五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)及案例小學(xué)五年級(jí)是科學(xué)思維從具象認(rèn)知向邏輯推理過(guò)渡的關(guān)鍵階段，科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為學(xué)科核心實(shí)踐載體，需兼顧趣味性與嚴(yán)謹(jǐn)性，助力學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展探究能力。本文結(jié)合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)“探究與實(shí)踐”的要求，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、典型案例及實(shí)施建議三方面，呈現(xiàn)可落地的五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需貼合五年級(jí)學(xué)生“好奇驅(qū)動(dòng)、動(dòng)手偏好、邏輯萌芽”的認(rèn)知特點(diǎn)，遵循以下原則：（一）趣味性與科學(xué)性共生以生活現(xiàn)象或趣味情境觸發(fā)探究欲（如“為什么葉子會(huì)‘出汗’？”），同時(shí)緊扣科學(xué)概念（植物蒸騰作用），確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理的邏輯一致性。避免為“好玩”弱化科學(xué)本質(zhì)，也需通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)讓抽象知識(shí)可視化。（二）材料易獲取，操作低門(mén)檻優(yōu)先選用生活常見(jiàn)材料（如飲料瓶、吸管、食用油、綠豆等），降低實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備難度。操作步驟拆解為“觀(guān)察—提問(wèn)—嘗試—調(diào)整”的遞進(jìn)式任務(wù)，兼顧動(dòng)手能力差異，讓多數(shù)學(xué)生能獨(dú)立或小組完成核心操作。（三）安全優(yōu)先，過(guò)程可觀(guān)察實(shí)驗(yàn)材料無(wú)毒、無(wú)尖銳邊角（如用食用色素替代化學(xué)染料，用塑料勺替代金屬工具）；過(guò)程避免高溫、高壓操作，可通過(guò)“慢鏡頭”觀(guān)察（如滴液速度、氣泡變化）放大細(xì)微現(xiàn)象，便于學(xué)生記錄與分析。（四）聚焦探究，留白思維空間實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)不局限于“驗(yàn)證結(jié)論”，而是設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題（如“哪些因素會(huì)讓種子發(fā)芽更快？”），引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)變量、預(yù)測(cè)結(jié)果、對(duì)比分析，經(jīng)歷“假設(shè)—驗(yàn)證—修正”的科學(xué)思維閉環(huán)。二、典型實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)與案例結(jié)合五年級(jí)科學(xué)核心概念（生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、工程實(shí)踐等），選取三類(lèi)代表性實(shí)驗(yàn)，呈現(xiàn)從設(shè)計(jì)思路到實(shí)操的完整路徑。（一）觀(guān)察類(lèi)實(shí)驗(yàn)：植物蒸騰作用的“可視化”探究設(shè)計(jì)思路通過(guò)“捕捉”植物“出汗”的證據(jù)，理解蒸騰作用的過(guò)程與意義。突破傳統(tǒng)“葉片稱(chēng)重”的抽象性，用透明容器、有色液體直觀(guān)呈現(xiàn)水分散失路徑，培養(yǎng)細(xì)致觀(guān)察與推理能力。實(shí)驗(yàn)案例：“植物的‘小水珠工廠(chǎng)’”實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：觀(guān)察植物蒸騰作用的現(xiàn)象，推理水分散失的部位與作用。材料準(zhǔn)備：帶枝葉的新鮮植物（如天竺葵、綠蘿）、透明塑料袋、細(xì)線(xiàn)、紅墨水、燒杯、食用油。實(shí)驗(yàn)步驟：1.往燒杯中加入紅墨水（便于觀(guān)察），滴入少量食用油（隔絕水分蒸發(fā)），將植物根部浸入溶液，在莖稈處做好液面標(biāo)記。2.取透明塑料袋，罩住植物枝葉部分，用細(xì)線(xiàn)扎緊袋口，放置在陽(yáng)光下（或明亮處）。3.靜置2小時(shí)后，觀(guān)察塑料袋內(nèi)壁、燒杯液面的變化，記錄現(xiàn)象（如塑料袋內(nèi)壁的水珠、燒杯液面下降）。觀(guān)察與思考：塑料袋內(nèi)壁的水珠從何而來(lái)？如果換成無(wú)葉的枝條，會(huì)有同樣現(xiàn)象嗎？燒杯液面下降，說(shuō)明水分通過(guò)植物的哪個(gè)部位“跑”到了空氣中？結(jié)合“植物喝水”的前概念，推測(cè)蒸騰作用對(duì)植物的意義（如降溫、運(yùn)輸養(yǎng)分）。拓展延伸：對(duì)比不同植物（如多肉vs.綠蘿）、不同環(huán)境（強(qiáng)光vs.陰暗）下的蒸騰速度，用“液面下降高度”量化分析，繪制簡(jiǎn)單柱狀圖。（二）探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)：摩擦力的“秘密”——變量控制的實(shí)踐設(shè)計(jì)思路從“推動(dòng)重物的難易”切入，引導(dǎo)學(xué)生識(shí)別影響摩擦力的變量（接觸面、壓力），通過(guò)“公平實(shí)驗(yàn)”（控制單一變量）收集數(shù)據(jù)，理解“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”的核心邏輯，發(fā)展實(shí)證思維。實(shí)驗(yàn)案例：“誰(shuí)讓小車(chē)‘跑’得更慢？”實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：探究接觸面粗糙程度、壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響，學(xué)習(xí)控制變量法。