小學科學實驗探究題目匯編——基于核心素養(yǎng)的探究性實驗設(shè)計與實踐指引小學科學實驗是培養(yǎng)學生科學探究能力與核心素養(yǎng)的重要載體。通過設(shè)計層次分明、貼近生活的實驗探究題目，能引導學生從“觀察現(xiàn)象”走向“邏輯推理”，從“驗證結(jié)論”走向“創(chuàng)新實踐”。本匯編圍繞物質(zhì)科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術(shù)與工程四大領(lǐng)域，精選典型實驗，拆解為“基礎(chǔ)觀察—進階分析—拓展創(chuàng)新”三類探究題目，兼顧趣味性與科學性，助力教師開展教學、學生自主探究。第一章物質(zhì)科學領(lǐng)域?qū)嶒炋骄课镔|(zhì)科學聚焦“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”“運動與相互作用”等核心概念，通過可感知的實驗現(xiàn)象，幫助學生建立對物質(zhì)世界的理性認知。1.1物體的沉浮現(xiàn)象探究實驗?zāi)康模禾骄坑绊懳矬w沉浮的關(guān)鍵因素（密度、形狀、液體性質(zhì)等），理解“沉浮”是相對的物理現(xiàn)象。實驗材料：塑料片、鐵釘、木塊、橡皮泥（若干）、透明水槽（或大碗）、清水、食鹽。實驗步驟：1.將塑料片、鐵釘、木塊等物體依次放入清水中，觀察并記錄沉浮狀態(tài)；2.把橡皮泥捏成“實心球”和“船形”，分別放入水中，對比沉浮變化；3.向清水中緩慢加鹽并攪拌，將之前下沉的物體（如鐵釘需用輕質(zhì)載體，或直接用雞蛋）再次放入，觀察現(xiàn)象。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：請列出實驗中“下沉”和“浮起”的物體，嘗試從“材質(zhì)”“重量”“形狀”中找出可能影響沉浮的因素（至少寫出2個）。進階題：橡皮泥從“實心球”變成“船形”后，沉浮狀態(tài)改變了。結(jié)合“排開的水量”（可通過水槽水位變化推測），解釋這一現(xiàn)象。拓展題：結(jié)合生活經(jīng)驗（如死海淹不死人），設(shè)計實驗驗證“液體密度會影響物體沉浮”。需說明實驗變量、步驟及預期結(jié)果?？茖W原理：物體沉浮的本質(zhì)是物體密度與液體密度的相對大小（密度＜液體則浮，反之則沉）；改變物體形狀（如船形）可增大“排開的水量”，從而獲得更大浮力（阿基米德原理簡化理解：浮力=排開液體的重量）。教學提示：引導學生用“控制變量法”分析——比如研究“形狀”的影響時，保持橡皮泥的重量、液體種類不變；研究“液體密度”時，保持物體形狀、重量不變。1.2溶解現(xiàn)象的探究實驗?zāi)康模禾骄咳芙獾谋举|(zhì)及影響溶解速度的因素（溫度、攪拌、顆粒大小），建立“溶解是物質(zhì)在分子層面分散”的認知。實驗材料：白糖、食鹽、冷水、熱水、攪拌棒、透明玻璃杯（2個）、研缽（或硬紙筒，用于碾碎顆粒）。實驗步驟：1.取等量白糖分別放入冷水和熱水中，同時觀察溶解速度；2.取等量食鹽，一份碾碎、一份保持顆粒，同時放入常溫水中，對比溶解速度；3.取等量白糖放入常溫水中，一杯攪拌、一杯靜置，對比溶解速度。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：白糖“消失”在水中后，水的味道和透明度有變化嗎？這種“消失”和“沙子沉在水底”有什么不同？進階題：設(shè)計實驗驗證“溫度越高，溶解速度越快”。要求寫出實驗變量（如何控制“單一變量”）、觀察指標及預期結(jié)論。拓展題：生活中，我們常通過“攪拌”“加熱”加速溶解。請再想一種加快溶解的方法，并用實驗證明其有效性（需說明原理，如“碾碎顆粒”是增大接觸面積）。