小學(xué)科學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例集引言：在動(dòng)手探索中播撒科學(xué)的種子小學(xué)科學(xué)教育是啟迪兒童科學(xué)思維、培養(yǎng)探究能力的關(guān)鍵階段。趣味實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教育的重要載體，以其直觀性、參與性和趣味性，能夠有效激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，引導(dǎo)他們?cè)凇白鲋袑W(xué)”、“玩中學(xué)”，從而理解基礎(chǔ)科學(xué)原理，培養(yǎng)觀察、思考、動(dòng)手及合作能力。本案例集精選了若干適合小學(xué)中高年級(jí)學(xué)生操作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，涵蓋物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)材料多取自日常生活用品，操作簡(jiǎn)便安全，旨在為一線教師和廣大家長(zhǎng)提供一份實(shí)用的教學(xué)參考，讓科學(xué)教育真正走進(jìn)孩子的生活，點(diǎn)亮他們探索世界的眼睛。實(shí)驗(yàn)案例篇實(shí)驗(yàn)一：會(huì)游泳的雞蛋——探索浮力與密度實(shí)驗(yàn)名稱：會(huì)游泳的雞蛋適合年級(jí)：3-4年級(jí)核心概念：浮力、密度、溶液實(shí)驗(yàn)材料：*透明玻璃杯（2個(gè)，大小相同）*新鮮雞蛋（1-2個(gè)）*清水*食鹽（足量）*筷子或小木棒（攪拌用）*小勺子安全提示：*玻璃器皿注意輕拿輕放，避免打碎。*食鹽需在成人指導(dǎo)下使用，避免誤入眼睛或食用過(guò)量。實(shí)驗(yàn)步驟：1.準(zhǔn)備工作：向兩個(gè)玻璃杯中各倒入約三分之二杯的清水。請(qǐng)學(xué)生觀察，兩個(gè)杯子中的水看起來(lái)是否一樣？2.第一次嘗試：小心地將一個(gè)雞蛋放入第一個(gè)空杯子（只裝清水）中，觀察雞蛋的狀態(tài)。（預(yù)期：雞蛋沉入水底。）3.改變液體：向第二個(gè)玻璃杯中加入3-4勺子食鹽（具體用量可根據(jù)水的多少調(diào)整），用筷子充分?jǐn)嚢瑁敝潦雏}完全溶解。4.第二次嘗試：將另一個(gè)雞蛋（或從第一個(gè)杯中取出的雞蛋擦干）放入鹽水中，仔細(xì)觀察雞蛋的狀態(tài)變化。（預(yù)期：雞蛋會(huì)慢慢浮起來(lái)。）5.對(duì)比與思考：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩個(gè)杯子中雞蛋的不同狀態(tài)，并思考原因?？梢試L試向鹽水中再加入一些鹽，觀察雞蛋的位置是否會(huì)繼續(xù)變化。觀察與提問(wèn)：*雞蛋在清水中是沉還是?。吭邴}水中呢？*當(dāng)我們往水里加鹽并攪拌后，水變成了什么？它和清水有什么不同？*如果我們繼續(xù)往鹽水中加鹽，雞蛋會(huì)浮得更高嗎？為什么？*你能用自己的話解釋一下為什么雞蛋在鹽水中會(huì)浮起來(lái)嗎？原理解析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要涉及密度和浮力的概念。雞蛋的密度比清水的密度大，所以在清水中會(huì)下沉。當(dāng)我們向水中加入食鹽并溶解后，鹽水的密度會(huì)增大。