小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)一、引言科學(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的核心途徑，其價(jià)值不僅在于驗(yàn)證知識(shí)，更在于通過動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考構(gòu)建對(duì)自然現(xiàn)象的理解，培養(yǎng)“提出問題—猜想假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的科學(xué)思維習(xí)慣。然而，小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展處于“具體運(yùn)算階段”（皮亞杰理論），抽象邏輯思維需以具體形象為支撐，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需兼顧科學(xué)性、趣味性、直觀性，指導(dǎo)過程需聚焦思維引導(dǎo)而非“機(jī)械操作”。本文結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）要求，從設(shè)計(jì)原則、流程步驟、指導(dǎo)策略三個(gè)維度，提供可落地的實(shí)踐框架。二、小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是活動(dòng)的“藍(lán)圖”，需以學(xué)生為中心，遵循以下原則：（一）**科學(xué)性原則**：確保實(shí)驗(yàn)邏輯與知識(shí)的準(zhǔn)確性實(shí)驗(yàn)的核心是“探究真理”，設(shè)計(jì)時(shí)需避免以下誤區(qū)：避免“偽實(shí)驗(yàn)”：如用“可樂加牛奶產(chǎn)生沉淀”解釋“食物相克”（實(shí)際是蛋白質(zhì)變性），需基于科學(xué)事實(shí)設(shè)計(jì)；控制變量：小學(xué)實(shí)驗(yàn)雖簡(jiǎn)單，但需引導(dǎo)學(xué)生理解“唯一變量”的概念（如探究“種子發(fā)芽是否需要水”時(shí)，保持溫度、光照等條件一致）；結(jié)論可重復(fù)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果需能被多次驗(yàn)證（如“磁鐵能吸引鐵制品”，用鐵釘、回形針等不同材料重復(fù)測(cè)試）。（二）**趣味性原則**：用“生活情境”激發(fā)探究欲望小學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)多為“興趣驅(qū)動(dòng)”，實(shí)驗(yàn)需貼近其生活經(jīng)驗(yàn)，用“問題情境”引發(fā)好奇：從“疑問”出發(fā)：如“為什么媽媽煮餃子時(shí)，餃子會(huì)浮起來？”“為什么雨后地上會(huì)有小水洼？”；用“游戲化”設(shè)計(jì)：如“挑戰(zhàn)：讓雞蛋浮起來”“誰(shuí)的紙橋能承受更多硬幣？”；結(jié)合“感官體驗(yàn)”：如用“摸一摸”（不同材料的導(dǎo)熱性）、“聞一聞”（植物的氣味）、“嘗一嘗”（水果的甜度，需注意安全）增強(qiáng)參與感。（三）**直觀性原則**：用“具體材料”支撐抽象思維小學(xué)生難以理解抽象概念（如“密度”“溶解”），需用可觸摸、可觀察的材料將其轉(zhuǎn)化為具體現(xiàn)象：用“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”呈現(xiàn)變化：如“清水vs鹽水”中雞蛋的浮沉（直觀展示密度差異）；用“可視化工具”記錄過程：如用“水位標(biāo)記”觀察“水的蒸發(fā)”（在杯子上畫刻度，每天記錄水位下降）；選擇“低結(jié)構(gòu)材料”：如礦泉水瓶、氣球、綠豆、蠟筆等生活中常見物品，降低操作難度。（四）**探究性原則**：讓學(xué)生成為“問題解決者”實(shí)驗(yàn)不是“照說明書操作”，而是讓學(xué)生主動(dòng)參與“問題解決”：保留“猜想空間”：如探究“種子發(fā)芽需要什么”時(shí)，先讓學(xué)生猜“水？陽(yáng)光？土壤？”