小學(xué)五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)小學(xué)五年級(jí)學(xué)生正處于具象思維向抽象思維過(guò)渡的關(guān)鍵階段，科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要載體，需兼顧趣味性與嚴(yán)謹(jǐn)性、操作性與思維性。本文結(jié)合新課標(biāo)要求，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、典型案例、指導(dǎo)策略三方面，探討如何設(shè)計(jì)并指導(dǎo)適合五年級(jí)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，助力其形成“提出問(wèn)題—實(shí)證探究—解釋應(yīng)用”的科學(xué)思維范式。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則（一）目標(biāo)錨定核心素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需圍繞“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任”四大核心素養(yǎng)展開(kāi)。例如，探究“電路連接”時(shí)，不僅要讓學(xué)生掌握電路元件的使用（科學(xué)觀念），更要通過(guò)“故障排查”培養(yǎng)邏輯推理能力（科學(xué)思維），在“優(yōu)化電路設(shè)計(jì)”中提升創(chuàng)新實(shí)踐能力（探究實(shí)踐），并通過(guò)“節(jié)約用電”的討論樹(shù)立社會(huì)責(zé)任意識(shí)（態(tài)度責(zé)任）。（二）內(nèi)容貼近生活經(jīng)驗(yàn)選取學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象作為實(shí)驗(yàn)切入點(diǎn)，降低認(rèn)知門檻。如“物質(zhì)的溶解”實(shí)驗(yàn)，可從“沖糖水時(shí)糖去哪了”的日常疑問(wèn)出發(fā)；“種子萌發(fā)”則關(guān)聯(lián)“家里的植物如何發(fā)芽”的生活觀察。通過(guò)“生活問(wèn)題—科學(xué)探究—生活應(yīng)用”的閉環(huán)，讓學(xué)生感知科學(xué)與生活的聯(lián)結(jié)。（三）過(guò)程凸顯探究邏輯實(shí)驗(yàn)流程需遵循“提出問(wèn)題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)方案→實(shí)踐操作→分析結(jié)論→反思拓展”的探究邏輯。以“種子萌發(fā)條件”為例，先引導(dǎo)學(xué)生提問(wèn)“種子發(fā)芽需要水嗎？需要陽(yáng)光嗎？”，再通過(guò)小組討論設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（控制水、空氣、溫度等變量），在操作中記錄數(shù)據(jù)，最終分析“哪些因素真正影響發(fā)芽”，并延伸思考“不同植物的萌發(fā)條件是否相同”。（四）材料兼顧安全與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)先選擇安全、易獲取的生活物品，如電路實(shí)驗(yàn)用五號(hào)電池（低電壓）、導(dǎo)線、塑料燈座；生物實(shí)驗(yàn)用綠豆、透明塑料盒；化學(xué)實(shí)驗(yàn)用食鹽、白糖、濾紙等。同時(shí)鼓勵(lì)創(chuàng)新材料，如用吸管代替導(dǎo)管、用酸奶盒做種植容器，既降低成本，又培養(yǎng)學(xué)生的資源整合能力。二、典型實(shí)驗(yàn)活動(dòng)案例與指導(dǎo)要點(diǎn)（一）物理領(lǐng)域：點(diǎn)亮小燈泡的秘密（電路探究實(shí)驗(yàn)）1.