當(dāng)鹽水的密度大于雞蛋的密度時(shí)，雞蛋受到的浮力就會(huì)增大，大到足以托起雞蛋，使它浮起來(lái)。這就是為什么死海淹不死人，因?yàn)樗篮５暮}量極高，密度很大。拓展與延伸：*嘗試用不同的液體（如糖水、醬油等）代替鹽水，觀察雞蛋的沉浮情況。*思考：除了改變液體的密度，還有什么方法可以讓雞蛋浮起來(lái)？（提示：改變雞蛋的體積，如給雞蛋綁上泡沫塑料。）實(shí)驗(yàn)二：瓶子里的氣球——空氣占據(jù)空間實(shí)驗(yàn)名稱：瓶子里的氣球適合年級(jí)：2-3年級(jí)核心概念：空氣、空間、大氣壓（初步感知）實(shí)驗(yàn)材料：*空塑料瓶（如礦泉水瓶，瓶口大小適合套氣球）1-2個(gè)*小氣球（2-3個(gè)）*剪刀（成人使用）*一盆清水（可選，用于驗(yàn)證）安全提示：*塑料瓶若有破損，邊緣可能鋒利，請(qǐng)注意檢查和處理。*剪刀由成人操作。實(shí)驗(yàn)步驟：1.第一次挑戰(zhàn)：取一個(gè)完好的空塑料瓶，將一個(gè)氣球的口撐開(kāi)，小心翼翼地套在塑料瓶的瓶口上，確保不漏氣。請(qǐng)學(xué)生嘗試用力吹氣球，看能否將氣球在瓶子里吹大。（預(yù)期：很難將氣球吹大，或者只能吹大一點(diǎn)點(diǎn)。）2.思考與提問(wèn)：為什么氣球在瓶子里很難吹大呢？瓶子里是空的嗎？3.改進(jìn)裝置：請(qǐng)成人用剪刀在塑料瓶的瓶身下部（遠(yuǎn)離瓶口的地方）小心地鉆一個(gè)小孔（或剪開(kāi)一個(gè)小縫隙）。4.第二次挑戰(zhàn)：將另一個(gè)氣球套在改進(jìn)后的瓶子瓶口上。再次嘗試吹氣球，觀察現(xiàn)象。（預(yù)期：這次氣球很容易就在瓶子里吹大了。）5.堵住小孔再嘗試：當(dāng)氣球在有孔的瓶子里被吹大后，用手指堵住瓶身上的小孔，然后停止吹氣，觀察氣球的變化。（預(yù)期：氣球不會(huì)癟下去，或者癟下去很慢。）松開(kāi)手指，氣球又會(huì)怎樣？6.（可選）水中驗(yàn)證：將有小孔的瓶子瓶口朝下浸入水中，擠壓瓶身，觀察瓶底小孔是否有氣泡冒出，這能直觀看到空氣的存在。觀察與提問(wèn)：*第一次，瓶子里的氣球容易吹大嗎？為什么？*瓶子上鉆了小孔之后，氣球容易吹大了嗎？這說(shuō)明了什么？*當(dāng)你吹有孔的瓶子里的氣球時(shí)，你覺(jué)得瓶子里原來(lái)的空氣去哪里了？*堵住小孔，吹大的氣球?yàn)槭裁床蝗菀装T下去？松開(kāi)手指后呢？原理解析：瓶子看似是空的，但實(shí)際上里面充滿了空氣，空氣占據(jù)了瓶子內(nèi)部的空間。第一次嘗試時(shí)，要把氣球吹大，就需要把瓶子里的空氣擠走，但瓶口被氣球堵住了，空氣無(wú)路可逃，所以氣球很難被吹大。當(dāng)在瓶身上鉆了小孔后，吹氣球時(shí)，瓶子里的空氣就可以通過(guò)小孔被擠出去，騰出空間，氣球就容易吹大了。當(dāng)堵住小孔，吹大的氣球內(nèi)部氣壓大于外界氣壓，氣球會(huì)試圖收縮，但瓶?jī)?nèi)空氣被壓縮，氣壓增大，與氣球內(nèi)氣壓平衡，所以氣球不會(huì)立刻癟下去；松開(kāi)手指后，外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，瓶?jī)?nèi)氣壓與外界平衡，氣球就會(huì)因?yàn)樽陨韽椥远T下去。拓展與延伸：*思考：如果在瓶子的不同位置（如上部、中部、下部）都鉆上小孔，再吹氣球，效果會(huì)一樣嗎？*嘗試用不同大小或形狀的瓶子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察是否有差異。