一、引言：為何聚焦驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？演講人引言：為何聚焦驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？01驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施策略與注意事項(xiàng)02驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論根基與原則框架03結(jié)語：驗(yàn)證教學(xué)的本質(zhì)是“思維的驗(yàn)證”04目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)科學(xué)教育中的驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)例課件01引言：為何聚焦驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？引言：為何聚焦驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育12年的一線教師，我始終記得2017年新課標(biāo)頒布時(shí)的震撼——“科學(xué)探究”被明確為核心素養(yǎng)的四大維度之一，而“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”作為科學(xué)探究的重要形式，其價(jià)值被重新定義：它不僅是“知識(shí)的二次確認(rèn)”，更是培養(yǎng)學(xué)生“基于證據(jù)推理”“控制變量思維”“批判性檢驗(yàn)”等關(guān)鍵能力的載體。2025年的今天，當(dāng)我翻開新版六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)教材（以教科版為例），“能量”“工具與技術(shù)”“地球與宇宙”等單元中，80%的探究活動(dòng)都需要通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)概念建構(gòu)。然而，一線教學(xué)中仍存在“重結(jié)論輕過程”“實(shí)驗(yàn)流程教師包辦”“數(shù)據(jù)處理形式化”等問題。如何讓驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)真正成為學(xué)生“像科學(xué)家一樣思考”的起點(diǎn)？這正是我今天要分享的核心命題。02驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論根基與原則框架理論支撐：從皮亞杰到科學(xué)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)并非“照方抓藥”，其設(shè)計(jì)必須遵循兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律與科學(xué)本質(zhì)特征：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論：六年級(jí)學(xué)生（11-12歲）正處于具體運(yùn)算向形式運(yùn)算過渡階段，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需提供“可操作的具體材料”與“需抽象概括的問題情境”，幫助其從“現(xiàn)象觀察”向“變量關(guān)系推理”進(jìn)階。例如，在“電磁鐵磁性強(qiáng)弱”實(shí)驗(yàn)中，通過“改變?cè)褦?shù)-測(cè)量吸回形針數(shù)量”的具體操作，引導(dǎo)學(xué)生抽象出“匝數(shù)與磁性的正相關(guān)關(guān)系”。科學(xué)實(shí)踐七要素（參考《K-12科學(xué)教育框架》）：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需覆蓋“提出問題”“設(shè)計(jì)方案”“實(shí)施操作”“分析數(shù)據(jù)”“得出結(jié)論”“交流反思”六大實(shí)踐，其中“設(shè)計(jì)方案”與“分析數(shù)據(jù)”是區(qū)別于觀察實(shí)驗(yàn)的核心環(huán)節(jié)。理論支撐：從皮亞杰到科學(xué)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論：六年級(jí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需銜接五年級(jí)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”基礎(chǔ)（如“種子發(fā)芽需要水嗎”），向“多變量控制”“定量分析”“誤差評(píng)估”升級(jí)。例如，五年級(jí)實(shí)驗(yàn)可能僅需控制1個(gè)變量，六年級(jí)則需同時(shí)控制2-3個(gè)變量（如“擺的快慢”實(shí)驗(yàn)中控制擺長、擺錘重量、擺角）。設(shè)計(jì)三原則：目標(biāo)、問題與成長導(dǎo)向結(jié)合12年教學(xué)實(shí)踐，我總結(jié)出驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三大核心原則，它們?nèi)缤叭_架”，支撐起實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值：目標(biāo)匹配原則：實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)需與課標(biāo)要求、教材重難點(diǎn)、學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)“三維對(duì)齊”。