一、實(shí)驗(yàn)背景與教學(xué)價(jià)值：從生活現(xiàn)象到科學(xué)探究的橋梁演講人01實(shí)驗(yàn)背景與教學(xué)價(jià)值：從生活現(xiàn)象到科學(xué)探究的橋梁02實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心邏輯：從“無序觀察”到“有序探究”的進(jìn)階03數(shù)據(jù)分析與結(jié)論推導(dǎo)：從“數(shù)據(jù)現(xiàn)象”到“科學(xué)本質(zhì)”的提升04拓展應(yīng)用與課后延伸：從“實(shí)驗(yàn)室”到“生活場(chǎng)”的遷移05總結(jié)與反思：以實(shí)驗(yàn)為載體，培養(yǎng)“像科學(xué)家一樣思考”的能力目錄2025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)材料的吸水性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：科學(xué)課的魅力在于讓孩子用雙手觸摸知識(shí)，用眼睛發(fā)現(xiàn)規(guī)律。今天要和大家分享的“材料的吸水性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”，正是五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)“材料與結(jié)構(gòu)”單元的核心探究活動(dòng)。這節(jié)課不僅要讓學(xué)生理解“吸水性”這一材料的基本屬性，更要通過完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)他們“提出問題—猜想假設(shè)—制定計(jì)劃—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的科學(xué)思維。接下來，我將從實(shí)驗(yàn)背景、教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)思路、實(shí)施步驟、數(shù)據(jù)處理與拓展應(yīng)用六個(gè)部分展開說明。01實(shí)驗(yàn)背景與教學(xué)價(jià)值：從生活現(xiàn)象到科學(xué)探究的橋梁1生活中的吸水性現(xiàn)象清晨擦桌子時(shí)，紙巾瞬間吸走水漬；下雨天穿雨衣，雨水順著表面滑落；媽媽晾衣服，棉質(zhì)T恤比滌綸襯衫干得慢……這些場(chǎng)景學(xué)生再熟悉不過，但“為什么不同材料吸水能力不同”的追問，正是科學(xué)探究的起點(diǎn)。五年級(jí)學(xué)生已具備觀察能力和簡(jiǎn)單對(duì)比思維，但對(duì)“控制變量”“定量測(cè)量”等實(shí)驗(yàn)方法的理解還需系統(tǒng)引導(dǎo)。2教材定位與課標(biāo)要求本實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”大概念下的“材料具有不同的物理屬性”學(xué)習(xí)主題，要求學(xué)生“通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方法探究材料的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、吸水性等物理屬性”，并“能用科學(xué)語(yǔ)言、圖表等方式記錄和整理信息，分析得出結(jié)論”。這既是對(duì)前幾課“材料的硬度”“柔韌性”探究的延續(xù)，也為后續(xù)“材料的加工與應(yīng)用”奠定基礎(chǔ)。3教學(xué)目標(biāo)分層設(shè)計(jì)基于以上分析，我將教學(xué)目標(biāo)分為三個(gè)維度：知識(shí)目標(biāo)：知道吸水性是材料的物理屬性，能描述不同材料吸水性的差異，理解材料結(jié)構(gòu)（如孔隙大小、纖維疏密）與吸水性的關(guān)系；能力目標(biāo)：掌握“控制變量法”設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用“稱量法”“滴水?dāng)U散法”等方法定量測(cè)量吸水量，能通過表格、柱狀圖整理數(shù)據(jù)并分析規(guī)律；情感目標(biāo)：激發(fā)對(duì)材料特性的探究興趣，體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)“用數(shù)據(jù)說話”的實(shí)證意識(shí)。