小學科學探究實驗教學設計集引言小學科學課程以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為核心，探究實驗是學生親歷科學過程、建構(gòu)科學概念的重要載體。隨著《義務教育科學課程標準（2022年版）》對“探究實踐”素養(yǎng)的強調(diào)，優(yōu)質(zhì)的實驗教學設計成為落實課標、激活課堂的關鍵。本教學設計集立足小學階段學生認知特點，精選多領域探究實驗，從目標定位、流程設計到實施策略進行系統(tǒng)梳理，為一線教師提供可借鑒、可拓展的實踐范式，助力學生在“做科學”中發(fā)展觀察、推理、創(chuàng)新等核心能力。一、小學科學探究實驗設計的核心原則（一）趣味性奠基，激活探究內(nèi)驅(qū)力小學生的科學學習始于興趣。實驗設計需結(jié)合生活情境或游戲化元素，如“會跳舞的鹽?！保ɡ寐曇粽駝釉恚?、“彩虹雨”（密度分層實驗），通過新奇現(xiàn)象引發(fā)好奇心，讓學生在“想探究”的狀態(tài)中進入學習。同時，趣味性需服務于科學性，現(xiàn)象背后的科學概念需清晰指向課標要求的核心概念，避免為“有趣”而偏離教學目標。（二）適切性為綱，契合認知發(fā)展水平實驗難度需匹配不同學段學生的能力：低年級側(cè)重觀察與簡單操作（如“種子的旅行”觀察植物傳播方式），中年級增加變量控制（如“哪種紙吸水快”對比實驗），高年級嘗試設計探究方案（如“影響擺的快慢的因素”）。材料選擇遵循“易得、安全、直觀”原則，優(yōu)先使用生活常見物品（如用飲料瓶做水鐘、用橡皮泥模擬火山），降低操作門檻，保障全員參與。（三）探究性貫穿，還原科學發(fā)現(xiàn)過程實驗設計需包含“問題—假設—驗證—結(jié)論”的完整探究鏈，而非機械的“步驟說明書”。例如“土壤里有什么”實驗，先引導學生根據(jù)經(jīng)驗猜想土壤成分，再通過“看（顆粒）、摸（濕度）、聞（氣味）、篩（雜質(zhì)）、燒（有機物）”等多元方法驗證，讓學生體驗“提出疑問—尋找證據(jù)—形成解釋”的科學思維過程，理解“科學結(jié)論基于證據(jù)”的本質(zhì)。（四）安全性護航，保障探究有序開展實驗材料需提前評估風險：避免尖銳工具、有毒試劑（如用食用色素替代化學染料），高溫實驗（如加熱白糖）需教師演示或嚴格把控操作規(guī)范。流程設計中明確“安全提示”環(huán)節(jié)，如使用酒精燈時的“三禁止”，培養(yǎng)學生規(guī)范操作的意識，讓探究在安全框架內(nèi)進行。二、典型探究實驗教學設計案例（一）生命科學領域：《植物的向光性》（四年級）教學目標科學概念：認識植物具有向光生長的特性，理解環(huán)境因素對生物的影響。探究能力：學會設計對照實驗，通過長期觀察記錄數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)象得出結(jié)論。態(tài)度責任：培養(yǎng)耐心觀察的品質(zhì)，體會生物與環(huán)境的依存關系。材料準備蠶豆種子（或綠豆）、不透光紙盒（一側(cè)開小窗）、花盆、土壤、記號筆、觀察記錄表。教學流程1.問題驅(qū)動：展示“窗臺上的植物總是朝向窗外生長”的現(xiàn)象，提問：“植物會‘追著’光生長嗎？”引導學生結(jié)合經(jīng)驗猜想。2.設計方案：小組討論如何驗證猜想，教師引導明確變量（光照方向）、控制條件（種子種類、土壤、水分相同），確定實驗分組：實驗組（紙盒一側(cè)開窗，植物置于盒內(nèi)）、對照組（正常光照）。