小學(xué)三年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例一、實(shí)驗(yàn)案例：水的“隱形外套”——探索水的表面張力（一）適合年級(jí)小學(xué)三年級(jí)（二）所屬領(lǐng)域物質(zhì)科學(xué)（三）實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)約30分鐘（含引導(dǎo)、操作、討論與總結(jié)）（四）實(shí)驗(yàn)背景與設(shè)計(jì)理念水，是孩子們?nèi)粘Ｉ钪凶钍煜さ奈镔|(zhì)之一。然而，水所蘊(yùn)含的奇妙特性卻常常被忽略?！八谋砻鎻埩Α笔且粋€(gè)既常見(jiàn)又充滿趣味的物理現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)旨在通過(guò)一系列簡(jiǎn)單易操作的活動(dòng)，引導(dǎo)三年級(jí)學(xué)生觀察水表面的特殊現(xiàn)象，初步感知“表面張力”的存在，并嘗試用自己的語(yǔ)言解釋所觀察到的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)理念側(cè)重于“做中學(xué)”，通過(guò)親自動(dòng)手，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的探究欲望，培養(yǎng)其細(xì)致的觀察力和初步的科學(xué)探究能力。（五）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.認(rèn)知目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，初步感知水具有表面張力，知道表面張力能使水的表面形成一層“看不見(jiàn)的薄膜”。2.技能目標(biāo)：學(xué)習(xí)使用滴管、培養(yǎng)細(xì)致操作和準(zhǔn)確觀察的能力，嘗試用簡(jiǎn)單的方式記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：激發(fā)對(duì)水的性質(zhì)的探究興趣，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和樂(lè)于合作與分享的精神。（六）實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備*透明塑料杯或玻璃杯若干（每個(gè)學(xué)生或小組1-2個(gè)）*一元硬幣若干（每個(gè)學(xué)生或小組1-2枚，干凈無(wú)油污）*滴管若干（每個(gè)學(xué)生或小組1個(gè)，確保能正常滴出均勻水珠）*清水（可加入少量色素便于觀察，顏色不宜過(guò)深）*回形針若干*少量洗潔精或肥皂水*小盤(pán)子或培養(yǎng)皿（可選，用于回形針實(shí)驗(yàn)）*記錄表（可選，或讓學(xué)生在筆記本上畫(huà)圖記錄）*抹布或紙巾（用于清理灑出的水）（七）實(shí)驗(yàn)安全提示1.實(shí)驗(yàn)中使用的水為清水，避免灑濕電源。2.硬幣和回形針邊緣可能較鋒利，提醒學(xué)生小心取用，避免劃傷。3.洗潔精或肥皂水避免誤入眼睛，若不慎入眼，立即用大量清水沖洗。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，提醒學(xué)生將桌面清理干凈。（八）實(shí)驗(yàn)過(guò)程與步驟1.提出問(wèn)題，激發(fā)興趣教師/引導(dǎo)者：“小朋友們，我們每天都要喝水、用水，水看起來(lái)平平無(wú)奇，但是它身上藏著很多小秘密哦！今天我們就來(lái)做幾個(gè)關(guān)于水的小游戲，看看誰(shuí)能發(fā)現(xiàn)水的第一個(gè)秘密。大家有沒(méi)有注意過(guò)，葉子上的露珠為什么是圓滾滾的，而不是像水倒在杯子里那樣平平的呢？如果我們用滴管往一枚小小的硬幣上滴水，大家猜一猜，最多能滴多少滴水而不讓水溢出來(lái)呢？”（引導(dǎo)學(xué)生自由猜測(cè)，記錄猜測(cè)的數(shù)字）2.作出假設(shè)根據(jù)學(xué)生的猜測(cè)，引導(dǎo)他們思考：“為什么你覺(jué)得能滴那么多（或少）？你認(rèn)為水滴在硬幣上會(huì)是什么樣子的？”鼓勵(lì)學(xué)生大膽說(shuō)出自己的想法。3.實(shí)驗(yàn)操作一：硬幣上的“水珠城堡”*步驟一：取一枚干凈的硬幣，平放在桌面上（可墊一張紙巾吸收可能溢出的水）。*步驟二：用滴管吸取清水（若有色素可加入）。提醒學(xué)生注意滴管的使用方法：用拇指和食指捏緊滴管的膠頭，將滴管尖嘴伸入水中，慢慢松開(kāi)手指，吸取液體。然后將滴管垂直懸于硬幣正上方，輕輕擠壓膠頭，讓水珠一滴一滴地滴在硬幣中央。*步驟三：仔細(xì)觀察水珠在硬幣上的變化，數(shù)一滴、兩滴……直到水珠溢出來(lái)之前，一共滴了多少滴？*步驟四：實(shí)驗(yàn)重復(fù)2-3次，取平均值，或者觀察每次結(jié)果是否相近。4.觀察與記錄*引導(dǎo)學(xué)生觀察：“水滴在硬幣上是什么形狀的？像不像一個(gè)小小的‘水饅頭’或者‘水城堡’？它是不是鼓起來(lái)了？”*鼓勵(lì)學(xué)生用畫(huà)圖的方式記錄下硬幣上水珠的樣子，以及滴了多少滴水。