城市小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)與學(xué)生興趣培養(yǎng)一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教育價(jià)值與城市小學(xué)的獨(dú)特性小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心載體，而城市小學(xué)因其地域、資源與學(xué)生認(rèn)知背景的特殊性，在實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)與興趣激發(fā)上既有機(jī)遇也有挑戰(zhàn)。城市學(xué)生成長(zhǎng)于科技密度更高的環(huán)境中，對(duì)數(shù)字化、生態(tài)環(huán)保等議題有天然感知，但也易因生活場(chǎng)景的“碎片化”而缺乏系統(tǒng)的探究體驗(yàn)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)課需立足城市生態(tài)（如社區(qū)綠化、交通能源）、科技應(yīng)用（如智能家居、城市基建）等真實(shí)場(chǎng)景，將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為可觸摸、可探究的實(shí)踐活動(dòng)，既呼應(yīng)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，又拓展其認(rèn)知邊界。二、實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)的核心原則：從認(rèn)知邏輯到實(shí)踐落地（一）生活情境的深度嵌入城市小學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)突破傳統(tǒng)“課本實(shí)驗(yàn)”的局限，錨定學(xué)生熟悉的城市議題。例如，針對(duì)“物質(zhì)的變化”單元，可設(shè)計(jì)“城市垃圾的分類與降解實(shí)驗(yàn)”：引導(dǎo)學(xué)生收集家庭廚余垃圾、塑料瓶、廢紙等，分組設(shè)置不同環(huán)境（潮濕/干燥、有氧/厭氧）觀察降解速度，結(jié)合城市垃圾分類政策，探討“垃圾減量與資源循環(huán)”的現(xiàn)實(shí)意義。此類實(shí)驗(yàn)將科學(xué)原理與城市治理痛點(diǎn)結(jié)合，讓學(xué)生感知“科學(xué)就在身邊”，實(shí)驗(yàn)材料的生活化（如廚房廢料、社區(qū)綠植）也降低了操作門檻。（二）探究性任務(wù)的階梯式建構(gòu)實(shí)驗(yàn)課需遵循“問(wèn)題—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的探究邏輯，設(shè)計(jì)分層任務(wù)。以“光的傳播”為例，低段學(xué)生可通過(guò)“城市夜景的影子游戲”（用手電筒、玩偶模擬路燈下的影子變化）感知光的直線傳播；中段學(xué)生則探究“城市玻璃幕墻的反光實(shí)驗(yàn)”（用平面鏡、不同角度的光源模擬反光對(duì)交通的影響）；高段學(xué)生可延伸至“太陽(yáng)能路燈的能量轉(zhuǎn)化”，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易太陽(yáng)能裝置并測(cè)試效率。階梯式任務(wù)既符合認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，又讓學(xué)生在“解決城市問(wèn)題”的語(yǔ)境中深化對(duì)科學(xué)概念的理解。（三）安全與創(chuàng)新的平衡藝術(shù)城市小學(xué)的實(shí)驗(yàn)材料需兼顧安全性與創(chuàng)新性。例如，用食用色素、洗潔精、水模擬“城市河流污染與凈化”，既規(guī)避化學(xué)試劑風(fēng)險(xiǎn)，又能直觀呈現(xiàn)“溶解、吸附”等原理；借助3D打印筆、樂(lè)高積木等工具設(shè)計(jì)“城市橋梁模型”，探究結(jié)構(gòu)力學(xué)，將工程思維融入實(shí)驗(yàn)。安全并非限制創(chuàng)新，而是通過(guò)材料的替代（如用白醋+小蘇打替代危險(xiǎn)酸類）、操作的規(guī)范化（如小組協(xié)作、教師預(yù)演），讓實(shí)驗(yàn)既有趣又可控。三、興趣培養(yǎng)的多元策略：從好奇驅(qū)動(dòng)到素養(yǎng)養(yǎng)成（一）情境化問(wèn)題的“認(rèn)知沖突”設(shè)計(jì)興趣的起點(diǎn)是好奇心，而認(rèn)知沖突能有效激活好奇心。例如，在“植物的向性運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，可創(chuàng)設(shè)“城市高樓的植物為何歪著長(zhǎng)？”的問(wèn)題情境：展示摩天樓外墻綠植的照片，引導(dǎo)學(xué)生觀察其生長(zhǎng)方向，再設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（單側(cè)光照、重力影響）。