小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐小學(xué)科學(xué)教育以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心，實(shí)驗(yàn)探究是其重要載體。新課標(biāo)明確提出“探究式學(xué)習(xí)”的核心地位，要求教師通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐的深度融合，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手操作中建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展探究能力。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、教學(xué)策略優(yōu)化、典型案例分析及問題改進(jìn)四個(gè)維度，探討提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的可行路徑。一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心原則：從理念到實(shí)踐的錨點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是教學(xué)實(shí)踐的“藍(lán)圖”，需兼顧科學(xué)性與兒童認(rèn)知規(guī)律，形成可操作、有活力的探究載體。（一）目標(biāo)導(dǎo)向：錨定核心素養(yǎng)發(fā)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需緊扣課標(biāo)要求，將“科學(xué)觀念”“科學(xué)思維”“探究實(shí)踐”“態(tài)度責(zé)任”四大素養(yǎng)分解為具體目標(biāo)。例如“物體的沉浮”實(shí)驗(yàn)，不僅要讓學(xué)生觀察沉浮現(xiàn)象（科學(xué)觀念），更要通過變量控制（如改變物體形狀、重量）培養(yǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力（科學(xué)思維），在“造船載物”任務(wù)中滲透工程實(shí)踐意識(shí)（探究實(shí)踐）。目標(biāo)設(shè)計(jì)需避免“為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)”，而是讓每個(gè)環(huán)節(jié)都指向素養(yǎng)生長(zhǎng)點(diǎn)。（二）兒童本位：適配認(rèn)知發(fā)展水平小學(xué)生以具象思維為主，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需降低抽象性，增強(qiáng)直觀性。如“聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)，可摒棄復(fù)雜的聲波儀，改用“土電話”（棉線連接紙杯）、“水中敲音叉”（觀察水花振動(dòng)）等生活化材料，讓學(xué)生通過視覺、聽覺、觸覺多感官感知。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)應(yīng)“階梯化”，如“溶解快慢”實(shí)驗(yàn)，先讓學(xué)生自由嘗試攪拌、加熱等方法（發(fā)散探究），再引導(dǎo)歸納變量（聚焦問題），最后設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)（規(guī)范探究），符合從“玩中學(xué)”到“思中學(xué)”的認(rèn)知進(jìn)階。（三）安全與趣味共生：保障探究的可持續(xù)性實(shí)驗(yàn)安全性是底線，材料選擇需優(yōu)先考慮無毒、易獲取、操作簡(jiǎn)便的物品，如用食用色素代替化學(xué)染料，用吸管代替玻璃導(dǎo)管。同時(shí)，趣味性是動(dòng)力源，可通過“實(shí)驗(yàn)?zāi)g(shù)化”激發(fā)興趣：如“會(huì)跳舞的鹽?！保▽?duì)著瓶口發(fā)聲，鹽粒跳動(dòng)），將聲音振動(dòng)抽象概念轉(zhuǎn)化為直觀現(xiàn)象；“彩虹雨”（油、水、色素分層實(shí)驗(yàn)），用色彩變化吸引注意力，讓學(xué)生在“驚奇感”中主動(dòng)追問原理。（四）生活化聯(lián)結(jié)：架起科學(xué)與生活的橋梁實(shí)驗(yàn)素材應(yīng)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，讓科學(xué)探究從課堂延伸至日常。