小学科学实验教学实践案例

小学科学实验教学实践案例引言小学科学实验教学是培养学生科学素养、探究能力与实践精神的重要载体。在《义务教育科学课程标准（2022年版）》指引下，科学实验需立足儿童认知特点，通过具象化、生活化的探究活动，帮助学生建构科学概念、发展科学思维。本文结合“水的表面张力”与“植物向光性”两个典型实验，呈现教学实践中的目标设计、过程实施与素养培育路径，为一线教师提供可借鉴的操作范式。案例一：“水的表面张力”探究实验——从生活现象到科学原理的具象建构（一）教学目标定位1.科学概念：感知水的表面张力现象，初步理解液体表面分子间的作用力特性；2.探究能力：通过设计对比实验、观察记录现象，提升猜想验证、数据分析的实证意识；3.态度责任：体会科学与生活的联系，激发对微观世界的探究兴趣。（二）实验材料准备每组配备：洁净硬币、医用滴管、清水、回形针（5-10枚）、洗洁精、培养皿、记录表。（三）教学过程实施1.情境导入：矛盾现象引发认知冲突教师演示“硬币装水”：“大家觉得一枚硬币最多能容纳多少滴水？”学生猜想后，教师用滴管缓慢滴水，引导观察“水在硬币上堆成‘小山’却未溢出”的现象。紧接着演示“回形针浮在水面”，学生惊呼“金属怎么能浮起来？”，自然引出探究主题——“水的表面有什么秘密？”2.猜想假设：基于现象的逻辑推理组织小组讨论：“水的表面像不像有一层‘看不见的膜’？这层膜能支撑重量吗？”学生结合生活经验（如荷叶上的水珠、清晨草叶的露珠），提出假设：“水的表面有拉力，能托住轻小物体”“加洗洁精可能会破坏这层膜”。3.实验探究：分层验证与变量控制实验一：硬币装水的极限学生分组操作，用滴管沿硬币边缘滴水，记录“水溢出前的滴数”。教师引导观察：“水的表面是不是鼓鼓的？像被拉伸的橡皮膜。”汇总数据后发现：不同小组滴数相近，说明水的表面张力具有普遍性。实验二：回形针的“水上舞蹈”学生尝试将回形针平放水面（需轻放，避免破坏表面），成功后记录现象。随后在水中滴1-2滴洗洁精，观察回形针迅速下沉，引发思考：“洗洁精为什么能破坏水的表面张力？”4.总结拓展：原理建构与生活迁移结合动画演示“水分子的拉力”（类比手拉手的小朋友），解释表面张力：“水分子间的吸引力让表面形成‘弹性膜’，支撑轻小物体；洗洁精分子会削弱这种吸引力，膜就破了。”拓展提问：“生活中哪些现象利用了表面张力？”（如昆虫水面行走、洗衣液去污原理）。案例二：“植物向光性”长期观察实验——从短期探究到持续实证的能力养成（一）教学目标定位1.科学概念：认识植物向光性，理解环境因素对生物生长的影响；2.探究能力：通过设计对照实验、长期观察记录，培养耐心与系统思维；3.态度责任：感悟生命的适应性，树立尊重自然规律的意识。（二）实验材料准备每组配备：发芽绿豆苗（3-5株，生长方向随机）、长方形纸盒（一侧开孔）、剪刀、记号笔、观察手册（含生长记录表、画图区）。（三）教学过程实施1.问题驱动：自然现象的深度追问教师展示“窗台上的植物歪向窗外”的图片，提问：“植物为什么会‘追着光长’？如果把它转个方向，会发生什么？”学生结合经验猜想：“植物会慢慢转回来”“芽尖能‘感知’光的方向”。2.实验设计：对照实验的逻辑建构引导小组设计实验：“如何证明植物是因为‘追光’才歪着长？需要控制什么条件？”学生明确变量：实验组（纸盒一侧开孔，单侧光照）、对照组（纸盒无孔，均匀光照）。教师强调：“每天同一时间观察，记录生长角度、高度，用画图或拍照保留证据。”3.长期观察：过程性记录与思维进阶第1-3天：学生发现实验组绿豆苗的茎开始向孔的方向弯曲，对照组则直立生长。教师引导思考：“弯曲是突然发生的吗？茎的生长速度有差异吗？”第4-7天：实验组弯曲角度增大（约30°-45°），学生用直尺测量高度，发现向光侧与背光侧生长速度不同。教师追问：“如果现在把纸盒转90度，植物会怎样？”（后续观察验证“二次转向”）。4.总结拓展：规律提炼与实践应用小组汇报观察结果，共同得出结论：“植物会向着光的方向生长，这是对环境的适应。”拓展延伸：“农民种植蔬菜时，为什么要定期调整大棚方向？”（利用向光性提高产量）；“植物还有哪些‘向性’？”（向地性、向水性）。实验教学的策略优化与素养培育路径（一）情境创设：从“生活问题”到“科学问题”的转化将实验主题嵌入真实生活场景（如“硬币装水”关联洗碗时的泡沫、“植物向光性”关联家庭养花），让学生感受到“科学就在身边”。例如，在“水的表面张力”实验后，布置“家庭小任务”：用洗洁精清洗沾油的盘子，观察水的行为变化，深化原理理解。（二）小组合作：从“个体操作”到“协同探究”的升级采用“异质分组”（能力、性格互补），明确角色分工（操作员、记录员、汇报员、材料员）。在“植物向光性”实验中，小组需协商观察时间、记录方式，培养沟通与责任意识。教师巡视时，针对“数据差异”（如不同小组硬币装水滴数不同）引导讨论：“操作手法、水质会影响结果吗？”渗透“误差分析”的科学思维。（三）多元评价：从“结果对错”到“过程成长”的转向建立“三维评价体系”：实验操作：关注学生是否规范使用工具（如滴管垂直滴水、轻放回形针）；思维发展：通过“猜想记录单”“反思日记”，评价学生的逻辑推理（如“为什么加洗洁精会破坏张力”的解释）；成果呈现：小组汇报时，评价实验报告的完整性（数据、图表、结论）与表达清晰度。（四）跨学科融合：从“单一学科”到“知识网络”的建构数学融合：在“硬币装水”实验中，统计各组滴数，计算平均值，渗透“数据统计”意识；语文融合：“植物向光性”实验后，撰写观察日记，用比喻句描述“绿豆苗像小士兵转向阳光”，提升科学表达能力；艺术融合：绘制“植物生长轨迹图”，用不同颜色标注向光侧与背光侧，培养审美与可视化能力。教学反思与实践启示（一）实验设计的“儿童化”改造小学科学实验需兼顾“科学性”与“趣味性”。例如，将“表面张力”实验材料替换为学生熟悉的硬币、回形针，避免使用复杂仪器；“植物向光性”选择生长快速的绿豆苗（3-5天可见明显变化），维持探究热情。（二）安全与伦理的双重考量实验前明确安全规范（如回形针尖锐、洗洁精勿入眼），实验后引导学生将绿豆苗移植花盆，践行“生命关怀”的科学态度。（三）从“验证性实验”到“探究性实验”的转型传统实验多为“照方抓药”，而本案例中，学生需自主设计变量（如洗洁精的滴数、纸盒开孔位置），经历“提出问题—猜想假设—设计实验—验证结论”的完整探究链，真正体会“像科学家一样思考”。结语小学科学实验教学的核心价值，在于让学生在“做中学”“探中悟”，从生活现象中发现科学问题，通