實(shí)驗(yàn)三：會(huì)變色的水——酸堿指示劑初體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：會(huì)變色的水適合年級(jí)：4-6年級(jí)核心概念：酸堿反應(yīng)、指示劑、化學(xué)變化實(shí)驗(yàn)材料：*紫甘藍(lán)（幾片紫葉即可）*透明玻璃杯或塑料杯（3-4個(gè)）*熱水（成人協(xié)助）*筷子或小木棒（攪拌用）*過(guò)濾用的紗布或?yàn)V紙（可選）*白醋*小蘇打（或食用堿面）*肥皂水（或洗潔精溶液）*清水*小勺子或滴管（若干，用于取液體，建議分開(kāi)使用，避免污染）安全提示：*熱水需成人協(xié)助處理，避免燙傷。*實(shí)驗(yàn)所用物品不可食用，實(shí)驗(yàn)后要洗手。實(shí)驗(yàn)步驟：1.制作“魔法水”（紫甘藍(lán)指示劑）：*將紫甘藍(lán)葉撕成小塊，放入一個(gè)玻璃杯中。*向杯中倒入熱水（約占杯子的三分之二），浸泡5-10分鐘，期間可以用筷子攪拌一下，讓顏色充分釋放出來(lái)。*待溶液冷卻后，用紗布（或?yàn)V紙）過(guò)濾，得到紫色的澄清液體，這就是我們的“魔法水”——紫甘藍(lán)指示劑。2.準(zhǔn)備測(cè)試液：取3-4個(gè)干凈的杯子，分別倒入少量（約等量）的白醋、小蘇打溶液（小蘇打加少量水溶解）、肥皂水、清水，貼上標(biāo)簽以便區(qū)分。3.開(kāi)始測(cè)試：*用滴管（或小勺子）分別向每個(gè)裝有測(cè)試液的杯子中滴入2-3滴（或少量）紫甘藍(lán)指示劑，攪拌均勻，仔細(xì)觀察每個(gè)杯子中液體顏色的變化，并記錄下來(lái)。*特別注意觀察白醋和小蘇打溶液顏色的明顯變化。觀察與提問(wèn)：*紫甘藍(lán)指示劑本身是什么顏色？*當(dāng)它遇到白醋、小蘇打溶液、肥皂水、清水時(shí)，分別變成了什么顏色？*哪些液體使指示劑顏色發(fā)生了相似的變化？哪些又不同？*你能根據(jù)顏色變化給這些液體分分類嗎？原理解析：紫甘藍(lán)中含有一種叫做花青素的物質(zhì)，它是一種天然的酸堿指示劑?；ㄇ嗨卦诓煌釅A性的環(huán)境中會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色。通常情況下，它在酸性溶液中（如白醋）會(huì)變成紅色或粉紅色；在堿性溶液中（如小蘇打溶液、肥皂水）會(huì)變成藍(lán)色、綠色甚至黃色；在中性溶液中（如清水）則基本保持原來(lái)的紫色或顏色變化不明顯。通過(guò)顏色的變化，我們可以初步判斷液體的酸堿性。拓展與延伸：*嘗試用紫甘藍(lán)指示劑測(cè)試更多身邊的液體，如檸檬汁、肥皂水、茶水、洗發(fā)水等，記錄它們的酸堿性。*思考：如果將變紅的白醋溶液和變藍(lán)的小蘇打溶液混合在一起，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？顏色會(huì)怎樣變化？（提示：會(huì)產(chǎn)生氣泡，顏色可能會(huì)變回接近紫色或其他中間色，因?yàn)樗岷蛪A發(fā)生了中和反應(yīng)。）實(shí)驗(yàn)四：種子的力量——觀察種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)名稱：種子的力量適合年級(jí)：1-5年級(jí)（觀察周期較長(zhǎng)，可作為長(zhǎng)期項(xiàng)目）核心概念：植物生長(zhǎng)、種子萌發(fā)條件、生命現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)材料：*常見(jiàn)的植物種子（如綠豆、黃豆、紅豆、小麥、玉米等，選擇顆粒飽滿、無(wú)損傷的種子）*透明塑料杯或培養(yǎng)皿（若干）*棉花、紗布、廚房紙巾或吸水紙*清水*標(biāo)簽紙、筆*（可選）小碟子、土壤、小噴壺安全提示：實(shí)驗(yàn)材料安全，但要提醒學(xué)生不要將種子放入口中。