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【案例背景】
研究性学习和学科教学在我国基础教育课程体系中是两个相互补充、相互促进的板块。学科教学中所传授的知识和形成的学习能力是学生开展研究性学习的必不可少的基础，学科教学中的许多内容可以在研究性学习中拓展和延伸，而科学教学特定的探究性，使之与研究性学习结合开展的可能性大大增加。
探究内容课题的设计首先要关注一些真正来自儿童和属于儿童的问题，并在日常课程设计时根据学生的兴趣爱好作出适当的调整。《小水轮转了》是原来苏科版小学自然教材第四册“利用自然”单元的教学内容。教材要求学生动手制作简易的小水轮，并通过实验引导学生认识水流量的大小、水位的高低直接影响小水轮转动的快慢。
针对新课标的要求从三年级开设科学课、综合实践活动课的实际情况及中年级学生的特点，可以在此基础上重组教材，作为综合实践活动课中的研究性学习内容进行教学：提供现成的小水轮，避免制作原因对水轮转动的影响，这样引导学生探究问题的口子小了，单纯让学生从玩水轮中发现问题、研究问题，发现使小水轮转得快慢的方法，让小学生从玩中了解探究，从玩中学会探究。因此把探究课题重新确立为《怎样使小水轮转得更快》，希望通过学生玩小水轮，了解小水轮转得快的方法和奥秘，使学生初步认识水流有力量；激发学生探究的兴趣，培养学生的探究能力；初步接触科学探究中的对比实验，培养学生实验能力、比较能力和动手能力，培养学生的创新精神。教学重点是探究使小水轮转得快、慢的因素；难点是通过实验探究不断发现影响小水轮转得快慢的因素，从而掌握让小水轮转得更快的方法。
【第一次授课】
《怎样使小水轮转得更快》第一次授课地点：校内，教研课。对象：三年级学生。
在实际教学中，我直接导入：你有些什么玩具？你最喜欢什么？平时自己做过玩具吗？
通过学生的回应，切入主题开始探究：今天老师和大家一起做个简单的玩具，比比谁玩得棒，好不好？
首先指导学生组装小水轮。请每一组学生先讨论一下怎样组装，然后按照讨论的进行安装，看哪组完成得又快质量又好。在学生进行分组组装时，教师巡视并进行指导和帮助。课前预设时，我期望通过组装环节激发学生的想象力，实际教学中学生确实兴趣高昂，但是做完后开始玩小水轮，学生表现一度比较散漫。
接着引导学生进入第二个探究环节：让你玩这个轮子，你打算怎样玩？由于学生前期已经玩过，这时已不太感兴趣了。因此教学中匆匆带过，直接指导学生发现影响小水轮转动快慢的因素。由于在教学中刻意追求对比实验的条件比较，没有切合三年级的学生实际，结果教学气氛越来越沉闷，学生原先的学习兴趣转眼烟消云散。尽管课堂探究最终得出了结论，但是，和课前的预设结果全然不同。
【第一次授课教学反思和组内教师研讨】
授课教师的反思
首先对学生了解不够。三年级的学生已经在生活中玩过风车，对风的力量大小有较为明确的概念，对水流的力量，只是在玩的过程中感觉过，但没有明确的概念。要解决本课重难点，需要严谨地对比实验操作验证。而中年级儿童仍然比较好动，缺乏自制力，其年龄段的思维特点局限于以直观形象思维为主。新课标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。更注重让学生如何去探求知识，对已发现的问题自己去寻求解决的方法。因此，本课的探究活动要淡化对比实验的操作要求，采用适合低年级儿童的玩水轮的方式，在玩中发现问题，进而探究。其次注重对比实验，反而使学生产生了畏惧感。
组内教师的讨论分析
教学内容定位科学，切合学生年龄特点，教学思路明确，环节清晰，但是，上课教师教学时间把握不够合理，对学生了解不够。其一，尽管教学方法定位在玩中学，但是实际教学中还是认为三年级的学生要比二年级的强，建议还是用针对低年级教学的游戏探究为主；其二，学生兴趣是整个探究的开始，不能让学生兴趣逐渐减弱，建议开始导入的地方予以考虑取消组装小水轮；其三，探究水流的力量大小的实验器材比较理想，看得出花了不少工夫，但是要让学生切实在玩中自己发现问题，并进行深层探究，不能老是提出问题进行探究；其四，教师的课前预设比较理想化。以上问题的原因可以归纳为：以为学生的兴趣是教师可以掌控的，这违背了新课标以学生为主体、教师为主导的精神。设计时要真正以学生感兴趣的问题入手，并予以有效引导，在重难点问题上教学时间要分配到位，达到在主体探究时让学生深层探究的目的。
