小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心載體，其設(shè)計質(zhì)量與指導(dǎo)策略直接影響學(xué)生對科學(xué)概念的建構(gòu)、探究能力的發(fā)展及創(chuàng)新思維的培育。本文結(jié)合小學(xué)階段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與科學(xué)教育目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計原則、項(xiàng)目案例、指導(dǎo)策略及困境突破四個維度，探討如何構(gòu)建兼具趣味性、探究性與教育性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，為一線教師提供可操作的實(shí)踐參考。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的核心原則：貼合認(rèn)知，指向素養(yǎng)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計需平衡兒童趣味性與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，遵循以下原則確保實(shí)驗(yàn)價值的落地：（一）情境生活化：從日?，F(xiàn)象中提煉探究主題將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的生活場景，如“為什么飲料瓶捏扁后會彈回？”（探究彈力）、“面包發(fā)霉和哪些因素有關(guān)？”（探究微生物生長）。生活化情境能激活學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，降低探究門檻，同時幫助學(xué)生建立“科學(xué)源于生活”的認(rèn)知。（二）問題驅(qū)動性：以真問題開啟探究之旅實(shí)驗(yàn)設(shè)計需圍繞一個核心問題展開，且問題需具備可探究性（如“不同土壤對綠豆發(fā)芽速度有影響嗎？”）而非“是非題”（如“鐵會生銹嗎？”）。教師可通過“矛盾情境”激發(fā)問題，例如展示“同體積的木塊和鐵塊放入水中，木塊浮起、鐵塊下沉”，引導(dǎo)學(xué)生提出“物體沉浮和什么有關(guān)？”的探究問題。（三）過程開放性：預(yù)留多元探究的空間實(shí)驗(yàn)不應(yīng)是“按步驟驗(yàn)證結(jié)論”的機(jī)械操作，而應(yīng)允許學(xué)生自主設(shè)計變量、嘗試不同方法。例如探究“種子發(fā)芽條件”時，不預(yù)設(shè)“水、空氣、溫度”的固定變量，而是讓學(xué)生自主選擇想研究的因素（如光照、土壤類型），并設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)。開放性過程能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)證精神。（四）安全適切性：材料與操作的雙重考量實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)先選擇生活易得、安全無害的物品，如用食用色素替代化學(xué)染料，用橡皮筋替代彈簧測力計。操作設(shè)計需符合學(xué)生動手能力，例如“電路連接”實(shí)驗(yàn)中，使用鱷魚夾導(dǎo)線而非螺絲刀接線，降低操作難度與安全風(fēng)險。二、分類型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計：從觀察到創(chuàng)新的進(jìn)階路徑結(jié)合小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容，可將實(shí)驗(yàn)分為觀察類、驗(yàn)證類、探究類、創(chuàng)新類四大類型，以下為典型案例及設(shè)計思路：（一）觀察類實(shí)驗(yàn)：《植物向光性的秘密》設(shè)計意圖：通過長期觀察，理解植物對環(huán)境刺激的響應(yīng)，培養(yǎng)細(xì)致觀察與記錄能力。材料準(zhǔn)備：綠豆幼苗（生長至5cm左右）、不透光紙盒（一側(cè)開小孔）、記號筆、觀察日記表。實(shí)施步驟：1.將幼苗放入紙盒，小孔朝向窗戶（單側(cè)光源），標(biāo)記幼苗初始朝向；2.每天同一時間觀察幼苗生長方向，繪制“生長軌跡圖”；3.一周后移除紙盒，對比初始與最終朝向，討論原因。指導(dǎo)要點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“細(xì)微變化”（如莖的彎曲角度），用“箭頭+文字”的方式記錄，避免“只看結(jié)果不看過程”。