1.1課標(biāo)的剛性要求：從“觀察”到“探究”的能力進階演講人2025小學(xué)五年級科學(xué)上冊提升科學(xué)教育實驗條件的課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育12年的一線教師，我始終堅信：科學(xué)課的魅力，藏在學(xué)生親手?jǐn)Q緊的螺絲里，在試管中翻涌的氣泡中，在溫度計刻度變化的凝視間。2025年，隨著“十四五”教育發(fā)展規(guī)劃進入深化階段，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對“探究實踐”能力的要求進一步細(xì)化，五年級科學(xué)上冊的教學(xué)正面臨新的挑戰(zhàn)——如何通過實驗條件的系統(tǒng)性提升，讓“做中學(xué)”真正落地，幫助10-11歲的孩子完成從“直觀感知”到“科學(xué)思維”的關(guān)鍵跨越？今天，我將從現(xiàn)實意義、現(xiàn)狀剖析、提升策略與實踐案例四個維度，與各位同仁共同探討這一課題。一、提升科學(xué)教育實驗條件的現(xiàn)實意義：回應(yīng)課標(biāo)要求與成長需求的必然選擇011課標(biāo)的剛性要求：從“觀察”到“探究”的能力進階1課標(biāo)的剛性要求：從“觀察”到“探究”的能力進階《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，小學(xué)科學(xué)課程要以“探究實踐”為主要學(xué)習(xí)方式，五年級學(xué)生需達(dá)到“能基于所學(xué)知識，制定簡單的探究計劃，使用工具和材料進行觀察、實驗，記錄數(shù)據(jù)并分析得出結(jié)論”的能力目標(biāo)。以五年級上冊教材為例，無論是“光的反射與折射”實驗中對入射角的精確測量，還是“生態(tài)瓶的制作”中生物與非生物因素的變量控制，都要求學(xué)生在規(guī)范的實驗條件下完成從現(xiàn)象觀察到規(guī)律總結(jié)的完整探究過程。若實驗器材精度不足（如量角器刻度模糊）、材料配比不標(biāo)準(zhǔn)（如生態(tài)瓶用自來水未除氯），不僅會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象偏差，更會讓學(xué)生對“科學(xué)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性”產(chǎn)生認(rèn)知偏差。022認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵期：動手操作與思維發(fā)展的雙向賦能2認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵期：動手操作與思維發(fā)展的雙向賦能心理學(xué)研究表明，10-11歲兒童的思維正從具體運算階段向形式運算階段過渡，他們對“抽象概念”的理解需要依托具體的操作經(jīng)驗。以“熱傳導(dǎo)”單元為例，當(dāng)學(xué)生用不同材質(zhì)的金屬棒（銅、鐵、鋁）接觸熱水，通過溫度計實時記錄各點溫度變化時，這種“手腦并用”的過程能幫助他們在“金屬導(dǎo)熱性”這一抽象概念與“溫度數(shù)據(jù)”的具體感知間建立聯(lián)系。我曾在教學(xué)中觀察到：使用傳統(tǒng)水銀溫度計的班級，學(xué)生因讀數(shù)延遲常錯過溫度峰值；而配備電子溫度傳感器的班級，學(xué)生能通過即時數(shù)據(jù)曲線直觀比較不同材料的導(dǎo)熱差異，課堂生成的“為什么銅的曲線更陡”“鋁的平臺期為什么出現(xiàn)晚”等問題，正是科學(xué)思維萌芽的最佳印證。