一、引言：為何要強調(diào)科學(xué)實驗的趣味性？演講人引言：為何要強調(diào)科學(xué)實驗的趣味性？結(jié)語：趣味性設(shè)計的核心是“激發(fā)探究的種子”趣味性實驗實施的保障策略四年級上冊三大單元趣味實驗設(shè)計案例趣味性實驗設(shè)計的四大核心原則目錄2025小學(xué)四年級科學(xué)上冊科學(xué)實驗的趣味性設(shè)計課件01引言：為何要強調(diào)科學(xué)實驗的趣味性？引言：為何要強調(diào)科學(xué)實驗的趣味性？作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十年的一線教師，我常觀察到這樣的場景：當(dāng)實驗器材剛搬上講臺時，孩子們眼睛發(fā)亮、身體前傾；可當(dāng)實驗步驟被逐條念出、操作被嚴(yán)格限制時，部分學(xué)生的注意力開始游離，甚至有孩子小聲嘀咕“這個我早就知道了”。這讓我意識到：四年級學(xué)生（9-10歲）正處于具體運算階段向形式運算階段過渡的關(guān)鍵期，他們的認知特點是“直觀感知＞抽象理解”“動手操作＞被動接受”，若實驗設(shè)計僅停留在驗證結(jié)論的層面，便難以滿足其“好奇、好問、好動”的天性需求。2022版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“激發(fā)學(xué)生對自然現(xiàn)象的好奇心和探究熱情”的課程目標(biāo)，而科學(xué)實驗作為落實這一目標(biāo)的核心載體，其趣味性設(shè)計已不僅是“教學(xué)技巧”，更是“素養(yǎng)培育”的必然要求。結(jié)合四年級上冊教材（以教科版為例，內(nèi)容涵蓋“聲音”“呼吸與消化”“運動與力”三大單元），如何讓實驗從“按部就班”轉(zhuǎn)向“趣味探究”，是我近年教學(xué)實踐中重點攻關(guān)的課題。02趣味性實驗設(shè)計的四大核心原則趣味性實驗設(shè)計的四大核心原則要讓四年級學(xué)生在實驗中“玩得投入、學(xué)得深刻”，需緊扣其認知規(guī)律與心理特征，遵循以下設(shè)計原則：以生為本，契合年齡特征四年級學(xué)生手部小肌肉群發(fā)育漸趨成熟，能完成“擰緊螺絲”“剪切紙片”等精細動作，但注意力集中時間約20-25分鐘；他們對“生活化”“游戲化”“競爭性”場景更敏感，卻對“純理論推導(dǎo)”易生倦怠。因此，實驗設(shè)計需滿足三點：操作難度適中：步驟不超過5步，關(guān)鍵動作（如點燃蠟燭、連接電路）需提前分解示范；時間控制精準(zhǔn)：單組實驗操作時間≤15分鐘，留5分鐘用于觀察記錄與分享；興趣點植入：融入“比賽”（如“誰的小車跑得遠”）、“魔術(shù)”（如“變色的紫甘藍”）、“解謎”（如“杯子為什么吸住氣球”）等元素。情境驅(qū)動，鏈接生活經(jīng)驗科學(xué)實驗的“陌生感”常成為學(xué)生參與的障礙。若能將實驗情境與學(xué)生的日常生活經(jīng)驗綁定，可快速降低認知門檻。例如：在“聲音的產(chǎn)生”單元，學(xué)生每天都能聽到說話聲、雨聲、琴聲，但未必思考“聲音從何而來”。設(shè)計“尋找身邊的發(fā)聲器”實驗時，可讓學(xué)生用鋼尺（撥動發(fā)聲）、橡皮筋（拉伸撥動）、空紙盒（敲擊）等常見物品制造聲音，再通過“摸一摸發(fā)聲時的物體”環(huán)節(jié)，自然感知“振動”這一核心概念。在“呼吸與消化”單元，學(xué)生對“吃飯”再熟悉不過，但對“食物在體內(nèi)如何旅行”缺乏直觀認知。設(shè)計“模擬胃的工作”實驗時，用透明塑料袋裝水和碎餅干（模擬胃液與食物），讓學(xué)生用手揉捏袋子（模擬胃的蠕動），觀察餅干被碾碎的過程，比直接講解“胃的功能”更具代入感。任務(wù)分層，兼顧差異發(fā)展班級學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)存在個體差異：有的已接觸過家庭科學(xué)實驗，動手能力強；有的初次操作，需要更多指導(dǎo)。