例如“食物的營(yíng)養(yǎng)成分”實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生自帶早餐（面包、蘋果、牛奶等），用碘酒檢測(cè)淀粉（面包變藍(lán)）、擠壓法觀察脂肪（花生壓出油跡），將抽象的“營(yíng)養(yǎng)”概念轉(zhuǎn)化為可操作、可感知的體驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)既降低了材料準(zhǔn)備難度，又讓學(xué)生意識(shí)到“科學(xué)就在身邊”。二、教學(xué)實(shí)踐的策略優(yōu)化：從課堂到成長(zhǎng)的賦能實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的價(jià)值需通過教學(xué)實(shí)踐落地，教師需構(gòu)建“情境—問題—合作—評(píng)價(jià)”的閉環(huán)體系，讓學(xué)生在探究中真思考、真成長(zhǎng)。（一）情境創(chuàng)設(shè)：讓探究有“故事感”將實(shí)驗(yàn)置于真實(shí)或擬真情境中，賦予探究任務(wù)意義。如“植物向光性”實(shí)驗(yàn)，可創(chuàng)設(shè)“宇航員在太空種植物”的情境，提問“太空沒有重力，植物怎么找陽(yáng)光？”，引發(fā)學(xué)生對(duì)“向光性”的好奇。在“電路連接”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)“為災(zāi)區(qū)臨時(shí)帳篷安裝照明系統(tǒng)”的任務(wù)，讓學(xué)生在“解決問題”的驅(qū)動(dòng)下學(xué)習(xí)電路串聯(lián)、并聯(lián)，使知識(shí)學(xué)習(xí)與社會(huì)責(zé)任意識(shí)自然融合。（二）問題驅(qū)動(dòng)：用問題鏈引導(dǎo)深度思考避免“指令式”實(shí)驗(yàn)（如“按步驟1-5操作”），而是以問題鏈推動(dòng)探究。以“種子萌發(fā)”實(shí)驗(yàn)為例，初始問題：“哪些因素會(huì)影響種子發(fā)芽？”（發(fā)散）；進(jìn)階問題：“如何證明‘水分’是必要條件？需要控制哪些變量？”（聚焦）；延伸問題：“為什么超市的種子不會(huì)發(fā)芽？農(nóng)民如何儲(chǔ)存種子？”（應(yīng)用）。問題鏈需體現(xiàn)“認(rèn)知沖突—假設(shè)驗(yàn)證—遷移應(yīng)用”的邏輯，讓學(xué)生經(jīng)歷“疑—探—悟”的思維過程。（三）小組合作：在互動(dòng)中發(fā)展社會(huì)性素養(yǎng)合理分組（異質(zhì)搭配，4-5人一組），明確角色分工（操作員、記錄員、發(fā)言人、材料員），避免“搭便車”現(xiàn)象。如“巖石的觀察”實(shí)驗(yàn)，可設(shè)計(jì)“巖石偵探隊(duì)”任務(wù)：操作員負(fù)責(zé)用放大鏡、鹽酸（安全濃度）觀察特征，記錄員繪制巖石圖鑒，發(fā)言人總結(jié)“破案線索”（如氣孔多的是火山巖），材料員整理工具。合作中教師需巡視指導(dǎo)，捕捉“認(rèn)知沖突點(diǎn)”（如“這塊巖石既有層理又有晶體，是變質(zhì)巖嗎？”），引導(dǎo)小組辯論，培養(yǎng)批判性思維。（四）多元評(píng)價(jià)：讓成長(zhǎng)看得見、說得清摒棄“實(shí)驗(yàn)成功=優(yōu)秀”的單一評(píng)價(jià)，構(gòu)建“過程+結(jié)果+反思”的評(píng)價(jià)體系。過程性評(píng)價(jià)關(guān)注“探究行為”，如記錄單的完整性、小組合作的參與度；結(jié)果性評(píng)價(jià)重視“科學(xué)解釋”，如實(shí)驗(yàn)報(bào)告中“變量控制是否嚴(yán)謹(jǐn)”“結(jié)論是否基于證據(jù)”；反思性評(píng)價(jià)鼓勵(lì)“元認(rèn)知”，如“如果重新做實(shí)驗(yàn)，你會(huì)改進(jìn)哪里？”。可采用“成長(zhǎng)檔案袋”收錄實(shí)驗(yàn)照片、改進(jìn)方案、同學(xué)互評(píng)等，讓評(píng)價(jià)成為學(xué)生回顧成長(zhǎng)、教師診斷教學(xué)的依據(jù)。三、典型案例：“土壤里有什么”實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐以三年級(jí)《土壤》單元的“土壤成分探究”實(shí)驗(yàn)為例，展示設(shè)計(jì)與教學(xué)的融合路徑。