小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與器材準(zhǔn)備小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其重要載體。教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性與器材準(zhǔn)備的有效性，直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)生探究能力的發(fā)展。本文從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，探討小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的思路與器材準(zhǔn)備的要點(diǎn)，為一線教師提供可操作的參考。一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的核心思路（一）立足學(xué)情，錨定認(rèn)知起點(diǎn)小學(xué)生的認(rèn)知以直觀形象思維為主，教學(xué)設(shè)計(jì)需貼合其年齡特點(diǎn)與知識儲備。例如，低年級學(xué)生對自然現(xiàn)象充滿好奇但動(dòng)手能力有限，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)簡化操作步驟，多用觀察、觸摸等感官體驗(yàn)；高年級學(xué)生具備初步邏輯思維，可引入變量控制、對比實(shí)驗(yàn)等探究環(huán)節(jié)。教師需梳理學(xué)生已有科學(xué)概念（如對“溶解”的前認(rèn)知），以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，避免認(rèn)知沖突的盲目創(chuàng)設(shè)。（二）三維目標(biāo)，統(tǒng)領(lǐng)實(shí)驗(yàn)方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)目標(biāo)需兼顧知識建構(gòu)、能力發(fā)展與情感培育。以“探究種子萌發(fā)的條件”為例：知識目標(biāo)聚焦種子萌發(fā)的環(huán)境因素（水、空氣、溫度）；能力目標(biāo)指向“設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”的科學(xué)探究技能；情感目標(biāo)則滲透“耐心觀察、尊重事實(shí)”的科學(xué)態(tài)度。目標(biāo)表述需具體可測，如“能說出影響種子萌發(fā)的兩個(gè)環(huán)境因素”“會(huì)用表格記錄連續(xù)5天的種子變化”。（三）內(nèi)容設(shè)計(jì)：從生活到科學(xué)的橋梁實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)源于生活現(xiàn)象，回歸科學(xué)本質(zhì)。例如，“食物的營養(yǎng)成分”實(shí)驗(yàn)，可從學(xué)生早餐（面包、雞蛋、蘋果）切入，通過“滴碘酒檢驗(yàn)淀粉”“擠壓花生辨油脂”等操作，將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為科學(xué)認(rèn)知。同時(shí)，內(nèi)容需符合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求，兼顧“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)域的均衡性。（四）過程規(guī)劃：凸顯探究的層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程應(yīng)遵循“提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—實(shí)施探究—得出結(jié)論—拓展應(yīng)用”的邏輯鏈。以“擺的快慢與什么有關(guān)”為例：導(dǎo)入：用秋千、鐘擺的視頻引發(fā)疑問“擺的快慢由什么決定？”；探究：提供擺錘（不同重量螺母）、擺繩（不同長度棉線），引導(dǎo)學(xué)生分組設(shè)計(jì)“單一變量”實(shí)驗(yàn)，記錄15秒內(nèi)擺的次數(shù)；總結(jié)：通過數(shù)據(jù)對比，歸納“擺的快慢與擺繩長度有關(guān)，與擺錘重量無關(guān)”的結(jié)論；拓展：聯(lián)系生活中“調(diào)節(jié)擺鐘快慢”的實(shí)際應(yīng)用。過程中需預(yù)留“試錯(cuò)”空間，如允許學(xué)生先嘗試“同時(shí)改變擺錘和擺繩”，再通過數(shù)據(jù)矛盾反思實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。二、實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備的實(shí)踐要點(diǎn)（一）適配性：器材與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、學(xué)生能力的匹配器材選擇需服務(wù)于實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，且符合學(xué)生操作能力。例如，“觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)，低年級用洋蔥表皮+放大鏡（觀察紋理），高年級則用顯微鏡（觀察細(xì)胞）；“電路實(shí)驗(yàn)”中，低年級用燈座、電池盒（卡扣式，防短路），高年級可引入單刀開關(guān)、電流表（指針式，需讀數(shù)訓(xùn)練）。器材復(fù)雜度應(yīng)隨年級遞增，避免“高難度器材抑制探究興趣”或“低難度器材無法支撐深度探究”。（二）安全性：筑牢實(shí)驗(yàn)的底線思維小學(xué)實(shí)驗(yàn)器材需優(yōu)先考慮安全性：化學(xué)藥品選用無毒、低劑量的替代品，如用紫甘藍(lán)汁代替pH試紙檢測酸堿性；力學(xué)實(shí)驗(yàn)避免尖銳金屬，用木質(zhì)斜面、塑料小車；電器實(shí)驗(yàn)使用低壓電源（≤6V），并預(yù)設(shè)“短路保護(hù)”裝置（如串聯(lián)小燈泡）。