小學(xué)四年級科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)全集前言小學(xué)四年級是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)形成的關(guān)鍵時(shí)期?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，旨在通過親自動手操作，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、提出問題、探究原因、得出結(jié)論，從而培養(yǎng)其科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐精神。本全集立足于四年級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和生活經(jīng)驗(yàn)，精選了物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)三大領(lǐng)域的典型實(shí)驗(yàn)，力求每個(gè)設(shè)計(jì)都兼具趣味性、探究性和教育性，為一線教師提供一套系統(tǒng)、實(shí)用的教學(xué)資源。教師在實(shí)際教學(xué)中，可根據(jù)學(xué)情和教學(xué)條件靈活調(diào)整。一、物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一：神奇的水——水的表面張力1.實(shí)驗(yàn)名稱：神奇的水——水的表面張力2.所屬領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)3.建議課時(shí)：1課時(shí)4.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：*知識與技能：初步感知水具有表面張力，了解表面張力能使水的表面形成一層彈性薄膜。*過程與方法：通過觀察硬幣上能滴多少滴水、回形針能否浮在水面等活動，學(xué)習(xí)用控制變量的方法進(jìn)行簡單探究。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)對水的奇妙特性的好奇心，培養(yǎng)細(xì)致觀察和樂于探究的科學(xué)態(tài)度。5.實(shí)驗(yàn)材料：干凈的硬幣若干枚（一角、五角、一元均可）、滴管（或眼藥水瓶）、清水、小盤子、回形針、記錄表（可選）。6.實(shí)驗(yàn)步驟：1.硬幣上的“水珠”：*取一枚硬幣，平放在盤子中。*用滴管吸取清水，輕輕地、一滴一滴地將水滴在硬幣的正面。*邊滴邊觀察：硬幣上的水珠是什么樣子的？它會馬上流下來嗎？*持續(xù)滴水，直到水珠剛好溢出硬幣邊緣為止。記錄滴了多少滴水（如果使用記錄表）。*換用不同面值的硬幣，重復(fù)上述步驟，比較不同硬幣上能容納的水滴數(shù)量。2.會“游泳”的回形針：*在盤子中倒入少量清水，使水面平靜。*小心地將一枚回形針放在水面上，觀察它是沉下去還是浮起來。（提示：可以先將回形針放在一張小紙片上，再將紙片輕輕放在水面，待紙片吸水下沉后，回形針可能會留在水面。）*用手指輕輕觸碰水面中央，觀察回形針的變化。7.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與討論：*現(xiàn)象：硬幣上能容納的水滴數(shù)量比預(yù)想的多，水滴在硬幣上形成一個(gè)鼓鼓的“水球”；小心操作時(shí)，回形針能漂浮在水面上。*討論：*為什么硬幣上的水不會馬上流下來，反而能形成一個(gè)鼓起來的形狀？*回形針是金屬做的，比水重，為什么能浮在水面上？*當(dāng)手指觸碰水面后，回形針為什么可能會沉下去？8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水的表面存在一種相互拉著的力，叫做表面張力。這種力使得水的表面像有一層看不見的彈性薄膜，能托住一些輕小的物體，也能讓水滴在硬幣上形成凸起的形狀。9.注意事項(xiàng)：*滴水滴時(shí)要輕、慢、穩(wěn)，避免水流沖擊過大。*操作回形針時(shí)要耐心，盡量保持水面平靜。*提醒學(xué)生不要用手觸摸實(shí)驗(yàn)后的水和硬幣，保持衛(wèi)生。10.拓展與延伸：*嘗試在水中加入少量洗潔精，再做上述實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象有什么不同，思考為什么。