以六年級(jí)上冊(cè)“能量”單元《電磁鐵的磁性強(qiáng)弱》為例，課標(biāo)要求“知道電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)等因素有關(guān)”，教材重點(diǎn)是“變量控制實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”，學(xué)生已有“簡(jiǎn)單電路連接”“對(duì)比實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)”，因此實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)應(yīng)定位為：①通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“匝數(shù)、電流、鐵芯粗細(xì)”對(duì)磁性的影響；②掌握“控制變量法”在多因素實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用；③理解“數(shù)據(jù)記錄-分析-結(jié)論”的科學(xué)推理邏輯。設(shè)計(jì)三原則：目標(biāo)、問題與成長導(dǎo)向問題驅(qū)動(dòng)原則：將“驗(yàn)證知識(shí)點(diǎn)”轉(zhuǎn)化為“可探究的問題鏈”。例如，直接告知“匝數(shù)越多磁性越強(qiáng)”是灌輸，而設(shè)計(jì)“我們班的電磁鐵最多能吸20個(gè)回形針，怎樣讓它吸更多？”則能激發(fā)探究欲望；進(jìn)一步追問“如果同時(shí)改變?cè)褦?shù)和電池節(jié)數(shù)，能確定是哪個(gè)因素起作用嗎？”則自然引出“控制變量”的必要性。成長可見原則：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需包含“前測(cè)-過程-后測(cè)”的成長記錄。前測(cè)可通過“預(yù)測(cè)單”了解學(xué)生原有認(rèn)知（如“我認(rèn)為匝數(shù)增加1倍，吸的回形針也會(huì)增加1倍”）；過程中通過“實(shí)驗(yàn)日志”記錄操作細(xì)節(jié)（如“第3次纏繞時(shí)導(dǎo)線打結(jié)，導(dǎo)致匝數(shù)少了2圈”）；后測(cè)通過“結(jié)論修正卡”對(duì)比初始假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如“實(shí)際匝數(shù)增加1倍，吸的回形針增加了1.5倍，可能因?yàn)閷?dǎo)線電阻影響了電流”）。這種“可見的思維變化”，比單純記住結(jié)論更有教育意義。三、六年級(jí)上冊(cè)典型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)例：以《電磁鐵的磁性強(qiáng)弱》為例實(shí)驗(yàn)背景與目標(biāo)拆解本實(shí)驗(yàn)選自教科版六年級(jí)上冊(cè)第三單元“能量”第4課《電磁鐵的磁力（一）》。學(xué)生已通過前一課認(rèn)識(shí)了“電磁鐵由線圈和鐵芯組成，通電有磁性，斷電無磁性”，本節(jié)課需進(jìn)一步探究“哪些因素影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱”。核心目標(biāo)：科學(xué)觀念：知道電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小（電池節(jié)數(shù)）、鐵芯粗細(xì)有關(guān)；科學(xué)思維：掌握“控制變量法”在多因素實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，能區(qū)分“自變量-因變量-控制變量”；探究實(shí)踐：能獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，規(guī)范使用導(dǎo)線、電池、回形針等材料完成操作，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)；態(tài)度責(zé)任：養(yǎng)成“尊重?cái)?shù)據(jù)”“嚴(yán)謹(jǐn)操作”的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)“技術(shù)改進(jìn)需要科學(xué)原理支持”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思情境導(dǎo)入，激活前概念（10分鐘）活動(dòng)1：展示兩個(gè)電磁鐵（A：匝數(shù)50，1節(jié)電池；B：匝數(shù)100，1節(jié)電池），現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試吸回形針數(shù)量（A吸8個(gè)，B吸15個(gè)）。提問鏈：“為什么B吸得多？”“可能與哪些因素有關(guān)？”“你們能提出哪些假設(shè)？”（學(xué)生可能提出：匝數(shù)、電池節(jié)數(shù)、鐵芯粗細(xì)、導(dǎo)線粗細(xì)、纏繞緊密程度等）。