02實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心邏輯：從“無序觀察”到“有序探究”的進(jìn)階1材料選擇的科學(xué)性與可操作性STEP5STEP4STEP3STEP2STEP1實(shí)驗(yàn)材料需滿足三個(gè)條件：典型性（覆蓋常見材料類型）、對(duì)比性（吸水性差異明顯）、安全性（適合小學(xué)生操作）。我選擇了以下六類材料：紙質(zhì)材料：衛(wèi)生紙、打印紙、卡紙（孔隙逐漸減?。?；紡織材料：棉布、滌綸布（天然纖維與化學(xué)纖維對(duì)比）；其他材料：塑料片、金屬片（幾乎不吸水，作為對(duì)照組）。每組材料統(tǒng)一裁剪為5cm×5cm的正方形，既保證表面積一致，又避免過大導(dǎo)致操作不便。2實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化與創(chuàng)新傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)多采用“垂直浸入法”（將材料一端浸入水中，觀察水上升高度），但五年級(jí)學(xué)生操作時(shí)易出現(xiàn)“浸入深度不一致”“計(jì)時(shí)誤差”等問題。結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平，我設(shè)計(jì)了兩種更易操作的方法：稱量法：用電子秤測(cè)量材料吸水前后的質(zhì)量差（精度0.1g），直接計(jì)算吸水量；滴水?dāng)U散法：用滴管在材料中心滴1滴水，秒表記錄水完全被吸收的時(shí)間（或測(cè)量水?dāng)U散的直徑）。兩種方法互為補(bǔ)充，既降低操作難度，又能從“量”和“速度”兩個(gè)維度分析吸水性。3變量控制的關(guān)鍵要點(diǎn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的核心是“控制單一變量”。我通過表格明確變量：3變量控制的關(guān)鍵要點(diǎn)|變量類型|控制要求||----------------|--------------------------------------------------------------------------||自變量（改變）|材料種類（衛(wèi)生紙/棉布/塑料等）||因變量（測(cè)量）|吸水量（質(zhì)量差）、吸水時(shí)間（滴水?dāng)U散時(shí)間）||控制變量（不變）|材料尺寸（5cm×5cm）、水溫（25℃）、水滴體積（0.05mL/滴）、浸入深度（1cm）|實(shí)驗(yàn)前需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：“如果同時(shí)改變兩個(gè)變量，我們就無法確定是哪個(gè)因素影響了結(jié)果。”例如，若同時(shí)測(cè)試不同尺寸的衛(wèi)生紙和棉布，吸水量差異可能是由尺寸或材料共同導(dǎo)致，這樣的實(shí)驗(yàn)是“不公平”的。三、實(shí)驗(yàn)實(shí)施的具體步驟：從“方案設(shè)計(jì)”到“數(shù)據(jù)采集”的全程指導(dǎo)1情境導(dǎo)入：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)的探究起點(diǎn)上課伊始，我會(huì)展示兩個(gè)生活場(chǎng)景：場(chǎng)景一：小明用衛(wèi)生紙擦打翻的牛奶，很快擦干凈了；場(chǎng)景二：小紅用塑料布擦桌子，水在表面滑動(dòng)，怎么都擦不干凈。提問：“為什么衛(wèi)生紙能吸水，塑料布不能？不同的紙或布，吸水能力一樣嗎？”學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)會(huì)提出猜想：“衛(wèi)生紙比卡紙吸水多”“棉布比滌綸吸水快”等。這時(shí)順勢(shì)引導(dǎo)：“要驗(yàn)證這些猜想，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。”2方案制定：小組合作的思維碰撞以4人小組為單位，討論實(shí)驗(yàn)方案。我會(huì)提供“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)記錄表”（如表1），引導(dǎo)學(xué)生填寫：表1材料吸水性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)記錄表小組名稱：__________日期：__________|研究問題|不同材料的吸水性相同嗎？