小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)案例大全引言：科學(xué)實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)亮兒童的探究之燈小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維、實(shí)踐精神的重要載體。優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需兼顧趣味性（契合兒童認(rèn)知特點(diǎn)）、探究性（蘊(yùn)含科學(xué)概念與方法）、安全性（材料易獲取、操作低風(fēng)險(xiǎn)），并緊扣“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)。本文精選物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程四大領(lǐng)域的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)案例，從目標(biāo)定位、材料準(zhǔn)備、操作流程到教學(xué)建議，提供可直接落地的實(shí)踐指引。第一章物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域：從“現(xiàn)象觀察”到“原理探究”物質(zhì)科學(xué)聚焦“物質(zhì)的性質(zhì)與變化、運(yùn)動(dòng)與相互作用”，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需引導(dǎo)學(xué)生從直觀現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律。案例1：彩虹糖的色彩魔法——探究溶解與擴(kuò)散現(xiàn)象適用年級(jí)：1-2年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：感知物質(zhì)溶解、分子擴(kuò)散的微觀現(xiàn)象，培養(yǎng)觀察描述能力，激發(fā)對(duì)物質(zhì)變化的好奇心。實(shí)驗(yàn)材料：彩虹糖（多色）、白色淺碟、溫水（40℃左右）、鑷子（可選）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.擺糖成環(huán)：學(xué)生用鑷子（或手）將彩虹糖按“紅-黃-綠-藍(lán)”間隔擺放在淺碟底部，形成一個(gè)圓圈（糖塊間距均勻）。2.倒水觀察：緩慢向碟中央倒入溫水，水位剛好沒(méi)過(guò)糖塊一半，靜靜觀察3-5分鐘。引導(dǎo)提問(wèn)：“顏色像小尾巴一樣‘跑’出來(lái)了嗎？它們會(huì)往哪里‘跑’？不同顏色的速度一樣嗎？”3.拓展操作：用鑷子移動(dòng)一顆糖，觀察色彩擴(kuò)散的路徑變化，思考“糖的位置變了，顏色的‘路’會(huì)變嗎？”科學(xué)原理：彩虹糖的色素分子因分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散）向水中擴(kuò)散；溫水加快分子運(yùn)動(dòng)，使現(xiàn)象更明顯。糖塊成環(huán)擺放時(shí)，溶解的色素向中心匯聚，形成“彩虹”圖案。教學(xué)建議：安全提示：溫水提前用溫度計(jì)測(cè)量（40℃左右），避免燙傷；低年級(jí)學(xué)生可由教師協(xié)助倒水。差異化指導(dǎo)：低年級(jí)畫(huà)“色彩的旅行”，高年級(jí)對(duì)比“冷水vs溫水”的擴(kuò)散速度，延伸“溶解快慢與溫度的關(guān)系”。案例2：會(huì)“跳舞”的鹽——聲音的振動(dòng)傳遞適用年級(jí)：3-4年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：理解“聲音由振動(dòng)產(chǎn)生，振動(dòng)可通過(guò)介質(zhì)傳遞”，培養(yǎng)推理分析能力。實(shí)驗(yàn)材料：玻璃杯、保鮮膜、粗鹽（或小米）、小音箱（或音叉、金屬勺）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.制作“鼓膜”：將保鮮膜緊繃在玻璃杯口，形成平整的“膜面”。2.撒鹽觀察：在保鮮膜上均勻撒一層鹽粒，打開(kāi)音箱播放節(jié)奏感強(qiáng)的音樂(lè)（或敲擊音叉/金屬勺），觀察鹽粒的反應(yīng)：“鹽在‘跳舞’嗎？聲音大時(shí)，它跳得更高嗎？”3.變量探究：改變音樂(lè)的響度、頻率（如播放兒歌vs搖滾），記錄鹽粒跳動(dòng)的幅度、速度變化?？茖W(xué)原理：聲音由物體振動(dòng)產(chǎn)生，音箱的振動(dòng)通過(guò)空氣傳遞到保鮮膜，使膜振動(dòng)并帶動(dòng)鹽粒跳動(dòng)。響度越大（振動(dòng)幅度大），鹽粒跳得越高；頻率越高（音調(diào)高），跳動(dòng)越急促。教學(xué)建議：材料替代：用氣球皮代替保鮮膜，鹽粒換輕小紙屑（但鹽粒觀察更清晰）。生活延伸：提問(wèn)“為什么趴在桌上能聽(tīng)到隔壁的腳步聲？”引導(dǎo)理解固體（桌面）也能傳遞振動(dòng)。