，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；允許“失敗”：如“紙船承重”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能第一次用薄紙失敗，引導(dǎo)其思考“如何改進(jìn)？”（換厚紙、折成不同形狀）；鼓勵(lì)“自主設(shè)計(jì)”：如學(xué)完“磁鐵”后，讓學(xué)生用磁鐵設(shè)計(jì)“找丟失的鐵釘”“制作指南針”等小實(shí)驗(yàn)。三、小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)流程基于上述原則，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為目標(biāo)定位—內(nèi)容選擇—材料準(zhǔn)備—流程設(shè)計(jì)四個(gè)步驟：（一）目標(biāo)定位：緊扣課標(biāo)，分層設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)需符合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》的“三維目標(biāo)”（科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任），并根據(jù)年級(jí)調(diào)整難度：低年級(jí)（1-2年級(jí)）：以“感知現(xiàn)象”為主，如“觀察植物的生長(zhǎng)”（科學(xué)觀念：植物需要水和陽(yáng)光；探究實(shí)踐：用圖片記錄生長(zhǎng)過程）；中年級(jí)（3-4年級(jí)）：以“探究因果”為主，如“探究影響溶解速度的因素”（科學(xué)思維：猜想“攪拌、溫度、顆粒大小”的影響；探究實(shí)踐：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)）；高年級(jí)（5-6年級(jí)）：以“邏輯推理”為主，如“探究電磁鐵的磁力大小”（科學(xué)觀念：磁力大小與線圈匝數(shù)、電池?cái)?shù)量有關(guān)；科學(xué)思維：分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論）。（二）內(nèi)容選擇：貼近生活，聚焦“大概念”小學(xué)科學(xué)的“大概念”（如“物質(zhì)的變化”“生物與環(huán)境”）是課程的核心，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需圍繞這些概念，選擇學(xué)生熟悉的場(chǎng)景：物質(zhì)科學(xué)：如“水的三態(tài)變化”（用冰、水、水蒸氣展示）、“材料的吸水性”（用紙巾、棉布、塑料布對(duì)比）；生命科學(xué)：如“種子發(fā)芽的條件”（用綠豆、杯子、水設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）、“植物的向光性”（將植物放在窗戶邊，觀察生長(zhǎng)方向）；地球與宇宙科學(xué)：如“月相的變化”（用皮球、手電筒模擬月球繞地球轉(zhuǎn)）、“土壤的成分”（用放大鏡觀察土壤中的沙、黏土、腐殖質(zhì)）；技術(shù)與工程：如“制作簡(jiǎn)單電路”（用電池、導(dǎo)線、燈泡連接）、“設(shè)計(jì)防風(fēng)橋”（用積木、紙板制作）。（三）材料準(zhǔn)備：安全易取，符合年齡特點(diǎn)材料是實(shí)驗(yàn)的“載體”，需滿足以下要求：安全性：避免尖銳（如用塑料刀代替鋼刀）、有毒（如不用酒精、濃硫酸）、易碎（如用塑料杯代替玻璃杯）材料；易獲取性：用生活中常見物品（如雞蛋、鹽、氣球、礦泉水瓶），減少教師準(zhǔn)備負(fù)擔(dān)；操作性：材料大小、重量適合小學(xué)生（如用小勺子加鹽，用淺盤子裝水）。（四）流程設(shè)計(jì)：環(huán)環(huán)相扣，體現(xiàn)探究邏輯實(shí)驗(yàn)流程需遵循“問題—猜想—實(shí)驗(yàn)—記錄—結(jié)論”的探究鏈，每一步都要“留痕”：1.