小学科学教学设计与案例分析(修订稿)第一部分教学设计概述学习目标序号学习目标针对问题1 掌握教学设计的要点和方法怎样备课？2 进一步提炼写好教学设计的经验怎样备好课？3 小学科学教学设计案例分析怎样写好小学科学教学设计第二部分教学设计内容问题情境：教师的教学重头戏是备课和上课，上课是否精彩，关键在于备课。
备课是上课的基础，没有备课的坚实，就没有上课的“精彩”。
教师每天都要备课，备课是教师的日常工作之一，备课即设计教学方案，教学设计是真正的上课蓝图。
如何设计教学方案呢？每位教师都有自己备课的方式和经验，山区小学科学教师的现状，多系转岗而来，科学课在很多基层学校，还未上升到小学核心课程的地步，科学老师处于单打独头的势头。
很多教师也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有什么问题，科学备课的思路和步骤有哪些？如何设计和优化？以及需要使用的多媒体素材，还有哪些方面能够进一步提升等。
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，反思自己在各个方面做到了什么水准，今后应在哪些方面提升？3、掌握课堂观察的要点，学会观察与分析其他科学教师的教学。
4、利用现代教育资源，资源共享，共同提升。
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实行的决策，是真正的上课蓝图。
教学设计的思考过程一般包括七个部分：分析教材→分析学生→确定目标→确定重点和难点→设计过程→选择教学策略与资源（实验资源、实践和活动资源）→设计教学评价等（一）准确地理解教材准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，划出概念图或思维框图；高级水平：能够整体把握教材，高屋建瓴，能够对一个学年、一个学期或者一个单元的科学知识实行分析、归纳、拓展和概括，包括能够分析知识（水平）发展的纵横向联系，把具体知识（水平）放在一个知识（水平）框架中解读，挖掘知识（水平）的教育价值。
1、能够分析教材所涉及到的基本事实，画出概念图或思维框图。
如六年级下册《物质的变化》教学设计：本单元主要研究物质的化学变化，从化学变化伴随的现象中，需要找出化学变化的本质：产生了新物质。
物质的化学变化产生了哪些新物质，怎样判断产生了新物质，这就需要学生学会寻找充足多的证据，作为判断产生了新物质的依据。
概念的关系图能够表示如下：核心概念具体概念举例伴随的现象变化类型第一课只要表现生活中物质变化的实例。
从这些变化的实例中比较出两类不同的变化，一类是只改变物质的状态、形状、大小等、另一类是产生新的物质。
第二课通过两个实验，引导学生详细的观察没有变化的沙豆混合和产生了新物质的白糖加热，分辨物质变化过程中的“变”与“不变”。
分辨物理变化和化学变化的主要特征。
第三—六课具体介绍一些化学变化的类型以及这些化学变化所伴随的现象。
学生通过观察现象、作出假设、寻找依据、得出结论的过程，研究各种化学变化变化，总结化学变化的主要特征：产生新的物质。
第七—八课通过研究化学变化速度的控制，介绍化学变化在生活中的应用，让学生懂得化学变化与生产生活之间的联系。
最后协助学生总结本单元的主要内容。
从学生理解发展的角度。
我们并不要求学生掌握化学变化的类型和化学变化生成的具体新物质，这对学生来说为时尚早，他们将在中学时继续学习。
我们要求的是。
学生能够从种种变化的现象出发，推断物质的变化是否茶产生了新物质，然后寻找各种证据验证自己的假设，从而达到提升科学探究水平的目的。
课程资源一：1.在教学《白醋与小苏打的变化》一课时，能够插入印度尼西亚《猎人与狗》的故事，二氧化碳是人呼出的气体，不供给呼吸。
此外二氧化碳气体比空气重，在人迹罕至的山洞里，聚集着大量的二氧化碳气体，猎人与狗进入后会窒息而死亡。
北方的地窖，冬天储存大白菜时，要实行灯火试验，如果火焰熄灭，则应该吹入新鲜的空气。
2.《三国演义》有一则故事：诸葛亮死后，魏国兵士要去荡平诸葛亮的坟墓，到了坟墓前，却不约而同的在诸葛亮的坟墓前跪了下去。
这是为什么呢？（磁铁吸铁的性质）。
3.《心算家与心理学家的故事》：两个人打赌：心理学家出题：一列旅客列车出行，经过了多少个火车站，每个车站上下车多少人？火车上还有多少人？就哪个问题来说[求的是人数多少(心算家)或者车站数目的多少？（心理学家）]才是心理学家所要求的呢？他们演绎着心理学家和心算家不一样的智慧。
不能急于求成。
2、整体把握教材如小学阶段关于水的内容很多，整体上是从多角度理解水。
相关水的事实能够归纳如下：教师在教学设计时既要有整体观点，又要把握不同角度理解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（水平）发展的纵横向联系，把具体知识（水平）放在一个知识（水平）框架中解读，挖掘出知识（水平）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。
教师能够提供素材让学生比较哺乳动物眼睛的位置【例如猫和兔子（猫眼睛大、位置高，目光犀利；兔子眼睛很小，位置低，目光柔和）、马和老虎（马的牙齿很平，老虎的牙齿非常犀利）等】使学生发现哺乳动物的食性不同，眼睛的位置也不同，还能够进一步观察发现不同食性的动物，牙齿的构造也不同，从而让学生建立起“植食动物”与“肉食动物”的概念。
再如北极熊的体型与地理环境的关系（体型庞大，全身长毛，裸露面积小，因而耐寒）等。
