小學(xué)科學(xué)實驗課程開發(fā)設(shè)計方案一、方案背景（一）政策與理論依據(jù)2022版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確將“科學(xué)探究”作為核心素養(yǎng)的重要維度，強調(diào)“學(xué)生通過觀察、實驗、調(diào)查等方式獲取證據(jù)，運用邏輯推理、歸納概括等方法分析證據(jù)并得出結(jié)論”。實驗是科學(xué)探究的核心載體，其設(shè)計需符合小學(xué)生“具體形象思維向抽象邏輯思維過渡”的認(rèn)知規(guī)律，助力學(xué)生形成“實證意識”“問題意識”與“創(chuàng)新意識”。（二）當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實驗課程現(xiàn)狀與問題1.內(nèi)容碎片化：部分實驗設(shè)計缺乏系統(tǒng)性，未形成“感知-探究-應(yīng)用”的梯度；2.形式單一化：多為教師演示實驗，學(xué)生動手操作機會少，探究性不足；3.生活聯(lián)結(jié)弱：實驗材料脫離學(xué)生生活，難以激發(fā)持續(xù)興趣；4.評價缺失：重結(jié)果輕過程，未覆蓋實驗設(shè)計、操作、反思等全流程。二、課程目標(biāo)設(shè)計（一）總目標(biāo)以“培養(yǎng)有好奇心、會探究、愛科學(xué)的小學(xué)生”為核心，通過系統(tǒng)化實驗課程，幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)實驗技能，形成科學(xué)思維方法，樹立尊重事實、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，初步理解科學(xué)與生活的聯(lián)系。（二）分目標(biāo)維度具體目標(biāo)**知識與技能**1.認(rèn)識常見材料、生物、物理現(xiàn)象的基本性質(zhì)；

2.掌握簡單實驗工具（如燒杯、酒精燈、磁鐵）的使用方法；

3.能描述實驗現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)。**過程與方法**1.能從生活中提出可探究的科學(xué)問題；

2.學(xué)會設(shè)計對照實驗（控制變量）；

3.能通過分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論并交流。**情感態(tài)度價值觀**1.保持對科學(xué)的好奇心與求知欲；

