人教版五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教材匯編一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與教材定位五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)探究的關(guān)鍵階段，既承接低段“觀察現(xiàn)象”的認(rèn)知基礎(chǔ)，又為高段“邏輯推理”的思維發(fā)展奠基。人教版教材以《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為綱領(lǐng)，構(gòu)建了“物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程”四大領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)體系，通過(guò)“問(wèn)題—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的探究鏈，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證精神、創(chuàng)新思維與跨學(xué)科實(shí)踐能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分類(lèi)與核心實(shí)驗(yàn)解析（一）物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)1.探究物體的沉浮條件實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫飧×εc物體密度、體積的關(guān)系，破除“輕物必浮、重物必沉”的錯(cuò)誤認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)材料：木塊、鐵釘、塑料塊、橡皮泥（多塊）、水槽、電子秤（可選）、量筒（可選）。實(shí)驗(yàn)步驟：預(yù)測(cè)分類(lèi)：將物體按“肯定浮”“肯定沉”“不確定”分組，記錄預(yù)測(cè)理由。實(shí)測(cè)驗(yàn)證：將物體依次放入水中，觀察并記錄沉浮狀態(tài)，對(duì)比預(yù)測(cè)與實(shí)際的差異。拓展探究：①改變橡皮泥形狀（團(tuán)狀→船形），觀察沉浮變化；②測(cè)量下沉物體的質(zhì)量與體積，計(jì)算密度（結(jié)合數(shù)學(xué)“密度=質(zhì)量/體積”公式）。科學(xué)原理：物體沉浮由浮力與重力的大小關(guān)系決定（浮力＞重力則浮，反之則沉）；船形橡皮泥通過(guò)增大排開(kāi)水量（V排）增大浮力，體現(xiàn)“形狀影響沉浮”的工程思維。教學(xué)要點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生用“控制變量法”設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如“相同重量、不同體積的物體沉浮是否相同？”），通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比（如木塊與鐵釘?shù)馁|(zhì)量、體積）深化對(duì)“密度”的感性認(rèn)知。2.探究液體的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察液體受熱、受冷時(shí)的體積變化，推理熱脹冷縮的普遍規(guī)律。實(shí)驗(yàn)材料：帶塞子的玻璃管、紅墨水、小燒杯、熱水、冷水、滴管。實(shí)驗(yàn)步驟：裝置組裝：玻璃管插入塞子，塞緊裝滿(mǎn)紅墨水的小瓶（確保液柱初始高度清晰）。熱環(huán)境測(cè)試：將小瓶放入熱水中，觀察液柱上升幅度，記錄溫度與液柱高度的關(guān)系。冷環(huán)境測(cè)試：將小瓶移入冷水中，對(duì)比液柱下降趨勢(shì)，分析“熱脹冷縮”的可逆性。原理應(yīng)用：解釋溫度計(jì)的工作原理（液體熱脹冷縮），聯(lián)系生活現(xiàn)象（如“夏天自行車(chē)胎不能打氣太足”“暖水瓶塞彈出”），引導(dǎo)學(xué)生用原理解釋問(wèn)題。安全提示：玻璃器材輕拿輕放，熱水需教師提前準(zhǔn)備并提醒學(xué)生避免燙傷。