趣味性實驗設(shè)計需通過“基礎(chǔ)任務(wù)+挑戰(zhàn)任務(wù)”的分層模式，讓每個學(xué)生都能獲得“跳一跳夠得著”的成就感。例如在“運動與力”單元的“氣球小車”實驗中：基礎(chǔ)任務(wù)：用氣球、吸管、小車底盤組裝反沖力小車，觀察小車運動方向與氣球噴氣方向的關(guān)系；挑戰(zhàn)任務(wù)：增加“裝載10克砝碼”“通過S形軌道”等條件，探究“如何讓小車跑得更穩(wěn)/更遠”，鼓勵學(xué)生調(diào)整氣球大小、吸管角度或車身重量?；由桑せ钏季S碰撞趣味性不應(yīng)止于“好玩”，更要“引發(fā)思考”。實驗過程中需設(shè)計“提問-猜想-驗證-反思”的完整探究鏈，通過小組合作、師生對話，將“動手”與“動腦”結(jié)合。例如在“聲音的傳播”實驗中，設(shè)計“土電話”制作活動：提問：“用棉線連接的兩個紙杯能傳聲，用毛線連接效果會更好嗎？”猜想：學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗推測“毛線更軟，可能傳聲更清晰”；驗證：分組實驗，用相同力度說話，記錄對方是否聽清；反思：發(fā)現(xiàn)“棉線傳聲更清晰”后，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩種線的區(qū)別（棉線更緊密、振動傳遞更有效），進而理解“聲音通過介質(zhì)振動傳播”的原理。03四年級上冊三大單元趣味實驗設(shè)計案例四年級上冊三大單元趣味實驗設(shè)計案例結(jié)合教材內(nèi)容與上述原則，我針對“聲音”“呼吸與消化”“運動與力”三大單元，開發(fā)了以下典型實驗案例，均經(jīng)過課堂實踐驗證，學(xué)生參與度達95%以上?！奥曇簟眴卧骸皶璧柠}——聲音的產(chǎn)生與響度”實驗?zāi)繕?biāo)：通過直觀現(xiàn)象感知“聲音由物體振動產(chǎn)生”，理解“振動幅度影響響度”。材料準(zhǔn)備：塑料碗（或玻璃碗）、保鮮膜、食用鹽（或小米）、音叉（或手機揚聲器）。設(shè)計亮點：魔術(shù)導(dǎo)入：“老師今天要變個魔術(shù)——讓鹽粒在碗上跳舞！”用保鮮膜蒙住碗口，撒少量鹽，將振動的音叉（或播放高音的手機）靠近碗口，鹽粒因空氣振動帶動保鮮膜振動而跳動，學(xué)生瞬間被吸引。自主探究：任務(wù)1：用手輕拍自己的喉嚨，發(fā)出“啊——”，感受聲帶振動；任務(wù)2：改變手機音量（或敲擊音叉的力度），觀察鹽粒跳動的高度變化，討論“為什么響度大時鹽跳得更高”；“聲音”單元：“會跳舞的鹽——聲音的產(chǎn)生與響度”任務(wù)3：嘗試用其他物品（如鼓面、桌面）制造“會跳舞的鹽”，記錄哪些物體更容易讓鹽跳動。教學(xué)反饋：學(xué)生課后主動用此方法觀察“冰箱壓縮機工作時的振動”“爸爸說話時喉嚨的振動”，真正將實驗延伸到了生活。（二）“呼吸與消化”單元：“我的消化小劇場——模擬消化器官的協(xié)作”實驗?zāi)繕?biāo)：通過模擬實驗理解口腔、食道、胃、小腸的功能及協(xié)作過程。材料準(zhǔn)備：塑料袋（模擬胃）、長軟管（模擬食道）、紗布（模擬小腸）、碎餅干（模擬食物）、溫水（模擬消化液）。設(shè)計亮點：“聲音”單元：“會跳舞的鹽——聲音的產(chǎn)生與響度”角色扮演：將學(xué)生分為“口腔組”（負責(zé)咀嚼餅干）、“食道組”（將食物推入軟管）、“胃組”（揉捏塑料袋使食物與水混合）、“小腸組”（用紗布過濾混合物，收集液體），每組佩戴對應(yīng)器官的卡通頭飾，增強代入感。對比實驗：實驗組：按“咀嚼→推送→揉捏→過濾”完整流程操作；對照組：省略“咀嚼”步驟（直接將整塊餅干推入軟管），觀察“食道”是否堵塞、“胃”是否能快速揉碎食物；討論：“為什么吃飯時要細嚼慢咽？”自然引出“口腔的咀嚼能幫助消化”的結(jié)論。