小学科学实验教学典型案例汇编

小学科学实验教学典型案例汇编小学科学实验教学是培养学生科学素养、探究能力的重要途径。通过典型实验案例的实践与延伸，能有效引导学生在观察、操作、思考中建构科学概念，发展探究思维。以下从物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，汇编具有代表性的实验教学案例，为一线教学提供实践参考。一、物质科学领域实验案例（一）实验名称：探究溶解的秘密适用年级：三年级实验背景：学生在生活中见过糖、盐“消失”在水中的现象，但对“溶解”的本质缺乏科学认知，易将“溶解”与“混合”混淆。通过实验可帮助学生建立“溶解”的科学概念，区分溶解与不溶解现象。实验目标：1.观察食盐、沙子在水中的变化，描述溶解与不溶解的现象差异；2.初步理解“溶解”是物质均匀分散在水中的过程；3.培养细致观察、对比分析的科学探究能力。实验材料：透明烧杯（3个）、食盐、沙子、清水、玻璃棒（或筷子）。实验步骤：1.往两个烧杯中各倒入约100毫升清水，分别加入1勺食盐、1勺沙子，静置1分钟，观察物质的初始状态；2.用玻璃棒分别搅拌两个烧杯中的液体（搅拌时尽量保持速度、时间一致），观察搅拌过程中物质的变化；3.停止搅拌后，静置3分钟，再次观察烧杯底部和液体的状态。实验现象：食盐倒入水中，静置时部分颗粒下沉，搅拌后逐渐“消失”，液体变得均匀透明，静置后无颗粒沉淀；沙子倒入水中，静置时快速下沉，搅拌时分散在水中（水变浑浊），静置后沙子全部沉淀在烧杯底部，水重新变清。科学原理：溶解是指物质（如食盐）的分子或离子在水分子的作用下，均匀分散到水中，形成稳定、透明的溶液的过程；而沙子的颗粒无法在水中分散，因此不能溶解，属于“不溶解”现象。教学延伸：难点突破：设计“对比实验”（如不同温度的水溶解食盐的速度、不同物质的溶解能力），引导学生用“控制变量法”分析影响溶解的因素；跨学科融合：结合数学“统计”，记录不同物质溶解所需的时间，绘制“溶解速度对比表”；结合语文“观察日记”，描述溶解过程的现象变化；评价方式：发放“观察记录单”，要求学生用文字、简笔画记录实验现象，教师结合记录的准确性、分析的逻辑性进行评价。（二）实验名称：蜡烛燃烧的秘密适用年级：四年级实验背景：学生熟悉蜡烛燃烧的现象，但对“燃烧需要氧气”“燃烧产生新物质”的科学本质缺乏认知。通过实验可帮助学生理解燃烧的条件与产物，建立“化学变化”的初步概念。实验目标：1.观察蜡烛燃烧、熄灭的现象，推理燃烧的条件；2.探究蜡烛燃烧的产物（水、二氧化碳），理解“燃烧会产生新物质”；3.培养基于证据推理的科学思维。实验材料：蜡烛（2支）、火柴、玻璃杯（2个，大小不同）、干冷的玻璃片、澄清石灰水（提前制备）、滴管。实验步骤：1.燃烧条件探究：点燃一支蜡烛，用小玻璃杯罩住（注意留缝隙观察），观察蜡烛燃烧状态；再用大玻璃杯罩住另一支点燃的蜡烛，对比两支蜡烛的熄灭时间，思考原因。2.燃烧产物探究：点燃蜡烛，将干冷的玻璃片（或烧杯）倾斜放在火焰上方（避免烫坏），观察玻璃片表面；用滴管取少量澄清石灰水，倒入另一个干冷烧杯，振荡后倒出，将烧杯罩在火焰上方，观察石灰水的变化。实验现象：小玻璃杯罩住的蜡烛很快熄灭，大玻璃杯罩住的蜡烛熄灭较慢；干冷玻璃片表面出现水珠；罩在火焰上方的澄清石灰水变浑浊。科学原理：蜡烛燃烧需要氧气，玻璃杯体积越小（氧气越少），蜡烛熄灭越快；燃烧过程中，石蜡与氧气反应生成水（使玻璃片产生水珠）和二氧化碳（使澄清石灰水变浑浊），属于“化学变化”（产生新物质）。教学延伸：难点突破：用“模拟实验”（如用不同体积的瓶子装蜡烛，观察熄灭时间）量化分析“氧气量与燃烧时间的关系”；跨学科融合：结合安全教育，讨论“火灾中如何利用氧气原理逃生”；结合美术，绘制“蜡烛燃烧的能量转化图”（化学能→光能、热能）；评价方式：开展“实验推理辩论会”，要求学生结合现象证据，辩论“蜡烛燃烧是物理变化还是化学变化”，教师评价逻辑的严密性。二、生命科学领域实验案例（一）实验名称：种子发芽的条件适用年级：四年级实验背景：学生对植物生长有直观经验，但对“种子发芽需要哪些条件”缺乏系统探究。