（例：衛(wèi)生紙、卡紙、棉布、滌綸的吸水性比較）||----------------|--------------------------------------------------------------------------|2方案制定：小組合作的思維碰撞|我的猜想|____________________________________________________________________||需要的材料|材料（5cm×5cm）、電子秤、滴管、量杯、秒表、記錄單||實(shí)驗(yàn)步驟|1.測(cè)量材料初始質(zhì)量m?；2.用滴管滴5滴水（0.25mL）在材料中心；3.等待30秒后測(cè)量質(zhì)量m?；4.計(jì)算吸水量：m?-m?；5.重復(fù)3次取平均值。||注意事項(xiàng)|①滴水量要相同；②測(cè)量時(shí)材料不能滴漏；③記錄數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確。|巡視時(shí)，我會(huì)針對(duì)常見問題指導(dǎo)：如“為什么要重復(fù)3次？”（減少偶然誤差）、“如果水漏到桌面怎么辦？”（用托盤承接）。通過討論，學(xué)生逐漸理解“公平實(shí)驗(yàn)”的重要性。3實(shí)驗(yàn)操作：規(guī)范與細(xì)節(jié)的雙重把控實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，確保學(xué)生掌握操作要點(diǎn)：3實(shí)驗(yàn)操作：規(guī)范與細(xì)節(jié)的雙重把控3.1稱量法操作示范STEP4STEP3STEP2STEP1第一步：校準(zhǔn)電子秤（歸零），測(cè)量材料初始質(zhì)量（記錄為m?）；第二步：用滴管吸取水（提前校準(zhǔn)：10滴水≈0.5mL，即每滴0.05mL），在材料中心緩慢滴5滴（共0.25mL）；第三步：等待30秒（讓水充分滲透），用吸水紙輕壓材料邊緣（避免表面殘留水影響測(cè)量），再次稱量質(zhì)量（記錄為m?）；第四步：計(jì)算吸水量（m?-m?），重復(fù)3次，取平均值。3實(shí)驗(yàn)操作：規(guī)范與細(xì)節(jié)的雙重把控3.2滴水?dāng)U散法操作要點(diǎn)用記號(hào)筆在材料背面畫直徑2cm的圓圈（標(biāo)記滴水位置）；滴1滴水后立即啟動(dòng)秒表，觀察水?dāng)U散至圓圈邊緣的時(shí)間（若30秒未擴(kuò)散，記錄“未完全吸收”）；用直尺測(cè)量擴(kuò)散后的水痕直徑（精確到1mm）。操作中，我會(huì)重點(diǎn)關(guān)注：①滴管的垂直高度（距材料1cm，避免沖擊力影響擴(kuò)散）；②秒表的啟動(dòng)時(shí)機(jī)（滴水瞬間開始計(jì)時(shí)）；③數(shù)據(jù)記錄的及時(shí)性（避免遺忘）。4數(shù)據(jù)記錄：從“原始數(shù)據(jù)”到“有效信息”的轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表”（如表2），要求學(xué)生用表格和柱狀圖雙重記錄：表2材料吸水性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表|材料種類|實(shí)驗(yàn)次數(shù)|初始質(zhì)量m?(g)|吸水后質(zhì)量m?(g)|吸水量(g)|平均吸水量(g)|滴水?dāng)U散時(shí)間(s)|擴(kuò)散直徑(cm)||------------|----------|---------------|-----------------|-----------|---------------|------------------|--------------|4數(shù)據(jù)記錄：從“原始數(shù)據(jù)”到“有效信息”的轉(zhuǎn)化|衛(wèi)生紙|1|1.2|3.5|2.3|2.4|8|4.2|1||2|1.2|3.6|2.4||7|4.5|2||3|1.2|3.7|2.5||9|4.3|3|卡紙|1|2.1|2.3|0.2|0.2|未吸收（30s）|1.5|4|……|……|……|……|……|……|……|……|5學(xué)生完成記錄后，我會(huì)展示一組典型數(shù)據(jù)（如表3），引導(dǎo)觀察規(guī)律：6表3典型材料吸水量對(duì)比（平均數(shù)據(jù)）74數(shù)據(jù)記錄：從“原始數(shù)據(jù)”到“有效信息”的轉(zhuǎn)化|材料|衛(wèi)生紙|打印紙|卡紙|棉布|滌綸|塑料||------------|--------|--------|------|------|------|------||平均吸水量(g)|2.4|1.1|0.2|1.8|0.5|0.0|03數(shù)據(jù)分析與結(jié)論推導(dǎo)：從“數(shù)據(jù)現(xiàn)象”到“科學(xué)本質(zhì)”的提升1現(xiàn)象歸納：直觀對(duì)比找規(guī)律通過柱狀圖展示吸水量（如圖1），學(xué)生能直觀發(fā)現(xiàn)：紙質(zhì)材料：衛(wèi)生紙＞打印紙＞卡紙；紡織材料：棉布＞滌綸；其他材料：塑料、金屬幾乎不吸水。