一、材料實驗在一年級科學教育中的基礎(chǔ)定位演講人CONTENTS材料實驗在一年級科學教育中的基礎(chǔ)定位2025年材料實驗的前沿進展核心特征前沿進展在一年級上冊的具體實驗適配實踐中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略總結(jié)：讓材料實驗成為兒童認識世界的“第一把鑰匙”目錄2025小學一年級科學上冊了解材料實驗的前沿進展課件作為一名深耕小學科學教育12年的一線教師，我始終相信：一年級科學課的魅力，在于用最樸素的材料、最直觀的操作，為孩子們打開認識世界的第一扇窗。2025年，隨著《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》的深入落實，“物質(zhì)與材料”領(lǐng)域的教學正經(jīng)歷著從“知識傳遞”到“素養(yǎng)培育”的深刻轉(zhuǎn)變。今天，我將以“了解材料實驗的前沿進展”為主題，結(jié)合一線教學實踐，從基礎(chǔ)定位、前沿特征、案例適配、挑戰(zhàn)應(yīng)對四個維度展開分享。01材料實驗在一年級科學教育中的基礎(chǔ)定位1基于兒童認知發(fā)展的核心目標一年級學生（6-7歲）正處于皮亞杰認知發(fā)展理論中的“前運算階段”，其思維特征表現(xiàn)為：以具體形象思維為主，對直觀、可操作的事物興趣濃厚；觀察時易被表面特征吸引（如顏色、觸感），但缺乏系統(tǒng)性；語言表達以描述性為主，尚不能進行復雜推理?；诖?，材料實驗的核心目標并非傳授“材料分類標準”或“物理屬性”等概念，而是：激發(fā)探究興趣：通過“摸一摸”“捏一捏”“比一比”等動作，讓材料成為孩子與科學對話的“媒介”；培養(yǎng)觀察習慣：引導用“先看顏色，再摸軟硬，最后試輕重”的順序記錄材料特征；建立科學態(tài)度：在“猜測-驗證”過程中體會“事實比猜想更重要”，例如猜測“所有紙都能折小船”，但通過實驗發(fā)現(xiàn)卡紙更穩(wěn)、衛(wèi)生紙易破。2新課標下的教學價值錨點2022版科學課標明確將“物質(zhì)與材料”列為四大核心領(lǐng)域之一，對一年級的要求是“觀察常見材料的特征，舉例說明材料的用途”（學段目標3.1）。這意味著：01材料實驗需貼近兒童生活：優(yōu)先選擇學生日常接觸的物品（如塑料瓶、棉布手帕、木積木），而非實驗室專用器材；02實驗設(shè)計需指向核心概念：例如通過“不同杯子裝水”實驗，隱含“材料的吸水性、密封性”等概念的滲透；03評價需關(guān)注過程體驗：重點觀察學生是否愿意參與操作、能否用簡單語言描述發(fā)現(xiàn)，而非是否記住“金屬導電”等結(jié)論。042新課標下的教學價值錨點去年秋季學期，我在教授“我們周圍的材料”一課時，曾用學生自帶的“水杯”作為實驗材料——有的帶玻璃水杯（透明但易碎），有的帶塑料水杯（輕便但易刮花），有的帶不銹鋼水杯（保溫但較重）。孩子們通過“兩兩比較”活動，自發(fā)總結(jié)出“不同材料有不同的好處”，這正是課標所倡導的“用具體實例支撐概念理解”。022025年材料實驗的前沿進展核心特征2025年材料實驗的前沿進展核心特征隨著教育技術(shù)的發(fā)展與兒童學習需求的變化，2025年的材料實驗呈現(xiàn)出四大前沿特征，這些進展并非顛覆傳統(tǒng)，而是對“以兒童為中心”理念的深化。