教學(xué)反饋：學(xué)生在實驗日記中寫道：“原來胃要這么用力揉食物，以后我吃飯一定不狼吞虎咽了！”情感共鳴與認知提升同步達成。“聲音”單元：“會跳舞的鹽——聲音的產(chǎn)生與響度”（三）“運動與力”單元：“反沖力大挑戰(zhàn)——氣球小車的優(yōu)化設(shè)計”實驗?zāi)繕?biāo)：探究反沖力的作用，通過變量控制優(yōu)化小車設(shè)計。材料準(zhǔn)備：塑料瓶底盤（或泡沫板）、吸管、氣球、膠帶、回形針（砝碼）、軌道（用膠帶在地面貼出直線/曲線）。設(shè)計亮點：項目式學(xué)習(xí)：提出驅(qū)動問題“如何讓氣球小車完成三個任務(wù)：①直線行駛2米；②繞過1個障礙；③裝載10克砝碼后仍能行駛”，學(xué)生以小組為單位設(shè)計方案、制作小車、測試改進。變量控制：引導(dǎo)學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)（如氣球大小、吸管長度、車身重量），通過對比不同小組的實驗結(jié)果，總結(jié)“氣球越大，反沖力越強”“吸管越直，行駛越穩(wěn)”“車身越輕，載物能力越強”等規(guī)律?！奥曇簟眴卧骸皶璧柠}——聲音的產(chǎn)生與響度”教學(xué)反饋：有小組為了讓小車“繞過障礙”，創(chuàng)造性地將吸管彎曲成一定角度，利用反沖力的方向變化實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，展現(xiàn)了極強的創(chuàng)新思維。04趣味性實驗實施的保障策略趣味性實驗實施的保障策略再好的實驗設(shè)計，若實施不當(dāng)，也難以達到預(yù)期效果。結(jié)合多年實踐，我總結(jié)了以下保障策略：材料準(zhǔn)備：安全、易得、開放安全性：避免使用玻璃器皿（替換為塑料或亞克力）、明火（用電子打火器或蠟燭替代火柴）、尖銳工具（用兒童安全剪刀）；易得性：優(yōu)先選擇生活常見材料（如飲料瓶、吸管、保鮮膜），降低家庭復(fù)現(xiàn)門檻；開放性：允許學(xué)生自帶材料（如用玩具車輪替代瓶蓋），鼓勵個性化設(shè)計。教師角色：從“演示者”到“引導(dǎo)者”少講解，多提問：實驗前不直接告知結(jié)論，而是用“你認為會發(fā)生什么？”“為什么會這樣？”引導(dǎo)猜想；1少糾正，多記錄：學(xué)生操作出現(xiàn)“錯誤”（如氣球小車向后跑）時，先記錄現(xiàn)象，再通過對比實驗分析原因；2少評價，多鼓勵：關(guān)注“過程性表現(xiàn)”（如合作是否順暢、記錄是否細致），用“你的觀察很敏銳！”“這個改進想法很有創(chuàng)意！”替代單純的“對”或“錯”。3評價方式：多元、可視化、生長性實驗記錄卡：設(shè)計包含“我的猜想”“觀察到的現(xiàn)象”“我的結(jié)論”“疑問與改進”四部分的記錄卡，培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣；小組互評表：從“合作參與度”“創(chuàng)新想法”“記錄完整性”三方面評分，增強團隊意識；成果展示會：通過“實驗視頻拍攝”“科學(xué)小論文撰寫”“實驗裝置展覽”等形式，讓學(xué)生體驗“科學(xué)家”的成就感。02030105結(jié)語：趣味性設(shè)計的核心是“激發(fā)探究的種子”結(jié)語：趣味性設(shè)計的核心是“激發(fā)探究的種子”回顧這些年的教學(xué)實踐，我愈發(fā)深刻地認識到：科學(xué)實驗的趣味性設(shè)計，不是為了“哄孩子開心”，而是為了點燃他們對科學(xué)的熱情，讓“我想知道為什么”成為主動探究的內(nèi)驅(qū)力。四年級學(xué)生正處于科學(xué)興趣培養(yǎng)的黃金期，一個有趣的實驗可能讓他們記住“振動產(chǎn)生聲音”，更可能讓他們記住“原來科學(xué)可以這么好玩”；一次成功的探究體驗可能讓他們掌握“反沖力”的概念，更可能讓他們獲得“我能解決問題”的自