小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目匯編與教學(xué)設(shè)計(jì)一、引言：科學(xué)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)教育中的價(jià)值支點(diǎn)小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展實(shí)踐能力的核心載體?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出，要通過(guò)“探究與實(shí)踐”活動(dòng)讓學(xué)生“在真實(shí)情境中解決問(wèn)題”?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)匯編與精準(zhǔn)教學(xué)設(shè)計(jì)，既是落實(shí)課標(biāo)要求的實(shí)踐路徑，也是破解“重知識(shí)輕探究”教學(xué)困境的關(guān)鍵抓手。本文立足小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)際，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類、教學(xué)設(shè)計(jì)要素、典型案例實(shí)施等維度，構(gòu)建兼具系統(tǒng)性與實(shí)用性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)支持體系。二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分類匯編科學(xué)實(shí)驗(yàn)的分類需兼顧學(xué)科邏輯與教學(xué)適配性，結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程四大領(lǐng)域（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），按“觀察認(rèn)知型—探究驗(yàn)證型—?jiǎng)?chuàng)新制作型”三類梳理典型項(xiàng)目，形成梯度化實(shí)驗(yàn)序列。（一）物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)聚焦“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”“運(yùn)動(dòng)與相互作用”核心概念，設(shè)計(jì)具象化實(shí)驗(yàn)：溶解的秘密（3-4年級(jí)）：材料為食鹽、白糖、沙子、水、透明杯；目標(biāo)是觀察物質(zhì)在水中的溶解現(xiàn)象，區(qū)分溶解與不溶解。摩擦力的影響因素（4-5年級(jí)）：用木板、砂紙、不同重量的木塊、彈簧測(cè)力計(jì)，探究接觸面粗糙程度、壓力對(duì)摩擦力的影響。光的直線傳播（5-6年級(jí)）：激光筆、吸管（直/彎）、煙霧箱，驗(yàn)證光沿直線傳播的特性。（二）生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)圍繞“生物的特征與環(huán)境適應(yīng)”“生命的生長(zhǎng)與變化”展開：種子萌發(fā)的條件（3-4年級(jí)）：大豆種子、培養(yǎng)皿、濕巾、冰箱，控制水分、溫度、空氣變量，觀察萌發(fā)差異。植物的向光性（4-5年級(jí)）：盆栽植物、不透光紙盒（一側(cè)開孔），持續(xù)觀察莖的生長(zhǎng)方向，理解植物對(duì)環(huán)境的響應(yīng)。食物的營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)（5-6年級(jí)）：饅頭、碘酒、食用油、白紙，通過(guò)顯色反應(yīng)、油斑法辨別淀粉、脂肪。（三）地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)立足“地球的物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)”“宇宙中的地球”概念群：巖石的觀察與分類（3-4年級(jí)）：花崗巖、大理巖、砂巖標(biāo)本，放大鏡、鹽酸（教師操作），觀察顏色、結(jié)構(gòu)、硬度（刻畫法）。模擬雨的形成（4-5年級(jí)）：燒杯、溫水、冷玻璃片，加熱水產(chǎn)生水蒸氣，遇冷液化成水滴，理解降水成因。月相變化的模擬（5-6年級(jí)）：乒乓球（月球）、手電筒（太陽(yáng)）、學(xué)生（地球），通過(guò)空間位置變換，觀察月相形態(tài)變化。（四）技術(shù)與工程領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)指向“設(shè)計(jì)與物化”“系統(tǒng)與模型”核心素養(yǎng)：簡(jiǎn)易電路的搭建（3-4年級(jí)）：電池、導(dǎo)線、小燈泡、開關(guān)，認(rèn)識(shí)電路組成，探究開關(guān)的控制作用。橋梁的承重設(shè)計(jì)（4-5年級(jí)）：吸管、膠帶、砝碼，設(shè)計(jì)并測(cè)試梁橋、拱橋的承重能力，理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。太陽(yáng)能小車的改裝（5-6年級(jí)）：太陽(yáng)能板、小車底盤、電機(jī)，嘗試調(diào)整角度提高能量轉(zhuǎn)化效率，滲透工程思維。