（二）生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)1.種子發(fā)芽的條件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究水分、空氣、溫度對(duì)種子發(fā)芽的影響，理解“生物生長(zhǎng)依賴(lài)環(huán)境條件”。實(shí)驗(yàn)材料：綠豆種子（或黃豆）、培養(yǎng)皿、紙巾、標(biāo)簽紙、水、冰箱（模擬低溫環(huán)境）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（控制變量法）：水分組：A培養(yǎng)皿（濕潤(rùn)紙巾+種子）、B培養(yǎng)皿（干燥紙巾+種子），其他條件（溫度、空氣）相同。空氣組：C培養(yǎng)皿（濕潤(rùn)紙巾+種子，敞口）、D培養(yǎng)皿（濕潤(rùn)紙巾+種子，密封），其他條件相同。溫度組：E培養(yǎng)皿（濕潤(rùn)紙巾+種子，室溫）、F培養(yǎng)皿（濕潤(rùn)紙巾+種子，冰箱冷藏），其他條件相同。觀察記錄：每天觀察種子形態(tài)（如種皮破裂、胚根生長(zhǎng)），繪制“發(fā)芽進(jìn)程圖”，統(tǒng)計(jì)不同組的發(fā)芽率。教學(xué)延伸：結(jié)合語(yǔ)文寫(xiě)《種子的成長(zhǎng)日記》，討論“太空種子”的變異原理（拓展航天育種中“宇宙射線(xiàn)誘導(dǎo)基因突變”的科普知識(shí)）。2.光對(duì)植物生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄恐参锵蚬庑?，理解光照在植物生長(zhǎng)中的核心作用。實(shí)驗(yàn)材料：盆栽植物（如豆芽、鳳仙花幼苗）、不透光紙盒（一側(cè)開(kāi)孔）、直尺。實(shí)驗(yàn)步驟：初始測(cè)量：標(biāo)記植物高度、葉片朝向，拍攝初始狀態(tài)照片。遮光處理：將植物放入紙盒（僅一側(cè)透光），放置于向陽(yáng)處，持續(xù)一周。觀察對(duì)比：移除紙盒，測(cè)量植物生長(zhǎng)方向（是否向光彎曲）、高度變化，分析“向光性”對(duì)植物生存的意義（如“森林中植物向林冠層生長(zhǎng)以獲取更多陽(yáng)光”）。原理拓展：聯(lián)系光合作用（“光能→化學(xué)能”的能量轉(zhuǎn)化），解釋“植物向光生長(zhǎng)是為了最大化光合效率”的生存策略。（三）地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)1.模擬火山噴發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)模型理解火山噴發(fā)的成因（地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿壓力），建立“地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)塑造地表形態(tài)”的認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)材料：錐形瓶（模擬火山通道）、番茄醬（模擬巖漿）、洗潔精（模擬火山氣體）、小蘇打、醋、紅顏料（可選，增強(qiáng)視覺(jué)效果）。實(shí)驗(yàn)步驟：模型組裝：錐形瓶中加入2勺番茄醬、1勺洗潔精、少量小蘇打，攪拌均勻（模擬巖漿與氣體的混合物）。觸發(fā)噴發(fā)：緩慢倒入醋（模擬地下酸性物質(zhì)與巖漿的化學(xué)反應(yīng)），觀察“巖漿”（番茄醬）因氣體（二氧化碳）推動(dòng)而噴發(fā)的過(guò)程。原理講解：小蘇打與醋反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳（模擬地下氣體），氣體壓力推動(dòng)“巖漿”（番茄醬）噴出，類(lèi)比地殼下巖漿受板塊運(yùn)動(dòng)擠壓后噴發(fā)的地質(zhì)過(guò)程。拓展思考：結(jié)合“餅干模擬板塊擠壓”實(shí)驗(yàn)（用兩塊餅干模擬板塊，擠壓時(shí)觀察“裂縫”與“隆起”），理解地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)（火山、地震）的關(guān)聯(lián)性。2.