进一步能够把研究的范围扩大到其他种类的动物，如鸟类，鸟类吃的食物不同，鸟的喙也不同，还能够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合关系”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”。
以上过程被美国生理学家，教育家奥苏伯尔称为“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，能够应用核心概念，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理解。
如分析一些动物适合环境的本领；还能够扩展到分析植物，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，例如能够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之形状是大不相同的,……像这样，使学生使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”。
这样小学科学中很多生物学知识之间的联系就被表现出来，学生学会有联系地看待问题，这是培养学生的学习水平和抽象思维的有效途径，也是培养学生的科学素质和创新思维的重要途径。
（引用课程资源：《小学科学教学设计》①）例2．整体把握教材：包括能够分析水平发展的纵横向联系，把具体技能放在一个水平框架中解读，挖掘探究水平的教育价值。
例如，小学阶段有很多素材能够培养学生的比较、分类水平，教师应整体把握这些素材。
启蒙阶段能够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，能够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。
应用阶段能够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，例如开始能够根据物体可观察的特征如，某种晶体在水中是否溶解、是否沉淀与上浮起来，等特征分类；进一步能够用物体可测量的特征如是否导电把物体分为电的良导体和不良导体，或者根据物体的导热性实行分类等等。
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、水分等条件相关，在设计探究影响铁生锈的两大因素试验时，用三个盘子，即空盘子，菜油盘子和水盘子，分别放入三颗钉子，放置一个星期，每天观察记录盘子中铁钉的变化状况，水盘子铁钉第二天开始生锈了，空盘子一周后，有一些地方开始生锈了，油盘子没有生锈。
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、溶剂的量要相同，温度相同、搅拌水准相同，才能够比较不同物质在水中溶解的难易情况。
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，阻力与阻力点与支点距离的关系（重力Ｘ重力作用点＝阻力Ｘ阻力作用点）…….变量的识别和控制要始终贯穿于整个自然科学学习的全过程，在小学阶段教师就应整体把握教材，高屋建瓴，逐步渗透一些变量识别和控制的思想引用课程资源：（引用课程资源：《小学科学教学设计》②）。
（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、生活经验和理解方法起着重要的作用，学生经常按照原有的知识、经验和理解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。
所以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。
如果注重学生的表现，就能够发现，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，即使探究活动实行得非常非常活跃、很有兴趣，表面上，课堂的互动显得比较有生气，但是学生在做的过程中，并没有使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有着一个比较大的“台阶”，即理解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。
绝大部分学生开始学习时是不能迈过这个台阶的。
能够这样看待问题的学生是具有初步抽象思维水平的学生，而五年级的学生中仍然有相当绝大部分的学生，还没有形成抽象思维水平。
他们不能把知识有机的联系起来，不能提升和归纳，这需要教师有意观察和培养。
如果教师在课堂上注重学生的学习过程，就会发现这个问题，给学生搭设“脚手架”协助学生完成从形象思维到抽象思维的过渡，并在今后的备课中把这个点加上。
教师要注重学习过程的管理和课堂上老师与学生的互动，而不能仅仅注重表面现象和结果。
由此看来，过程的管理和互动比较重要。
过程的管理比简单的知道结果重要得多，小学科学课程的学习，我们老师应该重过程的管理而非重结果。
（引用课程资源：《小学科学教学设计》③）（三）科学地确定教学内容，在科学教学中培养学生的探究精神1、科学探究的基本过程科学探究过程属于小学生学习的核心内容，即过程和方法板块：科学探究的过程应包括如下几方面内容：（1）、理解什么是科学探究？科学探究涉及的问题提出和解答问题，并能实行比较，不同问题其探究方法不尽相同，研究问题的重要途径、质疑问题。