3.實驗實施：學生種植種子，將實驗組紙盒封好，每天同一時間觀察并記錄幼苗生長方向，對照組同步觀察。4.證據(jù)分析：一周后打開紙盒，對比兩組植物的生長方向，結(jié)合記錄表分析：“實驗組的植物是朝哪個方向長的？和窗戶位置有什么關系？”5.結(jié)論拓展：總結(jié)植物向光性，追問“如果把紙盒的窗戶換個方向，植物會怎樣？”鼓勵課后延伸實驗，或查閱資料了解植物向光性的原理（如生長素分布）。設計意圖通過長期觀察的對照實驗，讓學生經(jīng)歷“提出問題—設計實驗—收集證據(jù)—得出結(jié)論”的完整探究過程，培養(yǎng)變量控制能力和實證意識，同時將課堂探究延伸至課外，滲透長期觀察的科學方法。（二）物質(zhì)科學領域：《溶解的秘密》（三年級）教學目標科學概念：區(qū)分溶解與不溶解現(xiàn)象，了解影響溶解速度的因素（溫度、攪拌、顆粒大?。Ｌ骄磕芰Γ和ㄟ^對比實驗，自主發(fā)現(xiàn)變量對溶解的影響，學會用“相同條件下”的規(guī)范表述。實踐創(chuàng)新：能運用溶解知識解決生活問題（如快速沖咖啡）。材料準備食鹽、白糖、沙子、面粉、燒杯、熱水、冷水、玻璃棒、研缽（或搟面杖）、記錄表。教學流程1.現(xiàn)象導入：演示“把鹽和沙子分別放入水中攪拌”，提問：“兩種物質(zhì)在水中的變化一樣嗎？”引導學生觀察并描述“溶解”（均勻分散、看不見）與“不溶解”（沉淀、可見）的區(qū)別。2.分類探究：提供多種物質(zhì)（食鹽、白糖、沙子、面粉），學生分組實驗，根據(jù)觀察結(jié)果將物質(zhì)分為“溶解組”和“不溶解組”，教師引導討論“面粉在水中是溶解嗎？”（結(jié)合過濾操作驗證，發(fā)現(xiàn)面粉不能通過濾紙，說明未溶解）。3.變量探究：聚焦“怎樣讓鹽溶解得更快？”，學生提出猜想（加熱、攪拌、把鹽弄碎），教師引導設計三組對照實驗：組1：熱水vs冷水，其他條件相同；組2：攪拌vs不攪拌，其他條件相同；組3：粗鹽vs細鹽，其他條件相同。學生分組選擇一個變量實驗，記錄溶解時間，匯報結(jié)果。4.生活應用：提問“媽媽沖咖啡時怎樣讓咖啡更快溶解？”學生結(jié)合實驗結(jié)論提出建議，教師拓展“除了溶解，生活中還有哪些類似現(xiàn)象？”（如味精溶解、油污不溶解需用洗滌劑）。設計意圖從“辨別溶解”到“探究影響因素”，由淺入深搭建認知階梯。通過開放式分類實驗和結(jié)構(gòu)化對照實驗，讓學生在操作中理解“公平實驗”的意義，同時聯(lián)系生活，體現(xiàn)科學知識的實用性。（三）地球與宇宙領域：《云的觀測》（五年級）教學目標科學概念：認識云的類型（積云、層云、卷云），了解云與天氣的關系。探究能力：學會用分類標準觀察云，記錄云量和類型，分析天氣變化趨勢?？茖W態(tài)度：養(yǎng)成長期觀察的習慣，體會自然現(xiàn)象的規(guī)律性與復雜性。材料準備云的類型卡片（帶圖片和文字描述）、云量觀測盤（或自制圓形紙板，分三等分標注“晴天、多云、陰天”）、天氣記錄表、放大鏡。教學流程1.情境提問：展示不同天氣的云圖，提問：“云的樣子都一樣嗎？不同的云會帶來不同天氣嗎？”激發(fā)探究興趣。2.分類學習：教師講解云的分類依據(jù)（高度、形狀），結(jié)合卡片介紹積云（低矮、棉花狀，晴天多）、層云（扁平、覆蓋天空，陰天或小雨）、卷云（纖細、高空，預示天氣變化）。