经过探讨，本课的设计思路稍作调整：玩中确立探究方向，明确探究问题——大胆猜想，亲历探究过程——表达交流探究过程和结果——拓展引申探究内容。整堂课要真正通过玩水轮、发现汇报、再玩的顺序进行验证，引导学生进行自我探究。主要通过分层教学来处理学生探究过程中的差异，做到让每个孩子在原来的基础上有发展、有进步。教学重点是探究使小水轮转得快、慢的因素。难点是通过实验不断发现小水轮这些因素，从而掌握让小水轮转得更快的方法。设想通过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。尝试让学生用自己的语言表达影响小水轮转动快的几个因素：水位高、流量大、水冲在叶片上的位置。此外，由于是开放的课堂，还要注意学生情感、态度、价值观的培养，关注学生的合作、交流和评价。
【第二次授课】
《怎样使小水轮转得更快》第二次授课地点：金阊区实验小学，市级研讨课。对象：三年级学生。
（一）激趣定向，初步探究，确立探究目标内容
布鲁纳说：学习的最好刺激是兴趣。小学生的好奇心较重，但这种好奇心有时只停留在好玩、新奇的水平上，在探究过程中教师的任务就是要促使学生把好奇心“发展为科学的求知欲”。欲望越强，学生就越投入，就越有动力，为顺利完成科学探究奠定良好开端。教学伊始，让学生观察实验桌上的器材，一是想让学生对要用的器材大概有个了解；二是想借助对叶轮的陌生现状让学生会用已有的知识储备进行创造性认识，使学生在一个新的探究情境中，用自己已有的知识和经验获得新的理解。可以使教学活动从学生的需要中走出来，使教学内容成为学生不断发展的有机组成部分。教学实况如下——
师：我们桌上有很多器材，你认识它们吗？
生：一根铁丝，一杯水，一个塑料水槽。
生：老师我不认识这个东西。（学生举起叶轮）
师：有谁帮忙吗？
生：风车。
师：什么情况下可以称风车？你能利用桌上的器材试一试吗？
生：我把铁丝穿进中间的小孔，用嘴吹气，风车转了。
师：你真棒！掌声鼓励。这是个叶轮，轮子上长着六片叶片。这个小朋友经过再创造，就成了风车了。你还能用什么办法使它转起来？给它取个什么名字？
生：我用手一拨轮子，它就会转起来，我就叫它……
师：真会动脑筋，就叫它小手轮，好吗？
生：用沙浇轮子，轮子也会转起来，就叫小沙轮。水一浇轮子就会转起来，就叫它小水轮。
师：对不起，沙子老师没想到，老师准备的有水。大家想让小水轮转起来吗？这节课我们就来玩小水轮。
学生对叶轮是不熟悉的，但是生活中最熟悉的事物给予学生想象的空间，教师就学生回答的“风车”顺理成章引导学生，让学生对叶轮进行再创造。再创后的叶轮各式各样，激起学生的探究兴趣，使他们心情放松、思维活跃，引发学生的内在需要。学生天生的好奇心被激发，探究的欲望引发学生创造与本课相关的探究主题“小水轮”，明确探究目标就是小水轮。并在玩水轮中提出对小水轮转动的疑惑。
学生自己猜想，能够培养学生的想象力。了解学生现有的知识经验，是教师“导”的基础。不评价学生提出的猜想正确与否，允许多种意见存在，实际教学中学生的回答比较零乱，原因归纳得也不全面。但教师不能干预，要充分信任学生，为后面的探究活动、检验学生自己的猜想打下基础。于是水到渠成地确立了学生下一步的探究方向与内容，让他们带着兴趣投入到探究新知的情境中去。教学安排设计符合新课标提出的“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上”这一基本理念。
（二）游戏实验，验证猜想内容，深层探究，力求再发现
科学学习、以探究为核心的探究活动是联结知识与能力、方法与过程、情感与态度的重要载体。进行探究活动的基点在问题，问题的发现、解决能推动探究活动走向深入。新问题的发现，可以使学生获得更多信息，促使学生思考新的解决方案，使学生拥有新的体验，拥有再一次发展的机会。正像科学课堂时下流行“一英寸宽，一英里深”说法概括的那样，在此时展开深层探究活动，对探究内容进行“深挖掘”是很有益的。
