一、實驗背景與目標設(shè)定：從生活問題到科學探究的橋梁演講人CONTENTS實驗背景與目標設(shè)定：從生活問題到科學探究的橋梁實驗設(shè)計與準備：讓探究過程“可操作、可觀察、可推理”實驗實施過程：從猜想驗證到思維進階實驗成效與反思：在實踐中優(yōu)化科學教育總結(jié)與拓展：讓科學探究扎根生活目錄2025小學二年級科學下冊了解植物根的吸收實驗報告總結(jié)報告總結(jié)報告課件作為一名從事小學科學教育十余年的教師，我始終堅信：科學探究的種子需要在具象觀察與動手實踐中萌發(fā)。本學期二年級科學下冊《植物的生長》單元中，“根的吸收作用”是核心知識點之一。為幫助8-9歲兒童建立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的科學觀念，我設(shè)計并實施了“植物根的吸收作用”探究實驗。以下，我將以本次實驗的全流程為線索，結(jié)合學生的真實反饋與數(shù)據(jù)記錄，進行系統(tǒng)總結(jié)與分享。01實驗背景與目標設(shè)定：從生活問題到科學探究的橋梁1教材分析與學情定位人教版小學科學二年級下冊《植物的生長》單元以“觀察植物的生長過程”為主線，其中“根的作用”是繼“根的形態(tài)”后的延伸內(nèi)容。通過前兩課的學習，學生已能區(qū)分直根系與須根系，并觀察到根“向下生長”“向有水處生長”的特性，但對“根如何幫助植物生存”這一核心問題仍停留在表層認知。從學情看，二年級學生的思維以具體形象思維為主，對“吸收”這類抽象概念需借助直觀現(xiàn)象理解；動手操作興趣濃厚，但實驗變量控制意識薄弱，需要教師通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計引導(dǎo)。2三維目標拆解1基于課程標準與學生特點，我將本次實驗的目標設(shè)定為：2知識目標：通過觀察對比實驗，知道根是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官；能描述根吸收的水分通過莖傳遞到葉的現(xiàn)象。3能力目標：掌握“控制變量法”設(shè)計簡單對比實驗的方法；學會用測量、畫圖、文字記錄等方式整理實驗現(xiàn)象；能基于現(xiàn)象進行合理推理。4情感目標：激發(fā)對植物生命現(xiàn)象的探究興趣；體會“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的科學思想；養(yǎng)成尊重事實、合作交流的科學態(tài)度。02實驗設(shè)計與準備：讓探究過程“可操作、可觀察、可推理”1實驗原理的簡化與可視化考慮到二年級學生的認知水平，我選擇“紅墨水顯色法”與“水位測量法”結(jié)合的雙指標觀察方案。原理如下：01紅墨水（安全可水洗）溶于水后，若根具有吸收作用，會隨水分被根吸收并運輸至莖、葉，使莖的橫切/縱切面出現(xiàn)紅色斑點或線條（導(dǎo)管被染色）；02同時，植物通過根吸收的水分會通過蒸騰作用散失，導(dǎo)致容器中水位下降，通過測量水位變化可量化吸收量。032實驗材料的選擇與優(yōu)化為確保實驗現(xiàn)象明顯且操作安全，材料選擇經(jīng)過3輪預(yù)實驗調(diào)整：實驗植物：首選水培綠蘿（須根系，根毛清晰），次選帶根芹菜（莖透明易觀察導(dǎo)管）。預(yù)實驗發(fā)現(xiàn)，綠蘿在24小時內(nèi)顯色不明顯，最終確定用新鮮芹菜（實驗前水培2天激活根系）；容器：50ml透明刻度試管（便于精準測量水位），標記線用防水記號筆提前畫好；對比組設(shè)置：設(shè)計兩組實驗——實驗組（保留完整根的芹菜）、對照組（切除根的芹菜），其他條件（水量、光照、溫度）完全一致，控制單一變量；輔助工具：紅墨水（稀釋10倍避免濃度過高損傷植物）、直尺（測量水位）、刀片（安全型兒童美工刀）、記錄卡（包含“我的猜想”“觀察到的現(xiàn)象”“我的結(jié)論”三部分）。3學生分組與分工指導(dǎo)將42名學生分為10組（4人/組，1組備用），每組明確分工：記錄員：負責填寫實驗記錄卡，繪制莖的橫切面圖；測量員：用直尺測量并記錄初始水位與24小時后水位；操作員：負責剪切芹菜根、固定植株、滴加紅墨水；匯報員：整理組內(nèi)結(jié)論，參與全班交流。實驗前通過“小老師演示”環(huán)節(jié)，重點強調(diào)刀片使用安全（“三不原則”：不拿刀片奔跑、不指向他人、不用力過猛）與紅墨水操作規(guī)范（滴加后立即蓋緊試管防止蒸發(fā)）。03實驗實施過程：從猜想驗證到思維進階1問題導(dǎo)入：激活前概念課程起始，我展示兩株狀態(tài)相似的芹菜（一株帶根、一株去根），提問：“如果把它們分別放進裝紅墨水的試管里，24小時后會發(fā)生什么？