1材料選擇：從“標準化”到“生活化+教育性”的雙重適配過去，小學科學實驗材料多依賴教具包，雖安全但易脫離兒童生活。2025年的新趨勢是：優(yōu)先選用“可降解+低成本”材料：例如用玉米淀粉餐具替代塑料模型，用落葉、松果等自然材料替代人造標本。我曾帶領(lǐng)學生用過期的報紙、牛奶盒制作“承重小塔”，孩子們發(fā)現(xiàn)“折疊的紙層越多，承重越強”，既學習了材料特性，又滲透了環(huán)保意識；挖掘“問題導向”的日常物品：例如針對“為什么冬天穿羽絨服暖和”的問題，選擇棉花、毛線、羽絨三種材料，通過“保溫測試實驗”（包裹溫度計，觀察降溫速度）讓學生直觀感受“蓬松材料更保暖”；引入“跨學科關(guān)聯(lián)”材料：結(jié)合美術(shù)課的“剪紙”，用不同紙張（卡紙、宣紙、牛皮紙）實驗“哪種紙適合剪復雜圖案”，將材料特性與實際用途結(jié)合。2實驗設(shè)計：從“驗證性”到“游戲化+探究性”的范式轉(zhuǎn)型1一年級學生注意力集中時間約15-20分鐘，傳統(tǒng)“教師演示-學生模仿”的實驗?zāi)Ｊ揭讓е屡d趣流失。2025年的創(chuàng)新方向是：2情境化任務(wù)驅(qū)動：例如設(shè)計“材料偵探社”游戲，給出“需要裝熱水”“不能太重”“摔了不容易破”等任務(wù)卡，讓學生從給定材料（陶瓷杯、塑料杯、紙杯）中選出“最佳杯子”；3分層探究設(shè)計：設(shè)置“基礎(chǔ)任務(wù)”（觀察材料顏色、觸感）和“挑戰(zhàn)任務(wù)”（猜測材料用途并驗證），例如提供木塊、金屬片、布料，基礎(chǔ)任務(wù)是“用詞語描述它們”，挑戰(zhàn)任務(wù)是“哪些材料適合做小船”；4同伴協(xié)作機制：采用“兩人一組”分工，一人操作（如用滴管滴水測試吸水性），一人記錄（用簡筆畫畫出水痕擴散情況），培養(yǎng)合作與責任意識。2實驗設(shè)計：從“驗證性”到“游戲化+探究性”的范式轉(zhuǎn)型我在2024年秋季的教學中嘗試了“材料盲盒”實驗：每個小組收到一個不透明盒子，里面裝3種材料（如海綿、橡膠、玻璃珠），任務(wù)是“通過觸摸、搖晃等方式，猜測材料名稱并說明理由”。孩子們的參與度比傳統(tǒng)實驗提高了40%，甚至有學生課后追問：“老師，能不能用盲盒玩其他材料？”這讓我深刻體會到：游戲化不是形式，而是讓探究更符合兒童的天性。3技術(shù)輔助：從“無工具”到“輕量化+可視化”的能力延伸過去，一年級實驗因?qū)W生操作能力限制，多依賴肉眼觀察。2025年，輕量化技術(shù)工具的引入，讓材料特征“可見可感”：01微距攝像頭輔助觀察：用手機微距功能（或低成本顯微鏡貼紙）放大布料纖維、紙張紋理，例如比較棉布（不規(guī)則纖維）和滌綸布（整齊化纖）的差異，學生驚呼“原來布是由這么細的線織成的！”；02AR虛擬實驗補充：對于危險或不易操作的材料（如濃硫酸、高溫金屬），通過AR軟件模擬“不同材料遇水反應(yīng)”，既保證安全，又擴展認知邊界；03數(shù)據(jù)記錄工具簡化：用“材料特征記錄卡”替代文字記錄，學生通過貼貼紙（如“軟”“硬”“粗糙”“光滑”）、畫簡筆畫的方式記錄發(fā)現(xiàn)，降低表達門檻。043技術(shù)輔助：從“無工具”到“輕量化+可視化”的能力延伸家校協(xié)同反饋：通過“家庭材料探索任務(wù)”（如“和家長一起找5種不同材料的物品”），讓家長參與評價，反饋孩子的探究熱情與能力變化。