2認(rèn)知發(fā)展的關(guān)鍵期：動手操作與思維發(fā)展的雙向賦能1.3核心素養(yǎng)的落地載體：從“知識習(xí)得”到“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”的價值升華科學(xué)教育的終極目標(biāo)是培養(yǎng)“有科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐能力和社會責(zé)任感”的未來公民。五年級上冊“地球表面的變化”單元中，“模擬降雨對土壤的侵蝕”實驗若僅用塑料盒和灑水壺，學(xué)生只能觀察到“水流沖蝕土壤”的現(xiàn)象；而當(dāng)實驗室配備可調(diào)節(jié)坡度的實驗槽、泥沙含量測量儀時，學(xué)生可以自主設(shè)計“植被覆蓋度”“坡度大小”“降雨強度”等變量實驗，進而思考“現(xiàn)實中如何通過植樹造林、修建梯田防治水土流失”。這種“實驗-現(xiàn)實-責(zé)任”的聯(lián)結(jié)，正是“態(tài)度責(zé)任”素養(yǎng)的具象化培養(yǎng)路徑。二、當(dāng)前小學(xué)五年級科學(xué)實驗條件的現(xiàn)狀剖析：困境與機遇并存的現(xiàn)實圖景031硬件設(shè)施：從“基礎(chǔ)保障”到“精準(zhǔn)適配”的差距1硬件設(shè)施：從“基礎(chǔ)保障”到“精準(zhǔn)適配”的差距據(jù)2023年區(qū)域教育裝備調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，78%的小學(xué)科學(xué)實驗室能滿足“基礎(chǔ)實驗器材配備標(biāo)準(zhǔn)”（如燒杯、酒精燈、放大鏡），但針對五年級上冊特定實驗的“精準(zhǔn)適配率”僅為42%。具體表現(xiàn)為：器材精度不足：如“光的反射”實驗中，多用普通量角器（最小刻度5），而標(biāo)準(zhǔn)實驗需精確到1；專用設(shè)備缺失：“聲音的產(chǎn)生與傳播”單元需要的音叉共鳴箱、“巖石與土壤”單元需要的簡易顯微鏡（放大100倍以上），僅31%的學(xué)校配備；空間功能單一：72%的實驗室仍以“排排坐”的桌椅布局為主，缺乏可移動操作臺、展示區(qū)和材料準(zhǔn)備角，難以支持小組合作探究。1硬件設(shè)施：從“基礎(chǔ)保障”到“精準(zhǔn)適配”的差距我所在的學(xué)校曾因顯微鏡數(shù)量不足（12臺/班），學(xué)生分組實驗時需輪流操作，導(dǎo)致部分小組觀察時間被壓縮，最終只能通過“看教材插圖”完成實驗報告——這種“操作體驗斷層”對科學(xué)興趣的打擊，遠(yuǎn)甚于知識掌握的延遲。042資源供給：從“教材依賴”到“多元開發(fā)”的瓶頸2資源供給：從“教材依賴”到“多元開發(fā)”的瓶頸當(dāng)前五年級科學(xué)實驗資源主要依賴教材配套材料包，但存在三大問題：地域適配性弱：如“種子發(fā)芽實驗”中，教材建議用綠豆，但北方學(xué)校冬季難購新鮮綠豆，用黃豆替代時因發(fā)芽條件差異（黃豆需更高溫度）導(dǎo)致實驗失??；創(chuàng)新空間有限：“電路連接”實驗多提供標(biāo)準(zhǔn)化器材（電池盒、燈座），學(xué)生缺乏用生活材料（水果電池、易拉罐導(dǎo)線）自主創(chuàng)新的機會；數(shù)字化資源不足：僅15%的學(xué)校能利用虛擬仿真實驗（如模擬火山噴發(fā)的高溫環(huán)境）輔助真實實驗，導(dǎo)致“不可見”“高危險”實驗（如濃硫酸稀釋）只能口頭講解。去年我嘗試用“可樂瓶制作簡易雨量器”替代教材中的塑料量筒，學(xué)生不僅掌握了“刻度標(biāo)注”的方法，更延伸出“如何避免雨水蒸發(fā)影響數(shù)據(jù)”的討論——這讓我深刻意識到：實驗資源的“生活化改造”，恰恰是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的突破口。