現(xiàn)代小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)范例現(xiàn)代小學(xué)科學(xué)教育以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)通過真實(shí)情境中的探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“悟中長”?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需兼顧趣味性與科學(xué)性，將抽象概念具象化、復(fù)雜原理生活化，同時融入工程思維、環(huán)保意識等跨學(xué)科元素，助力學(xué)生形成科學(xué)的認(rèn)知方式與實(shí)踐能力。以下結(jié)合不同科學(xué)領(lǐng)域，呈現(xiàn)三個具有代表性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)范例，供教學(xué)實(shí)踐參考。實(shí)驗(yàn)范例一：水的表面張力探秘——微觀世界的宏觀呈現(xiàn)為什么做這個實(shí)驗(yàn)：水的表面張力是分子間作用力的直觀體現(xiàn)，但微觀概念對小學(xué)生較抽象。通過生活化材料的宏觀實(shí)驗(yàn)，可幫助學(xué)生建立“看不見的力”的具象認(rèn)知，關(guān)聯(lián)生活中露珠呈球狀、昆蟲水上行走等現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)要達(dá)成什么：知識：觀察水表面張力的現(xiàn)象，初步理解其概念；能力：通過控制變量法設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，提升觀察與推理能力；素養(yǎng)：激發(fā)對微觀世界的探究興趣，培養(yǎng)基于證據(jù)的科學(xué)態(tài)度。需要的材料：潔凈的硬幣（1元或5角）、滴管（或吸管）、洗潔精、回形針、淺盤、清水。怎么做這個實(shí)驗(yàn)：1.初探水滴：用滴管緩慢向硬幣表面滴水，觀察水在硬幣上的形態(tài)（鼓起但不溢出），記錄最多能滴多少滴（可分組競賽，增加趣味性）。2.回形針的“魔法漂浮”：向淺盤中倒入清水，小心將回形針平放（或用鑷子輕放）在水面，觀察其是否漂??；滴入1-2滴洗潔精后，再次放入回形針，觀察變化。3.現(xiàn)象解釋：引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“水分子手拉手”的類比（可畫簡單示意圖），討論為何洗潔精能破壞水的“拉力”，聯(lián)系洗碗時油污被沖走的生活經(jīng)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)的巧思：材料生活化：硬幣、回形針等常見物品降低實(shí)驗(yàn)門檻，學(xué)生可在家復(fù)刻；探究層次化：從“滴水計(jì)數(shù)”的定量觀察，到“回形針漂浮”的定性對比，逐步深化對表面張力的認(rèn)知；跨學(xué)科融合：結(jié)合生活中“洗碗用洗潔精”的經(jīng)驗(yàn)，滲透化學(xué)（表面活性劑作用）與生活實(shí)踐的聯(lián)系。課后還能做什么：拓展實(shí)驗(yàn)：用不同液體（如牛奶、食用油）重復(fù)滴水實(shí)驗(yàn)，比較表面張力差異；問題鏈設(shè)計(jì)：“為什么雨后荷葉上的水珠是圓的？”“如果沒有表面張力，自然界會發(fā)生什么？”引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)視角解釋生活現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)范例二：植物向光性的觀察實(shí)驗(yàn)——生命科學(xué)的動態(tài)探究為什么做這個實(shí)驗(yàn)：植物的向光性是植物對環(huán)境刺激的適應(yīng)性反應(yīng)，通過長期觀察實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生直觀感受生命的“主動性”，理解生物與環(huán)境的相互作用，培養(yǎng)耐心與長期觀察習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)要達(dá)成什么：知識：描述植物向光性的現(xiàn)象，初步了解植物激素（如生長素）的作用（用“植物的生長密碼”等通俗語言解釋）；能力：設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，規(guī)范記錄植物生長的時間序列數(shù)據(jù)；素養(yǎng)：體會生命的動態(tài)變化，培養(yǎng)尊重生命、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。需要的材料：綠豆（或黃豆）、透明塑料杯（2個）、濕紙巾、黑色卡紙、剪刀、直尺、記號筆。怎么做這個實(shí)驗(yàn)：1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：將濕紙巾鋪在兩個塑料杯內(nèi)壁，放入等量綠豆（保持濕潤，避免淹沒）；一個杯子正常放置（對照組），另一個杯子用黑色卡紙包裹，僅在一側(cè)剪一個2cm×2cm的小窗（實(shí)驗(yàn)組）。2.持續(xù)觀察：將兩個杯子放在窗臺（光照充足處），每天同一時間觀察并記錄：豆芽的生長方向、長度、葉片展開情況（可拍照或畫生長日記）。3.結(jié)果分析：一周后，對比兩組豆芽的生長狀態(tài)，討論“小窗”方向與豆芽生長方向的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生推測“植物會朝著光的方向生長”的結(jié)論。