三、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的核心要素優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)需以學(xué)生認(rèn)知規(guī)律為錨點(diǎn)，以科學(xué)探究流程為主線，整合目標(biāo)、情境、活動(dòng)、評(píng)價(jià)四大要素，構(gòu)建“做中學(xué)、悟中得”的教學(xué)閉環(huán)。（一）學(xué)情分析：把握認(rèn)知起點(diǎn)低段（1-2年級(jí)）：以直觀形象思維為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需具象化、游戲化（如“觀察蝸牛的爬行”用彩色墨水標(biāo)記軌跡）。中段（3-4年級(jí)）：開始形成邏輯思維，可引入簡(jiǎn)單變量控制（如“種子萌發(fā)”實(shí)驗(yàn)的單一變量設(shè)計(jì)）。高段（5-6年級(jí)）：具備初步推理能力，可開展復(fù)雜探究（如“電磁鐵磁力大小的影響因素”多變量實(shí)驗(yàn)）。（二）教學(xué)目標(biāo)：四維素養(yǎng)導(dǎo)向科學(xué)觀念：理解核心概念（如“溶解是物質(zhì)在水中均勻分散的過(guò)程”）?？茖W(xué)思維：通過(guò)對(duì)比、歸納形成結(jié)論（如分析不同物質(zhì)溶解速度的差異）。探究實(shí)踐：掌握實(shí)驗(yàn)操作技能（如正確使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)摩擦力）。態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)合作意識(shí)、環(huán)保習(xí)慣（如實(shí)驗(yàn)后回收材料、整理儀器）。（三）教學(xué)流程：探究式學(xué)習(xí)閉環(huán)1.情境導(dǎo)入：用問(wèn)題鏈或現(xiàn)象激發(fā)興趣（如“蠟燭為什么會(huì)熄滅？”引出空氣成分實(shí)驗(yàn)）。2.猜想假設(shè)：引導(dǎo)學(xué)生基于經(jīng)驗(yàn)提出假說(shuō)（如“蠟燭熄滅是因?yàn)檠鯕庥猛炅恕保?.方案設(shè)計(jì)：小組討論實(shí)驗(yàn)步驟、材料選擇、變量控制（如用不同大小的燒杯罩蠟燭）。4.實(shí)踐探究：學(xué)生分組操作，教師巡視指導(dǎo)（關(guān)注操作規(guī)范與安全）。5.證據(jù)分析：記錄數(shù)據(jù)、繪制圖表（如“蠟燭在不同容器中熄滅的時(shí)間”表格）。6.結(jié)論建構(gòu)：基于證據(jù)歸納規(guī)律（如“空氣能支持燃燒，消耗后蠟燭熄滅”）。7.拓展遷移：聯(lián)系生活（如火災(zāi)逃生時(shí)用濕毛巾捂住口鼻的原理）。（四）評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：過(guò)程與結(jié)果并重過(guò)程性評(píng)價(jià)：觀察學(xué)生的操作規(guī)范性（如是否輕拿輕放儀器）、合作參與度（如小組分工是否明確）。結(jié)果性評(píng)價(jià)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（含假設(shè)、步驟、結(jié)論）、作品展示（如橋梁模型的承重測(cè)試）評(píng)估學(xué)習(xí)成果。多元評(píng)價(jià)：引入學(xué)生自評(píng)（“我在實(shí)驗(yàn)中最滿意的環(huán)節(jié)”）、互評(píng)（“小組內(nèi)誰(shuí)的建議最有價(jià)值”）。四、典型實(shí)驗(yàn)案例的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐以“蠟燭的燃燒與空氣”（4年級(jí)物質(zhì)科學(xué)）為例，展示完整教學(xué)設(shè)計(jì)：（一）實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)背景：學(xué)生已認(rèn)識(shí)“空氣存在”，但對(duì)“空氣的作用”認(rèn)知模糊，通過(guò)蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)理解“空氣支持燃燒”的特性。目標(biāo)：科學(xué)觀念：知道空氣是蠟燭燃燒的必要條件?？茖W(xué)思維：通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析現(xiàn)象，發(fā)展邏輯推理能力。探究實(shí)踐：掌握“控制變量”的實(shí)驗(yàn)方法，規(guī)范操作燒杯、火柴。態(tài)度責(zé)任：培養(yǎng)安全用火意識(shí)，體會(huì)科學(xué)與生活的聯(lián)系。（二）教學(xué)準(zhǔn)備材料：長(zhǎng)短不同的蠟燭（各2支）、大小不同的燒杯（3個(gè)）、火柴、濕抹布（安全預(yù)案）。環(huán)境：分組實(shí)驗(yàn)（4人/組），提前清理桌面易燃物。（三）教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)1.