如何让学生自主进行深层科学探究呢？关键在于教师是否提供学生充分的时间和空间及有结构的探究材料，让学生自由支配材料进行探究活动。为了突破难点，本节课在学生深层探究环节中设计了一个用矿泉水瓶制作的容器设备。材料设计比较符合学生的年龄特征，相对教材提供的实验简便易操作。因为是一个不大的瓶子，学生对水位高低、水冲在叶片上的位置都较容易控制。另外在矿泉水瓶上部对称的部位钻了两个大小不同的孔，目的是控制水流的大小。在实际教学中，学生用“这瓶水”玩小水轮时，还能自觉遵守对比实验的规则：“你不要移动呢，现在我们在看水流的大小有没有影响呀！”“不对，两次都要用小孔中的水的。”“瓶子转个圈，水就变大了”……在学生玩水轮的过程中，学生就在经历观察、实验、讨论、制订简单的科学探究活动方案，并借助这一过程积累玩水轮的感性经验进行归纳思考，得出结论。
在深层探究过程中，我深入实验小组和“小科学家”们一起玩水轮，适时启发、指导和点拨。如提出一些问题：怎样才使小水轮转得快呀，你们怎么证明自己的观点呢？大家会不会提出疑问，能不能一直改变水流？帮助学生就某个问题进行深入研究，找出答案。从教学情况来看，选择玩水轮这个游戏实验，不规定实验方法，不强求对比实验的严谨性，放手让学生自主活动，不仅符合小学生的特点，而且简单易行，人人参与，学生兴趣浓厚，课堂气氛也很活跃。切实贯彻了新课标 “教学方法要富有儿童情趣和符合儿童的认知规律”中的理念。
（三）学生交流探究过程或结果，经历探究求真
学生展示自己的探究过程或成果，是一个表现自己的过程。在这个表现过程中，一方面是展示自己的学习成果，将知识、技能外显出来，不断地检验自己、肯定自己；另一方面是在展示成果的同时与其他学生交流、切磋、共享，达到完善自己、共同提高的目的。
为了让学生对影响小水轮转动的三个因素有更深层次的了解，教师要求学生在汇报探究内容、结果的同时，用征求的语气询问：“你愿意把你们组的方法介绍给大家吗？你上来一边说，一边做。要请小朋友注意些什么问题呢？”学生很自豪地介绍他们探究活动的方法、对比实验的条件。为了加深学生对探究条件的认知，教师在学生介绍完后追问：“我注意到你们玩的过程中一直用小孔流出的水，瓶子一直在这个位置，为什么？”他们在稚嫩的回答中已经掌握了科学探究的方法，为今后开展探究奠定了基础。
在学生汇报的过程中，会有学生未曾猜想的结论，这是教学中的意外。在学生探究中，随时会有许多意外，合理利用这些意外进行探究，能使教学变得更深入、更有意义，对学生的学习、思考习惯的养成，包括探究的热情都有不可估量的促进作用。在教学中，影响因素之一“水位的高低”在学生猜想中没有假设，作为教学组织者，我紧张地考虑应对措施，如果学生没有发现，就准备把它放入拓展引申中。可喜地是，有一组同学发现了这一秘密，学生汇报时，非常得意，阐述清晰。但听的学生嘀咕、疑惑：“这是怎么回事？”“我们怎么没有发现这个秘密，你能说说是怎么发现的吗？”……简单的设问，促使学生进入对探究的求真状态。学生反应积极，组内同学交头接耳，学生学习又进入一个高潮，并能启发其他学生进行后续研究内容的定位，为下一步的拓展作好准备。
（四）深入后续探究，拓展引申探究内容
学生在短时间内经历了科学发现、科学探究的过程，不过学生的认识还停留在掌握的初步阶段，后续工作必不可少。教学最后提出“怎样使小水轮转得更快”，需要学生运用这些知识进行再创造，“从实践中来，到实践中去”，强调学以致用，引导学生运用刚建立的要领去解决实际问题。根据学生学习的心理特点，应通过竞赛游戏强化认识。“小朋友真了不起，发现了这么多让小水轮转得快的秘密。还想玩吗？好，我们开展一个比赛，看哪个同学使水轮转得更快！”教师参与学生探究比赛活动，有的小组把水槽搬到地上，有的小组学生站到了椅子上，有的瓶盖旋开了，用起了烧杯……这种活泼的游戏形式让学生进一步认识几个因素的综合使用，学生运用探究心得使小水轮转得更快，深化了后续探究。以这种方式让学生全员参与，激发学生的学习热情，真正做到“寓教于乐”，深化探究，使学生得到“一英里深”的收获。