科學原理：溶解是溶質(zhì)（如糖、鹽）的分子/離子均勻分散到溶劑（如水）中的過程；溫度升高、攪拌、減小顆粒大小，都能加快分子運動或增大接觸面積，從而提升溶解速率。教學提示：通過“對比實驗”強化邏輯——比如“熱水vs冷水”實驗中，除溫度外，白糖的量、水的量、杯子大小都需保持一致，讓學生理解“控制變量”是科學實驗的核心邏輯。第二章生命科學領(lǐng)域?qū)嶒炋骄可茖W圍繞“生物的特征”“生物與環(huán)境的關(guān)系”展開，通過觀察生物的生長、反應(yīng)等現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的生命觀念與探究能力。2.1種子發(fā)芽的條件探究實驗?zāi)康模禾骄糠N子發(fā)芽所需的環(huán)境條件（水分、溫度、空氣、光照），理解“生物生長依賴適宜環(huán)境”。實驗材料：綠豆種子（或黃豆、菜豆）、紙巾、透明塑料盒（4個）、水、冰箱（模擬低溫）、黑布（模擬黑暗）。實驗步驟：1.準備4組實驗：組①：紙巾濕潤+常溫（25℃左右）+光照（窗臺）；組②：紙巾干燥+常溫+光照；組③：紙巾濕潤+低溫（冰箱冷藏室，5℃左右）+光照；組④：紙巾濕潤+常溫+黑暗（黑布罩住塑料盒）。2.每組放入10粒種子，每天觀察并記錄“發(fā)芽數(shù)量”“芽的長度”。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：連續(xù)觀察5天，畫出“組①種子發(fā)芽過程”的示意圖（可標注天數(shù)、芽的形態(tài)）。進階題：對比4組實驗的發(fā)芽結(jié)果，分析“水分”“溫度”“光照”中，哪些是種子發(fā)芽的“必要條件”？請結(jié)合數(shù)據(jù)說明（如組①vs組②，變量是水分，發(fā)芽率差異反映水分的作用）。拓展題：如果將種子完全浸泡在水中（如裝滿水的杯子），會發(fā)芽嗎？結(jié)合“空氣”對生物的作用，預測結(jié)果并設(shè)計實驗驗證。科學原理：種子發(fā)芽的核心條件是充足的水分（激活酶活性）、適宜的溫度（酶促反應(yīng)的最佳區(qū)間）、充足的空氣（呼吸作用供能）；多數(shù)種子發(fā)芽不需要光照（光會抑制某些種子的萌發(fā)）。教學提示：引導學生用“對照實驗”的邏輯分析——比如組①是“對照組”（模擬自然環(huán)境），組②、③、④分別改變一個變量，通過“發(fā)芽率”“芽的長勢”對比，推導變量的作用。2.2植物向光性的探究實驗?zāi)康模禾骄恐参锷L的向光性，理解“生物能對外界刺激作出反應(yīng)”的特征。實驗材料：盆栽豆芽（或向日葵幼苗、蠶豆苗）、紙箱（一側(cè)開直徑5cm的孔）、記號筆、直尺。實驗步驟：1.將盆栽植物放入紙箱，開孔朝向教室窗戶（光源方向）；2.每天同一時間觀察植物的生長方向，用記號筆標記莖的頂端位置，用直尺測量莖的長度變化；3.一周后，移除紙箱，觀察植物整體形態(tài)。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：一周后，植物的莖和葉朝向哪個方向生長？用箭頭在示意圖中標出（可結(jié)合每天的標記點）。進階題：植物為什么會“朝著光生長”？查閱資料（如“生長素”的作用），用自己的話解釋這一現(xiàn)象（提示：背光側(cè)生長素多，細胞伸長快）。拓展題：如果紙箱的兩側(cè)都開孔（光源從左右同時照射），植物會怎么生長？先預測結(jié)果，再設(shè)計實驗驗證（需說明變量控制：如光源強度、距離一致）?？茖W原理：植物具有向光性，莖的背光側(cè)生長素分布多，細胞伸長速度快于向光側(cè)，導致莖向光彎曲生長；葉的向光性則利于吸收更多光能進行光合作用。教學提示：結(jié)合生活實例（如“窗邊的綠蘿總朝外長”），讓學生聯(lián)系實驗現(xiàn)象，理解“向光性是植物適應(yīng)環(huán)境的生存策略”。