2.養(yǎng)成實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實驗態(tài)度；

3.體會科學(xué)對生活的改善作用。三、課程開發(fā)原則（一）科學(xué)性原則實驗設(shè)計需符合科學(xué)原理（如“種子發(fā)芽實驗”需控制水、溫度、空氣等變量），材料選擇安全無毒（如避免使用強酸強堿），操作步驟規(guī)范（如酒精燈使用需用燈帽蓋滅）。（二）趣味性原則結(jié)合小學(xué)生興趣點設(shè)計實驗，如用“彩虹雨”（油、水、色素混合）展示液體分層，用“會跳舞的鹽”（聲音振動）激發(fā)探究欲望，通過“游戲化”（如“磁鐵找朋友”）降低學(xué)習(xí)門檻。（三）探究性原則以“問題”為導(dǎo)向，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題-猜想假設(shè)-設(shè)計實驗-驗證結(jié)論”的完整探究流程。例如“影響擺的快慢的因素”實驗中，學(xué)生需自主猜想“擺長、擺重、擺動幅度”的作用，再通過控制變量驗證。（四）生活性原則實驗材料源于生活（如用雞蛋殼做“酸堿反應(yīng)”實驗，用飲料瓶做“水的壓力”實驗），實驗主題貼近學(xué)生經(jīng)驗（如“怎樣讓衣服干得快”“水果電池”），讓學(xué)生感受到“科學(xué)就在身邊”。（五）層次性原則根據(jù)年級認(rèn)知水平設(shè)計梯度內(nèi)容：低年級（1-2年級）：以“感知描述”為主，強調(diào)用感官（眼、手、鼻）觀察現(xiàn)象；中年級（3-4年級）：以“探究驗證”為主，學(xué)習(xí)控制變量與因果分析；高年級（5-6年級）：以“推理應(yīng)用”為主，培養(yǎng)系統(tǒng)思維與解決實際問題的能力。四、核心內(nèi)容設(shè)計（分年級）（一）低年級（1-2年級）：感知與描述——身邊的科學(xué)現(xiàn)象主題1：材料的秘密實驗名稱：紙的吸水性比較實驗?zāi)繕?biāo)：通過觀察不同紙的吸水速度，認(rèn)識材料的吸水性差異。實驗材料：報紙、A4紙、彩紙、滴管、水、托盤。實驗步驟：1.將三種紙分別平鋪在托盤上；2.用滴管在每種紙的中心滴1滴清水；3.觀察水滴擴散的速度與范圍，記錄結(jié)果。設(shè)計意圖：讓學(xué)生用“看”“摸”等感官描述現(xiàn)象，初步建立“材料性質(zhì)”的概念。主題2：水的魔法實驗名稱：水的三態(tài)變化實驗?zāi)繕?biāo)：觀察水從固態(tài)（冰）到液態(tài)（水）再到氣態(tài)（水蒸氣）的變化。實驗材料：冰塊、燒杯、酒精燈、玻璃片。實驗步驟：1.將冰塊放入燒杯，觀察冰塊融化成水的過程；2.用酒精燈加熱燒杯（教師操作），觀察水沸騰產(chǎn)生水蒸氣；3.用冷玻璃片靠近水蒸氣，觀察玻璃片上的小水珠。設(shè)計意圖：通過直觀現(xiàn)象理解“狀態(tài)變化”，感受科學(xué)的“魔法”。（二）中年級（3-4年級）：探究與驗證——變量與因果關(guān)系主題1：植物的生長實驗名稱：種子發(fā)芽的條件實驗?zāi)繕?biāo)：探究種子發(fā)芽需要的環(huán)境條件（水、溫度、空氣）。實驗材料：綠豆種子、棉花、杯子、冰箱。實驗步驟：1.準(zhǔn)備4個杯子，各放等量濕潤棉花，每杯放5粒綠豆；2.1號杯：加水沒過棉花（過多水，缺空氣）；3.2號杯：保持棉花濕潤（正常條件）；4.3號杯：不加水（干燥，缺水）；5.4號杯：放入冰箱（低溫，缺適宜溫度）；6.每天觀察并記錄發(fā)芽情況（第3、5、7天）。設(shè)計意圖：學(xué)習(xí)“對照實驗”與“變量控制”，理解“必要條件”的概念。主題2：力的游戲?qū)嶒灻Q：影響擺的快慢的因素實驗?zāi)繕?biāo)：探究擺長、擺重、擺動幅度對擺的快慢的影響。實驗材料：細(xì)繩、螺帽（不同重量）、鐵架臺、秒表。實驗步驟：1.固定細(xì)繩一端在鐵架臺，另一端掛螺帽（擺長20cm）；2.讓擺擺動（幅度約30°），記錄10次擺動的時間；3.改變擺長（10cm、30cm），重復(fù)實驗；4.保持?jǐn)[長20cm，改變螺帽重量（1個、2個），重復(fù)實驗；5.保持?jǐn)[長20cm，改變擺動幅度（15°、45°），重復(fù)實驗；6.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。設(shè)計意圖：培養(yǎng)“控制變量”的思維，學(xué)會用數(shù)據(jù)支持結(jié)論。