（二）驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)：《摩擦力大小與接觸面的關(guān)系》設(shè)計意圖：通過控制變量法驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論，理解“對比實(shí)驗(yàn)”的核心邏輯。材料準(zhǔn)備：彈簧測力計（或自制拉力計：橡皮筋+刻度紙）、木塊、砂紙、毛巾、玻璃。實(shí)施步驟：1.用測力計水平拉動木塊（勻速），記錄在桌面、砂紙、毛巾、玻璃上的拉力數(shù)值；2.更換更重的木塊（或添加砝碼），重復(fù)實(shí)驗(yàn)；3.對比數(shù)據(jù)，分析“接觸面粗糙程度”“物體重量”與摩擦力的關(guān)系。指導(dǎo)要點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)“勻速直線拉動”的操作規(guī)范，引導(dǎo)學(xué)生思考“如何讓拉動更勻速？”（如借助斜面、滑輪輔助），避免因操作不規(guī)范導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。（三）探究類實(shí)驗(yàn)：《種子發(fā)芽的“秘密配方”》設(shè)計意圖：自主設(shè)計變量、實(shí)施探究，體驗(yàn)“提出假設(shè)—設(shè)計實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證結(jié)論”的完整科學(xué)過程。材料準(zhǔn)備：綠豆種子、一次性杯子、紙巾、水、冰箱（模擬低溫）、黑塑料袋（模擬黑暗）。實(shí)施步驟：1.學(xué)生分組提出假設(shè)（如“種子發(fā)芽需要陽光嗎？”“需要充足的水嗎？”）；2.設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)（如“有光組”放窗臺，“無光組”放黑袋；“多水組”紙巾濕透，“少水組”紙巾微濕）；3.每天觀察并記錄種子的變化（發(fā)芽時間、芽長、根的形態(tài)等）；4.一周后匯總數(shù)據(jù)，小組匯報“我們的發(fā)現(xiàn)”。指導(dǎo)要點(diǎn)：教師需在“假設(shè)合理性”“變量控制”上提供支持，例如引導(dǎo)學(xué)生思考“如何確保除了研究的變量，其他條件都相同？”（如種子數(shù)量、紙巾厚度、環(huán)境溫度一致）。（四）創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)：《自制簡易凈水器》設(shè)計意圖：整合多學(xué)科知識（過濾、吸附），解決真實(shí)問題，培養(yǎng)工程思維與創(chuàng)新能力。材料準(zhǔn)備：空礦泉水瓶（去底）、紗布、活性炭、石英砂、小石子、泥土水（模擬污水）、透明杯子。實(shí)施步驟：1.小組討論“污水凈化需要哪些步驟”，畫出設(shè)計圖；2.分層填充材料（從下到上：紗布→小石子→石英砂→活性炭→紗布）；3.將泥土水倒入凈水器，觀察過濾后水的變化；4.改進(jìn)設(shè)計（如增加過濾層數(shù)、更換材料），再次實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)要點(diǎn)：鼓勵學(xué)生“試錯”，例如當(dāng)過濾后水仍渾濁時，引導(dǎo)思考“哪個環(huán)節(jié)沒做好？”（如材料層間未密封、活性炭用量不足），而非直接告知解決方案。三、分層指導(dǎo)策略：從“扶著走”到“放手做”科學(xué)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)需根據(jù)學(xué)生的探究階段與能力差異，提供差異化支持，避免“一刀切”的指導(dǎo)方式：（一）實(shí)驗(yàn)前：認(rèn)知激活與方法鋪墊情境導(dǎo)入：用“問題鏈”引發(fā)思考，如探究“電磁鐵磁力大小”時，提問：“為什么起重機(jī)能吸起汽車？”“我們的小電磁鐵能吸起多少回形針？”“怎么讓它吸得更多？”方法示范：對低年級學(xué)生，可通過“教師演示+學(xué)生模仿”的方式，明確實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)（如“如何正確使用測力計”“怎樣標(biāo)記植物生長方向”）；對高年級學(xué)生，可提供“方法錦囊”（如“對比實(shí)驗(yàn)的3個注意事項(xiàng)”），讓學(xué)生自主規(guī)劃。（二）實(shí)驗(yàn)中：動態(tài)支持與安全保障小組巡回指導(dǎo)：重點(diǎn)關(guān)注“操作困難組”（如電路連接失?。?