關(guān)鍵動(dòng)作：將學(xué)生假設(shè)寫在黑板上，引導(dǎo)分類（可變量/不可變量），最終聚焦“匝數(shù)、電池節(jié)數(shù)、鐵芯粗細(xì)”三個(gè)可探究因素。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思設(shè)計(jì)方案，突破變量控制（15分鐘）活動(dòng)2：以“驗(yàn)證匝數(shù)對(duì)磁性的影響”為例，小組討論實(shí)驗(yàn)方案。問題引導(dǎo)：“要研究匝數(shù)，需要改變什么？保持什么不變？”（自變量：匝數(shù)；因變量：吸回形針數(shù)量；控制變量：電池節(jié)數(shù)、鐵芯粗細(xì)、導(dǎo)線粗細(xì)、纏繞緊密程度）。工具支持：提供“實(shí)驗(yàn)方案表”（見表1），引導(dǎo)填寫“需要的材料”“改變的條件”“保持相同的條件”“操作步驟”。常見問題預(yù)設(shè)：學(xué)生可能忽略“纏繞緊密程度”對(duì)匝數(shù)的影響（如松散纏繞50匝實(shí)際長度更長），教師需提示“用記號(hào)筆在鐵芯上標(biāo)記纏繞起點(diǎn)和終點(diǎn)，確保每匝間距一致”。表1：“匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁性的影響”實(shí)驗(yàn)方案表|研究問題|電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān)嗎？|實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思設(shè)計(jì)方案，突破變量控制（15分鐘）|----------|----------------------------------||我的假設(shè)|匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)||改變的條件|線圈匝數(shù)（50匝、100匝、150匝）||保持相同的條件|電池節(jié)數(shù)（1節(jié)）、鐵芯粗細(xì)（φ5mm）、導(dǎo)線粗細(xì)（0.5mm2）、纏繞緊密程度（每匝間距2mm）||實(shí)驗(yàn)材料|鐵釘（φ5mm×5cm）、絕緣導(dǎo)線（0.5mm2×2m）、1號(hào)電池（1節(jié)）、回形針（規(guī)格相同）、刻度尺、記號(hào)筆|實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思設(shè)計(jì)方案，突破變量控制（15分鐘）|操作步驟|1.用導(dǎo)線在鐵芯上纏繞50匝（從起點(diǎn)到終點(diǎn)標(biāo)記，間距2mm），剝?nèi)啥私^緣層，連接電池；2.通電后用電磁鐵吸回形針，記錄數(shù)量（重復(fù)3次取平均值）；3.保持其他條件不變，分別纏繞100匝、150匝，重復(fù)步驟2；4.比較三組數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。|實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思操作實(shí)施，關(guān)注細(xì)節(jié)規(guī)范（20分鐘）材料準(zhǔn)備：提前為每組準(zhǔn)備“實(shí)驗(yàn)工具箱”（內(nèi)含不同長度導(dǎo)線、不同粗細(xì)鐵芯、統(tǒng)一規(guī)格回形針、電池盒），避免因材料差異影響數(shù)據(jù)。操作要點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)“通電時(shí)間控制”（每次吸回形針不超過3秒，避免電池耗電影響電流）；指導(dǎo)“吸回形針方法”（從同一高度垂直接觸回形針堆，避免晃動(dòng)）；要求“重復(fù)實(shí)驗(yàn)”（每組數(shù)據(jù)測(cè)量3次，記錄最大值、最小值、平均值，培養(yǎng)“數(shù)據(jù)可靠性”意識(shí)）。教師觀察：巡視時(shí)重點(diǎn)關(guān)注兩組：①操作不規(guī)范組（如未剝凈導(dǎo)線絕緣層導(dǎo)致接觸不良），及時(shí)示范“用小刀輕刮導(dǎo)線兩端2cm”；②數(shù)據(jù)異常組（如100匝吸的數(shù)量比50匝少），引導(dǎo)檢查“匝數(shù)是否準(zhǔn)確”（可能纏繞時(shí)漏繞了）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)推理能力（15分鐘）數(shù)據(jù)記錄：學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，填寫“數(shù)據(jù)記錄表”（見表2），教師用希沃白板實(shí)時(shí)投影各組數(shù)據(jù)。表2：“匝數(shù)對(duì)電磁鐵磁性的影響”數(shù)據(jù)記錄表|匝數(shù)|第1次吸的數(shù)量|第2次|第3次|平均值||------|----------------|-------|-------|--------||50匝|7|8|7|7.3||100匝|14|15|13|14||150匝|21|20|22|21|問題引導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)推理能力（15分鐘）“觀察平均值，匝數(shù)和吸的數(shù)量有什么關(guān)系？”（正相關(guān)）；“100匝的平均值是50匝的約1.9倍，150匝是50匝的約2.9倍，這說明什么？”