**問題情境：用“真實(shí)問題”引發(fā)思考**用學(xué)生身邊的現(xiàn)象提出問題，避免“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)”：示例（低年級(jí)）：“早上媽媽給我煮了雞蛋，我把雞蛋放進(jìn)水里，它沉下去了?？墒俏易蛱炜吹桨职峙莸南屉u蛋浮在水面上，這是為什么呢？”示例（中年級(jí)）：“我昨天沖感冒靈的時(shí)候，用熱水沖比冷水沖溶解得快，是不是溫度越高，溶解得越快？”2.**猜想假設(shè)：鼓勵(lì)“發(fā)散思維”**讓學(xué)生自由表達(dá)想法，不否定“不合理”的猜想（如“雞蛋浮起來是因?yàn)槔锩嬗锌諝狻薄叭芙饪焓且驗(yàn)闊崴趧?dòng)”），引導(dǎo)其說出“理由”：教師提問：“你覺得雞蛋浮起來的原因是什么？為什么這么想？”學(xué)生回答：“我覺得是鹽讓水變重了，所以雞蛋浮起來了，就像我游泳時(shí)，在海水里比在淡水?容易浮起來?！?.**實(shí)驗(yàn)操作：分步指導(dǎo)，規(guī)范流程**實(shí)驗(yàn)步驟需簡(jiǎn)單明了，用“圖文結(jié)合”的方式呈現(xiàn)（如用圖片展示“加一勺鹽—攪拌—觀察雞蛋”），并強(qiáng)調(diào)“安全”與“變量控制”：示例（“雞蛋浮起來”實(shí)驗(yàn)步驟）：①往杯子里倒半杯清水，放入雞蛋，觀察雞蛋的狀態(tài)（沉下去）；②往杯子里加一勺鹽，用勺子攪拌均勻，觀察雞蛋的狀態(tài)；③再加一勺鹽，攪拌均勻，觀察雞蛋的狀態(tài)；④重復(fù)步驟③，直到雞蛋浮起來。4.**記錄分析：用“可視化工具”保留過程**小學(xué)生的記錄能力有限，需用表格、畫圖、貼紙等方式簡(jiǎn)化記錄：示例（“雞蛋浮起來”實(shí)驗(yàn)記錄）：加鹽的勺數(shù)雞蛋的狀態(tài)（畫√）我的發(fā)現(xiàn)0勺□沉下去□浮起來清水里雞蛋沉下去1勺□沉下去□浮起來加了鹽，雞蛋還是沉的2勺□沉下去□浮起來雞蛋開始往上浮了3勺□沉下去□浮起來雞蛋完全浮起來了！5.**結(jié)論表達(dá)：用“兒童語(yǔ)言”總結(jié)規(guī)律**讓學(xué)生用自己的話表達(dá)結(jié)論，教師不要“替代”，只需引導(dǎo)其“提煉關(guān)鍵信息”：學(xué)生：“加的鹽越多，雞蛋越容易浮起來?！苯處熞龑?dǎo)：“為什么加鹽水會(huì)讓雞蛋浮起來呢？”學(xué)生：“因?yàn)辂}讓水變重了，水的力氣變大了，就能把雞蛋托起來?！保ń處熆裳a(bǔ)充“密度”的簡(jiǎn)單概念：“鹽溶解在水里，水的密度變大了，所以雞蛋浮起來了。”）四、小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的指導(dǎo)策略實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的核心是“引導(dǎo)”而非“灌輸”，需關(guān)注學(xué)生的思維過程，而非“實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性”。以下是具體策略：（一）**問題引導(dǎo)：用“開放性問題”激活思維**避免用“是不是”“對(duì)不對(duì)”等封閉性問題，改用“為什么”“怎么辦”“如果……會(huì)怎樣”等開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生深度思考：實(shí)驗(yàn)前：“你覺得會(huì)發(fā)生什么？為什么？”（引發(fā)猜想）；實(shí)驗(yàn)中：“你觀察到了什么？和你之前想的一樣嗎？”（連接猜想與事實(shí)）；實(shí)驗(yàn)后：“如果換一種材料，結(jié)果會(huì)不一樣嗎？”（拓展探究）。（二）**操作指導(dǎo)：“扶放結(jié)合”，培養(yǎng)自主能力**“扶”：對(duì)于低年級(jí)學(xué)生或復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，教師需示范操作（如“如何用勺子攪拌，避免水灑出來”“如何使用溫度計(jì)”）；“放”：對(duì)于中高年級(jí)學(xué)生，讓其自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟（如“探究種子發(fā)芽需要陽(yáng)光嗎？”