根可能起什么作用？”學生的猜想呈現(xiàn)明顯年齡特征：具象型：“帶根的芹菜葉子會更綠”“去根的可能會死”；關(guān)聯(lián)型：“根可能像吸管一樣吸水”“紅墨水可能從根跑到莖里”；矛盾型：“莖也能吸水，根可能只是固定植物”（前概念干擾）。通過板書整理猜想，明確實驗核心任務(wù)：驗證“根是否具有吸收水分的作用”。2操作環(huán)節(jié)：在規(guī)范中體驗探究實驗操作分三步進行，每步穿插“觀察-記錄-討論”：2操作環(huán)節(jié)：在規(guī)范中體驗探究Step1：組裝實驗裝置每組領(lǐng)取2支試管（標記A組：帶根芹菜；B組：去根芹菜），加入20ml稀釋紅墨水，記錄初始水位（精確到1mm）。學生操作時，我重點巡視根的剪切是否徹底（需切除所有可見根須），并提醒“將莖底部浸入液面2cm”以確保導(dǎo)管接觸溶液。Step2：24小時靜置觀察考慮到課堂時間限制，實驗裝置放置于教室窗臺（統(tǒng)一光照、室溫25℃），由值日小組每天16:00記錄一次水位（共記錄3次：初始、12小時、24小時）。期間，我拍攝延時攝影記錄植物狀態(tài)變化，并在次日課堂播放：“看，帶根芹菜的葉子始終挺立，去根的葉子有點蔫了！”——這一現(xiàn)象已初步指向根的作用。Step3：解剖觀察與數(shù)據(jù)整理2操作環(huán)節(jié)：在規(guī)范中體驗探究Step1：組裝實驗裝置24小時后，學生取出芹菜莖，用刀片小心橫切（教師演示“捏緊莖、輕推刀片”）。當看到帶根芹菜的莖橫切面出現(xiàn)紅色小點（導(dǎo)管被染色）、縱切面有紅色線條（導(dǎo)管路徑），而對照組莖切面無紅色時，教室響起一片驚嘆：“原來根真的把紅墨水吸上去了！”同時，測量數(shù)據(jù)顯示：實驗組水位下降5mm，對照組僅下降1mm（排除蒸發(fā)因素）。3研討環(huán)節(jié)：從現(xiàn)象到結(jié)論的推理圍繞“觀察到哪些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象能說明什么？”的核心問題，引導(dǎo)學生進行三級推理：1一級推理（現(xiàn)象描述）：“帶根芹菜的莖變紅了，水位下降更多；去根的莖沒變紅，水位下降少?！?二級推理（因果關(guān)聯(lián)）：“紅墨水在莖中出現(xiàn)，說明水從根進入了莖；水位下降多，說明根吸收了更多水?！?三級推理（結(jié)論提煉）：“根能吸收水分，并將水分運輸?shù)角o和葉中?！?針對“對照組水位為何下降1mm”的追問，學生很快想到“可能是莖表面蒸發(fā)了一點水”，這為后續(xù)學習“蒸騰作用”埋下伏筆。504實驗成效與反思：在實踐中優(yōu)化科學教育1學生核心素養(yǎng)的發(fā)展表現(xiàn)通過實驗前后測（前測：畫圖表示“植物如何喝水”；后測：用“根→莖→葉”箭頭圖解釋水分運輸）對比，87%的學生能準確畫出根吸收水分并運輸?shù)穆窂剑^前測（僅32%）顯著提升。課堂觀察顯示：科學思維：90%的小組能說出“對比實驗要保證其他條件一樣”，75%的學生能基于現(xiàn)象反駁“莖也能大量吸水”的前概念；探究能力：學生從“等待教師指令”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃犹釂枴保ㄈ纭叭绻貌煌伾哪?，根會吸收嗎？”“根毛多的植物是不是吸得更快？”）；態(tài)度責任：實驗中95%的小組能有序合作，實驗后主動清理器材，部分學生回家用蘿卜根重復(fù)實驗并記錄在“家庭科學日記”中。2實驗設(shè)計的改進方向本次實驗雖達成預(yù)期，但仍有優(yōu)化空間：材料選擇：可增加不同根系類型（如直根系的菠菜與須根系的蔥）對比，引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)“根毛多的植物吸收更快”；時間控制：24小時的等待周期對二年級學生耐心是挑戰(zhàn)，可增加“4小時快速觀察組”（用熱水加速吸收），滿足即時探究需求；評價方式：除記錄卡外，可引入“實驗視頻日記”，讓學生用手機拍攝關(guān)鍵步驟并配音講解，增強表達能力。05總結(jié)與拓展：讓科學探究扎根生活總結(jié)與拓展：讓科學探究扎根生活本次“植物根的吸收作用”實驗，是一次“從生活問題到科學結(jié)論”的完整探究之旅。通過對比實驗的設(shè)計與操作，學生不僅掌握了“根是吸收水分主要器官”的知識，更重要的是體驗了“猜想-驗證-推理”的科學方法，感受到“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。正如學生在實驗報告中寫的：“根就像植物的‘小吸管’，把水和營