小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)踐小學(xué)科學(xué)教育承載著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)探究興趣的重要使命，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為科學(xué)學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量與實(shí)踐創(chuàng)新直接影響學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“探究與實(shí)踐”的課程理念，要求教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境、設(shè)計(jì)開放型實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手操作中建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展實(shí)踐能力。然而，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在“照方抓藥”式驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)占比高、材料選擇單一、學(xué)生主體性不足等問(wèn)題，亟需通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化與實(shí)踐模式的創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)教學(xué)的局限，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生探索世界的“鑰匙”。一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的核心原則（一）科學(xué)性與趣味性的辯證統(tǒng)一科學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是對(duì)自然規(guī)律的探索，教學(xué)設(shè)計(jì)需以科學(xué)原理為內(nèi)核，確保實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、結(jié)論可靠。例如“水的表面張力”實(shí)驗(yàn)，需嚴(yán)格控制滴管滴液的方式、觀察液滴形態(tài)的角度，保證現(xiàn)象的可重復(fù)性。同時(shí)，小學(xué)階段學(xué)生以形象思維為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)融入趣味性元素，如將“摩擦力”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為“誰(shuí)的小車跑得遠(yuǎn)”的競(jìng)賽游戲，用不同粗糙程度的賽道（毛巾、木板、玻璃）作為變量，既遵循摩擦力與接觸面粗糙程度的科學(xué)邏輯，又通過(guò)游戲化形式激發(fā)探究熱情。（二）基于認(rèn)知規(guī)律的梯度設(shè)計(jì)小學(xué)生的認(rèn)知能力隨年級(jí)遞增呈現(xiàn)階段性特征，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需貼合其思維發(fā)展水平。低年級(jí)可側(cè)重“觀察—描述”類實(shí)驗(yàn)，如“觀察植物的葉”，提供多種葉片讓學(xué)生用放大鏡觀察形狀、紋理，用語(yǔ)言或簡(jiǎn)筆畫記錄；中年級(jí)逐步引入“比較—?dú)w納”任務(wù)，如“不同材料的吸水性”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，控制水量、材料大小等變量；高年級(jí)則可開展“探究—論證”型實(shí)驗(yàn)，如“電路的連接”，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)串聯(lián)、并聯(lián)電路，分析電流路徑與燈泡亮度的關(guān)系。這種梯度設(shè)計(jì)既符合皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論中“前運(yùn)算—具體運(yùn)算”的階段特征，又能逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。（三）突出探究性的問(wèn)題導(dǎo)向優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)始于真實(shí)問(wèn)題的提出。教師可從生活現(xiàn)象出發(fā)創(chuàng)設(shè)情境，如“為什么雨后的路面有的地方干得快，有的地方干得慢？”，引導(dǎo)學(xué)生提出“蒸發(fā)速度與溫度、面積、空氣流動(dòng)有關(guān)嗎？”的猜想，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：用不同溫度的水、不同大小的容器、風(fēng)扇輔助等變量，觀察水的蒸發(fā)情況。這種“問(wèn)題—猜想—設(shè)計(jì)—驗(yàn)證”的探究鏈，能讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家的研究過(guò)程，深化對(duì)“蒸發(fā)”概念的理解，而非被動(dòng)接受知識(shí)。二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐的實(shí)施策略（一）實(shí)驗(yàn)材料的生活化重構(gòu)突破教材指定材料的限制，挖掘生活廢棄物的教育價(jià)值，能降低實(shí)驗(yàn)成本、增強(qiáng)學(xué)生的“科學(xué)就在身邊”的感知。例如“聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)用音叉、共鳴箱，可替換為紙杯、棉線制作“土電話”，學(xué)生通過(guò)改變棉線材質(zhì)（毛線、鐵絲）、長(zhǎng)度，觀察聲音傳播的變化；“物體的沉浮”實(shí)驗(yàn)，用橡皮泥、飲料瓶、硬幣等替代實(shí)驗(yàn)室器材，讓學(xué)生探究“改變物體形狀、重量如何影響沉浮”，既利用了生活材料，又拓展了實(shí)驗(yàn)的開放性。材料創(chuàng)新不僅是“替代”，更要引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么這些材料能完成實(shí)驗(yàn)？”，深化對(duì)科學(xué)原理的理解。（二）教學(xué)方法的跨學(xué)科融合科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)等學(xué)科的融合，能拓展實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值。