小學科學實驗教學案例與教案設計一、引言：實驗教學是小學科學的“核心載體”小學科學是一門以探究為核心的實踐性學科，實驗教學是落實“做中學、用中學、創(chuàng)中學”的關鍵路徑。《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確提出，要通過實驗教學培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)——包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任四個維度。實驗不僅是“動手做”，更是“動腦想”的過程：學生在實驗中觀察現象、提出問題、設計方案、驗證假設、得出結論，逐步形成對自然世界的理性認識，提升解決實際問題的能力。本文結合小學科學教材與教學實際，選取探究類、觀察類、制作類三種典型實驗類型，提供具體的教案設計與實施建議，旨在為一線教師提供可操作的教學參考。二、核心素養(yǎng)導向的實驗設計原則在設計實驗時，需遵循以下原則，確保核心素養(yǎng)的落地：1.探究性：以問題為導向，讓學生經歷“提出問題—作出假設—設計實驗—收集數據—得出結論”的完整探究過程；2.生活性：選取學生熟悉的生活材料（如種子、水、電線），聯系生活現象（如種子發(fā)芽、水蒸發(fā)），體現“從生活中來，到生活中去”；3.安全性：實驗材料與步驟符合小學生認知水平，避免使用危險物品（如強酸強堿、交流電）；4.層次性：根據學生年齡特點設計實驗難度（如低年級側重觀察，中高年級側重變量控制）；5.合作性：鼓勵小組合作，培養(yǎng)溝通、分工、分享的能力。三、典型實驗教學案例與教案設計案例1：探究類實驗——《種子發(fā)芽的條件》（三年級上冊）適用年級：三年級（對應“生命世界”領域，探究生物與環(huán)境的關系）教學目標：科學觀念：知道種子發(fā)芽需要適宜的水分、溫度和空氣（核心概念：生物的生存依賴一定的環(huán)境）；科學思維：能設計“對照實驗”探究單一變量對種子發(fā)芽的影響（如水分），學會控制變量；探究實踐：能獨立完成實驗裝置的搭建，持續(xù)觀察并記錄種子發(fā)芽的過程；態(tài)度責任：培養(yǎng)耐心觀察、嚴謹記錄的科學態(tài)度，體會生命的脆弱與神奇。教學重難點：重點：設計對照實驗，控制單一變量；難點：理解“變量”的概念（如“水分”是唯一變化的條件，其他條件保持不變）。材料準備：學生分組材料：綠豆種子（每組20粒）、一次性杯子（每組2個）、紙巾（每組若干）、水、標簽紙；教師演示材料：種子發(fā)芽的視頻、變量控制示意圖。教學過程：1.情境導入，提出問題（5分鐘）播放視頻：春天農民播種的場景，提問：“種子為什么能發(fā)芽？需要什么條件？”學生自由發(fā)言（預設：水、陽光、土壤、溫度等），教師記錄關鍵詞。2.作出假設，設計實驗（10分鐘）聚焦“水分”變量，引導學生假設：“種子發(fā)芽需要水嗎？”講解“對照實驗”的概念：“要驗證水分的作用，需要設置兩組實驗，一組加水（實驗組），一組不加水（對照組），其他條件（如溫度、空氣、種子數量）保持相同。”學生小組討論實驗方案，教師指導：用兩個杯子，分別貼上“實驗組（有水）”“對照組（無水）”標簽；每個杯子放3層紙巾，實驗組加適量水（紙巾濕潤但不積水），對照組不加；每個杯子放10粒綠豆（選擇飽滿、無破損的種子）；把杯子放在教室通風、有陽光的地方（溫度相同）。3.實施實驗，記錄數據（15分鐘）學生分組搭建實驗裝置，教師巡視指導（重點檢查變量控制：如兩組種子數量是否相同，水分是否適宜）；發(fā)放“種子發(fā)芽觀察記錄表”，指導學生記錄：日期、時間；種子的變化（如種皮破裂、胚根長出、胚芽出土）；實驗組與對照組的差異。