小學(xué)科學(xué)教育的核心價(jià)值在于通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與實(shí)踐能力。新課標(biāo)明確提出“探究式學(xué)習(xí)”的課程理念，要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“知識(shí)驗(yàn)證”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)培育”?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)需兼顧兒童認(rèn)知特點(diǎn)與科學(xué)本質(zhì)，在趣味探究中滲透嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法，為學(xué)生搭建從現(xiàn)象觀察到規(guī)律建構(gòu)的階梯。一、教學(xué)設(shè)計(jì)的核心要素：從目標(biāo)到評(píng)價(jià)的系統(tǒng)架構(gòu)（一）目標(biāo)定位：三維度的素養(yǎng)導(dǎo)向科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)需突破“知識(shí)記憶”的局限，構(gòu)建認(rèn)知理解、實(shí)踐操作、思維發(fā)展的三維框架。例如“植物的向光性”實(shí)驗(yàn)，知識(shí)目標(biāo)聚焦“植物生長(zhǎng)與環(huán)境的關(guān)系”，能力目標(biāo)指向“設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)、記錄生長(zhǎng)數(shù)據(jù)”，素養(yǎng)目標(biāo)則落腳于“基于證據(jù)推理的科學(xué)態(tài)度”。目標(biāo)設(shè)計(jì)需貼合學(xué)段特點(diǎn)：低年級(jí)側(cè)重“觀察與描述”，中年級(jí)強(qiáng)化“變量控制與數(shù)據(jù)分析”，高年級(jí)滲透“模型建構(gòu)與質(zhì)疑創(chuàng)新”。（二）材料選擇：安全·趣味·科學(xué)的三角平衡實(shí)驗(yàn)材料是思維可視化的載體，需遵循三個(gè)原則：生活化：用吸管、洗潔精、硬幣等日常物品替代專業(yè)儀器，降低認(rèn)知門檻（如“空氣占據(jù)空間”實(shí)驗(yàn)用飲料瓶和紙巾完成）；結(jié)構(gòu)化：按探究邏輯分層提供材料，如“電路連接”實(shí)驗(yàn)先給電池、導(dǎo)線、燈泡，再逐步添加開關(guān)、小風(fēng)扇等拓展材料；安全性：低年級(jí)避免尖銳工具，化學(xué)實(shí)驗(yàn)用食用色素、白醋等替代強(qiáng)腐蝕試劑，同時(shí)通過“材料使用公約”培養(yǎng)規(guī)范意識(shí)。（三）流程設(shè)計(jì)：情境-探究-遷移的閉環(huán)實(shí)驗(yàn)流程需遵循“認(rèn)知沖突→自主探究→意義建構(gòu)”的路徑：1.情境導(dǎo)入：用魔術(shù)、問題鏈或生活現(xiàn)象制造懸念，如“蠟燭熄滅的秘密”實(shí)驗(yàn)以“杯子罩住蠟燭后水為何上升”引發(fā)好奇；2.探究實(shí)施：采用“預(yù)測(cè)-實(shí)驗(yàn)-記錄-分析”四步，教師通過“腳手架問題”引導(dǎo)（如“如何讓溶解更快？你打算改變溫度還是攪拌速度？”）；3.總結(jié)遷移：將結(jié)論延伸至生活，如“摩擦力”實(shí)驗(yàn)后討論“鞋底花紋的作用”“滑梯如何防滑”，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中用”。（四）評(píng)價(jià)維度：過程與結(jié)果的雙向觀照實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)需超越“成功/失敗”的二元判斷，構(gòu)建多元體系：過程性評(píng)價(jià)：關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性（如“是否規(guī)范使用滴管”）、小組合作的參與度（如“記錄員的分工完成度”）；成果性評(píng)價(jià)：重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告的邏輯（如“結(jié)論是否基于數(shù)據(jù)”）、創(chuàng)新改進(jìn)的可能性（如“能否設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)裝置”）；反思性評(píng)價(jià)：通過“實(shí)驗(yàn)日志”引導(dǎo)學(xué)生復(fù)盤“哪些步驟可以優(yōu)化”，培養(yǎng)元認(rèn)知能力。二、案例設(shè)計(jì)的原則：在趣味與嚴(yán)謹(jǐn)間尋找平衡（一）科學(xué)性與趣味性的統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需以科學(xué)原理為內(nèi)核，用趣味形式包裹。例如“彩虹雨”實(shí)驗(yàn)（油、水、色素混合），既直觀呈現(xiàn)“密度分層”原理，又通過“魔法降雨”的情境激發(fā)興趣。需避免“偽科學(xué)實(shí)驗(yàn)”，如“會(huì)跳舞的鹽”（聲音振動(dòng)）需明確解釋振動(dòng)原理，而非歸因于“魔法”。（二）梯度性與開放性的并存實(shí)驗(yàn)難度需符合“最近發(fā)展區(qū)”理論，設(shè)置基礎(chǔ)層、進(jìn)階層、挑戰(zhàn)層。以“紙的承重”實(shí)驗(yàn)為例：基礎(chǔ)層用A4紙搭平面承重，進(jìn)階層折成不同形狀（圓柱、三角柱）對(duì)比，挑戰(zhàn)層結(jié)合材料（膠帶、回形針）優(yōu)化結(jié)構(gòu)。同時(shí)預(yù)留開放空間，如“如何讓紙橋承重更多？你可以嘗試任何方法”，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維。