五年級科學(xué)實驗教學(xué)案例集引言小學(xué)五年級科學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、建構(gòu)科學(xué)概念的關(guān)鍵階段。本案例集立足《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》要求，精選4個探究性實驗，涵蓋生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域核心內(nèi)容，通過“問題驅(qū)動—實踐探究—原理建構(gòu)—生活拓展”的教學(xué)邏輯，助力教師落實“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中發(fā)展觀察能力、邏輯思維與創(chuàng)新意識。案例一：探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件實驗?zāi)繕?biāo)1.知識目標(biāo)：明確種子萌發(fā)需要的環(huán)境條件（水分、溫度、空氣），理解“控制變量法”的實驗設(shè)計思路。2.能力目標(biāo)：學(xué)會設(shè)計對照實驗、規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象，提升分析數(shù)據(jù)與歸納結(jié)論的能力。3.素養(yǎng)目標(biāo)：體會生命成長的復(fù)雜性，培養(yǎng)耐心觀察與嚴謹求證的科學(xué)態(tài)度。實驗材料綠豆種子（飽滿無破損）30粒、透明培養(yǎng)皿3個、濾紙（或濕巾）、清水、標(biāo)簽紙、冰箱（模擬低溫環(huán)境）。實驗步驟1.分組設(shè)計（控制變量）：組1（水分變量）：培養(yǎng)皿A鋪干濾紙，放10粒種子；培養(yǎng)皿B鋪濕濾紙（水分適中），放10粒種子；兩組均置于室溫（25℃左右）、通風(fēng)處。組2（溫度變量）：培養(yǎng)皿C鋪濕濾紙，放10粒種子，置于冰箱冷藏室（5℃左右）；與培養(yǎng)皿B形成溫度對照。組3（空氣變量）：培養(yǎng)皿D鋪濕濾紙，放10粒種子后加滿水（隔絕空氣），置于室溫；與培養(yǎng)皿B形成空氣對照。2.觀察記錄：每天同一時間觀察種子的形態(tài)變化（如是否膨大、出芽），用文字或簡圖記錄，持續(xù)觀察7天。科學(xué)原理種子萌發(fā)是胚（新植物幼體）的生長過程，需滿足內(nèi)因（胚完整且有活力、種子不在休眠期）和外因（適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣）。水分使種皮變軟、胚根突破種皮；氧氣參與呼吸作用提供能量；適宜溫度保障酶的活性（如低溫會抑制酶的作用，導(dǎo)致萌發(fā)停滯）。教學(xué)實施要點實驗設(shè)計引導(dǎo)：通過提問“如何證明‘水分是種子萌發(fā)的必要條件’？”，啟發(fā)學(xué)生思考“只改變水分，其他條件保持一致”的對照思路，避免多變量干擾。記錄指導(dǎo)：提供“種子萌發(fā)觀察表”（含日期、組別、現(xiàn)象描述、推測原因），要求學(xué)生用“第3天，A組種子無變化，B組種子膨大、胚根突破種皮”等客觀表述，避免主觀臆斷。差異化支持：對操作能力弱的學(xué)生，可提前準(zhǔn)備貼好標(biāo)簽的培養(yǎng)皿；對能力強的學(xué)生，可拓展探究“光照是否影響綠豆萌發(fā)”。拓展與延伸1.家庭實踐：用黃豆、花生等種子重復(fù)實驗，對比不同種子的萌發(fā)條件差異。2.學(xué)科融合：結(jié)合語文“觀察日記”寫作，用科學(xué)數(shù)據(jù)支撐作文內(nèi)容，提升跨學(xué)科表達能力。案例二：光的直線傳播與小孔成像實驗?zāi)繕?biāo)1.知識目標(biāo)：通過實驗驗證“光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”，理解小孔成像的原理。