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意保持衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)步驟（基礎(chǔ)版：探究水和空氣對(duì)種子萌發(fā)的影響）：1.種子的選擇與預(yù)處理：挑選顆粒飽滿、大小均勻的種子（如綠豆）30-40粒。將種子用清水浸泡幾個(gè)小時(shí)（如隔夜），使其吸足水分。2.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）：*甲組（有水有空氣）：在一個(gè)透明塑料杯底部鋪上幾層濕潤(rùn)的棉花或廚房紙巾，放入10-15粒浸泡過(guò)的種子，確保種子與棉花/紙巾充分接觸，且棉花/紙巾始終保持濕潤(rùn)（但不要積水）。將杯子放在溫暖、有光照（但避免陽(yáng)光直射）的地方。*乙組（有水但缺少空氣）：在另一個(gè)透明塑料杯中裝滿清水，放入10-15粒浸泡過(guò)的種子，使種子完全浸沒(méi)在水中，隔絕空氣。同樣放在溫暖、有光照的地方。*（可選）丙組（有空氣但缺少水）：在第三個(gè)杯子中放入干燥的棉花或紙巾，放入種子，不加水，保持干燥。*（可選）丁組（適宜溫度對(duì)比）：如果條件允許，可以設(shè)置一個(gè)低溫環(huán)境（如冰箱冷藏室附近，但注意不是冷凍室）的對(duì)比組。3.觀察與記錄：*每天定時(shí)觀察各組種子的變化，特別是甲組種子的萌發(fā)情況（種皮破裂、胚根長(zhǎng)出、胚芽生長(zhǎng)等）。*用文字描述、畫圖或拍照的方式記錄種子每天的變化，包括發(fā)芽的時(shí)間、根和芽的生長(zhǎng)方向和長(zhǎng)度等。*保持甲組棉花/紙巾的濕潤(rùn)，但不要過(guò)量澆水。觀察與提問(wèn)：*哪一組的種子最先萌發(fā)？哪一組的種子沒(méi)有萌發(fā)或萌發(fā)得不好？*種子萌發(fā)時(shí)，先長(zhǎng)出的是什么？（根）它向什么方向生長(zhǎng)？（向下）*隨后長(zhǎng)出的是什么？（芽/莖）它向什么方向生長(zhǎng)？（向上）*通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為種子萌發(fā)需要哪些條件？（水、空氣、適宜的溫度）原理解析：種子是植物的繁殖體，里面包含著一個(gè)幼小的生命體——胚。當(dāng)種子得到適宜的水分、充足的空氣和適宜的溫度時(shí)，胚就會(huì)蘇醒過(guò)來(lái)，開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育，這個(gè)過(guò)程叫做種子萌發(fā)。種子萌發(fā)時(shí)，首先吸收水分，使種皮變軟，胚根突破種皮向下生長(zhǎng)，形成根；然后胚芽向上生長(zhǎng)，伸出土面（或棉花/紙巾），形成莖和葉。如果缺少其中任何一個(gè)必要條件（水、空氣、適宜溫度），種子都難以正常萌發(fā)或生長(zhǎng)。完全浸沒(méi)在水中的種子，因?yàn)榈貌坏阶銐虻目諝猓ㄑ鯕猓?，無(wú)法進(jìn)行呼吸作用，所以很難萌發(fā)或萌發(fā)后很快腐爛。