晝夜交替現(xiàn)象模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)模型驗(yàn)證“地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致晝夜交替”的假說(shuō)，區(qū)分“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”的科學(xué)邏輯。實(shí)驗(yàn)材料：手電筒（模擬太陽(yáng)）、乒乓球（模擬地球）、標(biāo)記筆（標(biāo)記“觀測(cè)點(diǎn)”）。實(shí)驗(yàn)操作：標(biāo)記觀測(cè)點(diǎn)：在乒乓球上標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)（如“北京”），作為觀測(cè)晝夜變化的“參照點(diǎn)”。模擬自轉(zhuǎn)：手電筒固定（模擬太陽(yáng)不動(dòng)），乒乓球繞自身軸線(xiàn)（傾斜23.5°，模擬地軸傾角）自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察“觀測(cè)點(diǎn)”的明暗變化。認(rèn)知突破：通過(guò)對(duì)比“乒乓球自轉(zhuǎn)”（晝夜交替周期短）與“乒乓球繞手電筒公轉(zhuǎn)”（晝夜交替周期長(zhǎng)）的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證“地球自轉(zhuǎn)是晝夜交替的主因”，破除“太陽(yáng)繞地球轉(zhuǎn)”的直觀誤解。（四）技術(shù)與工程領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)1.設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簯?yīng)用熱傳遞知識(shí)（輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流），設(shè)計(jì)并優(yōu)化太陽(yáng)能集熱裝置，培養(yǎng)工程思維。實(shí)驗(yàn)材料：易拉罐（吸熱層）、黑顏料（增強(qiáng)吸熱）、泡沫板（保溫層）、吸管（出水口）、錫箔紙（反光層）、溫度計(jì)、剪刀、膠帶。設(shè)計(jì)思路：吸熱層：黑色易拉罐吸收太陽(yáng)能（輻射傳熱），增大吸熱面積（如將易拉罐表面剪為波紋狀）。保溫層：泡沫板包裹易拉罐，減少熱量通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流散失。反光層：錫箔紙貼在裝置外側(cè)，聚焦陽(yáng)光（反射傳熱）至易拉罐表面。測(cè)試優(yōu)化：在陽(yáng)光下放置相同時(shí)間（如30分鐘），對(duì)比不同設(shè)計(jì)的水溫變化（如“無(wú)反光層vs有反光層”“單層泡沫vs雙層泡沫”），通過(guò)“設(shè)計(jì)—制作—測(cè)試—改進(jìn)”循環(huán)優(yōu)化方案。工程思維培養(yǎng)：引導(dǎo)學(xué)生思考“如何平衡‘吸熱效率’與‘保溫效果’”，理解技術(shù)發(fā)明的迭代性（如早期太陽(yáng)能熱水器→現(xiàn)代真空管式熱水器的進(jìn)化）。2.搭建橋梁模型（結(jié)構(gòu)與承重）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄苛簶颉⒐皹?、斜拉橋的承重能力，理解力學(xué)平衡與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)材料：吸管（模擬橋梁材料）、膠帶（連接）、砝碼（或書(shū)本，模擬荷載）、托盤(pán)（放置砝碼）。實(shí)驗(yàn)步驟：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：用吸管搭建三種橋梁模型，確?？缍认嗤ㄈ?0厘米），記錄材料用量（自重）。承重測(cè)試：在橋梁中點(diǎn)緩慢添加砝碼，記錄“橋梁坍塌前的最大承重”，計(jì)算“承重比”（承重/自重）。結(jié)構(gòu)分析：①梁橋依賴(lài)材料強(qiáng)度（吸管越粗、數(shù)量越多，承重越強(qiáng)）；②拱橋通過(guò)“分散壓力”將荷載傳遞到支架（拱形結(jié)構(gòu)使砝碼壓力轉(zhuǎn)化為支架的支撐力）；③斜拉橋利用“拉力平衡”（斜拉繩將橋面荷載傳遞到橋塔，橋塔受拉后通過(guò)基礎(chǔ)傳遞到地面）?？