這個實(shí)驗(yàn)的巧思：動態(tài)觀察：通過7-10天的持續(xù)記錄，讓學(xué)生感受生命的生長過程，培養(yǎng)長期探究的毅力；對照實(shí)驗(yàn)：簡化變量（僅光照方向不同），幫助學(xué)生理解“控制變量”在生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用；可視化呈現(xiàn)：用生長日記、照片對比等方式，將抽象的“向光性”轉(zhuǎn)化為直觀的生長軌跡。課后還能做什么：進(jìn)階探究：將實(shí)驗(yàn)組的“小窗”改為上下左右多個，觀察豆芽的生長方向；生活應(yīng)用：討論“陽臺植物為何總向窗外長？”“農(nóng)民如何利用向光性提高作物產(chǎn)量？”，聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。實(shí)驗(yàn)范例三：簡易電路的搭建與優(yōu)化——物理實(shí)踐的工程思維培養(yǎng)為什么做這個實(shí)驗(yàn)：電是生活中不可或缺的能源，通過“做電路”的實(shí)踐，可讓學(xué)生理解電流的路徑、開關(guān)的作用，同時融入工程設(shè)計(jì)的“需求-設(shè)計(jì)-優(yōu)化”邏輯，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)要達(dá)成什么：知識：識別電路元件（電池、導(dǎo)線、開關(guān)、用電器），描述電流的路徑；能力：設(shè)計(jì)并搭建串聯(lián)、并聯(lián)電路，根據(jù)需求優(yōu)化電路（如“讓燈更亮”“實(shí)現(xiàn)多開關(guān)控制”）；素養(yǎng)：體會“技術(shù)服務(wù)生活”的理念，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與工程創(chuàng)新思維。需要的材料：五號電池（2節(jié)）、電池盒、LED燈（2個）、導(dǎo)線（若干，兩端剝皮）、單刀開關(guān)（2個）、不同材料的測試片（銅片、鋁片、塑料片、木片）。怎么做這個實(shí)驗(yàn)：1.初識電路：用電池、導(dǎo)線、LED燈搭建最簡單的閉合電路，觀察燈亮的條件（形成回路、電池正負(fù)極正確連接），記錄“成功點(diǎn)亮”的操作要點(diǎn)。2.電路進(jìn)階：串聯(lián)實(shí)驗(yàn)：將兩個LED燈依次用導(dǎo)線連接在電路中，觀察亮度變化，討論“電流如何流動”；并聯(lián)實(shí)驗(yàn)：將兩個LED燈的兩端分別連接，形成兩條支路，觀察亮度變化，對比串聯(lián)與并聯(lián)的差異。3.功能優(yōu)化：提出任務(wù)“設(shè)計(jì)一個‘臥室燈’電路，要求：進(jìn)門開燈（開關(guān)1控制）、床頭關(guān)燈（開關(guān)2控制）”，小組合作設(shè)計(jì)并搭建電路，測試是否滿足需求。4.材料探究：用測試片替換導(dǎo)線的一部分，觀察燈是否亮起，分類“能讓燈亮的材料”（導(dǎo)體）和“不能讓燈亮的材料”（絕緣體）。這個實(shí)驗(yàn)的巧思：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：以“優(yōu)化臥室燈電路”為任務(wù)，驅(qū)動學(xué)生從“做電路”到“設(shè)計(jì)電路”的思維升級；分層探究：從基礎(chǔ)電路（點(diǎn)亮LED）到復(fù)雜電路（多開關(guān)控制），再到材料探究，滿足不同水平學(xué)生的探究需求；安全設(shè)計(jì)：使用低電壓LED燈（避免短路危險(xiǎn)），材料均為安全易操作的類型，適合課堂實(shí)踐。課后還能做什么：生活拓展：觀察家中的電路（如吊燈的串聯(lián)/并聯(lián)），繪制簡易電路圖；創(chuàng)新設(shè)計(jì)：“用電路元件制作一個‘防盜報(bào)警器’（有人觸碰導(dǎo)線，燈亮或蜂鳴器響）”，培養(yǎng)工程創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的通用策略從真實(shí)問題出發(fā)，創(chuàng)設(shè)探究情境將實(shí)驗(yàn)與生活需求掛鉤，如“如何讓花籽更快發(fā)芽？”“為什么手機(jī)能充電？”，激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)，讓實(shí)驗(yàn)成為解決實(shí)際問題的載體。用階梯式問題鏈，驅(qū)動深度思考通過層層遞進(jìn)的問題引導(dǎo)探究，如“水為什么能托住回形針？→加洗潔精后為什么不行？→還有哪些液體有表面張力？”，幫助學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)逐步建構(gòu)認(rèn)知。多元化評價，關(guān)注過程與素養(yǎng)除實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，重視學(xué)生的觀察記錄（如生長日記的完整性）、小組協(xié)作（如電路設(shè)計(jì)的分工）、反思能力（如“實(shí)驗(yàn)中遇到的困難及解決方法”），用多元化評價促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展。結(jié)語現(xiàn)代小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需打破“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”的局限，轉(zhuǎn)向