不要把上下课的铃声当作教学的起点和终点，小学生的探究活动不是一节课完成的，更要从中保持和发展学生对周围世界的好奇心和求知欲，形成敢于创新的科学态度。教学在活跃的气氛中即将结束，教师投出一个问题：“（教师出示自做水轮）胡萝卜做轮，易拉罐做叶片，铁丝做轴。我们班可以来一次谁做的小水轮转得快的比赛。关于小水轮你还想研究些什么问题？”让学生课后继续探究，期望学生把学习内容扩展得更丰富、深刻。这一作业的设计，使学生的课内兴趣延伸到课外，让学生带着问号走出教室，同时让学生小组合作探究逐步过渡到引导学生独立自主探究，去进行更深入的探索。
【第二次授课教学反思和组内教师研讨】
科学课程的宗旨是培养学生的科学素养，科学素养主要包括学生的科学知识、科学探究能力、科学的思维方法、科学精神态度等，这些和研究性学习都有着相似的共性。这是一节运用新课标的理念执教研究性学习课的成功尝试，本课设计贴近学生生活实际的相关内容，具有一定的科学内涵，能产生科学经历，是一次典型的科学探究认识活动。
1.注重活动过程，降低探究活动设计的严谨性，适应儿童特点。小学生的特点是知道了、了解了、懂了，但不一定说得清，最多表述一个结论。而从语言表达到文字表述也同样存在着距离，有的时候需要教师帮助解决，有的时候则不能过高要求。因此，根据低年级儿童年龄小、好玩的心理特征，本课在深层探究过程中的对比实验只要求学生能感觉并用自己的方式表达，学生易于接受内化；引导学生在玩中经历探究小水轮转动的秘密，激发学生的学习动机和探究的兴趣，从而达到了培养学生自主探究能力和创新精神的教学目标。
2.提供有结构的材料，最大限度符合学生“动手做”的需要。动手做是科学探究的灵魂。但是科学课教学要在短短的几十分钟内，通过对客观事物的探究，获取科学知识，并非易事。因此，教师只有精心设计、选择、提供相应有利于学生的典型材料，减低学生探究的难度，使他们较容易发现问题、解决问题、获取新知，才能使他们感到成功的喜悦和创造的愉快。本课教学中，矿泉水瓶的加工处理是一个亮点，瓶子开了两个孔，便于空气流通，倒出水流；孔的大小可以控制水流的大小，瓶口又是一个大流量出水口；材料简单，便于学生操作。
3.让学生在真实的问题中探索科学。在教学中，教师要恰当地给自己定位，在学生自主观察、实验或讨论时，做一个积极的旁观者，不急于肯定或否定学生的看法，给学生心理上、物质材料上的支持，形成一种民主、平等、宽松的课堂氛围，才能促进学生思维的活跃、探索热情的高涨，真正让学生在真实的问题中探索科学。在本课教学中，学生交流验证水流大小时对探究方法表述有错误，教师急于打断学生的回答，并由教师主导引回探究问题，方法过于急躁。如果由学生回答内容或想法引申探究问题，这样就更好了。
点评
对三年级的学生来说，接触科学课的时间并不长，如何在有效激发学生学习兴趣的同时，更好地引导学生在学习的过程中切实提升科学素养，是这一学段科学课堂教学的关键。本课的教学内容源于学生的生活，在第二次教学中，由于教师采用“玩中确立探究方向，明确探究问题——大胆猜想，亲历探究过程——表达交流探究过程和结果——拓展引申探究内容”的教学组织流程，学生的探究活动就得以有效开展，较好地把握了中低年级的科学课教学的一些基本要素。
1.情境化的探究背景是激发学生探究兴趣的重要基础。科学探究活动要有情境化的背景，尤其对于年幼的学生来说，让学生进入一个他们熟悉的经验之中是激发学生探究兴趣、顺利完成探究的重要基础。教学中，教师引导学生用各种方法使叶轮转动，学生运用已有的生活经验，自己尝试着用水使叶轮转动起来，从而以浓厚的兴趣开始研究小水轮的活动。
2.游戏性的探究过程是引导学生自觉探究的有效途径。中低年级小学生天性好玩，当教师认识到学生的这一特性，并在组织探究的活动中加以充分利用时，学生就能在看似轻松的游戏中自觉开展探究活动。例如，教师在学生实验前没有用十分严谨的科学术语去指导学生，但学生在游戏实验的过程中却自觉地运用了一些科学的对比实验方法。
3.民主化的质疑讨论是发展学生科学思维的有力支撑。科学的可证伪性要求孩子们对自己实验、观察获得的证据进行概括和整理，将自己的观点与同伴共享，供大家质疑、讨论，而营造民主化的课堂氛围是开展质疑、讨论的前提。教学中，教师充分尊重每一位学生的观点，并注重用孩子的语言来总结探究活动，有助于学生科学思维的发展。
4.结构性的探究材料是促进学生探究能力的必要保障。在第二次教学中，教师为学生准备了现成的叶轮，避免了学生自制水轮对研究目标的负面影响。