材料準(zhǔn)備：帶掛鉤的小木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、毛巾、砂紙、桌面、砝碼（可用硬幣、橡皮擦替代）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.探究接觸面的影響：將木塊放在桌面，用彈簧測(cè)力計(jì)水平勻速拉動(dòng)，記錄拉力（即摩擦力）；換毛巾、砂紙表面重復(fù)操作，保持木塊重量不變。2.探究壓力的影響：在木塊上放置不同數(shù)量的砝碼，放在同一桌面，重復(fù)勻速拉動(dòng)操作，記錄拉力。數(shù)據(jù)記錄與分析：實(shí)驗(yàn)條件接觸面壓力（砝碼數(shù)）拉力（N）摩擦力大?。∟）----------------------------------------------------------------------實(shí)驗(yàn)1桌面無(wú)實(shí)驗(yàn)2毛巾無(wú)實(shí)驗(yàn)3桌面1個(gè)實(shí)驗(yàn)4桌面2個(gè)引導(dǎo)思考：為什么要“水平勻速拉動(dòng)”？如果速度忽快忽慢，測(cè)力計(jì)讀數(shù)會(huì)怎樣變化？（滲透“二力平衡”的前認(rèn)知）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2，哪個(gè)因素改變了？摩擦力的變化說(shuō)明什么？（推理“接觸面越粗糙，摩擦力越大”）易錯(cuò)點(diǎn)突破：用“緩慢勻速”的操作視頻示范，或讓學(xué)生用“數(shù)數(shù)法”（每秒數(shù)1個(gè)數(shù)，保持拉動(dòng)節(jié)奏）減少誤差。（三）制作類(lèi)實(shí)驗(yàn)：簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器——工程思維的落地設(shè)計(jì)思路結(jié)合“能量轉(zhuǎn)換”（太陽(yáng)能→熱能）與“結(jié)構(gòu)優(yōu)化”（保溫、聚光），讓學(xué)生經(jīng)歷“設(shè)計(jì)—制作—測(cè)試—改進(jìn)”的工程流程，理解技術(shù)與科學(xué)的關(guān)聯(lián)，提升動(dòng)手與創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)案例：“陽(yáng)光‘煮’水計(jì)劃”實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器，測(cè)試其升溫效果，分析結(jié)構(gòu)對(duì)吸熱效率的影響。材料準(zhǔn)備：黑色塑料瓶（或易拉罐）、泡沫箱（保溫層）、鋁箔紙（反光）、棉花（保溫）、溫度計(jì)、剪刀、膠帶。制作步驟：1.設(shè)計(jì)方案：小組討論“如何讓瓶子里的水更快升溫”，畫(huà)出設(shè)計(jì)圖（如用鋁箔紙做反光罩、泡沫箱做保溫盒）。2.制作原型：將黑色瓶子裝滿(mǎn)常溫水（標(biāo)記水位），放入泡沫箱，用鋁箔紙圍在瓶子周?chē)ㄕ{(diào)整角度對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光），箱內(nèi)空隙用棉花填充保溫。3.測(cè)試改進(jìn)：將裝置放在陽(yáng)光下，每隔15分鐘用溫度計(jì)測(cè)量水溫，記錄數(shù)據(jù)；對(duì)比“無(wú)反光罩”“無(wú)保溫層”的對(duì)照組，分析改進(jìn)方向（如調(diào)整反光罩角度、增加黑色吸熱面積）。數(shù)據(jù)記錄與優(yōu)化：時(shí)間（分鐘）初始水溫15分鐘30分鐘45分鐘對(duì)照組水溫（無(wú)改進(jìn)）----------------------------------------------------------------------實(shí)驗(yàn)組工程思考：為什么選擇黑色瓶子？如果換成白色，升溫效果會(huì)怎樣？（聯(lián)系“物體顏色與吸熱能力”的科學(xué)概念）泡沫箱和棉花的作用是什么？生活中哪些物品也利用了類(lèi)似的保溫原理？（遷移到保溫杯、羽絨服等）三、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)施建議（一）課前：材料前置，問(wèn)題預(yù)埋材料準(zhǔn)備：提前1-2天發(fā)布“家庭材料征集清單”（如綠豆、飲料瓶），課堂補(bǔ)充學(xué)校提供的工具（如彈簧測(cè)力計(jì)），避免因材料缺失降低參與度。問(wèn)題預(yù)埋：通過(guò)“科學(xué)小問(wèn)號(hào)”任務(wù)（如“觀(guān)察家里的冰箱，為什么門(mén)要關(guān)緊？”）激活前概念，讓學(xué)生帶著疑問(wèn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。（二）課中：支架引導(dǎo)，思維可見(jiàn)小組分工：采用“操作員+記錄員+發(fā)言人+材料員”的角色輪換，確保人人參與；教師巡視時(shí)，用“追問(wèn)法”（如“你的數(shù)據(jù)和假設(shè)一致嗎？哪里出問(wèn)題了？”）推動(dòng)深度思考，而非直接給答案。記錄工具：提供“實(shí)驗(yàn)手賬”模板（含現(xiàn)象素描、數(shù)據(jù)表格、疑問(wèn)氣泡框），鼓勵(lì)用圖文結(jié)合的方式記錄，降低寫(xiě)作壓力。（三）課后：生活延伸，評(píng)價(jià)多元拓展任務(wù)：布置“家庭小實(shí)驗(yàn)”（如“用廚房材料探究溶解速度”），將科學(xué)探究延伸至生活場(chǎng)景；開(kāi)展“實(shí)驗(yàn)改進(jìn)大賽”，用投票選出“最具創(chuàng)意的優(yōu)化方案”。評(píng)價(jià)方式：采用“三維評(píng)價(jià)表”（科學(xué)概念掌握、探究能力發(fā)展、合作表現(xiàn)），結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組展示、反思日記等多維度反饋，避免“唯結(jié)果論”。結(jié)語(yǔ)五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的價(jià)值，不在于“完成實(shí)驗(yàn)”，而在于讓學(xué)生在