5.實(shí)驗(yàn)操作二：會(huì)“游泳”的回形針*步驟一：（可選）在小盤(pán)子或培養(yǎng)皿中倒入少量水，剛好沒(méi)過(guò)盤(pán)底即可。*步驟二：請(qǐng)學(xué)生嘗試將一枚回形針直接放入水中，觀察現(xiàn)象（回形針會(huì)沉入水底）。*步驟三：引導(dǎo)學(xué)生思考：“有沒(méi)有辦法讓回形針像小船一樣漂在水面上呢？”（提示學(xué)生不要用手直接按住回形針往下按）*步驟四：演示或引導(dǎo)學(xué)生嘗試正確方法：取一張小紙片（比回形針稍大）放在水面上，再將回形針輕輕放在紙片中央，然后用另一根牙簽或小棒小心地將紙片從邊緣慢慢壓入水中，使紙片沉入水底，觀察回形針是否能浮在水面上。*（或者更直接的方法：用手指捏住回形針的兩端，輕輕水平放入水面，感受水的“托力”。此方法需要多練習(xí)。）6.觀察與記錄*引導(dǎo)學(xué)生觀察：“回形針沉下去了嗎？它為什么能浮在水面上呢？水面是不是好像有一層看不見(jiàn)的‘皮’把它托住了？”7.實(shí)驗(yàn)操作三：“破壞”水的“隱形外套”*步驟一：在完成實(shí)驗(yàn)二，回形針成功浮在水面后，用滴管吸取極少量洗潔精（或用牙簽蘸一點(diǎn)點(diǎn)）。*步驟二：小心地將洗潔精滴在回形針附近的水面上（不要直接滴在回形針上），觀察回形針的變化。*步驟三：（可重復(fù)硬幣實(shí)驗(yàn)）在另一枚硬幣上滴入與之前差不多數(shù)量的水，形成飽滿的水珠后，用牙簽蘸一點(diǎn)點(diǎn)洗潔精，輕輕接觸水珠的表面，觀察水珠的變化。8.觀察與記錄*引導(dǎo)學(xué)生觀察：“滴入洗潔精后，回形針怎么樣了？硬幣上的水珠又怎么樣了？那層看不見(jiàn)的‘皮’好像被……？”（九）實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論1.小組討論與分享組織學(xué)生分組討論自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)。*“在硬幣上，水滴為什么能堆那么高而不溢出來(lái)？它是什么形狀的？”*“回形針那么重，為什么能浮在水面上？”*“為什么加了洗潔精之后，回形針就沉下去了，硬幣上的水珠也溢出來(lái)了？”2.得出結(jié)論教師/引導(dǎo)者總結(jié)：“小朋友們觀察得都非常仔細(xì)！其實(shí)，水的表面好像真的有一層看不見(jiàn)的‘外套’或者說(shuō)‘薄膜’，它有一定的拉力，能把水的表面繃緊，這就是水的‘表面張力’。正是因?yàn)橛辛诉@層‘隱形外套’，硬幣上的水滴才能堆成一個(gè)鼓鼓的小球而不馬上溢出來(lái)，回形針也才能被‘托’在水面上。而洗潔精呢，就像一把小剪刀，破壞了水表面的這層‘隱形外套’，表面張力變小了，所以水珠就溢出來(lái)了，回形針也沉下去了?！保ㄊ?shí)驗(yàn)拓展與思考1.想一想：生活中還有哪些現(xiàn)象與水的表面張力有關(guān)？（例如：雨后路面上的水洼里，油膜會(huì)形成彩色的圖案；有些小昆蟲(chóng)能在水面上行走；用杯子裝滿水，水面可以稍微高出杯口而不溢出。）2.試一試：不同液體（如鹽水、糖水、牛奶）的表面張力一樣嗎？可以用同樣的方法在硬幣上滴一滴其他液體試試看。（此拓展需在成人指導(dǎo)下進(jìn)行，選擇安全液體。）3.畫(huà)一畫(huà)：把今天看到的最美的“水珠城堡”或者“回形針小船”畫(huà)下來(lái)，并寫(xiě)上自己的發(fā)現(xiàn)。（十一）教師/家長(zhǎng)指導(dǎo)建議1.耐心引導(dǎo)：三年級(jí)學(xué)生動(dòng)手能力和觀察能力存在差異，對(duì)于操作有困難的學(xué)生，要給予具體的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，尤其是滴管的使用和回形針的放置。2.鼓勵(lì)提問(wèn)：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)，對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)要認(rèn)真傾聽(tīng)并盡量用他們能理解的語(yǔ)言解答。3.強(qiáng)調(diào)過(guò)程：科學(xué)實(shí)驗(yàn)重在過(guò)程體驗(yàn)和探究樂(lè)趣，對(duì)于結(jié)果的準(zhǔn)確性不必過(guò)于苛求，重點(diǎn)是學(xué)生是否參與其中并有所思考。4.聯(lián)系生活：引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，讓他們感受到科學(xué)就在身邊。5.安全第一：時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的操作安全，及時(shí)提醒和糾正不安全行為。6.記錄習(xí)慣：培養(yǎng)學(xué)生初步的實(shí)驗(yàn)記錄習(xí)慣，可以是畫(huà)圖、簡(jiǎn)單文字描述，或者口頭匯報(bào)。（十二）總結(jié)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過(guò)一系列貼近生活、操作簡(jiǎn)便的探究活動(dòng)，讓三年級(jí)學(xué)生在“玩中學(xué)”，直觀地感知到水的表