小學(xué)科學(xué)教育以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心，實驗活動是建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展探究能力的重要載體。當前，部分小學(xué)科學(xué)實驗存在“重驗證輕探究”“材料標準化導(dǎo)致創(chuàng)新受限”“學(xué)生參與度淺層化”等問題，難以充分激發(fā)兒童的好奇心與創(chuàng)造力。創(chuàng)新實驗活動設(shè)計需突破傳統(tǒng)框架，從兒童認知特點、生活經(jīng)驗與學(xué)科本質(zhì)出發(fā)，構(gòu)建“做中學(xué)、探中悟”的實踐體系，讓科學(xué)實驗成為點燃思維火花、培育核心素養(yǎng)的生動場域。一、創(chuàng)新實驗活動的設(shè)計邏輯科學(xué)實驗的創(chuàng)新設(shè)計并非對形式的盲目求新，而是以“兒童發(fā)展”為錨點，遵循學(xué)科規(guī)律與教育規(guī)律的系統(tǒng)性重構(gòu)。（一）兒童本位：適配認知與操作水平小學(xué)階段兒童以具體形象思維為主，實驗設(shè)計需簡化復(fù)雜操作，放大直觀現(xiàn)象。例如探究“摩擦力大小”時，可摒棄傳統(tǒng)的彈簧測力計，改用“拖動不同重量的卡通玩偶（底部粘砂紙/絨布）在桌面移動”，通過玩偶移動的難易程度感知摩擦力——既降低測量難度，又契合兒童的游戲化學(xué)習(xí)心理，讓抽象的“力”變得可觸摸、可感知。（二）跨學(xué)科浸潤：打破學(xué)科壁壘科學(xué)實驗可自然聯(lián)結(jié)數(shù)學(xué)、工程、藝術(shù)等學(xué)科。在“搭建承重紙橋”實驗中，學(xué)生需用數(shù)學(xué)知識計算橋面跨度與橋墩間距，用工程思維設(shè)計橋的結(jié)構(gòu)（三角形、拱形），用美術(shù)能力繪制設(shè)計草圖，最終通過放置硬幣測試承重——實現(xiàn)“科學(xué)+數(shù)學(xué)+工程+藝術(shù)”的多學(xué)科融合，深化對“結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性”的理解，讓知識從孤立的“碎片”變?yōu)殛P(guān)聯(lián)的“網(wǎng)絡(luò)”。（三）生活聯(lián)結(jié)：從“實驗室”到“生活場”選取生活中易得的材料，讓實驗更具真實感與可復(fù)制性。如探究“物質(zhì)的溶解”，可替換化學(xué)試劑為白糖、食鹽、面粉、食用油等生活材料；研究“電路連接”時，用水果（檸檬、土豆）替代電池，導(dǎo)線連接LED燈——讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“生活處處有科學(xué)”，同時培養(yǎng)資源利用與環(huán)保意識，使實驗從“課堂任務(wù)”變?yōu)椤吧钐剿鳌?。（四）安全適配：筑牢實驗底線實驗材料需無毒、易操作，避免尖銳工具與高溫裝置。例如“燃燒實驗”可改用“白醋與小蘇打混合產(chǎn)生氣泡（模擬火山噴發(fā)）”，或用火柴梗（教師提前處理）觀察燃燒后的變化——既滿足探究需求，又將安全風險降至最低，讓實驗在“安全邊界”內(nèi)釋放創(chuàng)造力。二、典型創(chuàng)新實驗活動設(shè)計案例（一）探究類：“種子的旅行——植物傳播方式模擬”核心概念：植物種子的傳播機制（風力、水力、動物、彈力）材料準備：不同植物種子（蒲公英、蒼耳、蓮蓬、鳳仙花）、吹風機、水盆、毛絨布、小盒子等創(chuàng)新設(shè)計：1.情境化任務(wù)：創(chuàng)設(shè)“幫種子找新家”的情境，學(xué)生分組為不同種子設(shè)計“旅行方案”，讓探究從“被動驗證”變?yōu)椤爸鲃右?guī)劃”。2.多模態(tài)探究：風力傳播：用吹風機吹動蒲公英種子，觀察飛行軌跡，結(jié)合數(shù)學(xué)測量“種子飛行距離與風速的關(guān)系”；動物傳播：將蒼耳種子粘在毛絨布上，模擬動物皮毛攜帶，記錄粘住的數(shù)量；水力傳播：將蓮蓬放入水盆，觀察漂浮情況，用美術(shù)繪制水流方向?qū)鞑サ挠绊?；彈力傳播：擠壓鳳仙花果實，觀察種子彈射，用慢動作視頻記錄彈射角度。3.延伸思考：讓學(xué)生設(shè)計“幫助瀕危植物傳播種子”的方案，融合工程與環(huán)保理念，將科學(xué)探究升華為社會責任感的培育。（二）制作類：“會跳舞的鹽?！曇粽駝拥目梢暬焙诵母拍睿郝曇羰怯晌矬w振動產(chǎn)生的材料準備：玻璃杯、保鮮膜、鹽粒（或糖粒）、小音箱、不同頻率的音樂片段創(chuàng)新設(shè)計：1.現(xiàn)象放大：在玻璃杯口覆蓋保鮮膜（拉緊），撒上鹽粒，將音箱對準杯子播放音樂，觀察鹽?！疤琛钡姆扰c頻率變化——把不可見的“振動”轉(zhuǎn)化為直觀的“跳動”，突破認知難點。