*觀察生活中其他表面張力的現(xiàn)象，如露珠、某些昆蟲能在水面行走等。實(shí)驗(yàn)二：溶解的秘密1.實(shí)驗(yàn)名稱：溶解的秘密2.所屬領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)3.建議課時(shí)：1-2課時(shí)（可分兩次進(jìn)行）4.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：*知識與技能：知道什么是溶解現(xiàn)象，了解影響溶解快慢的一些因素（如攪拌、溫度、顆粒大?。?過程與方法：通過對比實(shí)驗(yàn)，探究攪拌、溫度、物質(zhì)顆粒大小對溶解速度的影響，學(xué)習(xí)控制變量的實(shí)驗(yàn)方法。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和合作精神。5.實(shí)驗(yàn)材料：透明玻璃杯若干、筷子（或攪拌棒）、食鹽、蔗糖（白糖）、面粉、沙子、冷水、熱水（注意安全）、研缽（或干凈的碗和搟面杖，用于將顆粒弄細(xì)）、秒表（或計(jì)時(shí)器，可選）、記錄表。6.實(shí)驗(yàn)步驟：第一部分：哪些物質(zhì)能溶解在水中？1.取四個(gè)透明玻璃杯，分別裝入等量的冷水。2.在四個(gè)杯中分別加入少量（約一平匙）食鹽、蔗糖、面粉、沙子，用筷子輕輕攪拌。3.觀察并記錄：哪些物質(zhì)不見了？哪些物質(zhì)仍然存在？杯底有沉淀嗎？溶液是否渾濁？4.討論：什么樣的現(xiàn)象叫做“溶解”？第二部分：怎樣讓物質(zhì)溶解得更快？（對比實(shí)驗(yàn)）*實(shí)驗(yàn)一：攪拌對溶解快慢的影響1.取兩個(gè)玻璃杯，裝入等量的冷水。2.分別放入等量的蔗糖。3.一個(gè)杯子用筷子不斷攪拌，另一個(gè)杯子不攪拌。4.觀察并比較兩杯中的蔗糖哪個(gè)溶解得更快。*實(shí)驗(yàn)二：溫度對溶解快慢的影響1.取兩個(gè)玻璃杯，一個(gè)裝入冷水，一個(gè)裝入等量的熱水（注意安全，熱水由教師協(xié)助倒入）。2.分別放入等量的蔗糖。3.同時(shí)用筷子以相同的速度攪拌兩杯液體。4.觀察并比較兩杯中的蔗糖哪個(gè)溶解得更快。*實(shí)驗(yàn)三：顆粒大小對溶解快慢的影響1.取兩塊大小相近的冰糖（或大塊蔗糖），將其中一塊用研缽研成粉末（或用搟面杖壓碎）。2.取兩個(gè)玻璃杯，裝入等量的冷水。3.分別放入整塊冰糖和冰糖粉末。4.同時(shí)用筷子以相同的速度攪拌兩杯液體。5.觀察并比較兩杯中的冰糖哪個(gè)溶解得更快。7.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與討論：*第一部分現(xiàn)象：食鹽、蔗糖消失在水中，形成透明的溶液；面粉使水變渾濁，靜置后部分沉淀；沙子沉在杯底。*討論：只有當(dāng)物質(zhì)均勻地分散在水中，變成肉眼看不見的微粒，且不能用過濾的方法分離出來時(shí)，才叫溶解。*第二部分現(xiàn)象：攪拌的比不攪拌的溶解快；熱水中的比冷水中的溶解快；粉末狀的比塊狀的溶解快。*討論：為什么這些條件能加快溶解？生活中哪些地方用到了這些方法？8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：*食鹽、蔗糖等物質(zhì)能溶解在水中，面粉、沙子等不能溶解在水中。*攪拌、升高溫度、將物質(zhì)研成細(xì)小顆?？梢约涌煳镔|(zhì)在水中的溶解速度。9.注意事項(xiàng)：*使用熱水時(shí)，教師要強(qiáng)調(diào)安全，避免燙傷。*實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制好變量，每次實(shí)驗(yàn)只改變一個(gè)條件，其他條件保持相同。*提醒學(xué)生不要品嘗實(shí)驗(yàn)用品。10.拓展與延伸：*探究不同物質(zhì)在水中的溶解能力是否相同（如食鹽和蔗糖在同樣多的水中能溶解的最大量）。*思考：如果把鹽水加熱蒸發(fā)，會發(fā)生什么現(xiàn)象？二、生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三：種子的萌發(fā)條件1.實(shí)驗(yàn)名稱：種子的萌發(fā)條件2.所屬領(lǐng)域：生命科學(xué)3.