第二章生命科學(xué)領(lǐng)域：從“生命現(xiàn)象”到“系統(tǒng)認(rèn)知”生命科學(xué)圍繞“生物的特征、生長(zhǎng)發(fā)育、生態(tài)系統(tǒng)”展開(kāi)，實(shí)驗(yàn)需體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生物與環(huán)境相統(tǒng)一”的核心觀念。案例1：種子的“魔法小屋”——探究種子萌發(fā)的條件適用年級(jí)：2-5年級(jí)（低年級(jí)觀察，中高年級(jí)控制變量）核心素養(yǎng)目標(biāo)：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件（水、空氣、溫度），建立生物與環(huán)境的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)材料：透明盒、紙巾、綠豆種子、水、標(biāo)簽紙、冰箱。實(shí)驗(yàn)步驟（中高年級(jí)版）：1.設(shè)計(jì)分組：準(zhǔn)備4個(gè)透明盒，貼標(biāo)簽：“有水+空氣+常溫”“無(wú)水+空氣+常溫”“有水+空氣+低溫”“有水+空氣+無(wú)空氣（水浸沒(méi)）”。2.設(shè)置變量：盒1（對(duì)照）：紙巾噴濕，放20粒種子，蓋蓋（留縫透氣），常溫放置。盒2：紙巾干燥，放種子，蓋蓋，常溫放置。盒3：紙巾噴濕，放種子，蓋蓋，冰箱冷藏（模擬低溫）。盒4：紙巾噴濕，放種子，加水浸沒(méi)（模擬無(wú)空氣），蓋蓋，常溫放置。3.持續(xù)觀察：每天同一時(shí)間記錄“是否萌發(fā)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)”，持續(xù)7-10天?？茖W(xué)原理：種子萌發(fā)需自身活力（完整胚）+外界條件（一定水分、充足空氣、適宜溫度）。水分使種皮變軟、胚吸收養(yǎng)分；空氣供胚呼吸；溫度影響酶活性。教學(xué)建議：材料優(yōu)化：選顆粒飽滿(mǎn)的種子，用紙巾替代土壤（更易觀察）。低年級(jí)簡(jiǎn)化：僅對(duì)比“有水vs無(wú)水”，畫(huà)“種子發(fā)芽日記”。案例2：葉子的“血管”——觀察植物的輸導(dǎo)組織適用年級(jí)：3-5年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：觀察植物莖、葉的輸導(dǎo)結(jié)構(gòu)，理解“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”，培養(yǎng)繪圖能力。實(shí)驗(yàn)材料：新鮮帶葉枝條（芹菜、鳳仙花）、紅墨水、燒杯、小刀、放大鏡。實(shí)驗(yàn)步驟：1.染色處理：將枝條下端浸入紅墨水中，放陽(yáng)光下加速水分運(yùn)輸（1-2小時(shí)，芹菜莖可縮短至30分鐘）。2.解剖觀察：取出枝條，橫向切斷莖（觀察橫截面上的紅點(diǎn)——導(dǎo)管），縱向切開(kāi)莖（觀察紅色“管道”——輸導(dǎo)組織）。3.葉脈觀察：用放大鏡觀察葉片背面，尋找變紅的葉脈，嘗試畫(huà)出輸導(dǎo)結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)原理：植物莖內(nèi)的導(dǎo)管（輸導(dǎo)組織）將根部吸收的水分、無(wú)機(jī)鹽向上運(yùn)輸?shù)饺~，紅墨水隨水分運(yùn)輸使輸導(dǎo)結(jié)構(gòu)顯色。教學(xué)建議：安全提示：小刀由教師代切，低年級(jí)學(xué)生觀察即可。拓展延伸：用白色花朵（康乃馨）插紅墨水，觀察花瓣染色，理解“植物各部分都需水分運(yùn)輸”。第三章地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域：從“地表變化”到“天體運(yùn)動(dòng)”地球與宇宙科學(xué)關(guān)注“地球的結(jié)構(gòu)、地表變化、天體運(yùn)動(dòng)”，實(shí)驗(yàn)需通過(guò)模型建構(gòu)幫助學(xué)生理解宏觀現(xiàn)象。案例1：火山的“怒火”——模擬火山噴發(fā)適用年級(jí)：4-6年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，理解火山噴發(fā)的成因（地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿壓力），培養(yǎng)模型建構(gòu)能力。實(shí)驗(yàn)材料：錐形瓶、紅墨水、洗潔精、小蘇打、醋、托盤(pán)。實(shí)驗(yàn)步驟：1.制備“巖漿”：錐形瓶中加2勺小蘇打、幾滴紅墨水、少量洗潔精（增加粘稠度），攪拌均勻。2.模擬噴發(fā)：向瓶中倒醋（與小蘇打反應(yīng)產(chǎn)氣），觀察“巖漿”噴出：“紅色液體怎么噴出來(lái)的？像火山噴發(fā)嗎？”3.變量探究：改變小蘇打/醋的量，觀察噴發(fā)強(qiáng)度變化，思考“什么影響火山噴發(fā)的猛烈程度？”科學(xué)原理：小蘇打（碳酸氫鈉）與醋（醋酸）反應(yīng)生成二氧化碳，氣體在粘稠的“巖漿”中積聚，壓力增大后沖破噴出，模擬火山因巖漿壓力噴發(fā)的過(guò)程。教學(xué)建議：安全提示：用托盤(pán)承接液體，學(xué)生戴護(hù)目鏡（可選）。模型拓展：用黏土塑火山形狀（留瓶口為火山口），增強(qiáng)真實(shí)感。