研究性学习和学科教学在我国基础教育课程体系中是两个相互补充、相互促进的板块。学科教学中所传授的知识和形成的学习能力是学生开展研究性学习的必不可少的基础，学科教学中的许多内容可以在研究性学习中拓展和延伸，而科学教学特定的探究性，使之与研究性学习结合开展的可能性大大增加。
探究内容课题的设计首先要关注一些真正来自儿童和属于儿童的问题，并在日常课程设计时根据学生的兴趣爱好作出适当的调整。《小水轮转了》是原来苏科版小学自然教材第四册“利用自然”单元的教学内容。教材要求学生动手制作简易的小水轮，并通过实验引导学生认识水流量的大小、水位的高低直接影响小水轮转动的快慢。
针对新课标的要求从三年级开设科学课、综合实践活动课的实际情况及中年级学生的特点，可以在此基础上重组教材，作为综合实践活动课中的研究性学习内容进行教学：提供现成的小水轮，避免制作原因对水轮转动的影响，这样引导学生探究问题的口子小了，单纯让学生从玩水轮中发现问题、研究问题，发现使小水轮转得快慢的方法，让小学生从玩中了解探究，从玩中学会探究。因此把探究课题重新确立为《怎样使小水轮转得更快》，希望通过学生玩小水轮，了解小水轮转得快的方法和奥秘，使学生初步认识水流有力量；激发学生探究的兴趣，培养学生的探究能力；初步接触科学探究中的对比实验，培养学生实验能力、比较能力和动手能力，培养学生的创新精神。教学重点是探究使小水轮转得快、慢的因素；难点是通过实验探究不断发现影响小水轮转得快慢的因素，从而掌握让小水轮转得更快的方法。
【第一次授课】
《怎样使小水轮转得更快》第一次授课地点：校内，教研课。对象：三年级学生。
在实际教学中，我直接导入：你有些什么玩具？你最喜欢什么？平时自己做过玩具吗？
通过学生的回应，切入主题开始探究：今天老师和大家一起做个简单的玩具，比比谁玩得棒，好不好？
首先指导学生组装小水轮。请每一组学生先讨论一下怎样组装，然后按照讨论的进行安装，看哪组完成得又快质量又好。在学生进行分组组装时，教师巡视并进行指导和帮助。课前预设时，我期望通过组装环节激发学生的想象力，实际教学中学生确实兴趣高昂，但是做完后开始玩小水轮，学生表现一度比较散漫。
接着引导学生进入第二个探究环节：让你玩这个轮子，你打算怎样玩？由于学生前期已经玩过，这时已不太感兴趣了。因此教学中匆匆带过，直接指导学生发现影响小水轮转动快慢的因素。由于在教学中刻意追求对比实验的条件比较，没有切合三年级的学生实际，结果教学气氛越来越沉闷，学生原先的学习兴趣转眼烟消云散。尽管课堂探究最终得出了结论，但是，和课前的预设结果全然不同。
【第一次授课教学反思和组内教师研讨】
授课教师的反思
首先对学生了解不够。三年级的学生已经在生活中玩过风车，对风的力量大小有较为明确的概念，对水流的力量，只是在玩的过程中感觉过，但没有明确的概念。要解决本课重难点，需要严谨地对比实验操作验证。而中年级儿童仍然比较好动，缺乏自制力，其年龄段的思维特点局限于以直观形象思维为主。新课标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。更注重让学生如何去探求知识，对已发现的问题自己去寻求解决的方法。因此，本课的探究活动要淡化对比实验的操作要求，采用适合低年级儿童的玩水轮的方式，在玩中发现问题，进而探究。其次注重对比实验，反而使学生产生了畏惧感。
组内教师的讨论分析
教学内容定位科学，切合学生年龄特点，教学思路明确，环节清晰，但是，上课教师教学时间把握不够合理，对学生了解不够。其一，尽管教学方法定位在玩中学，但是实际教学中还是认为三年级的学生要比二年级的强，建议还是用针对低年级教学的游戏探究为主；其二，学生兴趣是整个探究的开始，不能让学生兴趣逐渐减弱，建议开始导入的地方予以考虑取消组装小水轮；其三，探究水流的力量大小的实验器材比较理想，看得出花了不少工夫，但是要让学生切实在玩中自己发现问题，并进行深层探究，不能老是提出问题进行探究；其四，教师的课前预设比较理想化。以上问题的原因可以归纳为：以为学生的兴趣是教师可以掌控的，这违背了新课标以学生为主体、教师为主导的精神。设计时要真正以学生感兴趣的问题入手，并予以有效引导，在重难点问题上教学时间要分配到位，达到在主体探究时让学生深层探究的目的。