2.變量探究：對比不同材質(zhì)（塑料膜、紙、金屬片）的振動效果；改變音樂類型（古典、搖滾、自然音效），記錄鹽粒跳動的差異；調(diào)整鹽粒大?。汒}、粗鹽、糖粒），觀察振動傳遞的區(qū)別。3.跨學(xué)科拓展：結(jié)合音樂學(xué)科，分析不同節(jié)奏對振動的影響；用數(shù)學(xué)統(tǒng)計“鹽粒跳動的平均高度”，繪制數(shù)據(jù)圖表——讓科學(xué)探究成為多學(xué)科思維的“練兵場”。（三）觀測類：“我的天氣日記——長期觀測與數(shù)據(jù)分析”核心概念：天氣現(xiàn)象的觀測與記錄材料準備：自制觀測工具（風向標、雨量器、溫度計）、記錄本、繪畫工具創(chuàng)新設(shè)計：1.工具自制：用吸管、硬紙板制作風向標（標注風向），用塑料瓶、刻度紙制作雨量器，用廢舊溫度計改造為“班級溫度計”——在“做工具”的過程中理解科學(xué)原理，培養(yǎng)工程實踐能力。2.長期觀測：學(xué)生分組每天記錄天氣（云量、風向、氣溫、降水），用符號（???????）和簡筆畫記錄現(xiàn)象，每周匯總數(shù)據(jù)——將“一次性實驗”變?yōu)椤俺掷m(xù)性探究”，培養(yǎng)耐心與數(shù)據(jù)意識。3.數(shù)據(jù)分析：用數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計“本月晴天/雨天的天數(shù)占比”，繪制折線圖分析氣溫變化趨勢，結(jié)合語文撰寫“天氣觀察日記”——發(fā)展數(shù)據(jù)思維與表達能力，讓科學(xué)探究成果可“量化”“可視化”。三、實驗活動的實施路徑（一）三階實施：從準備到拓展的閉環(huán)1.前置準備階段材料分層：為不同小組準備基礎(chǔ)材料（如種子、保鮮膜）與拓展材料（如風速儀、pH試紙），滿足差異化需求；學(xué)情診斷：通過前測（如提問“你認為種子怎么傳播？”）了解學(xué)生前概念，針對性設(shè)計引導(dǎo)問題，讓探究“有的放矢”。2.過程實施階段小組協(xié)作：采用“異質(zhì)分組”（能力、性格互補），明確“操作員”“記錄員”“發(fā)言人”角色，培養(yǎng)合作能力；問題驅(qū)動：教師以“錨定問題”引導(dǎo)探究，如在“凈水器”實驗中提問：“如何讓渾濁的水變得更清？哪種材料過濾效果最好？”——用問題鏈激活思維，避免實驗淪為“按步驟操作”；動態(tài)指導(dǎo)：關(guān)注學(xué)生操作難點（如電路連接失敗、種子發(fā)芽緩慢），通過“啟發(fā)式提問”（“你覺得哪里出問題了？換一種材料試試？”）而非直接告知答案，保護探究熱情，讓學(xué)生在“試錯”中學(xué)會思考。3.課后拓展階段家庭延伸：布置“家庭小實驗”（如用廚房材料做“非牛頓流體”），將科學(xué)探究延伸至生活，讓“科學(xué)”從課堂走向日常；成果轉(zhuǎn)化：組織“科學(xué)博覽會”，學(xué)生用海報、模型、視頻展示實驗成果，鍛煉表達與總結(jié)能力，讓探究成果“被看見”“被認可”。（二）差異化支持：讓每個學(xué)生“跳一跳夠得著”基礎(chǔ)層：確保完成核心實驗操作，如“自制凈水器”中成功用兩層過濾材料凈化水；進階層：鼓勵優(yōu)化實驗，如改進凈水器結(jié)構(gòu)（增加過濾層數(shù)、更換材料），探究“多次過濾的效果變化”；創(chuàng)新層：支持提出新問題并探究，如“不同地區(qū)的土壤對過濾效果有影響嗎？”，嘗試設(shè)計對比實驗——讓每個學(xué)生都能在“最近發(fā)展區(qū)”獲得成長。四、效果評估與持續(xù)優(yōu)化（一）多元評估維度1.知識建構(gòu)：通過實驗報告、課堂提問評估學(xué)生對核心概念的理解（如“能否解釋種子傳播的原理”）；2.能力發(fā)展：觀察學(xué)生的實驗設(shè)計（如變量控制是否合理）、問題解決（如遇到失敗后的調(diào)整策略）、合作表現(xiàn)（如小組分工是否高效）；3.情感態(tài)度：通過問卷調(diào)查（如“你是否愿意主動做科學(xué)實驗？”）、課堂參與度（如提問次數(shù)、創(chuàng)意點子數(shù)量）評估科學(xué)興趣與探究精神——讓評估從“考知識”變?yōu)椤霸u素養(yǎng)”。（二）迭代優(yōu)化策略1.材料優(yōu)化：根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整材料，如“種子旅行”實驗中發(fā)現(xiàn)蒼耳種子粘黏性不足，可替換為鬼針草種子；2.流程簡化：若實驗步驟過于復(fù)雜（如“鹽粒跳舞”中保鮮膜易滑落），可改進裝置（用橡皮筋固定保鮮膜）；3.思維深化：在實驗后增加“反思卡”，讓學(xué)生記錄“最意外的發(fā)現(xiàn)”“想進一步探究的問題”，為后續(xù)實驗設(shè)計提供方向——讓實驗設(shè)計在“反饋-調(diào)整”中持續(xù)進