（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：基于兒童經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)新材料選擇：摒棄傳統(tǒng)的“土壤+酒精燈”加熱法（易燙傷），改用“土壤浸出液過濾”（觀察泥沙）、“紙巾包裹土壤擠壓”（觀察水分）、“土壤與水混合靜置”（觀察分層）、“燃燒干燥土壤”（聞氣味判斷有機(jī)物），材料（土壤、紙巾、漏斗）均來自生活，操作安全且直觀。目標(biāo)分解：科學(xué)觀念（土壤含沙、黏土、水、空氣、有機(jī)物）；科學(xué)思維（通過分層現(xiàn)象推理顆粒大小）；探究實(shí)踐（設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“土壤中有空氣”）；態(tài)度責(zé)任（意識(shí)到土壤是生命的基礎(chǔ)，需保護(hù)）。（二）教學(xué)實(shí)踐：?jiǎn)栴}鏈與情境的融合情境導(dǎo)入：播放“沙漠化地區(qū)植被枯萎”的視頻，提問“土壤里藏著什么秘密，讓它能養(yǎng)活植物？”，引發(fā)探究欲。問題驅(qū)動(dòng)：1.初階問題：“用感官觀察土壤，你發(fā)現(xiàn)了什么？”（學(xué)生用手摸、鼻聞，發(fā)現(xiàn)潮濕、有氣味）。2.中階問題：“如何證明土壤里有水、空氣？”（引導(dǎo)設(shè)計(jì)“擠壓紙巾”“水中冒泡”實(shí)驗(yàn)）。3.高階問題：“土壤分層的顆粒有什么規(guī)律？這對(duì)植物生長(zhǎng)有什么作用？”（結(jié)合植物根系圖，理解“沙粒透氣、黏土保水”的原理）。小組合作：每組領(lǐng)取“土壤偵探包”（土壤、燒杯、濾紙等），按“觀察—實(shí)驗(yàn)—記錄—解釋”流程探究，教師巡視時(shí)捕捉“認(rèn)知誤區(qū)”（如“土壤分層是因?yàn)轭伾煌保?，引?dǎo)用“顆粒大小排序”修正認(rèn)知。評(píng)價(jià)延伸：課后任務(wù)“設(shè)計(jì)‘肥沃土壤’配方”，學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論（沙、黏土、腐殖質(zhì)的比例），用花盆種植對(duì)比，將課堂探究延伸至長(zhǎng)期觀察，培養(yǎng)工程思維與責(zé)任意識(shí)。四、常見問題與改進(jìn)建議：從困境到突破的實(shí)踐智慧教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與教學(xué)常面臨“材料不足”“操作失控”“探究淺表化”等問題，需針對(duì)性改進(jìn)。（一）實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備難：開發(fā)“三級(jí)資源庫(kù)”校級(jí)資源：建立科學(xué)材料室，按單元分類存放材料（如“力與運(yùn)動(dòng)”單元的小車、斜面），供教師借用。班級(jí)資源：發(fā)動(dòng)學(xué)生建立“材料角”，每人帶1-2件材料（如“植物”單元的種子、花盆），教師提前篩選安全性。家庭資源：設(shè)計(jì)“家庭實(shí)驗(yàn)任務(wù)單”，如“用家里的材料做溶解實(shí)驗(yàn)”（鹽、糖、面粉），家長(zhǎng)拍照記錄，課堂分享，既解決材料問題，又促進(jìn)家校協(xié)同。（二）學(xué)生操作不規(guī)范：“微視頻+即時(shí)反饋”雙管齊下課前錄制“實(shí)驗(yàn)操作微視頻”（如“如何正確使用滴管”“對(duì)比實(shí)驗(yàn)的變量控制”），供學(xué)生預(yù)習(xí)。課中采用“教師示范+學(xué)生互檢”：教師用實(shí)物投影演示關(guān)鍵步驟，小組內(nèi)“操作員”完成后，“記錄員”檢查操作是否規(guī)范（如“攪拌時(shí)是否碰到容器壁”），及時(shí)糾正錯(cuò)誤。（三）探究深度不足：“梯度問題+概念建?！碧嵘季S設(shè)計(jì)“問題階梯”：如“電路連接”實(shí)驗(yàn)，從“讓燈泡亮起來”（基礎(chǔ)）到“讓兩個(gè)燈泡亮度相同”（進(jìn)階）再到“設(shè)計(jì)可控制的紅綠燈電路”（拓展），逐步提升難度。引入“概念模型”：如“食物鏈”實(shí)驗(yàn)后，用“卡片排序+箭頭連接”構(gòu)建食物網(wǎng)模型，幫助學(xué)生從具象觀察到抽象建模，理解生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性。結(jié)語(yǔ)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與