建議課時(shí)：1課時(shí)（實(shí)驗(yàn)setup）+后續(xù)觀察記錄（約一周）4.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：*知識與技能：知道種子萌發(fā)需要適宜的溫度、一定的水分和充足的空氣。*過程與方法：通過設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，探究種子萌發(fā)所需的外界條件，學(xué)習(xí)長期觀察和記錄的方法。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：感受生命的神奇，培養(yǎng)持續(xù)觀察、耐心記錄的科學(xué)品質(zhì)和熱愛生命的情感。5.實(shí)驗(yàn)材料：飽滿的綠豆（或黃豆、菜豆）種子若干、透明塑料杯（或培養(yǎng)皿、一次性塑料盒）若干、吸水紙（或脫脂棉、紗布）、標(biāo)簽、水、冰箱。6.實(shí)驗(yàn)步驟：1.提出問題：種子萌發(fā)需要哪些條件呢？（引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想：水、陽光、土壤、空氣、溫度等）2.作出假設(shè)：種子萌發(fā)需要水、空氣和適宜的溫度。（本次實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)探究這三個(gè)條件，陽光和土壤可作為后續(xù)拓展或討論）3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備四個(gè)透明塑料杯，分別編號1、2、3、4，并貼上標(biāo)簽注明實(shí)驗(yàn)條件。*1號杯（對照組，滿足所有條件）：在杯底鋪幾層吸水紙，加入適量清水，使吸水紙濕潤但沒有積水。放入約10粒綠豆種子，然后將杯子放在室溫下、有空氣的地方（如窗臺上，但避免陽光直射導(dǎo)致水分過快蒸發(fā)）。*2號杯（缺水條件）：杯底鋪幾層干燥的吸水紙，放入約10粒綠豆種子，不加水。將杯子放在與1號杯相同的環(huán)境中。*3號杯（缺空氣條件）：杯底鋪幾層吸水紙，加入較多清水，使種子完全浸沒在水中（隔絕空氣）。放入約10粒綠豆種子，放在與1號杯相同的環(huán)境中。*4號杯（低溫條件）：處理方式與1號杯相同（有適量水），放入約10粒綠豆種子，然后將杯子放入冰箱冷藏室（溫度較低的地方）。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按照上述設(shè)計(jì)準(zhǔn)備好四個(gè)杯子。5.觀察記錄：每天定時(shí)觀察各杯種子的變化，并將觀察到的現(xiàn)象（如是否萌發(fā)、根芽生長情況等）記錄在記錄表中。可以畫圖或拍照輔助記錄。7.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與討論：*現(xiàn)象：幾天后，1號杯中的種子正常萌發(fā)，長出根和芽；2號杯（缺水）和4號杯（低溫）的種子沒有萌發(fā)；3號杯（缺空氣）的種子可能膨脹，但不能正常萌發(fā)或萌發(fā)后腐爛。*討論：*哪個(gè)杯子里的種子萌發(fā)了？它滿足了哪些條件？*其他杯子的種子為什么沒有萌發(fā)？缺少了什么條件？*這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了種子萌發(fā)需要哪些條件？8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：種子萌發(fā)需要一定的水分、充足的空氣和適宜的溫度。9.注意事項(xiàng)：*選擇飽滿、無破損的種子，保證實(shí)驗(yàn)的成功率。*控制好各實(shí)驗(yàn)組的變量，確保實(shí)驗(yàn)的公平性。*提醒學(xué)生每天堅(jiān)持觀察和記錄，培養(yǎng)責(zé)任感。*實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生將萌發(fā)的種子移植到土壤中繼續(xù)觀察其生長。10.拓展與延伸：*探究種子萌發(fā)是否需要陽光？（設(shè)計(jì)有光和無光的對比實(shí)驗(yàn)）*探究種子萌發(fā)是否需要土壤？（設(shè)計(jì)有土壤和無土壤（如紙巾培養(yǎng)）的對比實(shí)驗(yàn)）*觀察不同植物種子的萌發(fā)過程有何異同。實(shí)驗(yàn)四：植物的向光性1.實(shí)驗(yàn)名稱：植物的向光性2.