经过探讨，本课的设计思路稍作调整：玩中确立探究方向，明确探究问题——大胆猜想，亲历探究过程——表达交流探究过程和结果——拓展引申探究内容。整堂课要真正通过玩水轮、发现汇报、再玩的顺序进行验证，引导学生进行自我探究。主要通过分层教学来处理学生探究过程中的差异，做到让每个孩子在原来的基础上有发展、有进步。教学重点是探究使小水轮转得快、慢的因素。难点是通过实验不断发现小水轮这些因素，从而掌握让小水轮转得更快的方法。设想通过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。尝试让学生用自己的语言表达影响小水轮转动快的几个因素：水位高、流量大、水冲在叶片上的位置。此外，由于是开放的课堂，还要注意学生情感、态度、价值观的培养，关注学生的合作、交流和评价。
【第二次授课】
《怎样使小水轮转得更快》第二次授课地点：金阊区实验小学，市级研讨课。对象：三年级学生。
（一）激趣定向，初步探究，确立探究目标内容
布鲁纳说：学习的最好刺激是兴趣。小学生的好奇心较重，但这种好奇心有时只停留在好玩、新奇的水平上，在探究过程中教师的任务就是要促使学生把好奇心“发展为科学的求知欲”。欲望越强，学生就越投入，就越有动力，为顺利完成科学探究奠定良好开端。教学伊始，让学生观察实验桌上的器材，一是想让学生对要用的器材大概有个了解；二是想借助对叶轮的陌生现状让学生会用已有的知识储备进行创造性认识，使学生在一个新的探究情境中，用自己已有的知识和经验获得新的理解。可以使教学活动从学生的需要中走出来，使教学内容成为学生不断发展的有机组成部分。教学实况如下——
师：我们桌上有很多器材，你认识它们吗？
生：一根铁丝，一杯水，一个塑料水槽。
生：老师我不认识这个东西。（学生举起叶轮）
师：有谁帮忙吗？
生：风车。
师：什么情况下可以称风车？你能利用桌上的器材试一试吗？
生：我把铁丝穿进中间的小孔，用嘴吹气，风车转了。
师：你真棒！掌声鼓励。这是个叶轮，轮子上长着六片叶片。这个小朋友经过再创造，就成了风车了。你还能用什么办法使它转起来？给它取个什么名字？
生：我用手一拨轮子，它就会转起来，我就叫它……
师：真会动脑筋，就叫它小手轮，好吗？
生：用沙浇轮子，轮子也会转起来，就叫小沙轮。水一浇轮子就会转起来，就叫它小水轮。
师：对不起，沙子老师没想到，老师准备的有水。大家想让小水轮转起来吗？这节课我们就来玩小水轮。
学生对叶轮是不熟悉的，但是生活中最熟悉的事物给予学生想象的空间，教师就学生回答的“风车”顺理成章引导学生，让学生对叶轮进行再创造。再创后的叶轮各式各样，激起学生的探究兴趣，使他们心情放松、思维活跃，引发学生的内在需要。学生天生的好奇心被激发，探究的欲望引发学生创造与本课相关的探究主题“小水轮”，明确探究目标就是小水轮。并在玩水轮中提出对小水轮转动的疑惑。
学生自己猜想，能够培养学生的想象力。了解学生现有的知识经验，是教师“导”的基础。不评价学生提出的猜想正确与否，允许多种意见存在，实际教学中学生的回答比较零乱，原因归纳得也不全面。但教师不能干预，要充分信任学生，为后面的探究活动、检验学生自己的猜想打下基础。于是水到渠成地确立了学生下一步的探究方向与内容，让他们带着兴趣投入到探究新知的情境中去。教学安排设计符合新课标提出的“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上”这一基本理念。
（二）游戏实验，验证猜想内容，深层探究，力求再发现
科学学习、以探究为核心的探究活动是联结知识与能力、方法与过程、情感与态度的重要载体。进行探究活动的基点在问题，问题的发现、解决能推动探究活动走向深入。新问题的发现，可以使学生获得更多信息，促使学生思考新的解决方案，使学生拥有新的体验，拥有再一次发展的机会。正像科学课堂时下流行“一英寸宽，一英里深”说法概括的那样，在此时展开深层探究活动，对探究内容进行“深挖掘”是很有益的。