成長檔案袋記錄：收集學生的實驗記錄卡、觀察照片、小組討論錄音，學期末制作“我的材料探索手冊”，讓進步可視化；2.4評價方式：從“結(jié)果評價”到“過程性+成長性”的多元反饋同伴互評機制：設(shè)計“小科學家點贊卡”，學生可以為同伴的“仔細觀察”“大膽提問”“幫助他人”等行為點贊；傳統(tǒng)實驗評價多關(guān)注“是否得出正確結(jié)論”，2025年更強調(diào)：03前沿進展在一年級上冊的具體實驗適配前沿進展在一年級上冊的具體實驗適配一年級科學上冊與材料相關(guān)的核心內(nèi)容集中在“我們周圍的材料”單元，包括“認識常見材料”“比較材料的特性”“材料的用途”三部分。結(jié)合前沿進展，我設(shè)計了以下3個典型實驗，供同行參考。1實驗一：“找不同的杯子”（比較材料的基本特征）實驗?zāi)繕耍和ㄟ^觀察、觸摸、比較，說出塑料杯、玻璃杯、陶瓷杯的不同特征（如透明/不透明、輕/重、光滑/粗糙），并關(guān)聯(lián)其用途。材料準備：塑料杯（帶花紋）、玻璃杯（無花紋）、陶瓷杯（帶把手）各3個，記錄卡（附“透明”“輕”“光滑”等關(guān)鍵詞貼紙）。實驗步驟：(1)情境導入：“今天，三個杯子寶寶來做客，它們想讓小朋友們說說誰最特別！”(2)分組觀察：每組領(lǐng)取1個杯子，用“看一看”（是否能看到杯內(nèi)物體）、“摸一摸”（表面是否光滑）、“掂一掂”（輕重）的方法探索；(3)小組分享：用貼紙在記錄卡上標注特征，例如塑料杯貼“輕”“不透明”，玻璃杯貼“重”“透明”；1實驗一：“找不同的杯子”（比較材料的基本特征）(4)關(guān)聯(lián)用途：提問“如果要裝熱水，選哪個杯子？如果怕摔，選哪個？”引導思考“材料特征與用途的關(guān)系”。前沿體現(xiàn)：使用生活化材料（學生日常用杯）、游戲化情境（杯子寶寶做客）、可視化記錄（貼紙+簡筆畫），符合“生活化+游戲化”趨勢。2實驗二：“紙的秘密大發(fā)現(xiàn)”（探究材料的特定屬性）實驗?zāi)繕耍和ㄟ^實驗比較不同紙張（衛(wèi)生紙、卡紙、牛皮紙）的吸水性和柔韌性，初步理解“不同紙有不同用途”。材料準備：三種紙張各5張，滴管（裝水）、回形針（測試承重）、記錄板（畫有“吸水性”“柔韌性”兩欄）。實驗步驟：(1)問題驅(qū)動：“為什么媽媽用衛(wèi)生紙擦手，而我用卡紙做手工？紙有什么不一樣？”(2)吸水性實驗：在每種紙上滴1滴清水，用秒表記錄水痕擴散時間（衛(wèi)生紙最快，卡紙最慢）；(3)柔韌性實驗：將紙對折3次，觀察是否破裂（衛(wèi)生紙易破，牛皮紙最耐折）；(4)總結(jié)應(yīng)用：展示紙巾（吸水）、手工紙（柔韌）、快遞盒（結(jié)實），讓學生匹配對2實驗二：“紙的秘密大發(fā)現(xiàn)”（探究材料的特定屬性）應(yīng)的紙張類型。前沿體現(xiàn)：引入簡單測量工具（秒表）、設(shè)計問題鏈驅(qū)動探究、關(guān)聯(lián)生活實際用途，體現(xiàn)“探究性+教育性”特征。3實驗三：“自然材料大搜索”（拓展材料的分類認知）實驗?zāi)繕耍簠^(qū)分天然材料（如木頭、棉花）和人造材料（如塑料、玻璃），體會“材料來源于自然或人工制造”。