教師需提前試做實(shí)驗(yàn)，排查“器材老化（如導(dǎo)線絕緣層破損）”“操作失誤（如酒精燈傾斜灑出酒精）”等安全隱患。（三）規(guī)范性：遵循課標(biāo)與教材的要求器材準(zhǔn)備需對照教材實(shí)驗(yàn)清單，確?！耙徽n一備”。例如，人教版三年級《植物的一生》單元，需準(zhǔn)備菜豆種子、培養(yǎng)皿、脫脂棉（保濕）、透明塑料杯（觀察根的生長）；教科版四年級《巖石的組成》，需配備花崗巖、大理巖標(biāo)本、銅鑰匙、鹽酸（教師演示用，學(xué)生用醋酸代替）。同時(shí)，器材規(guī)格需符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如天平精度為0.1g，量筒刻度清晰無誤差。（四）創(chuàng)新性：自制與改進(jìn)器材的價(jià)值面對教材實(shí)驗(yàn)的“器材空缺”或“效果不足”，教師可嘗試自制器材：用飲料瓶、吸管制作“肺的呼吸模型”，直觀展示膈肌運(yùn)動(dòng)；用LED燈、太陽能板、小電機(jī)組裝“能量轉(zhuǎn)化裝置”，替代復(fù)雜的電路實(shí)驗(yàn)箱；用3D打印技術(shù)制作“齒輪傳動(dòng)模型”，解決傳統(tǒng)木質(zhì)模型易損壞的問題。自制器材需兼顧成本（如利用廢舊材料）、耐用性（如用熱熔膠加固接口）與可重復(fù)性（如設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)）。三、器材管理的高效策略（一）分類收納：從“雜亂堆放”到“有序取用”建立“實(shí)驗(yàn)類型+年級+單元”的器材收納體系：觀察類器材（放大鏡、標(biāo)本盒）放入“感官探究區(qū)”，貼好“動(dòng)植物/礦物”標(biāo)簽；探究類器材（電路套件、測力器）按“物質(zhì)科學(xué)/生命科學(xué)”分類，存于“實(shí)驗(yàn)探究柜”；危險(xiǎn)品（如酒精、稀鹽酸）單獨(dú)存放于“安全試劑柜”，加雙鎖并登記使用記錄。收納盒采用透明塑料材質(zhì)，內(nèi)附“器材清單+使用說明”，方便學(xué)生自主取用。（二）維護(hù)與更新：延長器材壽命的關(guān)鍵定期開展器材維護(hù)：光學(xué)器材（顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡）用鏡頭紙清潔，避免潮濕；電子器材（電池盒、傳感器）檢查導(dǎo)線連接，及時(shí)更換老化元件；化學(xué)試劑（如碘酒、色素）標(biāo)注保質(zhì)期，變質(zhì)后立即更換。每學(xué)期末統(tǒng)計(jì)器材損耗，結(jié)合下學(xué)年教學(xué)計(jì)劃補(bǔ)充更新，如新增“生態(tài)瓶”“簡易編程套件”等創(chuàng)新器材。（三）學(xué)生參與：器材管理的“小助手”機(jī)制選拔“科學(xué)器材管理員”（每班2-3名），負(fù)責(zé)：課前按實(shí)驗(yàn)清單分揀器材，擺放至小組實(shí)驗(yàn)臺；課中提醒“輕拿輕放”“實(shí)驗(yàn)后歸位”；課后清潔器材（如清洗燒杯、晾干培養(yǎng)皿），并記錄“損壞/缺失”情況。通過學(xué)生參與，培養(yǎng)其責(zé)任意識與科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)減輕教師負(fù)擔(dān)。四、教學(xué)案例：《植物的向光性實(shí)驗(yàn)》的設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備（一）教學(xué)設(shè)計(jì)思路學(xué)情：四年級學(xué)生已了解“植物生長需要陽光”，但對“向光性”的認(rèn)知停留在“植物會(huì)朝著光長”，缺乏定量觀察經(jīng)驗(yàn)。目標(biāo)：知識：描述植物向光性的表現(xiàn)，解釋其對生存的意義；能力：設(shè)計(jì)“單側(cè)光照”的對照實(shí)驗(yàn)，用直尺測量莖的彎曲角度；情感：體會(huì)“長期觀察、嚴(yán)謹(jǐn)記錄”的科學(xué)精神。過程：1.導(dǎo)入：展示“窗臺上的植物向窗外生長”的圖片，提問“植物為什么會(huì)‘追光’？”；2.探究：分組領(lǐng)取器材（綠豆幼苗、黑色紙盒、剪刀、直尺、記號筆）；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：將紙盒一側(cè)剪去3cm×3cm的窗口，罩住幼苗（保證“單側(cè)光照”），對照組幼苗置于自然光下；觀察記錄：連續(xù)7天測量莖的高度、彎曲角度，填寫記錄表；3.總結(jié)：對比兩組數(shù)據(jù)，得出“單側(cè)光照會(huì)使植物莖向光彎曲生長”的結(jié)論；4.拓展：聯(lián)系“向日葵隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)”“森林中植物的向光競爭”等自然現(xiàn)象。（二）器材準(zhǔn)備清單與注意事項(xiàng)器材名稱數(shù)量（每組）規(guī)格要求注意事項(xiàng)--------------------------------------------------------------------------------綠豆幼苗2株生長7天，莖長約5cm提前3天浸泡、催芽，保證健康黑色紙盒1個(gè)邊長15cm的正方體內(nèi)壁涂黑，減少反光剪刀1把兒童安全剪刀教師提前檢查刃口是否圓潤直尺1把透明塑料，刻度清晰測量時(shí)緊貼莖的彎曲面記號筆1支細(xì)頭，黑色標(biāo)記測量點(diǎn)，避免污染幼苗特殊準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前1天用不透光布遮擋教室窗戶，確保“單側(cè)光照”組的光線唯一來源；對照組幼苗放置在教室中央，避免其他光源干擾。五、總結(jié)與展望小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)設(shè)計(jì)是“靈魂”，需以學(xué)生為中心，構(gòu)建“有趣、有序、有深度”的探究過程；器材準(zhǔn)備是“