第三章地球與宇宙科學領(lǐng)域?qū)嶒炋骄康厍蚺c宇宙科學聚焦“地球的結(jié)構(gòu)與演化”“宇宙中的天體”，通過模擬實驗幫助學生理解宏觀、緩慢的自然現(xiàn)象。3.1巖石的風化模擬實驗實驗?zāi)康模禾骄繋r石風化的原因（物理風化：溫度、壓力；化學風化：酸雨、生物作用），理解“巖石圈物質(zhì)循環(huán)”的基礎(chǔ)。實驗材料：小巖石塊（如花崗巖碎片）、酒精燈、鑷子、冷水、塑料瓶（帶蓋）、醋（模擬酸雨）、石膏粉（模擬植物根的“擠壓”）。實驗步驟：1.溫度作用：用酒精燈加熱巖石3分鐘，迅速用鑷子放入冷水中，重復3次，觀察巖石裂紋；2.壓力作用：將巖石放入塑料瓶，加入少量水和石膏粉（模擬土壤），蓋緊瓶蓋用力擠壓，觀察巖石破碎情況；3.化學作用：將巖石放入醋中浸泡24小時，對比浸泡前后的表面變化（如是否變粗糙、出現(xiàn)小孔）。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：經(jīng)過“加熱—冷卻”處理后，巖石出現(xiàn)了什么變化？這模擬了自然界中“白天升溫、夜晚降溫”對巖石的影響，這種風化叫什么（提示：物理風化）？進階題：對比“溫度”“壓力”“醋泡”三種處理后巖石的破碎程度，哪種因素對風化的“破壞作用”更顯著？請結(jié)合實驗現(xiàn)象分析（如壓力導致的裂紋更多）。拓展題：自然界中，“植物的根扎入巖石縫隙”也會導致風化。請設(shè)計簡易實驗?zāi)M這一過程（提示：用石膏粉模擬土壤，插入細樹枝并澆水，觀察樹枝生長對石膏/巖石的擠壓）?？茖W原理：巖石風化分為物理風化（溫度變化導致熱脹冷縮、壓力導致破碎）和化學風化（酸雨、生物分泌物與巖石發(fā)生化學反應(yīng)，如碳酸鈣遇酸溶解），最終使巖石破碎成土壤。教學提示：聯(lián)系生活中的“巖石變化”——比如山上的碎石、墓碑上的字跡模糊，讓學生理解“風化是緩慢但持續(xù)的自然過程”。3.2月相變化的模擬實驗實驗?zāi)康模禾骄吭孪嘧兓囊?guī)律，理解“月相是日—地—月相對位置變化的結(jié)果”。實驗材料：黃色皮球（代表月球）、白色臺燈（代表太陽，需亮燈）、黑板（代表地球）、觀察者（站在黑板前）。實驗步驟：1.臺燈固定在教室前方（光源方向），觀察者站在黑板前（代表地球），手持皮球（月球）繞自己“公轉(zhuǎn)”（沿圓形軌跡移動）；2.移動過程中，始終讓“月球”的一半被臺燈照亮（模擬太陽光照），觀察并畫出“地球上看到的月相”（即皮球被照亮的部分）。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：當皮球在“臺燈—黑板”的連線上（新月位置）、“黑板—臺燈”的垂直方向（上弦月位置）、“黑板背對臺燈”的位置（滿月位置）時，你看到的“月相”分別是什么形狀？用簡筆畫記錄。進階題：根據(jù)模擬實驗，按“農(nóng)歷初一→初七→十五→廿二→三十”的順序，推測月相的變化規(guī)律（提示：新月→上弦月→滿月→下弦月→新月）。拓展題：月全食發(fā)生時，太陽、地球、月球的位置關(guān)系是怎樣的？結(jié)合模擬實驗，用“三者的排列方式”解釋“為什么地球的影子會遮住月球”?？茖W原理：月相是由于日—地—月相對位置的周期性變化，導致地球上看到的月球被照亮部分（亮面）的形狀不同；月全食時，地球位于太陽和月球之間，三者成一條直線，地球的影子完全遮住月球。教學提示：讓學生結(jié)合“日歷上的月相”觀察實際現(xiàn)象，驗證模擬實驗的結(jié)論，理解“科學模擬是研究宏觀現(xiàn)象的有效方法”。第四章技術(shù)與工程領(lǐng)域?qū)嶒炋骄考夹g(shù)與工程聚焦“設(shè)計與物化”，通過“解決實際問題”的實驗，培養(yǎng)學生的工程思維與創(chuàng)新能力。