以“植物的向光性”實(shí)驗(yàn)為例，可結(jié)合數(shù)學(xué)的“數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)”，讓學(xué)生每天記錄植物向光生長(zhǎng)的角度、長(zhǎng)度，用折線圖呈現(xiàn)變化趨勢(shì)；結(jié)合工程的“設(shè)計(jì)優(yōu)化”，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)“自動(dòng)追光裝置”，用硬紙板、小電機(jī)制作簡(jiǎn)易追光器，驗(yàn)證向光性原理的應(yīng)用；結(jié)合藝術(shù)的“觀察記錄”，用素描、水彩記錄植物生長(zhǎng)的形態(tài)變化。這種跨學(xué)科實(shí)踐，讓學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中，體會(huì)科學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系，發(fā)展綜合素養(yǎng)。（三）評(píng)價(jià)方式的多元化轉(zhuǎn)型傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)多以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成度”“操作規(guī)范性”為主，創(chuàng)新評(píng)價(jià)需關(guān)注過(guò)程與思維。可采用“三維評(píng)價(jià)表”：過(guò)程性評(píng)價(jià)（記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的提問(wèn)、嘗試次數(shù)、合作表現(xiàn)），如在“溶解的快慢”實(shí)驗(yàn)中，觀察學(xué)生是否主動(dòng)調(diào)整攪拌速度、水量等變量；作品性評(píng)價(jià)（展示實(shí)驗(yàn)成果，如“種子萌發(fā)日記”“電路設(shè)計(jì)圖”），鼓勵(lì)學(xué)生用圖文、視頻等形式呈現(xiàn)探究過(guò)程；反思性評(píng)價(jià)（引導(dǎo)學(xué)生撰寫“實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議”），如“如果重新做‘?dāng)[的快慢’實(shí)驗(yàn)，你會(huì)如何優(yōu)化變量控制？”。多元評(píng)價(jià)能全面反映學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而非僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果。三、實(shí)踐案例：“土壤里有什么”實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)施（一）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)多為“教師演示—學(xué)生觀察”：取土壤樣品，放入水中觀察氣泡（空氣）、沉淀分層（沙、黏土）、漂浮物（腐殖質(zhì)）。這種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)生參與度低，思維停留在“觀察現(xiàn)象”層面。（二）創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重構(gòu)情境創(chuàng)設(shè)：以“校園土壤為何適合植物生長(zhǎng)？”為驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，分組領(lǐng)取不同區(qū)域的土壤（花壇、操場(chǎng)邊、樹林下）。任務(wù)分層：基礎(chǔ)層：模仿傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，觀察土壤成分，但需自主設(shè)計(jì)記錄表格（如用“氣泡多少”“沉淀層厚度”等指標(biāo)對(duì)比不同土壤）。進(jìn)階層：探究“土壤中的水分、空氣如何影響植物？”，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：用不同濕度的土壤種植同一種子，觀察發(fā)芽情況；用壓實(shí)/疏松的土壤種植，記錄根系生長(zhǎng)。拓展層：結(jié)合環(huán)保議題，檢測(cè)土壤酸堿度（用自制pH試紙：紫甘藍(lán)汁浸泡濾紙），調(diào)查校園土壤污染來(lái)源（如操場(chǎng)塑膠顆粒、落葉堆肥）。成果展示：學(xué)生用“土壤成分海報(bào)”“植物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)圖”“污染調(diào)查報(bào)告”等形式呈現(xiàn)成果，在班級(jí)開展“土壤小講堂”，分享發(fā)現(xiàn)與思考。（三）實(shí)踐效果學(xué)生從“被動(dòng)觀察”變?yōu)椤爸鲃?dòng)探究”，不僅掌握了土壤成分的科學(xué)知識(shí)，更在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、解決問(wèn)題的過(guò)程中，發(fā)展了科學(xué)思維與社會(huì)責(zé)任感。有學(xué)生發(fā)現(xiàn)“樹林下的土壤腐殖質(zhì)多，種子發(fā)芽更快”，進(jìn)而提出“校園應(yīng)多設(shè)置落葉堆肥區(qū)”的建議，體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)踐價(jià)值。四、反思與展望當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新仍面臨挑戰(zhàn)：部分教師受限于課時(shí)、資源，難以常態(tài)化開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；學(xué)生的探究能力參差不齊，需更細(xì)致的分層指導(dǎo)。未來(lái)可從三方面突破：1.教師專業(yè)發(fā)展：通過(guò)“實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新工作坊”，引導(dǎo)教師結(jié)合學(xué)科知識(shí)與教育理論，設(shè)計(jì)本土化實(shí)驗(yàn)案例（如利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源開展“巖石的觀察”實(shí)驗(yàn)）。2.資源共建共享：學(xué)?？山ⅰ翱茖W(xué)實(shí)驗(yàn)材料庫(kù)”，收集師生捐贈(zèng)的生活材料；區(qū)域?qū)用娲罱ā皩?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)資源平臺(tái)”，共享優(yōu)秀案例與改進(jìn)方案。3.學(xué)生主體參與：鼓勵(lì)學(xué)生成為“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)師”，在教師指導(dǎo)下提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，如“用3D打印筆制作昆蟲模型，