通过对照实验，可帮助学生理解生物生长的环境需求，培养控制变量的探究能力。实验目标：1.设计对照实验，探究水、空气、温度对种子发芽的影响；2.记录种子发芽的过程，分析环境因素与生物生长的关系；3.体会“长期观察、重复验证”的科学探究方法。实验材料：绿豆种子（若干，提前浸泡一夜）、塑料盒（4个）、纸巾、清水、标签纸、冰箱（模拟低温环境）。实验步骤：1.设置实验组：组1（对照组）：塑料盒内铺纸巾，喷湿（保持湿润），放入10粒种子，盖上盒盖（留透气孔），放在常温（20℃左右）明亮处；组2（无水组）：纸巾不喷水，其余条件与组1相同；组3（无空气组）：纸巾喷湿，放入种子后，用保鲜膜密封盒口，放在常温明亮处；组4（低温组）：纸巾喷湿，放入种子后，放在冰箱冷藏室（5℃左右）。2.每天同一时间观察种子的变化，记录“是否发芽”“芽长”等数据，持续观察7-10天。实验现象：组1（对照）：第2-3天种子破皮，长出白色胚根，后续胚芽发育成茎和叶；组2（无水）：种子干瘪，无明显发芽迹象；组3（无空气）：种子可能轻微膨胀，但无法正常发芽（或发芽后很快腐烂）；组4（低温）：种子膨胀缓慢，发芽时间明显延迟，芽体细弱。科学原理：种子发芽需要适宜的温度（酶活性正常）、充足的水分（激活种子内的酶，使胚细胞吸水膨胀）、充足的空气（进行呼吸作用，提供能量）。缺少任何一个条件，发芽过程都会受抑制。教学延伸：难点突破：引导学生用“表格记录法”整理数据，通过“柱状图”分析不同条件下的发芽率，理解“定量分析”的价值；跨学科融合：结合语文“观察日记”，连续记录种子发芽的过程（如“第3天，胚根像小尾巴钻出来了”）；结合美术“生长周期图”，用绘画表现种子→幼苗的变化；评价方式：开展“种子发芽项目展”，学生展示实验记录、分析报告（如“温度对发芽速度的影响”），教师评价探究的完整性、结论的科学性。（二）实验名称：蚯蚓的生活环境偏好适用年级：三年级实验背景：学生对蚯蚓的外形有认知，但对其“喜欢阴暗潮湿还是干燥明亮”的生活习性缺乏实证探究。通过“选择实验”，可帮助学生理解生物与环境的适应性，培养实证意识。实验目标：1.设计实验观察蚯蚓对“光暗”“干湿”环境的选择，推理其生活习性；2.学习“动物行为观察”的方法，尊重生命、规范实验操作；3.体会“生物的生活环境与其结构、行为相适应”的科学观念。实验材料：蚯蚓（5-6条，提前从湿润土壤中采集）、长方形塑料盒（带盖）、黑卡纸（或纸板）、湿纸巾、干纸巾、镊子（或筷子，避免用手直接接触）。实验步骤：1.光暗环境选择：在塑料盒一侧用黑卡纸遮挡（形成黑暗区），另一侧保持明亮；将蚯蚓放在盒子中央，盖上盒盖（留透气孔），静置5分钟，观察蚯蚓的移动方向。2.干湿环境选择：在塑料盒一半铺湿纸巾（模拟潮湿），另一半铺干纸巾（模拟干燥）；将蚯蚓放在盒子中央，盖上盒盖，静置5分钟，观察蚯蚓的移动方向。3.重复实验2-3次，记录蚯蚓的选择倾向（每次实验后用镊子将蚯蚓放回中央，保持实验条件一致）。实验现象：光暗实验中，多数蚯蚓会向黑暗区移动；干湿实验中，多数蚯蚓会向湿纸巾区域移动。科学原理：蚯蚓的体表需要保持湿润以进行呼吸（通过体表的黏液溶解氧气），因此偏好潮湿环境；同时，蚯蚓长期生活在土壤中，避光性强，因此偏好阴暗环境。这体现了生物的结构、行为与生活环境的适应性。教学延伸：难点突破：用“统计法”分析多次实验的结果（如“5次实验中，4次蚯蚓选择黑暗区”），避免“偶然现象”干扰结论；跨学科融合：结合语文“科普短文”，撰写《蚯蚓的秘密》，介绍其生活习性与生态作用；结合道德与法治“环境保护”，讨论“蚯蚓对土壤的改良作用”；评价方式：发放“实验伦理评价表”，评价学生是否“轻拿轻放蚯蚓”“实验后将蚯蚓放回自然环境”，结合观察记录的准确性进行综合评价。三、地球与宇宙科学领域实验案例（一）实验名称：模拟火山喷发适用年级：五年级实验背景：学生对火山喷发的壮观景象充满好奇，但对“火山喷发的成因”（地壳运动、岩浆活动）缺乏直观认知。通过模拟实验，可帮助学生理解火山喷发的过程与原理，建立“地球内部运动”的概念。实验目标：1.用简单材料模拟火山喷发，观察“岩浆”喷发的现象；2.推理火山喷发的成因（地壳运动使岩浆压力增大，突破地壳薄弱处）；3.