053教師能力：從“操作熟練”到“設(shè)計創(chuàng)新”的挑戰(zhàn)3教師能力：從“操作熟練”到“設(shè)計創(chuàng)新”的挑戰(zhàn)調(diào)研顯示，63%的科學(xué)教師能規(guī)范完成教材實驗，但在“實驗改進設(shè)計”“跨學(xué)科融合實驗開發(fā)”“實驗安全風(fēng)險評估”等方面能力不足。例如：部分教師因擔(dān)心“電路短路引發(fā)火災(zāi)”，在“簡單電路”實驗中直接提供已連接好的導(dǎo)線，剝奪了學(xué)生嘗試錯誤的機會；對“實驗數(shù)據(jù)異?！钡奶幚砟芰Ρ∪酰薪處熞?qū)W生“擺的快慢與擺錘重量有關(guān)”的錯誤結(jié)論（實際因擺長測量誤差），直接否定學(xué)生的實驗結(jié)果，而非引導(dǎo)其排查操作問題；實驗評價仍以“是否得出教材結(jié)論”為標(biāo)準(zhǔn)，忽視“實驗過程記錄的完整性”“問題提出的創(chuàng)新性”等維度。我曾參加一次實驗設(shè)計工作坊，一位老教師分享：“過去我總怕學(xué)生弄壞器材，現(xiàn)在才明白，器材是‘消耗品’，學(xué)生的探究熱情才是‘不可再生資源’?！边@句話至今鞭策著我——實驗條件的提升，最終要服務(wù)于“教師教學(xué)理念的更新”。3教師能力：從“操作熟練”到“設(shè)計創(chuàng)新”的挑戰(zhàn)三、2025年提升科學(xué)教育實驗條件的系統(tǒng)策略：硬件、軟件、人力的協(xié)同升級061硬件升級：構(gòu)建“精準(zhǔn)適配、安全開放”的實驗空間1硬件升級：構(gòu)建“精準(zhǔn)適配、安全開放”的實驗空間2025年的目標(biāo)是實現(xiàn)“一班一專用實驗室”，并完成三大改造：器材精準(zhǔn)化：按五年級上冊實驗清單（見附錄1）配備高精度器材，如光的反射實驗用帶刻度圓盤的激光筆（精度0.5）、熱傳導(dǎo)實驗用多通道溫度傳感器（誤差±0.1℃）、巖石觀察用便攜式電子顯微鏡（可連接平板實時成像）；空間功能化：實驗室布局調(diào)整為“操作臺+展示區(qū)+材料角”，操作臺采用可拼接式桌板（支持4-6人小組），展示區(qū)配備移動白板和實物投影儀，材料角分類存放生活材料（如廢紙箱、吸管）和專業(yè)材料（如磁鐵、導(dǎo)線）；安全標(biāo)準(zhǔn)化：增設(shè)通風(fēng)櫥（用于“蠟燭燃燒”等產(chǎn)生煙霧的實驗）、急救箱（含燙傷膏、洗眼液）、智能電源控制板（可設(shè)置電流上限，避免電路實驗短路風(fēng)險），并為每個實驗臺安裝“安全操作提示二維碼”（掃碼可看操作視頻）。1硬件升級：構(gòu)建“精準(zhǔn)適配、安全開放”的實驗空間我所在的區(qū)域已啟動“2025科學(xué)實驗室達(dá)標(biāo)工程”，某試點校的改變讓我深受鼓舞：實驗室新增了“氣象觀測角”，配備自動氣象站（可測溫度、濕度、風(fēng)速），五年級學(xué)生結(jié)合“天氣”單元，持續(xù)記錄一個月的氣象數(shù)據(jù)并繪制圖表，這種“長期追蹤實驗”的開展，正是硬件升級帶來的教學(xué)變革。072資源開發(fā)：打造“本土適配、虛實融合”的實驗體系2資源開發(fā)：打造“本土適配、虛實融合”的實驗體系2025年將重點推進三類資源建設(shè)：校本實驗包：結(jié)合地域特色開發(fā)替代材料，如北方用“玉米種子”替代“綠豆”開展發(fā)芽實驗（調(diào)整溫度變量），南方用“本地巖石樣本”替代教材中的“花崗巖、砂巖”；數(shù)字化資源庫：建設(shè)“五年級科學(xué)實驗虛擬館”，包含“火山噴發(fā)模擬”（3D動畫展示巖漿流動）、“日食形成”（AR模型可手動調(diào)節(jié)地月日位置）等高?；蚝暧^實驗，虛擬實驗與真實實驗結(jié)合（如先虛擬觀察再真實操作），提升學(xué)習(xí)效率；跨學(xué)科實驗項目：與美術(shù)課合作設(shè)計“生態(tài)瓶藝術(shù)化展示”（用廢棄瓶罐制作并彩繪），與數(shù)學(xué)課合作開展“擺的研究”數(shù)據(jù)統(tǒng)計（用折線圖分析擺長與次數(shù)的關(guān)系），讓實驗成為學(xué)科融合的橋梁。