一、引言：科學實驗教學的價值定位小學科學課程以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為核心，實驗教學作為探究式學習的重要載體，不僅能幫助學生建構(gòu)科學概念，更能在操作實踐中發(fā)展觀察、推理、論證等核心能力?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》明確提出“探究與實踐”的課程內(nèi)容要求，強調(diào)通過真實情境中的實驗活動，讓學生經(jīng)歷“提出問題—作出假設—設計方案—動手操作—分析結(jié)論”的完整探究過程。因此，科學實驗教學的設計與組織需兼顧科學性與教育性，既要符合兒童認知規(guī)律，又要指向核心素養(yǎng)的培育。二、實驗教學活動的設計原則（一）科學性原則：基于認知邏輯與學科規(guī)律實驗設計需緊扣科學概念的本質(zhì)，遵循“現(xiàn)象—概念—規(guī)律”的認知進階。例如在“溶解現(xiàn)象”實驗中，需控制變量（如溶質(zhì)顆粒大小、水溫、攪拌與否），引導學生通過對比觀察，歸納溶解的條件與特征。同時，實驗步驟的設計要符合操作邏輯，如“過濾”實驗需先講解儀器使用規(guī)范，再分步演示“一貼二低三靠”的操作要點，避免因流程混亂導致認知偏差。（二）趣味性原則：激活兒童探究內(nèi)驅(qū)力小學階段學生以形象思維為主，實驗設計可融入生活情境或游戲化元素。如“制作彩虹雨”實驗，利用食用油、色素與清水的密度差異，模擬降雨現(xiàn)象，既契合“物質(zhì)的相互作用”主題，又能通過色彩變化激發(fā)好奇心。此外，可結(jié)合節(jié)日或校園活動設計實驗，如“中秋月相觀察”“校園植物拓印”，讓科學探究與生活體驗相聯(lián)結(jié)。（三）安全性原則：筑牢實驗活動底線實驗材料需優(yōu)先選擇無毒、易獲取的生活物品，如用食用色素替代化學染料，用塑料瓶替代玻璃容器。操作環(huán)節(jié)需明確安全規(guī)范，如“加熱實驗”中強調(diào)“酒精燈外焰加熱”“熄滅時蓋滅不吹滅”；涉及尖銳工具（如剪刀、鑷子）時，需演示正確握持方法，并要求小組內(nèi)“一人操作，他人觀察提醒”。（四）層次性原則：適配不同認知水平同一實驗可設計“基礎版—進階版—拓展版”分層任務。以“電路連接”為例，基礎任務為“點亮小燈泡”，進階任務為“添加開關(guān)控制電路”，拓展任務為“設計串并聯(lián)對比電路”。分層設計既保障學困生完成基礎目標，又為學優(yōu)生提供挑戰(zhàn)空間，避免“一刀切”導致的參與度失衡。三、實驗教學活動的設計策略（一）目標設計：錨定核心素養(yǎng)的三維指向?qū)嶒災繕诵枵峡茖W觀念（如“物體沉浮與密度有關(guān)”）、科學思維（如“通過數(shù)據(jù)分析歸納規(guī)律”）、責任態(tài)度（如“小組協(xié)作完成實驗報告”）。例如“土壤成分探究”實驗，目標可設定為：1.通過觀察、過濾、蒸發(fā)等操作，識別土壤中的沙、黏土、腐殖質(zhì)；2.能基于實驗現(xiàn)象推理土壤的保水透氣性；3.體會土壤對植物生長的重要性，養(yǎng)成愛護環(huán)境的意識。（二）內(nèi)容設計：聯(lián)結(jié)生活與跨學科整合實驗內(nèi)容應從學生熟悉的生活現(xiàn)象切入，如“食物發(fā)霉條件”實驗，可引導學生從“面包保質(zhì)期”的生活疑問出發(fā)，設計對比實驗（控制溫度、濕度、空氣等變量）。同時，注重跨學科融合：數(shù)學學科可融入“測量液體體積”“統(tǒng)計發(fā)芽率”；語文學科可設計“實驗觀察日記”；美術(shù)學科可結(jié)合“植物標本制作”。例如“影子的變化”實驗，可聯(lián)動數(shù)學測量影子長度，語文描述影子形態(tài)，美術(shù)繪制影子輪廓，形成“科學+”的學習共同體。（三）方法設計：多元路徑支撐探究過程1.探究式實驗：以問題為導向，讓學生經(jīng)歷完整探究流程。如“種子發(fā)芽需要什么條件”，學生自主提出假設（水、光、溫度），設計對照實驗（如甲組澆水遮光，乙組不澆水見光），記錄數(shù)據(jù)并論證結(jié)論。2.項目式實驗：圍繞真實問題開展長周期探究。如“校園生態(tài)調(diào)查”項目，學生分組調(diào)查植物種類、昆蟲分布、土壤pH值，最終形成“校園生態(tài)地圖”并提出改進建議。3.游戲化實驗：將實驗轉(zhuǎn)化為競賽或闖關(guān)任務。如“電路拼圖賽”，學生需在限定時間內(nèi)用導線、電池、燈泡完成“點亮指定圖案”的電路連接，通過游戲化設計提升參與熱情。