情境導(dǎo)入：魔術(shù)激趣教師演示“蠟燭熄滅的魔術(shù)”：點(diǎn)燃蠟燭，用燒杯快速罩住，蠟燭瞬間熄滅。提問(wèn)：“蠟燭為什么會(huì)熄滅？空氣在其中起了什么作用？”引發(fā)認(rèn)知沖突。2.猜想假設(shè)：頭腦風(fēng)暴學(xué)生分組討論，提出假設(shè)：“空氣被燒完了”“空氣不支持燃燒”“空氣里有東西被蠟燭消耗了”。教師記錄并歸類假設(shè)，引導(dǎo)聚焦“空氣是否是燃燒的必要條件”。3.方案設(shè)計(jì)：變量控制問(wèn)題鏈：“要驗(yàn)證空氣的作用，需要改變什么條件？”“如何保證實(shí)驗(yàn)公平？”小組設(shè)計(jì)：設(shè)置“有空氣”（不罩燒杯）和“無(wú)空氣”（罩燒杯）兩組，控制蠟燭、位置等變量。進(jìn)階組可嘗試“不同體積空氣”（大小燒杯）、“不同高度蠟燭”（長(zhǎng)短蠟燭）的對(duì)比。4.實(shí)踐探究：安全操作教師示范：正確點(diǎn)燃火柴（側(cè)身、快速點(diǎn)燃、熄滅入盒），燒杯倒扣的時(shí)機(jī)。學(xué)生操作：基礎(chǔ)組：觀察“罩與不罩”燒杯時(shí)蠟燭的燃燒時(shí)長(zhǎng)。進(jìn)階組：同時(shí)點(diǎn)燃長(zhǎng)短蠟燭，用大燒杯罩住，觀察熄滅順序（長(zhǎng)蠟燭先滅，引出“熱空氣上升”的拓展點(diǎn)）。安全提示：火柴熄滅后入專用盒，燒杯燙手時(shí)用抹布移動(dòng)。5.證據(jù)分析：數(shù)據(jù)可視化記錄表格：實(shí)驗(yàn)條件蠟燭燃燒時(shí)長(zhǎng)（秒）熄滅時(shí)現(xiàn)象------------------------------------------------------不罩燒杯—（持續(xù)燃燒）火焰穩(wěn)定小燒杯罩短蠟燭25火焰搖晃后熄滅大燒杯罩長(zhǎng)蠟燭40（長(zhǎng)）、30（短）長(zhǎng)蠟燭先熄滅小組匯報(bào)：用柱狀圖展示“燒杯體積與燃燒時(shí)長(zhǎng)”的關(guān)系，分析數(shù)據(jù)背后的原因。6.結(jié)論建構(gòu)：邏輯推理核心結(jié)論：空氣能支持蠟燭燃燒，當(dāng)燒杯內(nèi)空氣被消耗（或氧氣不足）時(shí)，蠟燭熄滅；燒杯體積越大，空氣越多，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)。拓展思考：“為什么長(zhǎng)蠟燭先熄滅？”（熱空氣上升，頂部氧氣先耗盡），滲透“氣體密度”的前概念。7.拓展遷移：生活應(yīng)用情境問(wèn)題：“火災(zāi)逃生時(shí)，為什么要彎腰或匍匐前進(jìn)？”實(shí)踐建議：回家用蠟燭、透明瓶模擬“不同高度的氧氣含量”，驗(yàn)證逃生策略的科學(xué)性。五、教學(xué)實(shí)施的優(yōu)化策略實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性需通過(guò)材料創(chuàng)新、組織優(yōu)化、評(píng)價(jià)升級(jí)三維度持續(xù)迭代，突破“形式化探究”的瓶頸。（一）實(shí)驗(yàn)材料的生活化改進(jìn)替代原則：用生活物品替代專業(yè)器材（如用吸管做導(dǎo)管、用飲料瓶做容器），降低操作門檻。安全環(huán)保：避免易碎、有毒材料，實(shí)驗(yàn)后材料可回收（如種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)的土壤用于種植）。示例：“摩擦力實(shí)驗(yàn)”用橡皮擦、書本替代木塊，學(xué)生更易操作且貼近生活。（二）小組合作的精細(xì)化組織異質(zhì)分組：按“操作能力+思維水平+表達(dá)能力”搭配，確保組內(nèi)互補(bǔ)（如1名動(dòng)手強(qiáng)、1名記錄員、1名發(fā)言人）。角色輪換：每次實(shí)驗(yàn)輪換組長(zhǎng)、操作員、記錄員，培養(yǎng)綜合能力。任務(wù)拆解：將復(fù)雜實(shí)驗(yàn)分解為“材料準(zhǔn)備—操作—記錄—匯報(bào)”子任務(wù)，避免“搭便車”現(xiàn)象。（三）差異化教學(xué)的分層設(shè)計(jì)任務(wù)分層：基礎(chǔ)組完成“規(guī)定實(shí)驗(yàn)”（如觀察種子萌發(fā)），進(jìn)階組開展“拓展探究”（如探究光照對(duì)萌發(fā)的影響）。指導(dǎo)分層：對(duì)操作薄弱生進(jìn)行“一對(duì)一”示范，對(duì)能力強(qiáng)的學(xué)生提供“開放問(wèn)題”（如“如何改進(jìn)太陽(yáng)能小車的效率”）。成果分層：實(shí)驗(yàn)報(bào)告允許“圖文結(jié)合”（低段）或“數(shù)據(jù)分析+推理”（高段）。（四）跨學(xué)科融合的實(shí)踐路徑與數(shù)學(xué)融合：在“溶解速度”實(shí)驗(yàn)中，用秒表測(cè)時(shí)間、繪制折線圖分析數(shù)據(jù)。與語(yǔ)文融合：撰寫“實(shí)驗(yàn)小論文”，要求“現(xiàn)象描述準(zhǔn)確、結(jié)論表達(dá)清晰”。與藝術(shù)融合：用樹葉、花瓣制作“植物標(biāo)本畫”，體現(xiàn)生命科學(xué)與美學(xué)的結(jié)合。六、總結(jié)與展望小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)