設(shè)計(jì)思路圍繞“電路的組成與工作原理”，通過(guò)“試錯(cuò)式”探究，讓學(xué)生理解“通路、斷路、短路”的概念，掌握電路元件的連接方法，突破“只要連接導(dǎo)線燈泡就會(huì)亮”的前概念誤區(qū)。2.實(shí)施步驟材料準(zhǔn)備：每組2節(jié)五號(hào)電池、電池盒、2根導(dǎo)線、小燈泡、燈座、單刀開(kāi)關(guān)（或用回形針自制簡(jiǎn)易開(kāi)關(guān)）。操作環(huán)節(jié)：①嘗試連接“電池—導(dǎo)線—燈泡”的簡(jiǎn)單電路，觀察燈泡是否亮起，記錄連接方式（畫圖或拍照）。②加入開(kāi)關(guān)，探究開(kāi)關(guān)的作用（閉合/斷開(kāi)時(shí)的現(xiàn)象對(duì)比）。③挑戰(zhàn)“用一個(gè)電池點(diǎn)亮兩個(gè)燈泡”，嘗試串聯(lián)、并聯(lián)兩種連接方式，觀察亮度變化。④故意制造“故障”（如導(dǎo)線松動(dòng)、電池裝反、燈泡接觸不良），小組合作排查原因。3.指導(dǎo)要點(diǎn)安全提示：強(qiáng)調(diào)“電池正負(fù)極不可直接用導(dǎo)線連接（短路會(huì)發(fā)熱）”，導(dǎo)線兩端的銅絲避免觸碰皮膚（雖低電壓但需養(yǎng)成規(guī)范習(xí)慣）。思維引導(dǎo)：當(dāng)學(xué)生的電路不亮?xí)r，提問(wèn)“電流從電池正極出發(fā)，需要經(jīng)過(guò)哪些元件才能回到負(fù)極？你的電路中，電流的路徑完整嗎？”引導(dǎo)其用“路徑分析法”排查問(wèn)題。拓展延伸：課后調(diào)查“家里的照明電路是串聯(lián)還是并聯(lián)”，結(jié)合生活實(shí)例理解電路連接方式的應(yīng)用。（二）生物領(lǐng)域：種子萌發(fā)的條件（對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究）1.設(shè)計(jì)思路通過(guò)控制變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，探究水、空氣、溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響，培養(yǎng)學(xué)生“單一變量、重復(fù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)論證”的科學(xué)探究能力，糾正“種子發(fā)芽只需要水”的片面認(rèn)知。2.實(shí)施步驟材料準(zhǔn)備：每組4個(gè)透明塑料盒（帶蓋）、綠豆種子（60粒，提前篩選飽滿無(wú)損傷的）、紙巾、水、標(biāo)簽紙、冰箱（模擬低溫環(huán)境）。操作環(huán)節(jié)：①分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：對(duì)照組（A盒）：紙巾濕潤(rùn)、敞口（有空氣）、室溫（20℃左右），放20粒種子。實(shí)驗(yàn)組1（B盒）：紙巾干燥、敞口、室溫，放20粒種子（變量：水）。實(shí)驗(yàn)組2（C盒）：紙巾濕潤(rùn)、密封（無(wú)空氣）、室溫，放20粒種子（變量：空氣）。實(shí)驗(yàn)組3（D盒）：紙巾濕潤(rùn)、敞口、冰箱冷藏（5℃左右），放20粒種子（變量：溫度）。②每天同一時(shí)間觀察，記錄“種子是否發(fā)芽、發(fā)芽數(shù)量、芽的長(zhǎng)度”，連續(xù)觀察7天。③第8天匯總數(shù)據(jù)，對(duì)比四組結(jié)果，分析“哪些條件是種子萌發(fā)的必要條件”。3.指導(dǎo)要點(diǎn)變量控制：引導(dǎo)學(xué)生思考“除了研究的變量，還有哪些因素需要保持一致？”（如種子數(shù)量、紙巾厚度、放置位置等），避免“種子種類不同”“容器大小不同”等干擾因素。數(shù)據(jù)記錄：提供“種子萌發(fā)觀察表”，指導(dǎo)學(xué)生用“√（發(fā)芽）、×（未發(fā)芽）、數(shù)字（芽長(zhǎng)）”清晰記錄，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)證意識(shí)。