材料準備：自然材料包（樹葉、松果、鵝卵石）、人造材料包（塑料積木、玻璃彈珠、布片）、分類籃（標“自然”“人造”）。實驗步驟：(1)戶外探索：帶學生到校園花壇收集自然材料（強調(diào)“不采摘活的植物”）；(2)室內(nèi)分類：展示教師提供的人造材料，引導討論“哪些是大自然本來就有的？哪些是工人叔叔阿姨做的？”；(3)拓展討論：提問“棉布是自然還是人造？”（棉花是自然，棉布是加工后的人造），初步滲透“材料加工”概念；3實驗三：“自然材料大搜索”（拓展材料的分類認知）(4)創(chuàng)意任務(wù)：用自然材料和人造材料合作拼貼“我的材料世界”圖畫，鞏固分類認知。前沿體現(xiàn)：結(jié)合戶外實踐、引入跨學科（美術(shù)拼貼）、辨析易混淆概念（天然vs加工），符合“生活化+跨學科”趨勢。04實踐中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略實踐中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略前沿實驗的落地并非一帆風順，結(jié)合近兩年的教學實踐，我總結(jié)了以下常見挑戰(zhàn)及解決方法：1挑戰(zhàn)一：材料安全性與可獲得性的平衡問題：生活化材料可能存在安全隱患（如尖銳的貝殼、易過敏的植物），或因地域差異難以收集（如南方學校難獲取松針）。應(yīng)對：建立“材料安全清單”：提前用“三問法”篩選（是否尖銳？是否易誤食？是否可能引起過敏？），例如用圓頭貝殼替代尖銳石頭，用干花替代鮮花；實施“材料共享計劃”：通過家長群收集學生家中閑置材料（如舊紐扣、廢布料），教師補充地域特色材料（如北方用玉米皮，南方用椰殼）；開發(fā)替代方案：若某材料無法獲取，用功能相似的材料替代（如用海綿替代棉花測試吸水性）。2挑戰(zhàn)二：學生操作能力與實驗?zāi)繕说钠ヅ鋯栴}：一年級學生手部小肌肉群發(fā)育不完善，可能出現(xiàn)“滴管捏不緊”“記錄卡貼錯”等操作失誤，影響實驗進度。應(yīng)對：設(shè)計“分步指導卡”：將實驗步驟分解為圖片+短句（如“第一步：捏滴管頂部”“第二步：輕輕擠壓滴水”），學生按圖操作；采用“小老師協(xié)助制”：提前培訓3-5名操作能力強的學生，實驗時擔任“小助手”，幫助同伴完成關(guān)鍵步驟；調(diào)整評價重點：不追求“完美操作”，關(guān)注“是否嘗試”“是否有新發(fā)現(xiàn)”，例如學生因手抖滴多了水，但觀察到“水多了擴散更快”，這也是有效發(fā)現(xiàn)。3挑戰(zhàn)三：課堂時間與探究深度的矛盾問題：40分鐘課堂中，實驗操作、分享討論、總結(jié)提升易出現(xiàn)時間分配不均，導致探究流于表面。應(yīng)對：采用“主次任務(wù)法”：確定1個核心任務(wù)（如“比較吸水性”），2個次要任務(wù)（如“摸一摸軟硬”“猜一猜用途”），確保核心任務(wù)有足夠時間；利用“碎片時間”：課前5分鐘展示實驗材料，激發(fā)興趣；課后布置“家庭延伸任務(wù)”（如“和家長用不同紙折小船”），延續(xù)探究；優(yōu)化分享方式：用“站立分享”替代“舉手發(fā)言”，學生想到就說，控制每人發(fā)言時間在15秒內(nèi)，提高效率。05總結(jié)：讓材料實驗成為兒童認識世界的“第一把鑰匙”總結(jié)：讓材料實驗成為兒童認識世界的“第一把鑰匙”2025年材料實驗