培养“模型建构”的科学思维，理解“模拟实验”与“真实现象”的联系与区别。实验材料：塑料瓶（500毫升，剪去上半部分）、小苏打（约30克）、白醋（约100毫升）、洗洁精（约5毫升）、红色色素（模拟岩浆）、托盘（接溢出液体）。实验步骤：1.将塑料瓶放在托盘中央，向瓶内加入2勺小苏打，滴入5-6滴红色色素，搅拌均匀（模拟岩浆房的岩浆）；2.向瓶内挤入少量洗洁精（模拟岩浆中的气体、火山灰）；3.快速向瓶内倒入白醋，观察瓶内的变化。实验现象：瓶内迅速产生大量气泡，红色液体（混合洗洁精）从瓶口“喷发”出来，像火山喷发的岩浆与火山灰，持续约1-2分钟后逐渐平息。科学原理：小苏打（碳酸氢钠）与白醋（醋酸）发生化学反应，产生大量二氧化碳气体（CO₂）。气体在瓶内积聚，使液体（模拟岩浆）的压力增大，当压力超过瓶口的“地壳薄弱处”时，液体就会被“压出”瓶口，模拟火山喷发的过程。教学延伸：难点突破：用“变量控制”改进实验（如改变小苏打或白醋的量，观察喷发强度的变化），理解“岩浆压力”与喷发规模的关系；跨学科融合：结合地理“板块运动”，分析火山带（如环太平洋火山带）的分布与板块边界的关系；结合数学“体积计算”，估算模拟实验中“岩浆喷发量”（通过托盘内液体的体积）；评价方式：开展“火山模型设计赛”，学生用黏土、塑料瓶等材料制作“火山模型”，并结合实验原理讲解喷发过程，教师评价模型的科学性、讲解的清晰性。（二）实验名称：昼夜交替的成因适用年级：五年级实验背景：学生知道“地球自转产生昼夜交替”，但对“自转”的方向、周期与昼夜交替的关系缺乏直观体验。通过模拟实验，可帮助学生建立“空间想象”能力，理解地球运动与自然现象的联系。实验目标：1.用“手电筒+地球仪”模拟昼夜交替，推理地球自转的方向、周期；2.观察不同地区的“昼夜状态”，理解“同一时间，地球不同地方的昼夜不同”；3.培养“空间建模”的思维，将抽象的地球运动转化为直观的实验现象。实验材料：手电筒（模拟太阳）、地球仪（带经纬线、陆地轮廓）、小贴纸（标记某一城市，如北京）。实验步骤：1.关闭教室灯光，将手电筒的光对准地球仪的“赤道”附近，模拟“太阳光照”；2.在地球仪上标记北京的位置，观察此时北京是“白天”（被光照）还是“黑夜”（背光）；3.保持手电筒位置不动，自西向东缓慢转动地球仪（模拟地球自转），观察北京的昼夜变化：当北京从“黑夜”转到“白天”，记录转动的方向和大致时间（转一圈约30秒，模拟24小时）；4.暂停转动，观察地球仪上其他地区（如悉尼、纽约）的昼夜状态，思考“同一时刻，不同地方的昼夜是否相同”。实验现象：地球仪自西向东转动时，北京会从“黑夜”进入“白天”，再进入“黑夜”，模拟一次“昼夜交替”；同一时刻，被光照的地区（如北京）是白天，背光的地区（如纽约）是黑夜。科学原理：地球像一个不透明的球体，围绕地轴自西向东自转（周期约24小时）。太阳的光只能照亮地球的一半，随着地球自转，地球上的某一地区会依次经历“被光照（白天）”和“背光（黑夜）”，从而形成昼夜交替。教学延伸：难点突破：用“反向实验”（自东向西转动地球仪），观察昼夜交替的方向变化，理解“为什么太阳东升西落”（地球自转方向与太阳视运动方向相反）；跨学科融合：结合数学“角度测量”，计算地球自转的角速度（360°÷24小时=15°/小时）；结合信息技术“地球自转模拟动画”，对比实验与真实现象的差异；评价方式：开展“昼夜交替解说赛”，学生用实验模型讲解“地球自转与昼夜交替的关系”，教师评价逻辑的准确性、表达的清晰性。四、技术与工程领域实验案例（一）实验名称：搭建稳定的高塔适用年级：六年级实验背景：学生对“高塔”（如电视塔、铁塔）的稳定性有好奇，但对“结构设计如何影响稳定性”缺乏系统探究。通过工程实践，可帮助学生理解“三角形结构”“重心位置”等工程原理，培养设计与优化能力。实验目标：1.用吸管、胶带搭建高塔，测试其承重能力（放置重物的数量）；2.探究“结构类型”（三角形、四边形）、“重心高度”对高塔稳定性的影响；3.经历“设计→搭建→测试→改进”的工程流程，培养问题解决能力。实验材料：吸管（若干，剪成10厘米左右的小段）、胶带、重物（如硬币、小螺母，重量均匀）、直尺、笔、设计图纸。实验步骤：1.