結(jié)論推導(dǎo)：當(dāng)某組種子發(fā)芽率低時(shí)，提問(wèn)“是因?yàn)樽兞靠刂剖?，還是種子本身的問(wèn)題？”引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分“實(shí)驗(yàn)誤差”與“真實(shí)結(jié)論”，如D盒種子發(fā)芽慢，需結(jié)合“冰箱溫度是否穩(wěn)定”“種子是否被凍傷”等因素分析。（三）化學(xué)領(lǐng)域：物質(zhì)的溶解與分離（混合物分離實(shí)驗(yàn)）1.設(shè)計(jì)思路通過(guò)“溶解現(xiàn)象觀察—混合物過(guò)濾—溶質(zhì)蒸發(fā)”的系列操作，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“溶解的特征”（均勻、穩(wěn)定、透明），掌握“過(guò)濾、蒸發(fā)”的分離方法，突破“沙子也能溶解在水里”的錯(cuò)誤認(rèn)知。2.實(shí)施步驟材料準(zhǔn)備：每組燒杯（2個(gè)）、玻璃棒、濾紙、漏斗、鐵架臺(tái)、蒸發(fā)皿、酒精燈（或熱水?。⑹雏}、沙子、白糖、食用油、清水。操作環(huán)節(jié)：①溶解探究：將食鹽、沙子、白糖、食用油分別放入盛水的燒杯，攪拌后觀察“是否消失、液體是否均勻”，記錄現(xiàn)象。②混合物分離：過(guò)濾：將“沙子+水”的混合物倒入濾紙（漏斗固定在鐵架臺(tái)），觀察濾紙上的殘留物質(zhì)和濾液的變化。蒸發(fā)：將“食鹽+水”的濾液倒入蒸發(fā)皿，用酒精燈加熱（或放在熱水中），攪拌至水分蒸發(fā)，觀察殘留物質(zhì)。③總結(jié)歸納：對(duì)比溶解與未溶解的物質(zhì)，描述溶解的特征；對(duì)比過(guò)濾、蒸發(fā)的分離對(duì)象，理解“不同分離方法的適用場(chǎng)景”。3.指導(dǎo)要點(diǎn)操作規(guī)范：演示“過(guò)濾”的“一貼（濾紙貼緊漏斗）、二低（濾紙低于漏斗、液面低于濾紙）、三靠（燒杯靠玻璃棒、玻璃棒靠三層濾紙、漏斗尖嘴靠燒杯壁）”；蒸發(fā)時(shí)強(qiáng)調(diào)“用玻璃棒不斷攪拌，防止局部過(guò)熱導(dǎo)致液滴飛濺”，酒精燈使用需嚴(yán)格遵循“點(diǎn)燃、熄滅”的安全規(guī)范（或用熱水浴替代，降低風(fēng)險(xiǎn)）。概念辨析：當(dāng)學(xué)生認(rèn)為“食用油在水中也溶解了（因?yàn)榭吹接突ǎ睍r(shí)，引導(dǎo)其觀察“靜置5分鐘后，油和水是否分層”，結(jié)合“均勻、穩(wěn)定”的特征修正認(rèn)知。生活遷移：提問(wèn)“家里的豆?jié){過(guò)濾后更細(xì)膩，運(yùn)用了什么原理？媽媽煮鹽菜時(shí)，如何從鹽鹵中得到鹽？”讓學(xué)生感知科學(xué)方法的生活應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的分層策略（一）課前：學(xué)情診斷與準(zhǔn)備前概念調(diào)研：通過(guò)問(wèn)卷或談話，了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)主題的初始認(rèn)知（如“認(rèn)為電路短路會(huì)燒壞燈泡”“認(rèn)為種子發(fā)芽需要陽(yáng)光”），設(shè)計(jì)針對(duì)性的“認(rèn)知沖突”環(huán)節(jié)（如用短路實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察“電池發(fā)熱但燈泡不亮”，顛覆錯(cuò)誤認(rèn)知）。材料優(yōu)化：提前測(cè)試實(shí)驗(yàn)材料的可靠性（如導(dǎo)線是否易脫落、種子發(fā)芽率是否達(dá)標(biāo)），對(duì)操作復(fù)雜的材料（如開(kāi)關(guān)）進(jìn)行“簡(jiǎn)化改裝”（如用回形針和木板自制開(kāi)關(guān)，降低操作難度）。