（三）生活性與拓展性的結(jié)合實(shí)驗(yàn)選題需扎根生活，如“食物發(fā)霉的條件”“洗手的最佳時(shí)長(zhǎng)”，讓學(xué)生感受科學(xué)與生活的聯(lián)結(jié)。實(shí)驗(yàn)后延伸“家庭小任務(wù)”，如“用所學(xué)電路知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易門鈴”，將課堂探究轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期實(shí)踐。三、實(shí)踐案例：“水的表面張力探秘”教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施（一）設(shè)計(jì)思路基于三年級(jí)學(xué)生對(duì)“水的特性”的認(rèn)知困惑（如“為什么水會(huì)‘粘’在一起”），通過生活化材料（硬幣、回形針、洗潔精）設(shè)計(jì)遞進(jìn)式探究，揭示表面張力的本質(zhì)，培養(yǎng)“控制變量”的實(shí)驗(yàn)思維。（二）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)：理解水的表面張力現(xiàn)象，知道洗滌劑能破壞表面張力；能力：學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用數(shù)字和現(xiàn)象記錄結(jié)果；素養(yǎng)：在“猜想-驗(yàn)證”中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，體會(huì)“微小現(xiàn)象中的大道理”。（三）材料準(zhǔn)備每組：硬幣1枚、回形針5枚、塑料杯2個(gè)、洗潔精（稀釋）、滴管、鑷子、實(shí)驗(yàn)記錄單。安全提示：回形針尖端較銳，需用鑷子夾取；洗潔精避免入眼。（四）教學(xué)流程1.情境導(dǎo)入：矛盾現(xiàn)象引發(fā)好奇演示“硬幣裝水”：用滴管往硬幣上滴水，引導(dǎo)學(xué)生觀察“水超過硬幣邊緣卻不溢出”的現(xiàn)象，提問“水像被看不見的膜兜住了，這是為什么？”2.探究實(shí)施：分層實(shí)驗(yàn)建構(gòu)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)一：硬幣裝水挑戰(zhàn)賽學(xué)生分組嘗試往硬幣上滴水，記錄“最多能滴多少滴”，發(fā)現(xiàn)“水會(huì)鼓起但不流”的共性現(xiàn)象，初步感知“表面張力”。實(shí)驗(yàn)二：回形針的“水上漂”提問“回形針比水重，能浮在水面嗎？”學(xué)生嘗試直接放（失敗）、用鑷子水平放置（成功），討論“成功的關(guān)鍵是什么？”（減少水的擾動(dòng)，保持表面張力）。實(shí)驗(yàn)三：魔法破壞者在漂浮回形針的水面滴1滴洗潔精，觀察“回形針下沉”的現(xiàn)象，對(duì)比“滴清水”的對(duì)照組，推理“洗潔精破壞了水的表面張力”。3.總結(jié)遷移：生活現(xiàn)象的原理解讀展示露珠、昆蟲水面行走的圖片，提問“這些現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中的原理一樣嗎？”引導(dǎo)學(xué)生用“表面張力”解釋，再聯(lián)系“洗碗時(shí)洗潔精的作用”，實(shí)現(xiàn)科學(xué)原理向生活應(yīng)用的遷移。4.評(píng)價(jià)反饋學(xué)生用“笑臉/哭臉+原因”評(píng)價(jià)自己的實(shí)驗(yàn)操作；小組互評(píng)“哪個(gè)組的記錄最清晰，結(jié)論最合理”；教師點(diǎn)評(píng)“實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新點(diǎn)（如用紙巾吸去硬幣上的水重復(fù)實(shí)驗(yàn)）”，肯定嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。四、教學(xué)實(shí)施的優(yōu)化策略：從課堂到課外的延伸（一）問題驅(qū)動(dòng)的有效性：設(shè)計(jì)“階梯式問題鏈”避免“是不是”“對(duì)不對(duì)”的封閉問題，改用“如何讓……更明顯？”“如果改變……會(huì)發(fā)生什么？”的開放問題。例如“種子發(fā)芽”實(shí)驗(yàn)，問題鏈為：“種子發(fā)芽需要陽光嗎？→如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？→沒有陽光的種子長(zhǎng)得和有陽光的有什么不同？”（二）小組合作的規(guī)范性：角色輪換與任務(wù)清單分組采用“異質(zhì)搭配”（能力、性格互補(bǔ)），設(shè)置“操作員、記錄員、發(fā)言人、材料員”角色，每節(jié)課輪換。發(fā)放“任務(wù)清單”明確分工，如記錄員需“畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖+記錄每5分鐘的變化”。（三）錯(cuò)誤資源的轉(zhuǎn)化：將“失敗”變?yōu)椤疤骄科鯔C(jī)”當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)（如“電路連接”燈泡不亮），引導(dǎo)分析“可能是導(dǎo)線沒接緊？電池沒電？還是開關(guān)沒閉合？”，通過“故障排查”培養(yǎng)問題解決能力。（四）數(shù)字化工具的輔助：技術(shù)賦能科學(xué)觀察用手機(jī)慢鏡頭拍攝“表面張力破壞”的瞬間，用Excel表格記錄“種子發(fā)芽天數(shù)與溫度的關(guān)系”，用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件（如“NB物理實(shí)驗(yàn)”）預(yù)習(xí)危險(xiǎn)或復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，拓展探究維度。結(jié)語：讓實(shí)驗(yàn)成為科學(xué)素養(yǎng)的生長(zhǎng)土壤小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)