如何让学生自主进行深层科学探究呢？关键在于教师是否提供学生充分的时间和空间及有结构的探究材料，让学生自由支配材料进行探究活动。为了突破难点，本节课在学生深层探究环节中设计了一个用矿泉水瓶制作的容器设备。材料设计比较符合学生的年龄特征，相对教材提供的实验简便易操作。因为是一个不大的瓶子，学生对水位高低、水冲在叶片上的位置都较容易控制。另外在矿泉水瓶上部对称的部位钻了两个大小不同的孔，目的是控制水流的大小。在实际教学中，学生用“这瓶水”玩小水轮时，还能自觉遵守对比实验的规则：“你不要移动呢，现在我们在看水流的大小有没有影响呀！”“不对，两次都要用小孔中的水的。”“瓶子转个圈，水就变大了”……在学生玩水轮的过程中，学生就在经历观察、实验、讨论、制订简单的科学探究活动方案，并借助这一过程积累玩水轮的感性经验进行归纳思考，得出结论。
在深层探究过程中，我深入实验小组和“小科学家”们一起玩水轮，适时启发、指导和点拨。如提出一些问题：怎样才使小水轮转得快呀，你们怎么证明自己的观点呢？大家会不会提出疑问，能不能一直改变水流？帮助学生就某个问题进行深入研究，找出答案。从教学情况来看，选择玩水轮这个游戏实验，不规定实验方法，不强求对比实验的严谨性，放手让学生自主活动，不仅符合小学生的特点，而且简单易行，人人参与，学生兴趣浓厚，课堂气氛也很活跃。切实贯彻了新课标 “教学方法要富有儿童情趣和符合儿童的认知规律”中的理念。
（三）学生交流探究过程或结果，经历探究求真
学生展示自己的探究过程或成果，是一个表现自己的过程。在这个表现过程中，一方面是展示自己的学习成果，将知识、技能外显出来，不断地检验自己、肯定自己；另一方面是在展示成果的同时与其他学生交流、切磋、共享，达到完善自己、共同提高的目的。
为了让学生对影响小水轮转动的三个因素有更深层次的了解，教师要求学生在汇报探究内容、结果的同时，用征求的语气询问：“你愿意把你们组的方法介绍给大家吗？你上来一边说，一边做。要请小朋友注意些什么问题呢？”学生很自豪地介绍他们探究活动的方法、对比实验的条件。为了加深学生对探究条件的认知，教师在学生介绍完后追问：“我注意到你们玩的过程中一直用小孔流出的水，瓶子一直在这个位置，为什么？”他们在稚嫩的回答中已经掌握了科学探究的方法，为今后开展探究奠定了基础。
在学生汇报的过程中，会有学生未曾猜想的结论，这是教学中的意外。在学生探究中，随时会有许多意外，合理利用这些意外进行探究，能使教学变得更深入、更有意义，对学生的学习、思考习惯的养成，包括探究的热情都有不可估量的促进作用。在教学中，影响因素之一“水位的高低”在学生猜想中没有假设，作为教学组织者，我紧张地考虑应对措施，如果学生没有发现，就准备把它放入拓展引申中。可喜地是，有一组同学发现了这一秘密，学生汇报时，非常得意，阐述清晰。但听的学生嘀咕、疑惑：“这是怎么回事？”“我们怎么没有发现这个秘密，你能说说是怎么发现的吗？”……简单的设问，促使学生进入对探究的求真状态。学生反应积极，组内同学交头接耳，学生学习又进入一个高潮，并能启发其他学生进行后续研究内容的定位，为下一步的拓展作好准备。
（四）深入后续探究，拓展引申探究内容
学生在短时间内经历了科学发现、科学探究的过程，不过学生的认识还停留在掌握的初步阶段，后续工作必不可少。教学最后提出“怎样使小水轮转得更快”，需要学生运用这些知识进行再创造，“从实践中来，到实践中去”，强调学以致用，引导学生运用刚建立的要领去解决实际问题。根据学生学习的心理特点，应通过竞赛游戏强化认识。“小朋友真了不起，发现了这么多让小水轮转得快的秘密。还想玩吗？好，我们开展一个比赛，看哪个同学使水轮转得更快！”教师参与学生探究比赛活动，有的小组把水槽搬到地上，有的小组学生站到了椅子上，有的瓶盖旋开了，用起了烧杯……这种活泼的游戏形式让学生进一步认识几个因素的综合使用，学生运用探究心得使小水轮转得更快，深化了后续探究。以这种方式让学生全员参与，激发学生的学习热情，真正做到“寓教于乐”，深化探究，使学生得到“一英里深”的收获。