結(jié)合滴水?dāng)U散時(shí)間數(shù)據(jù)（衛(wèi)生紙8s，棉布12s，滌綸25s），可進(jìn)一步得出：“吸水性強(qiáng)的材料，吸水速度也更快。”2本質(zhì)探究：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)020304050601衛(wèi)生紙：纖維疏松，孔隙多且大，能容納更多水分；此時(shí)拋出問題：“為什么不同材料吸水能力不同？”引導(dǎo)學(xué)生觀察材料微觀結(jié)構(gòu)（展示顯微鏡下的圖片）：卡紙：纖維緊密，孔隙小，水分難以滲透；通過“宏觀現(xiàn)象—微觀結(jié)構(gòu)”的關(guān)聯(lián)分析，學(xué)生理解“材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了吸水性”這一核心概念。棉布：天然棉纖維表面有微小溝壑（親水性基團(tuán)），能“吸附”水分；滌綸：化學(xué)纖維表面光滑（疏水性基團(tuán)），水分易滑落。3誤差分析：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度01實(shí)驗(yàn)后，組織學(xué)生討論：“哪些操作可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？”常見問題包括：02滴水量不一致（滴管按壓力度不同）；03吸水后材料滴漏（未及時(shí)擦干邊緣）；04電子秤未歸零（初始質(zhì)量測(cè)量錯(cuò)誤）。05通過反思，學(xué)生意識(shí)到“細(xì)節(jié)決定成敗”，科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要“耐心”和“細(xì)心”。04拓展應(yīng)用與課后延伸：從“實(shí)驗(yàn)室”到“生活場(chǎng)”的遷移1生活中的應(yīng)用案例結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生分析生活場(chǎng)景：為什么廚房用衛(wèi)生紙而不用卡紙擦水？（衛(wèi)生紙吸水性強(qiáng)）；為什么運(yùn)動(dòng)服常用滌綸面料？（吸水少，快干）；為什么花盆底墊陶粒能防止?fàn)€根？（陶?？紫抖?，能吸水保水）。通過“用科學(xué)解釋生活”，學(xué)生體會(huì)到“科學(xué)有用”。2挑戰(zhàn)性任務(wù)：改進(jìn)材料吸水性布置課后實(shí)踐：“如果要制作一款‘快速吸水抹布’，你會(huì)選擇什么材料？如何改進(jìn)？”鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用不同材料（如海綿、無紡布）實(shí)驗(yàn)，或通過“揉搓”“打孔”等方式改變材料結(jié)構(gòu)，觀察吸水性變化。3跨學(xué)科聯(lián)結(jié)：數(shù)學(xué)與科學(xué)的融合要求學(xué)生用Excel制作“吸水量-材料種類”柱狀圖，或用折線圖分析“吸水時(shí)間-材料種類”關(guān)系，將數(shù)學(xué)的“數(shù)據(jù)可視化”工具應(yīng)用于科學(xué)探究，培養(yǎng)綜合能力。05總結(jié)與反思：以實(shí)驗(yàn)為載體，培養(yǎng)“像科學(xué)家一樣思考”的能力總結(jié)與反思：以實(shí)驗(yàn)為載體，培養(yǎng)“像科學(xué)家一樣思考”的能力本節(jié)課圍繞“材料的吸水性”展開，通過“問題導(dǎo)入—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—結(jié)論推導(dǎo)—應(yīng)用拓展”的完整探究過程，學(xué)生不僅掌握了材料的物理屬性知識(shí)，更重要的是體驗(yàn)了“控制變量”“定量測(cè)量”“數(shù)據(jù)分