四、實驗教學活動的組織實施（一）課前準備：從材料到學情的系統(tǒng)規(guī)劃材料準備：采用“學校統(tǒng)配+學生自備”模式，如“巖石觀察”實驗，學校提供花崗巖、大理巖等標本，學生自帶鵝卵石、瓷磚碎片等生活材料，豐富觀察樣本。學情分析：通過前測（如提問“你認為磁鐵能吸引哪些物體”）或問卷，了解學生已有認知，調(diào)整實驗難度。例如若學生對“摩擦力”概念模糊，可在實驗前增加“手掌推書本”的體驗活動，建立感性認知。環(huán)境創(chuàng)設：實驗室需分區(qū)（實驗區(qū)、討論區(qū)、展示區(qū)），并張貼安全提示、實驗步驟示意圖。戶外實驗需提前勘察場地（如“植物觀察”需確認校園植物分布），劃分小組活動區(qū)域。（二）課中組織：從導入到拓展的動態(tài)推進情境導入：用問題鏈或現(xiàn)象激發(fā)興趣。如“物體的沉浮”實驗，可先演示“鐵釘沉、木塊浮”，再追問“橡皮泥能浮起來嗎？”引發(fā)認知沖突。探究實施：采用“小組合作+教師巡視”模式，每組4-5人，明確“操作員”“記錄員”“匯報員”角色。教師需關(guān)注“學困生”的操作難點（如量筒讀數(shù)），及時示范指導；對“學優(yōu)生”可提出拓展問題（如“如何讓沉底的雞蛋浮起來”）。交流研討：采用“小組匯報+全班質(zhì)疑”的方式，如“種子發(fā)芽”實驗后，小組展示數(shù)據(jù)表格，其他組提問“為什么你們組的綠豆在無光條件下發(fā)芽更快？”，促進思維碰撞。拓展延伸：將實驗與生活應用聯(lián)結(jié)，如“電路實驗”后，引導學生思考“家里的電路故障如何排查”，或設計“太陽能小臺燈”的改進方案。（三）課后延伸：從實踐到評價的閉環(huán)設計實踐任務：布置家庭實驗（如“廚房中的溶解現(xiàn)象”）或社區(qū)實踐（如“公園垃圾分類調(diào)查”），將探究延伸至真實場景。反思改進：引導學生用“實驗反思單”記錄不足，如“我們組的電路連接失敗，原因是導線接觸不良，下次會更仔細檢查接口”。多元評價：采用“過程性評價+成果性評價”，過程性評價關(guān)注實驗操作、小組協(xié)作（如用“小組互評表”打分）；成果性評價重視實驗報告、創(chuàng)意設計（如“沉浮實驗裝置”的改進方案）。五、典型案例：“物體的沉浮”實驗教學活動設計與組織（一）實驗目標1.能通過實驗觀察物體在水中的沉浮狀態(tài)，歸納影響沉浮的因素（密度、形狀）；2.發(fā)展對比觀察、數(shù)據(jù)分析的科學思維能力；3.體會“實踐出真知”的科學精神，養(yǎng)成嚴謹?shù)牟僮髁晳T。（二）實驗內(nèi)容與方法材料：橡皮泥、鐵釘、木塊、塑料瓶、鹽、燒杯、天平（可選）。方法：探究式實驗（分組操作+變量控制）。（三）組織流程1.導入：演示“鐵釘沉、木塊浮”，提問“所有鐵制品都沉嗎？（出示空心鐵釘）”“橡皮泥能浮嗎？”引發(fā)猜想。2.探究：環(huán)節(jié)一：分組測試10種物體的沉浮，記錄現(xiàn)象（操作員實驗，記錄員填表）。環(huán)節(jié)二：挑戰(zhàn)任務“讓沉的橡皮泥浮起來”，學生嘗試捏成船型、空心球等，觀察形狀對沉浮的影響。環(huán)節(jié)三：進階任務“讓沉的雞蛋浮起來”，小組添加鹽并攪拌，觀察密度變化對沉浮的影響。3.交流：小組匯報“哪些因素會影響沉浮”，其他組補充“我們組發(fā)現(xiàn)鹽的濃度越高，雞蛋浮得越高”。4.拓展：思考“潛水艇的沉浮原理”，回家用塑料瓶模擬（裝水排水控制沉?。Ａ?、常見問題與優(yōu)化對策（一）材料準備不足：分層供給+學生參與問題：部分實驗材料（如特殊巖石標本）難以批量獲取，導致小組實驗材料不足。對策：采用“基礎材料學校提供+拓展材料學生采集”的模式，如“巖石觀察”實驗，學校提供3種典型巖石，學生自帶1-2種生活中的巖石（如瓷磚、鵝卵石），既豐富材料，又增強參與感。（二）學生參與不均：角色輪換+任務分解問題：小組實驗中“學霸操作，學困生旁觀”現(xiàn)象普遍。對策：設計“角色輪換表”，每5分鐘輪換“操作員”“記錄員”“材料員”“匯報員”，并將實驗任務分解為“子任務”（如“電路連接”分為“安裝電池”“連接導線”“測試燈泡”），確保每人承擔具體責任。（三）評價方式單一：過程記錄+多元反饋問題：僅以實驗報告作為評價依據(jù)，忽視學生的探究過程與創(chuàng)新思維。對策：采用“成長檔案袋”評價，收錄實驗照片、反思單、創(chuàng)意設計（如“改進型電路開關(guān)”），結(jié)合“小組互評”“自評”“教師評”，全面反映學生的科學素養(yǎng)發(fā)展。七、結(jié)語