（三）高年級（5-6年級）：推理與應(yīng)用——系統(tǒng)與邏輯主題1：電的旅程實驗名稱：串聯(lián)與并聯(lián)電路實驗?zāi)繕?biāo)：探究串聯(lián)與并聯(lián)電路的特點（燈泡亮度、電流路徑）。實驗材料：電池、導(dǎo)線、燈泡、開關(guān)。實驗步驟：1.用導(dǎo)線將電池、開關(guān)、兩個燈泡依次連接（串聯(lián)），閉合開關(guān)，觀察燈泡亮度；2.斷開開關(guān)，將兩個燈泡的兩端分別連接（并聯(lián)），閉合開關(guān)，觀察燈泡亮度；3.比較兩種電路的電流路徑（用“電流從電池正極出發(fā)，回到負(fù)極”的思路分析）。設(shè)計意圖：理解“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”與“功能”的關(guān)系，培養(yǎng)邏輯推理能力。主題2：物質(zhì)的變化實驗名稱：蠟燭的燃燒實驗?zāi)繕?biāo)：區(qū)分物理變化（形態(tài)改變）與化學(xué)變化（產(chǎn)生新物質(zhì)）。實驗材料：蠟燭、火柴、燒杯、澄清石灰水。實驗步驟：1.點燃蠟燭，觀察蠟燭燃燒的現(xiàn)象（火焰分層、蠟融化）；2.用冷燒杯罩在火焰上方，觀察燒杯內(nèi)壁的小水珠；3.倒入澄清石灰水，振蕩，觀察石灰水變渾濁。設(shè)計意圖：學(xué)會用“是否產(chǎn)生新物質(zhì)”判斷變化類型，建立“物質(zhì)變化”的概念。五、課程實施流程（一）課前準(zhǔn)備1.材料準(zhǔn)備：教師提前檢查實驗材料的安全性與充足性（如低年級實驗材料需提前分發(fā)給學(xué)生）；2.認(rèn)知鋪墊：通過圖片、視頻或問題導(dǎo)入（如“為什么紙會吸水？”），激活學(xué)生已有經(jīng)驗；3.安全提示：針對實驗中的危險操作（如使用酒精燈、電源），提前強調(diào)安全規(guī)則（如“不能用手碰酒精燈火焰”）。（二）課中實施：探究式學(xué)習(xí)循環(huán)1.情境導(dǎo)入（5分鐘）：用生活場景或趣味問題引發(fā)興趣（如“媽媽洗的衣服為什么會干？”）；2.問題提出（3分鐘）：引導(dǎo)學(xué)生從情境中提出可探究的問題（如“水去哪里了？”）；3.猜想假設(shè)（5分鐘）：鼓勵學(xué)生基于經(jīng)驗猜想答案（如“水變成水蒸氣飛走了”）；4.實驗設(shè)計（7分鐘）：小組討論實驗方案（如“怎樣證明水變成了水蒸氣？”），教師指導(dǎo)完善；5.動手操作（15分鐘）：學(xué)生分組實驗，教師巡回指導(dǎo)（重點關(guān)注操作規(guī)范與安全）；6.數(shù)據(jù)記錄（5分鐘）：用表格、畫圖等方式記錄實驗現(xiàn)象（如“第3天，2號杯有3粒種子發(fā)芽”）；7.交流總結(jié)（5分鐘）：小組匯報結(jié)果，教師引導(dǎo)分析（如“為什么1號杯種子沒發(fā)芽？因為水太多，沒有空氣”）；8.拓展應(yīng)用（5分鐘）：聯(lián)系生活（如“怎樣讓種子更快發(fā)芽？”），激發(fā)進一步探究的欲望。（三）課后延伸1.家庭實驗：布置簡單的生活實驗（如“用醋泡雞蛋觀察蛋殼變化”），家長協(xié)助記錄；2.實驗日記：讓學(xué)生用文字或圖畫記錄實驗過程與感受（如“今天我做了水的三態(tài)變化實驗，看到冰變成水，水變成水蒸氣，真神奇！”）；3.項目式學(xué)習(xí)：高年級可開展主題項目（如“設(shè)計一個簡單電路裝置”），培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。六、課程評價體系（一）評價目標(biāo)以“促進學(xué)生發(fā)展”為導(dǎo)向，覆蓋“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀”三維目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生的探究過程與成長變化。（二）評價主體1.教師評價：占比60%，重點評價實驗設(shè)計、操作規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄與結(jié)論分析；2.學(xué)生自評：占比20%，通過“實驗反思日記”評價自己的參與度與收獲；3.家長評價：占比20%，評價家庭實驗的完成情況與興趣保持度。（三）評價維度與工具維度評價工具示例**過程性評價**1.實驗記錄量表（記錄實驗步驟、現(xiàn)象、問題）；

