在小学科学课程改革不断推进的背景下，教师应以新课程标准为指导，创新教学方式，让学生在观察、思考、实验、交流等学习过程中，深入理解科学知识，掌握科学探究方法，培养科学素养。深度教学强调教师对教学内容的深度把握、对学习过程的深度引导和对实验活动的深度优化设计，这与小学科学课程注重培养学生科学思维和探究实践能力的目标高度契合。

本课以深度教学理论为指导，以苏教版小学科学《磁铁的两极》为例，探讨如何优化实验设计与实施，有效引导学生进行科学探究，实现深度教学。

《磁铁的两极》

上课背景

本节课围绕课题《指向深度教学的小学科学实验优化研究》展开。依据深度教学理论，优化实验活动设计，利用磁铁的基本性质等知识，通过观察、实验、推理等精心设计的实验活动，引导学生发现磁铁上磁力分布不均的现象，探究并确认磁极的存在与特性，理解磁铁普遍具有两个磁极的规律，感受科学探究的魅力与价值。

学情分析

学生对磁铁已有初步认识，知道磁铁能吸引铁，在生活中也接触过不同形状的磁铁，但对磁铁上磁力分布的具体特点了解较少，且该年龄段学生的思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡时期，对科学探究过程的系统性和严谨性认识不足。因此，本节课将优化设计梯度递进的实验活动，从现象观察入手，通过定量测量和迁移应用，激发学生探究兴趣，帮助学生突破“理解磁极概念及普遍性”这一核心目标。

教学设计

【教学目标】

1.科学观念：知道磁铁上各个位置磁力大小不同，磁力最大的地方是磁极，磁铁同时存在两个磁极。

2.科学思维：交流、分析多种方法比较磁铁上各个位置磁力大小，发展思维的灵活性、批判性和独创性。

3.探究实践：能完整表达自己的实验设计和想法，并能多种方法验证自己的想法，找出磁极。

4.态度责任：对找磁极感兴趣，愿意通过小组合作探究，并产生进一步对磁铁研究的兴趣。

【教学重点】

知道磁铁上磁极磁力最大，磁铁有两个磁极。

【教学难点】

能完整表达自己的实验设计和想法。

【教学过程】

（一）创设情境，激趣导入

1.提问：擅长做实验解决科学问题的人叫什么？（科学家），引入“科学家授勋”情境。

2.播放视频，提问引导：如何帮科学家固定大红花？

引导学生思考方案（别针、双面胶、磁铁）。

3.聚焦磁铁方案，引导学生解释原理（磁铁有磁力，能吸引铁），并实践佩戴。

【设计意图】：优化情境创设，以“科学家授勋”这一贴近儿童认知的情境导入，激发探究兴趣和荣誉感。通过开放性问题链，引导学生联系生活经验，聚焦磁铁的核心性质（磁性），自然引出本节课探究主题，为后续优化的实验探究做好铺垫。

（二）初步探究，发现问题

环节1：初步发现磁力分布不均

1.教师展示条形磁铁靠近螺丝钉的视频（两端能吸引，中间不能）。

2.提问：“有什么发现？”引导学生观察描述现象。

3.追问：“为什么会这样？”引导学生初步推理（磁铁两端磁力大，中间磁力小）。

4.教师总结：条形磁铁上不同位置磁力大小不同。

【设计意图】：优化观察引导，利用视频清晰呈现现象，降低观察难度。通过关键问题引导，促使学生从现象（吸引与否）初步推断本质（磁力大小差异），建立初步科学观念，为定量探究奠定基础。

（三）深入探究，实验验证

环节2：定量探究磁力分布，确定磁极（优化方法与材料）

1.教师在条形磁铁模型上标注5个位置，提问：“你认为哪个位置磁力最大？为什么？”（基于视频观察，学生多选1、5号）。

2.提问：“有没有办法证明你们的想法？可以怎么做？”

引导学生设计实验方案：a.螺丝钉靠近法（距离判断磁力大小）；b.螺丝钉吸附数量法（吸得多则磁力大）。

3.聚焦方案b。优化方法：螺丝钉“接力”吸附法（动画演示），提供材料（条形磁铁、螺丝钉），强调记录每个位置吸附螺丝钉数量。

4.学生分组实验，收集数据并汇报。

5.师生共同分析数据，得出结论：1、5号位置吸附最多（磁力最大），3号最少（磁力最小）。

6.教师引出“磁极”概念，确定两个磁极。

【设计意图】：深度优化实验设计。（1）优化问题链：从定性推测到定量验证，驱动深度思考；（2）优化实验方法：采用“螺丝钉接力吸附法”，将抽象的“磁力大小”转化为可量化、可比较的“吸附数量”，使概念具象化、实证化；（3）优化材料选择：螺丝钉便于操作和计数，确保实验可行性与数据可靠性。此环节是深度教学的核心，通过优化的实验设计让学生亲历“假设-验证-结论”的科学探究过程，深刻建构磁极概念。