4.分析數據，得出結論（8分鐘）學生小組匯報觀察結果（預設：實驗組種子在3-5天內發(fā)芽，對照組無變化）；教師引導學生總結：“種子發(fā)芽需要水，沒有水種子不能發(fā)芽?！蓖卣固釂枺骸叭绻骄繙囟鹊挠绊懀瑧撛趺丛O計實驗？”（預設：設置兩組，一組放在溫暖的地方，一組放在寒冷的地方，其他條件相同）。5.總結延伸，情感升華（2分鐘）播放種子發(fā)芽的延時視頻，讓學生直觀看到種子發(fā)芽的過程；提問：“為什么要嚴謹控制變量？”（預設：避免其他因素干擾，讓結論更準確）；布置作業(yè)：繼續(xù)觀察發(fā)芽的種子，記錄其生長情況（如莖的長度、葉子的數量）。評價設計：過程性評價：觀察學生在小組合作中的參與度（如是否主動搭建裝置、記錄數據），用“星級”評價（★★★★★為優(yōu)秀）；結果性評價：檢查“觀察記錄表”的完整性與準確性（如是否記錄了每天的變化、是否對比了兩組差異），用評語反饋（如“你的記錄很詳細，能清楚看到種子發(fā)芽的過程！”）；情感態(tài)度評價：通過提問了解學生對生命的認識（如“你覺得種子發(fā)芽神奇嗎？為什么？”），評價其科學態(tài)度。教學反思：學生對“變量”的概念需要反復強化，可通過示意圖或實物演示幫助理解；部分學生可能會忘記每天記錄，需提醒家長協助監(jiān)督；可增加“探究陽光對種子發(fā)芽的影響”的拓展實驗，讓學生進一步鞏固對照實驗的設計方法。案例2：觀察類實驗——《水的蒸發(fā)》（二年級下冊）適用年級：二年級（對應“物質世界”領域，探究物質的狀態(tài)變化）教學目標：科學觀念：知道水會變成水蒸氣（氣態(tài)），蒸發(fā)是水的一種狀態(tài)變化；科學思維：能通過觀察現象（如濕衣服變干、水變少）推測水的蒸發(fā)；探究實踐：能使用感官（眼睛、手）觀察水蒸發(fā)的現象，記錄觀察結果；態(tài)度責任：培養(yǎng)仔細觀察、樂于探索的科學興趣。教學重難點：重點：觀察水蒸發(fā)的現象，知道水會變成水蒸氣；難點：理解“水蒸氣是看不見的”（如“水開時的白汽不是水蒸氣，而是水蒸氣遇冷變成的小水滴”）。材料準備：學生分組材料：透明杯子（每組2個）、水、棉簽、玻璃片；教師演示材料：濕毛巾、電熱水壺（帶防燙裝置）、水蒸氣示意圖。教學過程：1.情境導入，激發(fā)興趣（3分鐘）教師拿出濕毛巾，擦一擦黑板，提問：“濕毛巾擦過的黑板為什么會變干？水去哪里了？”學生自由發(fā)言（預設：水被黑板吸走了、水變成了看不見的東西）。2.實驗觀察，感知蒸發(fā)（12分鐘）實驗1：“水的消失”給每個學生小組兩個杯子，分別倒入等量的水（約半杯）；讓學生用棉簽蘸水，在玻璃片上畫一個小太陽；把玻璃片放在陽光下，觀察5分鐘，提問：“玻璃片上的太陽去哪里了？”（預設：水干了）；引導學生觸摸玻璃片（預設：玻璃片變涼了），說明水變成了看不見的水蒸氣，蒸發(fā)時會吸熱。實驗2：“水蒸氣的存在”教師演示：用電熱水壺燒開水，讓學生觀察壺嘴冒出的“白汽”；提問：“白汽是水蒸氣嗎？”（預設：是/不是）；用玻璃片靠近壺嘴，讓學生觀察玻璃片上的變化（預設：玻璃片上出現小水滴）；講解：“水蒸氣是看不見的，壺嘴冒出的白汽是水蒸氣遇冷變成的小水滴，我們看到的是小水滴，不是水蒸氣。”3.總結歸納，形成概念（5分鐘）引導學生總結：“水會變成看不見的水蒸氣，這個過程叫蒸發(fā)?！迸e例說明生活中的蒸發(fā)現象（如濕衣服變干、頭發(fā)晾干、水洼消失），讓學生聯系生活實際。