小學(xué)創(chuàng)新科學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計一、引言小學(xué)科學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙階段，實驗教學(xué)是其核心環(huán)節(jié)。好的實驗設(shè)計應(yīng)貼近生活、操作簡便、邏輯清晰，既能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，又能滲透科學(xué)思維方法。本設(shè)計以“水的表面張力”為主題，通過“硬幣滴水”“回形針浮水”“液體對比實驗”三個遞進(jìn)式探究活動，引導(dǎo)學(xué)生從“現(xiàn)象觀察”到“概念建構(gòu)”，最終理解“表面張力是液體的基本性質(zhì)之一”，并感受科學(xué)與生活的聯(lián)系。二、實驗設(shè)計背景（一）課程標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在“物質(zhì)科學(xué)”領(lǐng)域明確要求：“了解水的基本性質(zhì)（如浮力、表面張力等），能通過實驗探究水的性質(zhì)及其應(yīng)用?！北驹O(shè)計聚焦“表面張力”這一核心概念，符合“用探究式學(xué)習(xí)方式認(rèn)識物質(zhì)世界”的課程理念。（二）學(xué)生認(rèn)知特點小學(xué)中高年級（3-5年級）學(xué)生已具備初步的觀察能力和動手操作能力，但抽象思維仍以具體形象為主?！八谋砻鎻埩Α笔强床灰?、摸不著的物理現(xiàn)象，需通過直觀實驗和對比分析幫助學(xué)生建立概念。實驗材料（硬幣、回形針、洗潔精）均來自生活，能降低學(xué)生的認(rèn)知門檻，增強(qiáng)探究的親切感。三、實驗?zāi)繕?biāo)（一）知識與技能1.認(rèn)識水的表面張力現(xiàn)象，理解其本質(zhì)是“液體表面分子收縮的力”；2.知道表面張力能使液體表面形成“彈性薄膜”，并能列舉生活中的表面張力實例（如露珠、水黽浮水）。（二）過程與方法1.通過“假設(shè)-實驗-驗證”的探究流程，掌握控制變量的實驗方法（如比較“加洗潔精前后”“不同液體”的滴數(shù)差異）；2.能使用滴管、記錄表格等工具，準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)并分析結(jié)論。（三）情感態(tài)度與價值觀1.激發(fā)對科學(xué)探究的興趣，感受“生活中處處有科學(xué)”；2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度（如規(guī)范操作滴管、如實記錄數(shù)據(jù)）和合作精神（如小組分工完成實驗）。四、實驗準(zhǔn)備（一）材料清單（每組）材料名稱數(shù)量備注一元硬幣1枚干凈、無銹跡回形針5枚未生銹洗潔精少量稀釋成1:10的溶液滴管2支分別用于清水和洗潔精溶液透明塑料杯2個裝清水和洗潔精溶液記錄表格1張見附件1手機(jī)/相機(jī)1部可選，用于記錄實驗過程（二）環(huán)境準(zhǔn)備1.實驗室或教室需保持干燥，避免桌面有水漬影響實驗結(jié)果；2.每組學(xué)生圍坐成圓形，便于合作操作和觀察。五、實驗過程設(shè)計（共40分鐘）（一）情境導(dǎo)入：問題引發(fā)興趣（5分鐘）教師活動：展示一張“水黽在水面行走”的圖片，提問：“為什么水黽能站在水面上而不沉下去？”“如果我們往水里加一點洗潔精，水黽還能站得住嗎？”學(xué)生活動：自由猜測，分享自己的生活經(jīng)驗（如“水有浮力”“洗潔精會讓水變滑”）。設(shè)計意圖：用生活中的有趣現(xiàn)象引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望。（二）探究活動1：硬幣上能放多少滴水？（15分鐘）1.提出假設(shè)教師活動：展示硬幣和滴管，提問：“你們覺得一元硬幣上最多能放多少滴清水？”引導(dǎo)學(xué)生說出假設(shè)（如“5滴”“10滴”），并記錄在“假設(shè)欄”。2.實驗操作教師演示：規(guī)范使用滴管的方法（捏緊膠頭-伸入水中-松開吸液-對準(zhǔn)硬幣中心-緩慢滴下），強(qiáng)調(diào)“每滴要均勻”“不要讓水溢出”。學(xué)生活動：小組分工（1人滴加、1人計數(shù)、1人記錄、1人觀察），完成實驗并記錄“清水滴數(shù)”（如12滴）。3.分析現(xiàn)象教師提問：“為什么水沒有立刻從硬幣上流下來？”引導(dǎo)學(xué)生觀察“水面凸起”的現(xiàn)象，引出“表面張力”的初步概念（“水的表面像一層有彈性的膜，把水裹在硬幣上”）。（三）探究活動2：洗潔精對表面張力的影響（10分鐘）1.