本课题依据《上海市小学自然课程标准》（试行稿），以“学习设计”基本模式为框架，在有效教学理论、建构主义理论和儿童认识发展理论等指导下，探索将“学习设计”的模式渗透到小学自然课程中，归纳总结出小学自然课程“学习设计”的基本框架模式，并对小学自然教学中学习设计的基本模式进行一系列的研究与实践，总结出有效的学习设计实践案例，将学习设计的理念运用到日常教学工作中，提高学生的有效学习。“学习设计”是为了实现“为了学生的学而教”的理想，“学习设计”的诞生是基于对课堂教学模式的有效变革，把以教师为主的传统“教学设计”变革为以学生为主的新型“学习设计”的模式。笔者认为，小学自然教学中学习设计的实践与研究有很大的必要性。“学习设计”在国内的研究还处于初步阶段，虽然已经形成了很多的案例，但是一线教师在学习设计的运用中存在很多的问题，例如：学生学情分析不够透彻，教师的导学步骤不理解，没有关注到学生的“前概念”，在自然课程的教学中还不能灵活应用等，针对这些问题，本课题研究以下四部分：一是学习设计的背景，二是小学自然课程中学习设计基本模式的研究，三是小学自然课程中学习设计研究的实施过程，四是小学自然教学中学习设计研究过程中的问题与展望。本文在研究方法上，首先，运用文献研究法分析学习设计的背景，对学习设计的国内外研究概况分析整理，在文中较为详尽的阐述学习设计的学习模式与小学自然课程相结合理论基础。在了解现有课堂教学模式基础上，提出了小学自然课程与学习设计相结合的新型学习模式。通过学习设计能有效驱动学生进行自然课程的学习活动，并提高小学自然课堂教学的有效性。对小学自然课堂教学提供有益的指导和参考。其次，介绍了学习设计的备课方案，从形成备课方案、认识备课方案、解读备课方案、应用备课方案这四方面理解学习设计的基本框架，并介绍了学习设计的基本过程，从关注学情分析，有效实施学习活动、解读学习目标，落实学习任务、关注导学要点，提高活动效率、实施学习评价，检测学习成效四个方面进行解读，这样教师能够理解掌握学习设计的意图，灵活运用学习设计的备课方案进行教学的设计。学习还介绍了学习设计的基本类型和发展理念。再次，运用行动研究法，结合理论指导进行小学自然课程中学习设计的教学模式在教学实践中的应用。在6个月的实践后，以问卷及访谈的形式，调查汇总小学自然课程中学习设计的教学模式对学生的学习效果，情感、态度及实践操作能力所产生的影响，将实践调查访问的数据进行统计检验。将两者综合整理之后作出分析，最终得出相应的结论。通过研究，证实了小学自然教学中学习设计下教学模式能提高小学自然课堂教学的效率，同时发现小学自然教学中学习设计中存在教师对学生的学情分析受到很多因素的干扰，小学自然教学中学习设计深入实施的困难等问题，针对发现的现存问题，提出进一步改进的方案和措施。