分組策略：采用“異質(zhì)分組”（操作能力強(qiáng)+思維活躍+動(dòng)手稍弱），每組設(shè)“操作員”“記錄員”“發(fā)言人”，明確分工，避免“一人操作、多人旁觀”。（二）課中：情境引導(dǎo)與差異化支持情境導(dǎo)入：用“問(wèn)題鏈”激發(fā)探究欲，如電路實(shí)驗(yàn)：“停電時(shí)家里的燈不亮，是哪里出問(wèn)題了？如果我們用電池和燈泡模擬家里的電路，能找到原因嗎？”梯度指導(dǎo)：對(duì)操作困難的小組，演示“導(dǎo)線如何插入燈座”“濾紙如何貼合漏斗”；對(duì)思維深入的小組，追問(wèn)“如果用水果代替電池，能點(diǎn)亮燈泡嗎？為什么？”引導(dǎo)其拓展探究。安全監(jiān)督：實(shí)驗(yàn)前強(qiáng)調(diào)“三不原則”（不觸摸未知試劑、不隨意拆卸電器、不靠近明火），實(shí)驗(yàn)中巡回觀察，及時(shí)制止“用導(dǎo)線觸碰皮膚”“加熱時(shí)離開(kāi)崗位”等危險(xiǎn)行為。（三）課后：反思拓展與多元評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)日記：要求學(xué)生用圖文結(jié)合的方式記錄“實(shí)驗(yàn)中最意外的發(fā)現(xiàn)”“還想探究的問(wèn)題”，如“我發(fā)現(xiàn)種子在密封的盒子里也發(fā)芽了，但芽很短，是不是空氣不夠？”培養(yǎng)持續(xù)探究的習(xí)慣。家庭延伸：布置“家庭小實(shí)驗(yàn)”，如用白醋和小蘇打模擬“火山噴發(fā)”（化學(xué)變化）、用鏡子和手電筒探究“光的反射”（物理現(xiàn)象），將課堂探究延伸至生活。評(píng)價(jià)反饋：采用“三維評(píng)價(jià)表”（操作技能：電路連接是否規(guī)范；合作能力：小組分工是否合理；思維深度：結(jié)論分析是否嚴(yán)謹(jǐn)），用“星級(jí)+評(píng)語(yǔ)”反饋（如“電路連接熟練，能主動(dòng)幫助同學(xué)排查故障，若能分析‘并聯(lián)電路中燈泡亮度與數(shù)量的關(guān)系’會(huì)更棒！”），避免單一分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)。四、安全與倫理注意事項(xiàng)（一）操作安全用電安全：使用低電壓電池（≤3V），禁止將導(dǎo)線直接連接電池正負(fù)極（短路發(fā)熱）；實(shí)驗(yàn)后及時(shí)關(guān)閉開(kāi)關(guān)，整理導(dǎo)線。用火安全：蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)若用酒精燈，需在教師監(jiān)督下操作，熄滅時(shí)用燈帽蓋滅，禁止用嘴吹；建議用“熱水浴蒸發(fā)”替代（將蒸發(fā)皿放在盛熱水的燒杯上），降低風(fēng)險(xiǎn)。工具使用：剪刀、鑷子等工具需規(guī)范操作，避免扎傷；過(guò)濾時(shí)玻璃棒僅用于引流，禁止攪拌濾紙。（二）生物倫理實(shí)驗(yàn)材料處理：種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)后，發(fā)芽的種子可種植于花盆，避免隨意丟棄；實(shí)驗(yàn)用植物（如觀察根的生長(zhǎng)）需及時(shí)澆水，尊重生命。衛(wèi)生習(xí)慣：接觸種子、土壤后需洗手，禁止食用實(shí)驗(yàn)材料（如發(fā)芽的土豆可能有毒）。（三）環(huán)境倫理材料回收：實(shí)驗(yàn)后分類整理材料，導(dǎo)線、電池等可重復(fù)使用；濾紙、紙巾等放入可回收垃圾桶。廢水處理：溶解實(shí)驗(yàn)后的廢水（如食鹽水、沙子水）可直接倒入下水道；含有食用油的廢水需靜置分層后，將油倒入垃圾桶，水再排放。結(jié)語(yǔ)小學(xué)五年級(jí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)