變量設(shè)計教師活動：提出問題：“如果往清水中加一點洗潔精，硬幣上的滴數(shù)會變多還是變少？”引導(dǎo)學(xué)生明確“自變量是‘是否加洗潔精’，因變量是‘滴數(shù)’，控制變量是‘硬幣、滴管、滴加方式’”。2.實驗操作學(xué)生活動：用另一支滴管吸取洗潔精溶液（1:10稀釋），重復(fù)“硬幣滴水”實驗，記錄“洗潔精溶液滴數(shù)”（如6滴）。3.對比分析教師活動：展示各組數(shù)據(jù)，提問：“為什么加了洗潔精后，滴數(shù)減少了？”引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：“洗潔精會破壞水的表面張力，使‘彈性膜’破裂，水更容易溢出?！保ㄋ模┨骄炕顒?：拓展實驗——回形針浮水（8分鐘）1.問題延伸教師活動：“既然水的表面有張力，那能不能讓回形針浮在水面上？”引導(dǎo)學(xué)生嘗試用兩種方法（“直接丟”“輕輕放”）做實驗。2.實驗操作學(xué)生活動：方法1：直接把回形針丟進(jìn)水里，觀察到回形針下沉；方法2：用鑷子夾住回形針，輕輕放在水面上，觀察到回形針浮在水面（表面張力支撐了回形針的重量）。3.應(yīng)用聯(lián)系教師活動：“生活中還有哪些現(xiàn)象用到了表面張力？”（如露珠呈圓形、毛筆蘸水后筆尖聚攏），讓學(xué)生將實驗與生活聯(lián)系起來。（五）總結(jié)與反思（2分鐘）教師活動：梳理實驗邏輯（“問題-假設(shè)-實驗-結(jié)論”），強(qiáng)調(diào)“表面張力是水的基本性質(zhì)，洗潔精會破壞它”；提問：“今天的實驗有沒有遇到什么問題？如果再做一次，你會怎么改進(jìn)？”（如“滴的時候更慢一點”“用更干凈的硬幣”）。學(xué)生活動：分享實驗中的收獲與困惑，完成“反思欄”記錄。六、實驗創(chuàng)新點本設(shè)計在傳統(tǒng)“硬幣滴水”實驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了三個維度的創(chuàng)新，提升了實驗的探究價值：1.從“單一現(xiàn)象”到“對比探究”增加“洗潔精溶液”與“清水”的對比實驗，讓學(xué)生通過“滴數(shù)差異”直觀感受“表面張力的變化”，避免了“只觀察現(xiàn)象、不理解本質(zhì)”的問題。2.從“驗證實驗”到“拓展探究”加入“回形針浮水”實驗，用“可觸摸的現(xiàn)象”（回形針浮在水面）強(qiáng)化“表面張力是一種力”的概念，符合小學(xué)生“具象思維”的特點。3.從“定性觀察”到“定量記錄”設(shè)計了結(jié)構(gòu)化的記錄表格（見附件1），要求學(xué)生記錄“清水滴數(shù)”“洗潔精溶液滴數(shù)”“回形針浮水情況”，培養(yǎng)“用數(shù)據(jù)說話”的科學(xué)態(tài)度。七、教學(xué)實施建議（一）年級適配3年級：簡化“變量控制”環(huán)節(jié)，重點引導(dǎo)觀察“水面凸起”和“回形針浮水”現(xiàn)象；4-5年級：增加“不同液體（糖水、鹽水）對表面張力的影響”探究，培養(yǎng)變量控制能力。（二）小組合作指導(dǎo)每組4人，分工明確（滴加員、計數(shù)員、記錄員、觀察員），避免“少數(shù)人操作、多數(shù)人旁觀”；實驗前強(qiáng)調(diào)“輕聲交流”“互相幫助”，培養(yǎng)合作意識。（三）數(shù)字化工具應(yīng)用用手機(jī)拍攝“硬幣滴水”的慢動作視頻，展示“水面逐漸凸起”的過程，幫助學(xué)生更清晰地觀察現(xiàn)象；用Excel匯總各組數(shù)據(jù)，生成柱狀圖，直觀對比“清水”與“洗潔精溶液”的滴數(shù)差異。八、注意事項1.安全提示洗潔精溶液避免入口，實驗后及時洗手；回形針尖銳，需用鑷子操作，避免扎傷。2.材料準(zhǔn)備硬幣需提前用酒精擦拭干凈（去除油污），否則水會快速散開；洗潔精溶液需稀釋（1:10），濃度過高會導(dǎo)致“滴數(shù)過少”，影響對比效果。3.操作規(guī)范滴加時滴管要垂直于硬幣中心，避免水濺出；回形針要“輕輕放”在水面上，避免破壞表面張力。九、總結(jié)本實驗設(shè)計以“水的表面張力”為核心，通過“情境導(dǎo)入-問題探究-拓展應(yīng)用”的流程，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“思中學(xué)”。實驗材料易獲取、操作簡便，符合小學(xué)科學(xué)實驗的“低門檻、高探究”要求；創(chuàng)新點突出，從“現(xiàn)象觀察”到“本質(zhì)理解”，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。教師可根據(jù)學(xué)生的年級和認(rèn)知水平，調(diào)整實驗難度（如增加“不同液體”的