鐚W(xué)科整合：結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算“不同結(jié)構(gòu)的承重比”，用語(yǔ)文撰寫(xiě)《橋梁工程報(bào)告》（含設(shè)計(jì)思路、測(cè)試數(shù)據(jù)、改進(jìn)建議）。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施建議（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段材料替代：農(nóng)村學(xué)?？捎媚嗤撂娲厌u（火山實(shí)驗(yàn)）、飲料瓶替代錐形瓶；城市學(xué)?？衫脛?chuàng)客空間的3D打印件（如橋梁模型構(gòu)件）提升精度。預(yù)實(shí)驗(yàn)：教師提前完成實(shí)驗(yàn)，預(yù)判學(xué)生疑問(wèn)（如“種子不發(fā)芽是因?yàn)閴牧藛?？”需?zhǔn)備備用種子；“橡皮泥船形為何能?。俊毙栌秒娮映訉?duì)比團(tuán)狀與船形的重量）。（二）分組與指導(dǎo)策略異質(zhì)分組：將“動(dòng)手能力強(qiáng)+觀察細(xì)致+表達(dá)清晰”的學(xué)生混合，確保小組協(xié)作高效（如1人操作、1人記錄、1人匯報(bào)）。問(wèn)題鏈引導(dǎo)：如種子實(shí)驗(yàn)中追問(wèn)“如果種子同時(shí)缺水和低溫，會(huì)發(fā)芽嗎？”“沙漠植物的種子如何適應(yīng)極端環(huán)境？”，培養(yǎng)多變量、系統(tǒng)性思考。（三）安全與規(guī)范通用規(guī)則：熱水、銳器使用需教師監(jiān)督；化學(xué)試劑（如小蘇打、醋）避免入口；電器實(shí)驗(yàn)（如太陽(yáng)能熱水器的溫度計(jì)）遠(yuǎn)離水源。特殊提示：火山實(shí)驗(yàn)中醋的用量適中（避免噴濺）；橋梁實(shí)驗(yàn)中砝碼緩慢添加（防止結(jié)構(gòu)突然坍塌，砸傷手指）。（四）評(píng)價(jià)與反饋過(guò)程性評(píng)價(jià)：觀察學(xué)生的操作規(guī)范性（如“控制變量時(shí)是否保持單一變量”）、小組討論參與度（如“是否傾聽(tīng)他人觀點(diǎn)并提出質(zhì)疑”），記錄“意外發(fā)現(xiàn)”（如“橡皮泥船形的創(chuàng)新設(shè)計(jì)”“種子發(fā)芽的特殊形態(tài)”）。成果展示：通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（含數(shù)據(jù)圖表）、模型解說(shuō)（用PPT或?qū)嵨镏v解設(shè)計(jì)思路）、科普短?。ㄈ纭胺N子的成長(zhǎng)故事”）等形式，多元化呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。四、實(shí)驗(yàn)拓展與跨學(xué)科融合（一）課后家庭實(shí)驗(yàn)廚房科學(xué)：探究油、水、蜂蜜的密度（分層實(shí)驗(yàn)），記錄家庭用電設(shè)備的功率（結(jié)合數(shù)學(xué)“用電量=功率×?xí)r間”計(jì)算月耗電量）。自然觀察：持續(xù)觀察月相變化，繪制“月相日歷”；記錄植物四季生長(zhǎng)周期（結(jié)合美術(shù)寫(xiě)生，用畫(huà)筆記錄櫻花、銀杏的季相變化）。（二）跨學(xué)科項(xiàng)目科學(xué)+語(yǔ)文：撰寫(xiě)《我的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)》科普小論文，用擬人手法描述“種子的發(fā)芽日記”（如“我（種子）在黑暗中醒來(lái)，拼命頂開(kāi)種皮，終于見(jiàn)到了陽(yáng)光……”）?？茖W(xué)+數(shù)學(xué)：統(tǒng)計(jì)班級(jí)同學(xué)的指紋類(lèi)型（斗形、箕形），分析“不同指紋的概率分布”；測(cè)量影子長(zhǎng)度的日變化，繪制“影子長(zhǎng)度—時(shí)間”函數(shù)圖像?？茖W(xué)+藝術(shù)：用廢舊材料（如飲料瓶、吸管）制作“生態(tài)瓶”微景觀（科學(xué)：模擬生態(tài)系統(tǒng)；藝術(shù)：設(shè)計(jì)景觀布局），設(shè)計(jì)“火山噴發(fā)”科普手抄報(bào)（