不要把上下课的铃声当作教学的起点和终点，小学生的探究活动不是一节课完成的，更要从中保持和发展学生对周围世界的好奇心和求知欲，形成敢于创新的科学态度。教学在活跃的气氛中即将结束，教师投出一个问题：“（教师出示自做水轮）胡萝卜做轮，易拉罐做叶片，铁丝做轴。我们班可以来一次谁做的小水轮转得快的比赛。关于小水轮你还想研究些什么问题？”让学生课后继续探究，期望学生把学习内容扩展得更丰富、深刻。这一作业的设计，使学生的课内兴趣延伸到课外，让学生带着问号走出教室，同时让学生小组合作探究逐步过渡到引导学生独立自主探究，去进行更深入的探索。
【第二次授课教学反思和组内教师研讨】
科学课程的宗旨是培养学生的科学素养，科学素养主要包括学生的科学知识、科学探究能力、科学的思维方法、科学精神态度等，这些和研究性学习都有着相似的共性。这是一节运用新课标的理念执教研究性学习课的成功尝试，本课设计贴近学生生活实际的相关内容，具有一定的科学内涵，能产生科学经历，是一次典型的科学探究认识活动。
1.注重活动过程，降低探究活动设计的严谨性，适应儿童特点。小学生的特点是知道了、了解了、懂了，但不一定说得清，最多表述一个结论。而从语言表达到文字表述也同样存在着距离，有的时候需要教师帮助解决，有的时候则不能过高要求。因此，根据低年级儿童年龄小、好玩的心理特征，本课在深层探究过程中的对比实验只要求学生能感觉并用自己的方式表达，学生易于接受内化；引导学生在玩中经历探究小水轮转动的秘密，激发学生的学习动机和探究的兴趣，从而达到了培养学生自主探究能力和创新精神的教学目标。
2.提供有结构的材料，最大限度符合学生“动手做”的需要。动手做是科学探究的灵魂。但是科学课教学要在短短的几十分钟内，通过对客观事物的探究，获取科学知识，并非易事。因此，教师只有精心设计、选择、提供相应有利于学生的典型材料，减低学生探究的难度，使他们较容易发现问题、解决问题、获取新知，才能使他们感到成功的喜悦和创造的愉快。本课教学中，矿泉水瓶的加工处理是一个亮点，瓶子开了两个孔，便于空气流通，倒出水流；孔的大小可以控制水流的大小，瓶口又是一个大流量出水口；材料简单，便于学生操作。
3.让学生在真实的问题中探索科学。在教学中，教师要恰当地给自己定位，在学生自主观察、实验或讨论时，做一个积极的旁观者，不急于肯定或否定学生的看法，给学生心理上、物质材料上的支持，形成一种民主、平等、宽松的课堂氛围，才能促进学生思维的活跃、探索热情的高涨，真正让学生在真实的问题中探索科学。在本课教学中，学生交流验证水流大小时对探究方法表述有错误，教师急于打断学生的回答，并由教师主导引回探究问题，方法过于急躁。如果由学生回答内容或想法引申探究问题，这样就更好了。
点评
对三年级的学生来说，接触科学课的时间并不长，如何在有效激发学生学习兴趣的同时，更好地引导学生在学习的过程中切实提升科学素养，是这一学段科学课堂教学的关键。本课的教学内容源于学生的生活，在第二次教学中，由于教师采用“玩中确立探究方向，明确探究问题——大胆猜想，亲历探究过程——表达交流探究过程和结果——拓展引申探究内容”的教学组织流程，学生的探究活动就得以有效开展，较好地把握了中低年级的科学课教学的一些基本要素。
1.情境化的探究背景是激发学生探究兴趣的重要基础。科学探究活动要有情境化的背景，尤其对于年幼的学生来说，让学生进入一个他们熟悉的经验之中是激发学生探究兴趣、顺利完成探究的重要基础。教学中，教师引导学生用各种方法使叶轮转动，学生运用已有的生活经验，自己尝试着用水使叶轮转动起来，从而以浓厚的兴趣开始研究小水轮的活动。
2.游戏性的探究过程是引导学生自觉探究的有效途径。中低年级小学生天性好玩，当教师认识到学生的这一特性，并在组织探究的活动中加以充分利用时，学生就能在看似轻松的游戏中自觉开展探究活动。例如，教师在学生实验前没有用十分严谨的科学术语去指导学生，但学生在游戏实验的过程中却自觉地运用了一些科学的对比实验方法。
3.民主化的质疑讨论是发展学生科学思维的有力支撑。科学的可证伪性要求孩子们对自己实验、观察获得的证据进行概括和整理，将自己的观点与同伴共享，供大家质疑、讨论，而营造民主化的课堂氛围是开展质疑、讨论的前提。教学中，教师充分尊重每一位学生的观点，并注重用孩子的语言来总结探究活动，有助于学生科学思维的发展。
4.结构性的探究材料是促进学生探究能力的必要保障。在第二次教学中，教师为学生准备了现成的叶轮，避免了学生自制水轮对研究目标的负面影响。