學生分組觀察卡片，用關鍵詞描述特征。3.實地觀測：選擇晴天或多云的天氣，帶學生到操場，用云量觀測盤估算云量（如“天空被云遮住的部分占幾分之幾”），用分類標準判斷云的類型，記錄在天氣表中（包括時間、云量、云型、天氣現(xiàn)象）。4.數(shù)據(jù)分析：連續(xù)觀察一周后，組織學生匯總數(shù)據(jù)，討論：“哪種云出現(xiàn)后，天氣容易變化？我們的觀測和天氣預報一致嗎？”引導學生理解云是天氣的“信號”，但需結(jié)合其他因素判斷。5.拓展延伸：鼓勵學生用手機拍攝云的照片，制作“云的日記”，或查閱“看云識天氣”的諺語，對比科學解釋與經(jīng)驗總結(jié)的異同。設計意圖將課堂延伸至戶外，讓學生在真實情境中運用科學概念觀察自然。長期觀測培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識和耐心，通過對比天氣預報，理解科學觀測與生活經(jīng)驗的聯(lián)系，滲透“自然現(xiàn)象可預測但需證據(jù)支持”的科學觀念。三、探究實驗教學的實施策略（一）小組合作：從“分工”到“協(xié)作”采用“異質(zhì)分組”（能力、性格互補），明確角色（操作員、記錄員、發(fā)言人、安全員），但避免角色固化。例如實驗前討論“誰先嘗試操作？遇到問題如何分工解決？”，培養(yǎng)學生的溝通與協(xié)作能力。教師巡視時，關注“沉默者”的參與度，通過“你覺得他的操作有什么可以改進的？”等問題引導全員思考。（二）問題引導：從“答疑”到“啟思”避免直接告訴答案，用“階梯式問題”引導探究：如學生觀察到“種子發(fā)芽后根總是向下長”，提問“如果把花盆倒過來，根會怎樣？”“是什么力量讓根向下？”（滲透重力概念）。對于生成性問題（如“為什么我的綠豆沒發(fā)芽？”），引導學生反思實驗變量（水分、溫度、種子活力），將問題轉(zhuǎn)化為新的探究點。（三）家校聯(lián)動：從“課堂”到“生活”設計“家庭小實驗”作為課堂延伸，如“探究家里哪些物質(zhì)能溶解在水中”“觀察家里的植物向光性”，讓家長參與記錄（拍照片、填表格），并在班級群分享。既鞏固課堂知識，又培養(yǎng)學生的生活探究意識，形成“學校—家庭”的科學教育合力。四、實驗教學的評價與反思（一）多元化評價：關注過程與成長過程性評價：采用“實驗記錄單+課堂表現(xiàn)”雙軌記錄，關注學生的提問質(zhì)量（如“你的問題是否基于觀察？”）、操作規(guī)范性（如“變量控制是否嚴謹？”）、合作參與度（如“是否傾聽他人意見？”）。成果性評價：不唯“結(jié)論正確”，更看“解釋合理性”。例如學生在“溶解實驗”中得出“熱水溶解快”，即使未嚴格控制水量，也肯定其“發(fā)現(xiàn)溫度影響”的思路，再引導反思實驗漏洞。個性化評價：針對不同水平學生設置分層目標，如學困生重點評價“參與度與操作規(guī)范”，學優(yōu)生評價“創(chuàng)新設計與拓展能力”（如“能否設計新的變量實驗？”）。（二）教學反思：從“完成”到“優(yōu)化”課后反思聚焦三個維度：目標達成：實驗是否幫助學生建構(gòu)了核心概念？如“植物向光性”實驗后，學生能否用“光照方向影響生長”解釋現(xiàn)象？流程優(yōu)化：哪些環(huán)節(jié)耗時過長？如“溶解實驗”的分組討論是否過于發(fā)散？可調(diào)整為“先示范一組實驗，再小組模仿設計”。學生反饋：收集學生的疑問或建議，如