案例2：月相的“變臉”——探究月相變化規(guī)律適用年級(jí)：5-6年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，理解月相成因（日地月相對(duì)位置），培養(yǎng)空間想象能力。實(shí)驗(yàn)材料：黑色卡紙、白色乒乓球（月球）、手電筒（太陽(yáng)）、學(xué)生（地球）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.場(chǎng)景模擬：黑暗環(huán)境中，學(xué)生（地球）站定，手電筒（太陽(yáng)）在一側(cè)，乒乓球（月球）繞學(xué)生公轉(zhuǎn)（保持亮面朝向手電筒，因月球同步自轉(zhuǎn)）。2.觀察記錄：學(xué)生從不同角度（地球觀察者）觀察乒乓球的亮面，記錄形狀（畫(huà)圖+位置標(biāo)注）。3.規(guī)律總結(jié)：整理記錄，分析“新月、滿(mǎn)月、上/下弦月”的位置與形狀關(guān)系?？茖W(xué)原理：月相是地球觀察者看到的月球被太陽(yáng)照亮的部分。因月球繞地球公轉(zhuǎn)，日地月相對(duì)位置變化，導(dǎo)致亮面面積/形狀周期性變化（周期約29.5天）。教學(xué)建議：操作指導(dǎo)：強(qiáng)調(diào)乒乓球亮面始終朝向手電筒，用地面標(biāo)線（公轉(zhuǎn)軌道）輔助觀察?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)證：拍攝不同日期的月亮，與實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)比，驗(yàn)證月相周期。第四章技術(shù)與工程領(lǐng)域：從“問(wèn)題解決”到“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”技術(shù)與工程聚焦“設(shè)計(jì)、制作、優(yōu)化”，實(shí)驗(yàn)需引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“需求分析-方案設(shè)計(jì)-制作測(cè)試-改進(jìn)迭代”的工程流程。案例1：紙塔的“挑戰(zhàn)”——搭建穩(wěn)定的高塔適用年級(jí)：3-6年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：探究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（重心、底座、形狀），培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)與問(wèn)題解決能力。實(shí)驗(yàn)材料：A4紙（5張）、膠帶、剪刀、硬幣（測(cè)試承重）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.任務(wù)提出：用A4紙+膠帶，搭建“盡可能高且能承重（1枚硬幣）”的塔，底部放桌面，無(wú)額外材料。2.設(shè)計(jì)搭建：底座：卷紙成圓柱（增加重量/面積，降低重心），或折疊成三角形底座（增大支撐面）。塔身：卷紙成細(xì)長(zhǎng)圓柱（增高度），或折疊成瓦楞狀（增強(qiáng)度），膠帶連接接口。測(cè)試調(diào)整：放硬幣測(cè)試穩(wěn)定性，傾斜則調(diào)整底座或增加底部重量。3.成果比拼：比“塔高+承重”，分享設(shè)計(jì)思路（如“我用了圓柱底座，因?yàn)樗€(wěn)”）?？茖W(xué)原理：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與重心高度（越低越穩(wěn)）、支撐面大?。ㄔ酱笤椒€(wěn)）、結(jié)構(gòu)形狀（對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)如圓柱更穩(wěn)）有關(guān)；卷紙圓柱抗壓強(qiáng)度大于平面紙。教學(xué)建議：材料限制：規(guī)定A4紙數(shù)量（5張），培養(yǎng)材料優(yōu)化意識(shí)。差異化指導(dǎo)：低年級(jí)“能立起來(lái)”，高年級(jí)“高且穩(wěn)”，用控制變量法對(duì)比底座形狀。案例2：自制“凈水器”——探究水的凈化適用年級(jí)：4-6年級(jí)核心素養(yǎng)目標(biāo)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易凈水器，理解過(guò)濾、吸附原理，培養(yǎng)環(huán)保與工程意識(shí)。實(shí)驗(yàn)材料：礦泉水瓶（截半）、紗布、棉花、活性炭、石英砂、小石子、渾濁水（加泥土/菜葉）。實(shí)驗(yàn)步驟：1.制作凈水器：瓶底鉆孔，從下到上分層：小石子（濾大雜質(zhì)）→石英砂（濾小顆粒）→活性炭（吸附色素/異味）→棉花（濾活性炭顆粒）→紗布（防材料流失）。2.過(guò)濾測(cè)試：倒入渾濁水，收集出水，觀察“顏色、雜質(zhì)”變化，對(duì)比“有無(wú)活性炭”的凈化效果。3.優(yōu)化改進(jìn)：調(diào)整材料順序/厚度，嘗試“多層過(guò)濾”提升效果。科學(xué)原理：渾濁水含不溶性雜質(zhì)（泥沙）和可溶性雜質(zhì)（色素）。小石子、石英砂過(guò)濾不溶物；活性炭吸附可溶色素/異味；棉花、紗布進(jìn)一步過(guò)濾細(xì)小顆粒。教學(xué)建議：材料準(zhǔn)備：活性炭敲碎（增表面積），渾濁水