，讓學(xué)生自己決定“一組放在窗戶邊，一組放在柜子里”）；“提醒”：強(qiáng)調(diào)安全（如“不要把鹽放進(jìn)嘴里”“不要用手碰燈泡，以免燙傷”）。（三）**思維提升：用“對(duì)比與歸納”培養(yǎng)邏輯**對(duì)比分析：引導(dǎo)學(xué)生比較“不同條件”下的結(jié)果（如“清水vs鹽水”中的雞蛋狀態(tài)，“熱水vs冷水”中的溶解速度）；歸納總結(jié)：讓學(xué)生從“具體現(xiàn)象”中提煉“普遍規(guī)律”（如“加鹽水會(huì)讓雞蛋浮起來”→“密度大的液體能讓物體浮起來”）；質(zhì)疑反思：鼓勵(lì)學(xué)生提出“新問題”（如“如果加糖，雞蛋會(huì)浮起來嗎？”“如果用更大的雞蛋，需要加更多鹽嗎？”）。（四）**情感支持：用“鼓勵(lì)性語(yǔ)言”培養(yǎng)探究信心**小學(xué)生容易因“實(shí)驗(yàn)失敗”而失去興趣，教師需用正向反饋鼓勵(lì)其堅(jiān)持：當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)：“沒關(guān)系，我們?cè)僭囈淮危纯茨睦锍鰡栴}了？是鹽加得不夠？還是攪拌得不夠均勻？”；當(dāng)學(xué)生有新發(fā)現(xiàn)時(shí)：“你觀察得真仔細(xì)！這個(gè)發(fā)現(xiàn)很重要，能和大家分享一下嗎？”；當(dāng)學(xué)生表達(dá)結(jié)論時(shí)：“你用自己的話總結(jié)了規(guī)律，真棒！”。五、案例展示：“雞蛋浮起來的秘密”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)科學(xué)觀念：知道鹽水的密度比清水大，能使雞蛋浮起來；科學(xué)思維：通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析“鹽的用量”與“雞蛋狀態(tài)”的關(guān)系；探究實(shí)踐：學(xué)會(huì)用“記錄表格”記錄實(shí)驗(yàn)過程；態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)“敢于猜想、樂于探究”的科學(xué)態(tài)度。（二）實(shí)驗(yàn)材料透明塑料杯（1個(gè)）、雞蛋（1個(gè)）、鹽（若干）、勺子（1把）、清水（若干）。（三）實(shí)驗(yàn)流程步驟教師行為學(xué)生行為設(shè)計(jì)意圖1.問題情境展示“清水里的雞蛋”和“鹽水里的雞蛋”圖片，提問：“為什么雞蛋在清水里沉下去，在鹽水里浮起來？”觀察圖片，提出猜想（如“鹽讓水變重了”“雞蛋里有空氣”）用真實(shí)現(xiàn)象引發(fā)好奇2.猜想假設(shè)引導(dǎo)學(xué)生說出“猜想的理由”：“你為什么覺得是鹽讓水變重了？”分享自己的想法（如“我游泳時(shí)，海水里比淡水?容易浮起來”）培養(yǎng)“基于經(jīng)驗(yàn)的猜想”能力3.實(shí)驗(yàn)操作示范“加一勺鹽—攪拌—觀察”的步驟，強(qiáng)調(diào)“變量控制”（只改變鹽的用量，其他條件不變）按照步驟操作，每加一勺鹽，記錄雞蛋的狀態(tài)學(xué)習(xí)“規(guī)范操作”和“變量控制”4.記錄分析發(fā)放記錄表格，引導(dǎo)學(xué)生用“√”標(biāo)記雞蛋狀態(tài)，提問：“加多少勺鹽時(shí)，雞蛋浮起來了？”填寫表格，對(duì)比不同勺數(shù)下的雞蛋狀態(tài)用“可視化工具”保留過程5.結(jié)論表達(dá)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：“你發(fā)現(xiàn)了什么？”用自己的話表達(dá)結(jié)論（如“加的鹽越多，雞蛋越容易浮起來”）培養(yǎng)“提煉規(guī)律”的能力6.拓展探究提問：“如果加糖，雞蛋會(huì)浮起來嗎？”“如果用鴨蛋，需要加更多鹽嗎？”提出新問題，設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)激發(fā)“持續(xù)探究”的興趣（四）指導(dǎo)要點(diǎn)低年級(jí)：重點(diǎn)引導(dǎo)“觀察”（如“雞蛋的位置變化”），用“畫圖”代替文字記錄；中年級(jí)：重點(diǎn)引導(dǎo)“對(duì)比”（如“0勺vs3勺