2.能力目標(biāo)：學(xué)會組裝實驗裝置、觀察并描述光學(xué)現(xiàn)象，提升動手操作與邏輯推理能力。3.素養(yǎng)目標(biāo)：感受光學(xué)現(xiàn)象的奇妙，培養(yǎng)“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的科學(xué)思維。實驗材料蠟燭（或LED燈）、帶小孔的硬紙板（孔直徑2-3mm）、半透明塑料膜（如保鮮袋）、鐵架臺、火柴（或打火機，教師協(xié)助使用）。實驗步驟1.裝置組裝：將蠟燭、帶孔紙板、塑料膜依次固定在鐵架臺上，使三者中心在同一水平高度，間距約10cm（可調(diào)整）。2.現(xiàn)象觀察：點燃蠟燭（或打開LED燈），觀察塑料膜上的像：像的倒正：對比蠟燭火焰與像的方向，發(fā)現(xiàn)像為倒立。像的大?。焊淖兿灎T與紙板的距離（如拉近/拉遠蠟燭），觀察像的大小變化（近則像大，遠則像小）。3.原理驗證：用手電筒照射煙霧（或牛奶稀釋液），觀察光束的傳播路徑（直線），輔助理解“光沿直線傳播”?？茖W(xué)原理光在空氣（同種均勻介質(zhì)）中沿直線傳播，蠟燭火焰的光線通過小孔時，上方光線沿直線投射到塑料膜下方，下方光線投射到上方，因此形成倒立的實像（實像：由實際光線會聚而成，可被光屏承接）。像的大小與“物距（蠟燭到孔的距離）”和“像距（孔到膜的距離）”有關(guān)（物距＜像距時，像放大；物距＞像距時，像縮?。?。教學(xué)實施要點安全操作：蠟燭由教師點燃、熄滅，學(xué)生操作時保持距離；可用LED燈替代蠟燭，避免明火風(fēng)險。現(xiàn)象分析：通過提問“為什么像會倒立？”“如果孔變大，像會怎樣？”，引導(dǎo)學(xué)生用“光線直線傳播”原理解釋，避免直接告知結(jié)論。聯(lián)系生活：結(jié)合“日食（月球擋住太陽光線，影子落在地球）”“手影游戲”等現(xiàn)象，幫助學(xué)生遷移理解光的直線傳播應(yīng)用。拓展與延伸1.創(chuàng)新實驗：用不同形狀的小孔（如三角形、方形）重復(fù)實驗，觀察像的形狀是否改變（結(jié)論：像的形狀與物體一致，與孔的形狀無關(guān)）。2.科技實踐：用手機攝像頭替代塑料膜，拍攝小孔成像的動態(tài)過程，分析像的清晰度與孔的大小、物距的關(guān)系。案例三：探究物體的沉浮條件實驗?zāi)繕?biāo)1.知識目標(biāo)：通過實驗發(fā)現(xiàn)“物體密度與液體密度的關(guān)系”“浮力與重力的大小關(guān)系”是影響沉浮的核心因素。2.能力目標(biāo)：學(xué)會用“預(yù)測—實驗—分析”的流程探究科學(xué)問題，提升數(shù)據(jù)處理與邏輯推理能力。3.素養(yǎng)目標(biāo)：體會“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的科學(xué)方法，培養(yǎng)質(zhì)疑精神（如“重的物體一定下沉嗎？”）。實驗材料不同材質(zhì)的物體（塑料塊、鐵釘、木塊、橡皮泥）、大水槽（裝水）、濃鹽水（或糖水）、天平、量筒、彈簧測力計（可選）。實驗步驟1.現(xiàn)象觀察（初步感知）：將物體依次放入清水中，觀察沉浮現(xiàn)象，記錄“塑料塊（浮）、鐵釘（沉）、木塊（浮）、橡皮泥（沉）”。2.變量探究（密度影響）：測量物體密度：用天平測質(zhì)量（m），量筒測體積（V），計算密度（ρ=m/V）；測量清水、鹽水的密度（可通過“相同體積的清水和鹽水，鹽水更重”感知）。對比分析：將橡皮泥捏成船型（增大排水體積），放入水中觀察（由沉變浮）；將塑料塊放入鹽水中，觀察沉浮變化（仍浮，但浸入體積減?。?。3.原理驗證（浮力與重力）：用彈簧測力計測物體在空氣中的重力（G），再測物體浸沒在水中時的拉力（F拉），計算浮力（F浮=G-F拉），對比F浮與G的大小（?。篎?。綠；沉：F?。糋）。科學(xué)原理物體的沉浮由浮力（F?。