2資源開發(fā)：打造“本土適配、虛實融合”的實驗體系我?guī)ьI(lǐng)教研組開發(fā)的“校園植物與土壤關(guān)系”實驗包已投入使用：學(xué)生用pH試紙測量校園不同區(qū)域（花壇、樹池、操場邊）的土壤酸堿度，用放大鏡觀察植物根系，再結(jié)合科學(xué)課“土壤的成分”和語文課“觀察日記”，完成《我們的校園土壤報告》——這種“從教材到生活”的資源拓展，讓科學(xué)實驗真正“活”了起來。3.3教師賦能：培育“會設(shè)計、善指導(dǎo)、能創(chuàng)新”的實驗教學(xué)團隊2025年將通過“三級培訓(xùn)體系”提升教師實驗?zāi)芰Γ夯A(chǔ)層：開展“實驗操作規(guī)范”培訓(xùn)，重點掌握“顯微鏡調(diào)焦”“電路連接安全”“化學(xué)試劑取用”等技能，考核合格者頒發(fā)“實驗操作合格證”；提升層：組織“實驗改進工作坊”，鼓勵教師從“簡化步驟”（如用LED燈替代小燈泡避免過熱）、“增加變量”（如“光的反射”實驗中加入不同顏色反射面）等角度改進教材實驗；2資源開發(fā)：打造“本土適配、虛實融合”的實驗體系創(chuàng)新層：聯(lián)合高?？蒲性核ⅰ皩嶒瀸?dǎo)師制”，邀請物理、生物教師參與小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計，例如與大學(xué)生物系合作開發(fā)“微生物培養(yǎng)”簡易實驗（用瓊脂培養(yǎng)基觀察面包霉菌）。去年我參與的“實驗設(shè)計創(chuàng)新賽”中，一位青年教師的“水的表面張力”改進實驗令人眼前一亮：她用回形針替代硬幣（更易計數(shù)），用食用色素標(biāo)記水面（更易觀察凹陷），并設(shè)計“洗潔精對表面張力的影響”延伸實驗——這讓我堅信：教師的實驗創(chuàng)新能力，才是實驗條件提升的核心驅(qū)動力。實踐案例：某小學(xué)五年級科學(xué)實驗條件提升的階段性成效以我校2023-2024學(xué)年的實踐為例，通過“硬件升級+資源開發(fā)+教師培訓(xùn)”三位一體的改進，五年級科學(xué)實驗教學(xué)發(fā)生了顯著變化：081實驗參與度：從“被動操作”到“主動探究”1實驗參與度：從“被動操作”到“主動探究”實驗室新增的“開放實驗角”（每天課后開放1小時），學(xué)生自主申請使用器材開展“課外實驗”，本學(xué)期已完成“自制電磁鐵”“檸檬電池”“彩虹糖顏色擴散”等8個項目，參與率從32%提升至87%。092思維深度：從“驗證結(jié)論”到“生成問題”2思維深度：從“驗證結(jié)論”到“生成問題”在“光的折射”實驗中，學(xué)生用激光筆、玻璃磚和量角器完成教材實驗后，自發(fā)提出“如果玻璃磚厚度不同，折射角會變化嗎？”“水中加入鹽，折射規(guī)律會改變嗎？”等問題，教師順勢引導(dǎo)其設(shè)計拓展實驗，真正實現(xiàn)了“以問題驅(qū)動探究”。103素養(yǎng)發(fā)展：從“知識掌握”到“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”3素養(yǎng)發(fā)展：從“知識掌握”到“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”結(jié)合“地球的運動”單元，學(xué)生利用實驗室新增的天文望遠(yuǎn)鏡（配備手機拍攝接口）觀測月相變化，記錄一個月的月相圖并制作成日歷，送給社區(qū)老人講解“月相與農(nóng)時”的關(guān)系——這種“實驗-知識-社會服務(wù)”的鏈條，讓科學(xué)教育真正走出了教室。結(jié)語：以實驗條件之“實”，筑科學(xué)素養(yǎng)之“基”2025年的小學(xué)科學(xué)教育，必將是“實驗條件升級”與“核心素養(yǎng)落地”同頻共振的一年。對于五年級學(xué)生而言，一套高精度的實驗