（四）拓展应用，深入思考

环节3：迁移探究异形磁铁的磁极（优化材料与迁移应用）

1.提问：其他形状磁铁有磁极吗？有几个？怎么找？引导学生迁移方法（螺丝钉吸附法）。

2.优化提供新材料与方法：教师介绍蹄形、圆形、橄榄形、球形磁铁，并提出新方法——用小钢珠靠近磁铁，观察其运动或停滞点来定位磁极，并用彩色圆点标记。

3.学生分组领取多种异形磁铁和小钢珠进行实验，寻找并标记磁极。

4.学生汇报磁极位置（教师在屏幕上圈出），师生共同发现规律：磁铁普遍存在两个磁极。

【设计意图】：优化迁移探究环节。（1）优化材料多样性：提供多种异形磁铁，扩展探究广度；（2）优化方法多样性：引入“小钢珠定位法”，提供另一种寻找磁极的视角，丰富探究手段，培养发散思维；（3）强化规律普遍性：通过不同形状磁铁的探究结果，引导学生归纳概括“磁铁都有两个磁极”的普遍规律，实现概念的深度迁移与理解。

环节4：深化认知——断磁铁仍有两个磁极（优化认知冲突设计）

1.教师提问：“磁铁摔断了，它还有磁极吗？怎么找？”

2.学生应用所学方法回答（如用螺丝钉或小钢珠）。

3.教师演示：用回形针吸附断磁铁两端，观察到两端吸附数量多。

4.师生共同得出结论：断开的磁铁仍然有两个磁极。

【设计意图】：深度优化认知冲突设计。通过“断磁铁”这一反直觉情境，制造认知冲突，引导学生运用已掌握的优化实验方法进行验证。此环节深化了学生对“磁极是磁铁固有属性”的理解，破除可能的迷思概念（如磁极会消失），体现了深度教学在突破认知难点上的价值。

（五）总结延伸

1.教师引导学生总结收获：“今天我们学习了磁铁的两极，你有什么收获？”（聚焦磁力分布、磁极概念、磁极数量规律）。

2.鼓励提问：“关于磁铁的两极，你还有什么想知道的？”为后续学习埋下伏笔。

【设计意图】：优化总结与评价机制。引导学生回顾核心概念和探究过程，强化科学观念。通过开放式提问，激发持续探究的兴趣。结合导入情境的“大红花”进行评价，首尾呼应，提升课堂的完整性和学生的成就感。

教学反思

本节课在深度教学理论指导下，聚焦实验活动的优化设计，有效引导学生经历了“发现现象→提出问题→设计实验→收集证据→分析归纳→迁移应用→深化理解”的完整科学探究过程，实现了学习内容和学习过程的“双深度”。

一、基于学情优化实验梯度与支架

针对学生认知特点，本节课深度优化了实验活动的梯度设计：视频观察初步感知磁力分布不均（低门槛）→设计实施“螺丝钉接力吸附法”定量测定条形磁铁磁力分布并定位磁极（核心探究，具象量化）→运用“小钢珠定位法”迁移探究多种异形磁铁的磁极（拓展验证，方法多样）→“断磁铁实验”深化理解磁极的固有属性（突破迷思）。这种阶梯式优化的实验序列，为学生搭建了稳固的认知支架，有效降低了探究难度，确保了深度学习的发生。

二、问题导引驱动深度探究，优化实验任务设计

教学全程以精心设计的递进式问题链驱动学生思维与实践：情境导入：“如何固定？”→现象观察：“为什么会这样？”→推测验证：“哪个位置磁力大？如何证明？”→迁移应用：“其他磁铁有磁极吗？怎么找？”→深化认知：“断磁铁还有磁极吗？”每一个核心问题都对应一个经过优化的实验任务。

三、深度教学在实验教学优化中的核心体现

本节课的深度教学理念，集中体现在教师对实验活动的深度优化上：

优化目标导向：所有实验设计紧密围绕核心概念展开，目标清晰。

优化材料选择：螺丝钉、小钢珠、回形针、多种异形磁铁、断磁铁等材料的选择，都服务于深度探究的需要。

优化方法设计：“接力吸附法”、“小钢珠定位法”等方法的设计，比传统方法更直观、有效、易于操作，降低了认知负荷，提高了探究效率。

优化过程引导：教师在关键环节（如方案设计、数据分析、规律总结、认知冲突点）进行适时、精准的引导和点拨，确保探究方向正确、思维深入。

优化评价反馈：结合情境的“大红花”评价和及时的师生互动反馈，激励学生深度参与。

通过以上深度优化的实验设计与实施，学生不仅深刻理解了“磁铁的两极”这一核心科学概念，更在优化的探究实践中有效发展了科学思维和探究能力，充分体现了深度教学在小学科学实验课堂中的实践价值。