（匝數(shù)增加，磁性增強(qiáng)的幅度可能不是嚴(yán)格的倍數(shù)關(guān)系）；“為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的差異？”（可能因?yàn)閷?dǎo)線電阻隨匝數(shù)增加而增大，導(dǎo)致電流略有減?。?。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全流程：從問題到反思結(jié)論驗(yàn)證與反思拓展（10分鐘）結(jié)論生成：小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論（“匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)”），教師補(bǔ)充“在電流相同的情況下”這一前提，強(qiáng)調(diào)科學(xué)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性。反思提問：“實(shí)驗(yàn)中哪些操作可能影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性？”（導(dǎo)線絕緣層未剝凈、回形針規(guī)格不一、纏繞松緊不同）；“如果要驗(yàn)證電池節(jié)數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)方案需要做哪些調(diào)整？”（改變電池節(jié)數(shù)，保持匝數(shù)、鐵芯等不變）；“生活中哪些地方用到了電磁鐵？如何利用今天的結(jié)論改進(jìn)它們？”（如電磁起重機(jī)，增加線圈匝數(shù)或使用更粗的導(dǎo)線減少電阻）。實(shí)驗(yàn)效果與學(xué)生成長觀察本實(shí)驗(yàn)實(shí)施后，通過“前測(cè)-后測(cè)對(duì)比”發(fā)現(xiàn)：科學(xué)思維：85%的學(xué)生能準(zhǔn)確區(qū)分“自變量-因變量-控制變量”（前測(cè)僅40%）；探究能力：70%的小組能自主設(shè)計(jì)多變量控制方案（前測(cè)需教師指導(dǎo)）；態(tài)度責(zé)任：90%的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)記錄操作細(xì)節(jié)（如“第2次纏繞時(shí)導(dǎo)線打結(jié)，匝數(shù)少了5圈”），體現(xiàn)“嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)證”的科學(xué)態(tài)度。更令我感動(dòng)的是，有學(xué)生課后提問：“如果同時(shí)增加匝數(shù)和電池節(jié)數(shù)，磁性會(huì)更強(qiáng)嗎？這算創(chuàng)新嗎？”這種“從驗(yàn)證到創(chuàng)新”的思維躍遷，正是驗(yàn)證教學(xué)的終極目標(biāo)。03驗(yàn)證教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施策略與注意事項(xiàng)準(zhǔn)備階段：“三預(yù)”策略確保實(shí)驗(yàn)有效性預(yù)實(shí)驗(yàn)：教師提前完成實(shí)驗(yàn)，記錄“易失敗點(diǎn)”（如導(dǎo)線絕緣層未剝凈導(dǎo)致斷路）、“數(shù)據(jù)范圍”（如50匝吸6-8個(gè)回形針），為學(xué)生提供“預(yù)期參考”；預(yù)調(diào)研：通過問卷或訪談了解學(xué)生前概念（如“認(rèn)為電池節(jié)數(shù)越多，磁性一定成倍數(shù)增強(qiáng)”），針對(duì)性設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)；預(yù)分工：明確小組角色（操作員、記錄員、匯報(bào)員、材料員），避免“個(gè)別學(xué)生操作，其他旁觀”。321過程指導(dǎo)：“分層支架”支持不同能力學(xué)生拓展層：鼓勵(lì)提出“額外變量”（如“鐵芯長度是否影響磁性”），引導(dǎo)設(shè)計(jì)“自選探究任務(wù)”，滿足高階需求。03提高層：要求記錄“異常數(shù)據(jù)”并標(biāo)注可能原因（如“第3次測(cè)試時(shí)電池電量不足，吸的數(shù)量減少”），培養(yǎng)“誤差分析”能力；02基礎(chǔ)層：為探究能力較弱的小組提供“操作流程圖”（如“連接電路→纏繞線圈→測(cè)試吸的數(shù)量→記錄數(shù)據(jù)”），降低認(rèn)知負(fù)荷；01評(píng)價(jià)反饋：“三維評(píng)價(jià)”關(guān)注成長過程操作維度：觀察“工具使用規(guī)范性”（如導(dǎo)線纏繞是否緊密）、“安全意識(shí)”（如是否及時(shí)斷開電路避免電池過熱）；1思維維度：通過“實(shí)驗(yàn)日志”分析“假設(shè)的合理性”“變量控制的邏輯性”“數(shù)據(jù)推理的嚴(yán)謹(jǐn)性”；2情感維度：記錄“小組合作狀態(tài)”（如是否主動(dòng)幫助同伴）、“面對(duì)失敗的態(tài)度”（如是否嘗試改進(jìn)方案）。3評(píng)價(jià)結(jié)果以“成長檔案袋”形式保存，期末與學(xué)生共同回顧，感受“進(jìn)步的軌跡”。404結(jié)語：驗(yàn)證教學(xué)的本質(zhì)是“思維的驗(yàn)證”結(jié)語：驗(yàn)證教學(xué)的本質(zhì)是“思維的驗(yàn)證”回顧本文，從理論根基到實(shí)例設(shè)計(jì)，從實(shí)施策略到評(píng)價(jià)反思，我們始終圍繞一