評價設計：過程性評價：觀察學生在實驗中的參與度（如是否主動用棉簽畫太陽、觀察玻璃片的變化），用“笑臉”貼紙獎勵；結果性評價：讓學生用畫圖的方式記錄“水的蒸發(fā)”過程（如杯子里的水→看不見的水蒸氣→玻璃片上的小水滴），評價其對概念的理解；情感態(tài)度評價：通過提問了解學生的興趣（如“你還想觀察哪些蒸發(fā)現象？”），評價其探索欲望。案例3：制作類實驗——《簡易電路的連接》（四年級上冊）適用年級：四年級（對應“物質世界”領域，探究電的基本原理）教學目標：科學觀念：知道電路需要電源（電池）、導線、用電器（燈泡）組成閉合回路才能工作；科學思維：能分析電路不通的原因（如導線沒接好、電池沒電、燈泡壞了）；探究實踐：能獨立連接簡易電路（電池、導線、燈泡），讓燈泡發(fā)光；態(tài)度責任：培養(yǎng)動手操作能力與安全用電意識。教學重難點：重點：連接閉合回路，讓燈泡發(fā)光；難點：理解“閉合回路”的概念（如導線要連接電池的正負極和燈泡的兩個接線點）。材料準備：學生分組材料：干電池（每組2節(jié)）、導線（每組3根，帶鱷魚夾）、小燈泡（每組2個）、燈座（每組2個）；教師演示材料：電路示意圖、故障電路（如導線斷了、燈泡壞了）。教學過程：1.情境導入，提出問題（5分鐘）展示手電筒，提問：“手電筒為什么會亮？里面有什么？”學生拆開手電筒（教師指導），發(fā)現里面有電池、導線、燈泡，引出“電路”的概念。2.講解原理，示范操作（10分鐘）講解電路的組成：“電源（電池）提供電，導線傳遞電，用電器（燈泡）消耗電，三者組成閉合回路才能工作。”演示閉合回路的連接方法：把電池放進電池盒（注意正負極）；用導線連接電池盒的正極和燈座的一個接線點；用另一根導線連接燈座的另一個接線點和電池盒的負極；把燈泡擰進燈座，觀察燈泡是否發(fā)光。3.學生操作，嘗試連接（15分鐘）學生分組連接簡易電路，教師巡視指導（重點幫助解決以下問題）：電池的正負極是否接反？（不影響燈泡發(fā)光，但要讓學生知道正負極的區(qū)別）；導線是否連接了燈座的兩個接線點？（如果只接一個，電路不通）；燈泡是否擰緊？（接觸不良會導致不發(fā)光）。4.分析故障，拓展應用（8分鐘）展示故障電路（如導線斷了、燈泡壞了），讓學生分組分析原因并解決；拓展提問：“如果要讓兩個燈泡同時發(fā)光，應該怎么連接？”（預設：串聯或并聯），引導學生嘗試串聯電路（把兩個燈泡依次連接在電路中）。評價設計：過程性評價：觀察學生在連接電路中的動手能力（如是否能正確使用鱷魚夾、是否能解決故障），用“星級”評價；結果性評價：檢查學生是否能讓燈泡發(fā)光，用“成功/進步”評語反饋；安全意識評價：提醒學生“不能用導線直接連接電池的正負極（短路），會損壞電池”，評價其安全用電的意識。四、小學科學實驗教學的優(yōu)化建議1.融合技術，提升探究效率：利用手機或平板的“慢動作”功能記錄種子發(fā)芽、水蒸發(fā)的過程，讓學生更直觀地觀察細微變化；用“電路模擬軟件”（如Multisim）幫助學生設計復雜電路，降低操作難度。2.聯系生活，深化概念理解：讓學生調查生活中的蒸發(fā)現象（如媽媽曬衣服的技巧）、電路應用（如家里的電器連接），把科學知識與生活經驗結合起來。3.注重反思，促進教師成長：每次實驗后，教師要記錄“學生的問題”“教學的不足”（如“學生對變量的控制還不熟練”“實驗材料準備不夠充分”），并調整后續(xù)教學策略（如增加變量控制的練習、提前檢查材料）。五、結語小學科學實驗教學是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重