┖椭亓Γ℅）的相對大小決定：當(dāng)F?。綠時，物體上浮（最終漂浮，F(xiàn)浮=G）；當(dāng)F浮＜G時，物體下沉；當(dāng)F浮=G時，物體懸浮。從密度角度，若物體密度（ρ物）小于液體密度（ρ液），則F浮=ρ液gV排＞ρ物gV物=G（因V排≤V物，漂浮時V排＜V物），物體上浮；反之則下沉。教學(xué)實施要點認知沖突設(shè)計：先讓學(xué)生預(yù)測“重的物體一定沉，輕的一定浮嗎？”，再用“大木塊（重但浮）、小鐵釘（輕但沉）”的反例引發(fā)思考，突破“重量決定沉浮”的前概念。數(shù)據(jù)處理指導(dǎo)：提供“物體沉浮分析表”（含物體、質(zhì)量、體積、密度、沉浮現(xiàn)象、浮力與重力關(guān)系），引導(dǎo)學(xué)生用“密度對比”“力的分析”雙角度解釋現(xiàn)象。安全提示：量筒、天平輕拿輕放，鹽水避免入口，實驗后及時清理儀器。拓展與延伸1.工程實踐：用橡皮泥設(shè)計“能承載硬幣的船”，探究“排水體積越大，浮力越大”的應(yīng)用，理解輪船的浮沉原理。2.生活應(yīng)用：分析“死海淹不死人”的原因（海水密度大，人體密度小于海水），用實驗驗證“雞蛋在鹽水中的浮沉”。案例四：電路的串聯(lián)與并聯(lián)實驗?zāi)繕?biāo)1.知識目標(biāo)：認識電路元件（電源、用電器、導(dǎo)線、開關(guān)），掌握串、并聯(lián)電路的連接方法，理解電流路徑的差異。2.能力目標(biāo)：學(xué)會畫簡單電路圖、排查電路故障，提升動手操作與問題解決能力。3.素養(yǎng)目標(biāo)：感受“電與生活”的聯(lián)系，培養(yǎng)安全用電與規(guī)范操作的意識。實驗材料干電池（2節(jié)）、導(dǎo)線（若干）、小燈泡（2個）、單刀開關(guān)（2個）、電池盒、燈座（可選，也可直接用導(dǎo)線連接）。實驗步驟1.串聯(lián)電路（依次連接）：連接方式：電池正極→開關(guān)→小燈泡1→小燈泡2→電池負極（形成“一條電流路徑”）。現(xiàn)象觀察：閉合開關(guān)，觀察兩燈亮度；斷開開關(guān)，觀察兩燈是否同時熄滅；擰下其中一個燈泡，觀察另一個是否發(fā)光。2.并聯(lián)電路（分支連接）：連接方式：電池正極→開關(guān)1→小燈泡1→電池負極（支路1）；電池正極→開關(guān)2→小燈泡2→電池負極（支路2）（形成“兩條獨立電流路徑”）?，F(xiàn)象觀察：分別閉合/斷開開關(guān)，觀察燈泡的獨立工作狀態(tài)；對比串、并聯(lián)電路中燈泡的亮度差異（并聯(lián)時電壓相等，亮度更亮）?？茖W(xué)原理串聯(lián)電路：電流只有一條路徑，用電器互相影響（一個損壞，整個電路斷路）；電路中電流處處相等（I=I?=I?），總電壓等于各用電器電壓之和（U=U?+U?）。并聯(lián)電路：電流有多條路徑，用電器獨立工作（一個損壞，不影響其他支路）；各支路電壓相等（U=U?=U?），總電流等于各支路電流之和（I=I?+I?）。教學(xué)實施要點規(guī)范操作：強調(diào)“先斷電再連接”“導(dǎo)線連接點要牢固”“避免電源短路（導(dǎo)線直接連正負極）”，教師可提前演示錯誤操作的危害（如電池發(fā)燙）。電路圖教學(xué)：用“符號”（電池：長正短負；燈泡：；開關(guān)：）畫電路圖，要求學(xué)生邊連接邊畫圖，培養(yǎng)“實物—符號”的轉(zhuǎn)化能力。故障排查：設(shè)置“故意故障”（如導(dǎo)線松動、燈泡接觸不良），引導(dǎo)學(xué)生用“替換法”（換導(dǎo)線、換燈泡）“檢測法”（用導(dǎo)線短接疑似故障點）排查問題，提升工程思維。拓展與延伸1.家庭電路模擬：用不同顏色的導(dǎo)線模擬“火線、零線、地線”，設(shè)計“臥室燈+插座”的并聯(lián)電路模型，理解“家用電器并聯(lián)”的原因。2.創(chuàng)新設(shè)計：用傳感器（如光敏電阻）替代開關(guān)，設(shè)計“