4.1紙橋承重能力探究實驗?zāi)康模禾骄坎煌Y(jié)構(gòu)的紙橋（平板、拱形、桁架）的承重能力，理解“結(jié)構(gòu)設(shè)計影響承重效率”。實驗材料：A4紙（若干）、膠帶（輔助固定）、小砝碼（或硬幣，作為重物）、書本（2本，作為紙橋的“橋墩”，間距15cm）。實驗步驟：1.設(shè)計三種紙橋：平板橋：將A4紙直接放在書本上（無折疊）；拱形橋：將A4紙折成拱形，兩端搭在書本上；桁架橋：將A4紙折成“三角形網(wǎng)格”（如瓦楞狀），放在書本上。2.依次在紙橋中央放置砝碼，記錄“紙橋坍塌前能承受的最大砝碼數(shù)”。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：哪種結(jié)構(gòu)的紙橋承重能力最強？記錄實驗數(shù)據(jù)（如平板橋：3個砝碼；拱形橋：8個；桁架橋：12個）。進階題：分析“拱形橋”和“桁架橋”的受力特點——為什么拱形能將壓力“分散到橋墩”？為什么三角形結(jié)構(gòu)“不易變形”？（提示：拱形的壓力傳遞；三角形的穩(wěn)定性）拓展題：如果用兩張A4紙設(shè)計紙橋，如何改進結(jié)構(gòu)（如增加支撐、改變折疊方式），讓承重能力比“單張拱形橋”翻倍？畫出設(shè)計圖，并用實驗驗證。科學原理：平板橋的壓力集中在中間，易彎曲斷裂；拱形結(jié)構(gòu)能將壓力沿拱面分散到橋墩，提升承重；三角形桁架利用“三角形穩(wěn)定性”（三邊固定后形狀不變），分散壓力的同時增強結(jié)構(gòu)剛度。教學提示：引導學生從“試錯”到“優(yōu)化”——比如第一次實驗后，分析“紙橋坍塌的位置”（如平板橋中間下垂），思考“如何通過結(jié)構(gòu)改變，讓壓力更均勻分布”。4.2簡易電路的探究實驗?zāi)康模禾骄看?lián)、并聯(lián)電路的特點（電流、電壓、燈泡亮度），理解“電路的連接方式影響用電器工作狀態(tài)”。實驗材料：1.5V干電池（2節(jié)）、小燈泡（2個，額定電壓1.5V）、導線（若干）、開關(guān)（1個）。實驗步驟：1.串聯(lián)電路：電池正極→開關(guān)→燈泡1→燈泡2→電池負極，閉合開關(guān)，觀察燈泡亮度；2.并聯(lián)電路：電池正極→開關(guān)→分支（一支：燈泡1→負極；另一支：燈泡2→負極），閉合開關(guān)，觀察燈泡亮度；3.增加1節(jié)電池（總電壓3V），重復上述步驟，對比亮度變化。探究題目設(shè)計：基礎(chǔ)題：畫出“串聯(lián)”和“并聯(lián)”電路的連接圖（用符號表示電池、燈泡、開關(guān)、導線）。兩種電路中，開關(guān)都能同時控制兩個燈泡嗎？進階題：串聯(lián)的兩個燈泡，亮度比并聯(lián)的兩個燈泡暗。結(jié)合“電壓分配”（串聯(lián)：總電壓=燈泡1電壓+燈泡2電壓；并聯(lián)：燈泡1電壓=燈泡2電壓=總電壓），解釋亮度差異的原因（提示：燈泡亮度與電壓/電流的關(guān)系）。拓展題：如果將2節(jié)電池串聯(lián)（總電壓3V）后，給并聯(lián)的兩個燈泡供電，亮度會如何變化？設(shè)計實驗驗證，并分析“電壓、電流、亮度”的邏輯關(guān)系?？茖W原理：串聯(lián)電路中，電流處處相等，總電壓等于各用電器電壓之和，因此每個燈泡的電壓低于電源電壓；并聯(lián)電路中，各支路電壓等于電源電壓，電流等于各支路電流之和，因此燈泡電壓更高、更亮。教學提示：強調(diào)“安全用電”——使用低壓電池（≤3V），避免短路（導線直接連接電池兩極，會導致發(fā)熱、損壞電池）；通過“對比實驗”讓學生直觀感受“電壓/電流對亮度的影響”。結(jié)語：從實驗探究到科學思維的養(yǎng)成小學科學實驗探究的核心，不