、“數(shù)據(jù)異常組”（如摩擦力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波動大），用“啟發(fā)式提問”引導(dǎo)反思（如“你的拉力方向和木塊運(yùn)動方向一致嗎？”“種子的擺放方向會影響發(fā)芽嗎？”），而非直接糾正錯誤。記錄方法指導(dǎo)：提供“可視化記錄工具”，如“種子發(fā)芽觀察表”（含日期、芽長、根的形態(tài)、特殊現(xiàn)象），或“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比圖”（用不同顏色標(biāo)注變量與結(jié)果），幫助學(xué)生梳理數(shù)據(jù)。安全提示強(qiáng)化：對涉及水、電、尖銳工具的實(shí)驗(yàn)，需在關(guān)鍵步驟（如“接通電路前檢查導(dǎo)線連接”“使用剪刀時朝向地面”）進(jìn)行口頭提醒，或張貼“安全小貼士”。（三）實(shí)驗(yàn)后：反思提升與拓展延伸研討式總結(jié)：組織“實(shí)驗(yàn)研討會”，讓學(xué)生用“數(shù)據(jù)+現(xiàn)象”論證結(jié)論，例如“我們組的綠豆在濕潤紙巾里3天發(fā)芽，在干燥紙巾里7天沒變化，所以種子發(fā)芽需要水”。教師需引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“反例”（如某組種子在少水條件下發(fā)芽了），培養(yǎng)批判性思維。歸因分析：針對實(shí)驗(yàn)中的“意外結(jié)果”，引導(dǎo)學(xué)生分析原因，如“凈水器過濾后水仍有顏色，可能是活性炭用量不夠，或者過濾速度太快”，培養(yǎng)“基于證據(jù)推理”的科學(xué)思維。拓展任務(wù)：設(shè)計“家庭小實(shí)驗(yàn)”（如“探究冰箱里的食物為什么不容易發(fā)霉”）或“校園探究”（如“操場不同區(qū)域的小草生長情況調(diào)查”），將探究延伸至課外，形成“課堂—生活”的科學(xué)學(xué)習(xí)閉環(huán)。四、常見困境與突破路徑：讓探究真正發(fā)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師常面臨“學(xué)生偏離探究方向”“材料限制導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗”“小組合作沖突”等問題，可通過以下策略突破：（一）探究方向偏離：用“錨定問題”拉回主線當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中關(guān)注無關(guān)細(xì)節(jié)（如“木塊的顏色”“種子的形狀”）時，教師可拋出“錨定問題”：“我們的實(shí)驗(yàn)是研究______（核心問題），這個發(fā)現(xiàn)能幫助我們回答這個問題嗎？”例如學(xué)生在摩擦力實(shí)驗(yàn)中討論“木塊上的花紋”，教師可問：“花紋和接觸面粗糙程度有關(guān)嗎？這對我們研究摩擦力有什么啟發(fā)？”將偏離的話題轉(zhuǎn)化為探究的新方向。（二）材料限制：巧用“替代材料”與“數(shù)字化工具”當(dāng)缺少專業(yè)實(shí)驗(yàn)器材時，可尋找生活替代物：如用“氣球+吸管+繩子”模擬“氣墊船”（探究摩擦力），用“手機(jī)手電筒+量角器”測量“影子長度與太陽高度的關(guān)系”。對難以觀察的現(xiàn)象（如植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)），可借助“虛擬實(shí)驗(yàn)軟件”（如“NB物理實(shí)驗(yàn)”“小學(xué)科學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室”）輔助觀察，彌補(bǔ)實(shí)物材料的不足。（三）合作沖突：明確角色分工與“反思性對話”在小組實(shí)驗(yàn)中，提前明確“操作員”“記錄員”“匯報員”“材料員”的角色，定期輪換，避免“一人主導(dǎo)，他人旁觀”。當(dāng)出現(xiàn)意見分歧時，引導(dǎo)學(xué)生開展“反思性對話”：“你的觀點(diǎn)有什么證據(jù)？”“我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持這個結(jié)論嗎？”例如在“種子發(fā)芽”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對“光照是否必要”產(chǎn)生爭議，可引導(dǎo)對比不同小組的“無光組”數(shù)據(jù)，用證據(jù)化解沖突。結(jié)語：以實(shí)驗(yàn)為橋，搭建