拓展與延伸（進(jìn)階版）：*觀察根的向地性和莖的向光性：將萌發(fā)后的幼苗（甲組）水平放置，幾天后觀察根和莖的生長(zhǎng)方向有何變化。*不同種子萌發(fā)對(duì)比：同時(shí)觀察幾種不同種子的萌發(fā)過(guò)程和速度，比較它們的異同。*種植到土壤中：將萌發(fā)良好的幼苗小心地移植到裝有土壤的小花盆中，繼續(xù)觀察其生長(zhǎng)過(guò)程，學(xué)習(xí)照料植物。實(shí)驗(yàn)五：不會(huì)掉下來(lái)的紙片——大氣壓的魔力實(shí)驗(yàn)名稱：不會(huì)掉下來(lái)的紙片適合年級(jí)：3-5年級(jí)核心概念：大氣壓、重力實(shí)驗(yàn)材料：*透明玻璃杯（1個(gè)，最好是直壁、口部平整的）*硬紙片或厚一點(diǎn)的卡紙（比杯口略大）*清水*（可選）彩色馬克筆，在紙片上畫些圖案增加趣味性安全提示：*實(shí)驗(yàn)時(shí)水量不宜過(guò)多，以免溢出弄濕桌面。*玻璃器皿注意輕拿輕放，避免滑落打碎。建議在水池邊或托盤上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：1.“挑戰(zhàn)不可能”：向玻璃杯中慢慢倒入清水，直至完全裝滿，水面可以微微高出杯口（注意不要溢出）。2.蓋緊紙片：將硬紙片（或卡紙）平放在杯口上，用手輕輕按壓紙片，確保紙片與杯口邊緣完全接觸，沒(méi)有氣泡。3.關(guān)鍵一步：用一只手按住紙片，另一只手握住杯子，迅速將杯子倒置過(guò)來(lái)（杯口朝下）。然后，慢慢松開(kāi)按住紙片的手，觀察會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。（預(yù)期：硬紙片不會(huì)掉下來(lái)，杯子里的水也不會(huì)漏出來(lái)?。?.（可選）轉(zhuǎn)動(dòng)杯子：嘗試輕輕地轉(zhuǎn)動(dòng)杯子，或者將杯子稍微傾斜一點(diǎn)（角度不要太大），觀察紙片是否依然能“粘”在杯口。觀察與提問(wèn)：*杯子倒置后，紙片掉下來(lái)了嗎？水漏出來(lái)了嗎？*是什么力量“托住”了紙片和水？*如果杯子沒(méi)有裝滿水，紙片還能被“托”住嗎？（可以讓學(xué)生嘗試）*如果杯口的紙片有破損或與杯口接觸不緊密，會(huì)怎樣？原理解析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的魔力來(lái)自于我們周圍無(wú)處不在的大氣壓力。地球周圍包裹著厚厚的空氣層，這些空氣會(huì)對(duì)處于其中的物體產(chǎn)生壓力，這就是大氣壓。當(dāng)杯子裝滿水，用紙片蓋住杯口并倒置時(shí)，杯內(nèi)水對(duì)紙片的壓力（由水的重力產(chǎn)生）小于杯外大氣壓對(duì)紙片向上的壓力。正是這種向上的大氣壓力“托”住了紙片，使水不會(huì)漏出來(lái)。如果杯子沒(méi)有裝滿水，杯內(nèi)會(huì)有空氣，杯內(nèi)空氣壓力加上水的壓力可能會(huì)大于或等于外界大氣壓，紙片就可能會(huì)掉下來(lái)。拓展與延伸：*嘗試用不同材質(zhì)的紙片（如紙巾、報(bào)紙）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較它們的效果。*思考：如果在紙片上扎一個(gè)小孔，會(huì)發(fā)生什么？（提示：水會(huì)從小孔慢慢滴出，但紙片可能不會(huì)立刻完全掉落，因?yàn)樾】纵^小，大氣壓仍能部分起作用。）組織與實(shí)施建議1.安全第一，預(yù)防