己觀點的證據。（設計意圖：引導學生歸納概括蒼耳能夠借助動物傳播種子的特點）

利用所學解決問題（預計10分鐘）

1．教師：“通過今天對蒼耳的研究，大家能夠受到一些啟發來解決我們生活中遇到的問題嗎？我發現值周生和隊干部的袖章特別容易丟，你能通過今天的學習，模仿蒼耳的特點設計一種新袖章，讓它能牢牢地粘在衣服上嗎？請各組先討論一下這種新袖章得設計成什么樣子？”學生以組為單位研討解決方案，教師巡視，并參與其中。

2．組織學生交流匯報新袖章的設計方案。教師：“你們是怎樣設計的？為什么這么設計？你受到了蒼耳的哪些啟發？”學生代表匯報，其他人補充。教師：“其他小組對他們的設計有哪些疑惑嗎？還有更好的建議嗎？”（設計意圖：引導學生相互質疑、補充、完善解決方案）

3．根據他人意見，再次修改完善方案。教師：“請各組根據大家的建議，回去修改完善自己的解決方案。”

布置作業（1分鐘）

請各組根據自己的設計，利用課余時間嘗試制作新袖章，下節課我們進行展示。

教學反思

本課的教學設計主要有兩大環節，在執教本課前我對本課的第二環節的完成程度沒有自信，擔心學生在自主設計方案環節不能提出合理性的設計方案。在本課的實際教學中，我發現學生通過第一環節的學習，可以非常清楚地認識到蒼耳的結構特點，可以提出合理的方案。

瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉爾根據蒼耳、牛蒡等刺果的特點，發明了既容易系上又容易解開的尼龍搭扣，在教學過程中我并沒有給出尼龍搭扣的實物，同時也沒有介紹喬治發明尼龍搭扣的過程。但有些學生想到了可以利用尼龍搭扣來解決問題，而很多學生卻提出了更多的其他設計，雖然這些設計有很多不盡人意的方面，但是我認為更好地調動學生進行發散性思維，親身經歷發明家的發明過程，體驗仿生學的研究過程，這些更為重要而有意義。