小学科学探究实验案例

小学科学探究实验案例一、实验背景种子是植物生命的“起点”，小小的种子如何长成幼苗？这一过程需要哪些环境条件？很多小学生在种植豆芽、花卉时，会发现种子有时顺利萌发，有时却迟迟没有动静。基于学生的生活疑问，我们设计了“种子萌发的条件探究”实验，引导学生通过对照实验的方法，自主发现种子萌发的关键因素，理解生物与环境的相互作用。二、实验目标1.知识目标：通过实验观察，总结种子萌发需要的环境条件（水分、温度、空气、光照的作用）。2.能力目标：学会设计对照实验（控制单一变量），掌握长期观察、记录与分析数据的方法。3.情感目标：激发对生命科学的好奇心，培养耐心、严谨的科学态度，体会“实践出真知”的探究乐趣。三、实验准备材料清单（每组配置）：饱满的种子：绿豆/菜豆（约30粒，选择易萌发、易观察的种子）。透明塑料盒（4个，便于观察内部变化）、标签纸、马克笔（标记实验组别）。纸巾（或脱脂棉，用于保持水分，同时方便观察根系）、滴管、清水。辅助材料：冰箱（模拟低温环境）、黑色塑料袋（模拟无光环境）、保鲜膜（模拟无空气环境）。四、实验探究过程1.实验设计：控制单一变量的对照实验我们围绕“水分、温度、空气、光照”四个环境因素，设置4组对照实验（每组控制一个变量，其他条件保持一致），具体分组如下：实验组别水分条件温度条件空气条件光照条件预期假设------------------------------------------------------------①对照组纸巾浸湿（适量水）常温（20-25℃）敞口（有空气）自然光种子正常萌发②水分组纸巾干燥（无水）常温敞口自然光种子不萌发③温度组纸巾浸湿低温（冰箱4℃）敞口自然光种子萌发缓慢或不萌发④空气组纸巾浸湿（水没过种子1cm）常温密封（保鲜膜封口）自然光种子缺氧，不萌发⑤光照组纸巾浸湿常温敞口黑暗（黑袋罩住）种子萌发（光照非必需）2.操作步骤（以小组为单位）：第1天：布置实验组1.将4个塑料盒贴好标签（①~⑤组），在盒内铺2层纸巾。2.每组放入10粒饱满的绿豆（挑选大小均匀的种子，减少自身差异影响）。3.按表格条件处理：②组：纸巾不加水，保持干燥；③组：处理后放入冰箱冷藏；④组：加清水至没过种子1cm，用保鲜膜密封盒口；⑤组：用黑色塑料袋套住塑料盒，放置在阴暗处；①组：加适量清水（纸巾湿润但不积水），常温、自然光下放置。后续观察：持续记录5-7天每天同一时间（如上午10点）观察种子变化，用文字、简图或照片记录：种子是否膨大、种皮是否破裂；有无生根、根的长度、根的形态（如是否向地生长）；有无发芽（胚芽突破种皮）、芽的长度、颜色等。五、实验记录与数据分析1.观察记录表（示例）：天数①对照组（常态）②水分组（无水）③温度组（低温）④空气组（缺氧）⑤光照组（黑暗）--------------------------------------------------------------------------------------第1天种子饱满，无变化种子饱满，无变化种子饱满，无变化种子饱满，无变化种子饱满，无变化第3天种皮破裂，长出白色幼根（长约0.5cm）种子干瘪，无变化种子略膨大，无生根种子膨大，种皮微裂（缺氧，部分种子发黏）种皮破裂，幼根长约0.6cm（比①组长？）第5天幼根长2cm，胚芽出土，子叶展开种子干瘪，颜色变深种子膨大，幼根长0.3cm（生长缓慢）种子腐烂（水多缺氧），无萌发幼根长2.2cm，胚芽出土（与①组差异小）2.数据分析与讨论：水分的作用：②组（无水）种子始终干瘪，①组（有水）种子快速萌发→适量水分是种子萌发的必要条件（种子需要吸水膨胀，打破休眠，启动代谢）。温度的作用：③组（低温）种子萌发极慢，①组（常温）萌发迅速→种子萌发需要适宜的温度（低温会抑制酶的活性，减慢代谢）。空气的作用：④组（缺氧）种子腐烂，①组（有氧）正常萌发→种子萌发需要充足的空气（种子萌发时进行有氧呼吸，分解有机物供能）。光照的作用：⑤组（黑暗）与①组（光照）萌发速度、长势差异小→光照不是种子萌发的必需条件（但光照会影响后续幼苗的光合作用，可延伸探究）。六、实验结论与拓展思考1.核心结论：种子萌发需要适量的水分、适宜的温度、充足的空气，光照（短期）对多数种子的萌发无决定性影响。2.拓展思考：为什么⑤组（黑暗）的根比①组长？（可引导学生联系“向性运动”：根的向地性、向水性，黑暗中根更易向水生长）。若实验延长到10天，光照组的幼苗会有什么变化？（推测：黑暗中幼苗会黄化、细长，因为缺乏光照无法合成叶绿素，也无法进行光合作用）。七、教学实践价值与延伸1.课堂应用：本实验可融入“植物的一生”单元，作为“种子萌发”的探究核心活动，时长建议2课时（第1课时设计实验、布置装置；第2-7天每天5分钟观察记录，第8课时分析总结）。实验后可开展“种子萌发条件辩论会”，让学生结合生活经验（如“为什么农民春天播种？”“为什么保存种子要干燥低温？”），深化对知识的理解。2.家庭延伸：鼓励学生用花盆种植萌发的幼苗，观察“根、茎、叶”的生长变化，记录“光、水、肥”对幼苗生长的影响。尝试探究“不同土壤（沙土、黏土、腐殖土）对种子萌发的影响”，对比实验设计，培养长期探究习惯