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“植物會(huì)‘追光’‘抗重力’”時(shí)，原有認(rèn)知被打破，探究欲自然激發(fā)。此類情境需緊扣城市生活中的“反?，F(xiàn)象”，如“地鐵隧道的空氣為何流動(dòng)？”“小區(qū)噴泉的水為何能噴高？”，讓問(wèn)題成為實(shí)驗(yàn)的“錨點(diǎn)”。（二）自主探究的“留白式”引導(dǎo)城市學(xué)生思維活躍，實(shí)驗(yàn)課應(yīng)給予充分的自主空間。例如，在“城市生態(tài)系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)中，教師提供魚缸、水草、小魚、泥沙等材料，僅提出核心問(wèn)題“如何構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的微型城市生態(tài)？”，學(xué)生需自主設(shè)計(jì)變量（如光照時(shí)長(zhǎng)、生物種類）、制定觀察計(jì)劃。過(guò)程中教師以“顧問(wèn)”角色介入，如當(dāng)小組生態(tài)系統(tǒng)崩潰時(shí)，引導(dǎo)反思“是否像城市污染一樣破壞了平衡？”。這種“留白”讓學(xué)生在試錯(cuò)中體驗(yàn)科學(xué)探究的真實(shí)過(guò)程，成就感與興趣同步提升。（三）跨學(xué)科融合的“項(xiàng)目式”延伸科學(xué)實(shí)驗(yàn)可與美術(shù)、數(shù)學(xué)、語(yǔ)文等學(xué)科聯(lián)動(dòng)，拓展興趣的廣度。例如，“城市地標(biāo)建筑的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)”中，學(xué)生用吸管搭建“東方明珠”模型（工程），測(cè)量承重?cái)?shù)據(jù)（數(shù)學(xué)），繪制設(shè)計(jì)圖（美術(shù)），撰寫“給市長(zhǎng)的建議信”（語(yǔ)文），將科學(xué)探究轉(zhuǎn)化為多維度的實(shí)踐成果。城市小學(xué)的資源優(yōu)勢(shì)（如科技館研學(xué)、社區(qū)合作）可支撐此類項(xiàng)目，如與當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)院合作開展“校園微改造”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的設(shè)計(jì)方案接受專業(yè)評(píng)審，增強(qiáng)實(shí)踐的真實(shí)感。（四）差異化評(píng)價(jià)的“成長(zhǎng)型”反饋興趣的維持需要正向反饋，評(píng)價(jià)應(yīng)關(guān)注個(gè)體進(jìn)步而非單一結(jié)果。例如，為動(dòng)手能力弱但觀察細(xì)致的學(xué)生頒發(fā)“最佳記錄獎(jiǎng)”，為創(chuàng)意獨(dú)特但操作失誤的小組提供“創(chuàng)新潛力獎(jiǎng)”。城市學(xué)生家庭背景多元，評(píng)價(jià)需兼顧“標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告”與“個(gè)性化成果展示”（如科學(xué)漫畫、實(shí)驗(yàn)短視頻），讓每個(gè)學(xué)生都能在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域獲得認(rèn)可。四、實(shí)踐案例：“城市雨水花園的生態(tài)設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)課（一）課程背景與目標(biāo)針對(duì)城市內(nèi)澇、雨水資源浪費(fèi)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，設(shè)計(jì)跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)課，融合“植物學(xué)”“水文學(xué)”“工程學(xué)”知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境責(zé)任感與探究能力。（二）實(shí)驗(yàn)流程與興趣激發(fā)1.情境導(dǎo)入：播放城市暴雨內(nèi)澇的新聞視頻，提問(wèn)“如何讓雨水‘乖乖聽話’？”，展示國(guó)內(nèi)外雨水花園的案例，引發(fā)學(xué)生對(duì)“生態(tài)治水”的興趣。2.分組探究：提供不同土壤（沙土、黏土、腐殖土）、植物（綠蘿、苔蘚、薄荷）、坡度模型，學(xué)生分組設(shè)計(jì)“微型雨水花園”，模擬降雨（用噴壺灑水），觀察雨水滲透、植物保水效果。過(guò)程中引導(dǎo)思考“城市道路為何易積水？”“哪種植物更適合屋頂綠化？”，將實(shí)驗(yàn)與城市規(guī)劃關(guān)聯(lián)。3.成果延伸：優(yōu)秀小組的設(shè)計(jì)方案將被推薦至社區(qū)居委會(huì)，參與“校園雨水花園”的建設(shè)投標(biāo)，讓學(xué)生體驗(yàn)“科學(xué)方案解決實(shí)際問(wèn)題”的價(jià)值感。（三）