所屬領(lǐng)域：生命科學(xué)3.建議課時(shí)：1課時(shí)（實(shí)驗(yàn)setup）+后續(xù)觀察記錄（約一周）4.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：*知識與技能：知道植物的生長具有向光性。*過程與方法：通過設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，觀察植物在單側(cè)光照射下的生長變化，培養(yǎng)觀察能力和分析問題的能力。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)對植物生命現(xiàn)象的探究興趣，體會自然界的奇妙。5.實(shí)驗(yàn)材料：生長狀況相似的盆栽小苗（如向日葵苗、豆苗、玉米苗等，最好是幼苗）若干盆、不透光的紙盒（或黑色塑料袋）、剪刀、牙簽或小木棍。6.實(shí)驗(yàn)步驟：1.提出問題：植物的生長方向與光照有關(guān)嗎？2.作出假設(shè)：植物會朝著有光的方向生長。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：*選取兩盆生長狀況相似的小苗，分別編號A和B。*A盆（實(shí)驗(yàn)組）：用不透光的紙盒罩住小苗，在紙盒的一側(cè)（如右側(cè)）用剪刀剪出一個(gè)小孔，確保只有從小孔射入的單側(cè)光能照射到小苗。*B盆（對照組）：將小苗放在自然光照條件下（或能接受四面八方均勻光線的地方），不做遮光處理。*將A、B兩盆小苗放在相同的溫度、水分等環(huán)境中。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按照上述設(shè)計(jì)處理兩盆小苗。5.觀察記錄：每天觀察兩盆小苗的生長方向，特別是A盆小苗的生長方向，并記錄現(xiàn)象。可以畫圖記錄。6.（可選）改變方向：幾天后，當(dāng)A盆小苗出現(xiàn)明顯向光生長后，將紙盒上的小孔轉(zhuǎn)到相反方向（如左側(cè)），繼續(xù)觀察小苗生長方向的變化。7.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與討論：*現(xiàn)象：幾天后，A盆（實(shí)驗(yàn)組）的小苗會朝著紙盒小孔有光的方向彎曲生長；B盆（對照組）的小苗則直立生長，或向光源充足的方向均勻生長。如果改變小孔方向，一段時(shí)間后小苗會逐漸向新的光源方向彎曲。*討論：*A盆小苗的生長方向有什么變化？這種變化與光照有什么關(guān)系？*B盆小苗的生長方向是怎樣的？*這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了植物具有什么特性？這種特性對植物的生存有什么意義？8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物的生長具有向光性，即植物會朝著光源的方向生長。9.注意事項(xiàng)：*選擇生長健壯、莖稈較幼嫩的小苗，向光性現(xiàn)象更明顯。*紙盒遮光要嚴(yán)密，確保只有單側(cè)光進(jìn)入。*實(shí)驗(yàn)過程中要保證小苗得到適量的水分，避免干旱。10.拓展與延伸：*探究植物的根是否具有向地性或向水性？*觀察校園或自然界中的植物，它們的生長方向有什么共同特點(diǎn)？三、地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)五：土壤里有什么1.實(shí)驗(yàn)名稱：土壤里有什么2.所屬領(lǐng)域：地球與宇宙科學(xué)3.建議課時(shí)：1課時(shí)4.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：*知識與技能：知道土壤是由砂、黏土、水、空氣、腐殖質(zhì)（動植物殘?bào)w腐爛后形成的物質(zhì)）等組成的混合物。*過程與方法：通過觀察、攪拌、沉淀、烘烤等多種方法探究土壤的成分，學(xué)習(xí)運(yùn)用多種感官和工具進(jìn)行科學(xué)觀察。*情感態(tài)度與價(jià)值觀：認(rèn)識到土壤的復(fù)雜性和重要性，培養(yǎng)愛護(hù)土壤、保護(hù)土壤資源的意識。5.實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的土壤樣本（從不同地方采集，如花園、農(nóng)田、樹林）、