2.課堂參與度觀察表（評分項：主動提問、合作交流、操作規(guī)范）。**結(jié)果性評價**1.實驗報告評分標(biāo)準(zhǔn)（評分項：問題提出、猜想假設(shè)、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)論合理性）；

2.成果展示評分表（如“電路設(shè)計”展示的創(chuàng)新性、實用性）。**表現(xiàn)性評價**1.動手操作技能測試（如“用酒精燈加熱水”的操作規(guī)范）；

2.問題解決任務(wù)（如“設(shè)計一個讓種子快速發(fā)芽的方案”）。七、課程保障措施（一）資源保障1.實驗材料：優(yōu)先選擇低成本、易獲取的材料（如飲料瓶、雞蛋殼、細(xì)繩），避免依賴專業(yè)實驗室設(shè)備；2.實驗室建設(shè)：設(shè)置小學(xué)科學(xué)專用實驗室，配備安全設(shè)施（如滅火器、急救箱），張貼實驗安全規(guī)則；3.數(shù)字資源：建立實驗教學(xué)資源庫（如實驗視頻、課件、記錄模板），方便教師參考。（二）教師保障1.專業(yè)培訓(xùn)：定期開展實驗設(shè)計與指導(dǎo)培訓(xùn)（如“如何引導(dǎo)學(xué)生提出問題”“如何處理實驗中的意外情況”）；2.教研支持：建立科學(xué)教師教研共同體，開展“實驗課例研討”“優(yōu)秀實驗設(shè)計評選”等活動；3.激勵機制：將實驗教學(xué)效果納入教師考核，表彰“實驗教學(xué)能手”。（三）安全保障1.安全規(guī)程：制定《小學(xué)科學(xué)實驗安全操作指南》，明確每個實驗的安全注意事項（如“用電實驗需關(guān)閉電源再連接導(dǎo)線”）；2.應(yīng)急處理：教師需掌握基本急救技能（如燙傷處理、異物入眼處理），實驗室配備急救箱；3.學(xué)生教育：每學(xué)期開展“實驗安全”主題班會，讓學(xué)生認(rèn)識實驗中的危險并學(xué)會自我保護。（四）家校協(xié)同1.家庭實驗指導(dǎo)：通過家長會、班級群向家長介紹家庭實驗的目的與方法（如“如何引導(dǎo)孩子記錄實驗現(xiàn)象”）；2.反饋機制：定期收集家長對實驗課程的意見與建議（如“孩子對家庭實驗很感興趣，希望增加更多生活主題”），調(diào)整課程內(nèi)容。八、附錄（可選）（一）小學(xué)科學(xué)實驗安全操作指南1.禁止用手直接接觸酒精燈火焰、高溫物體；2.用電實驗需在教師指導(dǎo)下進行，避免短路；3.使用玻璃器皿時要小心，避免打碎劃傷；4.實驗結(jié)束后，要整理材料，清理桌面。（二）家庭實驗推薦清單1.低年級：“會吸水的紙巾”（用紙巾吸水彩筆水，觀察擴散）、“磁鐵找朋友”（用磁鐵吸家里的物品，記錄哪些能吸）；2.中年級：“種子發(fā)芽日記”（用綠豆做發(fā)芽實驗，每天記錄）、“雞蛋浮起來了”（用鹽改變水的密度，讓雞蛋浮起來）；3.高年級：“水果電池”（用檸檬、銅片、鋅片做電池，點亮小燈珠）、“自制凈水器”（用飲料瓶、棉花、沙子、活性炭做凈水器，過濾污水）。（三）實驗記錄模板示例