小学科学实验教学案例与教具制作

小学科学实验教学案例与教具制作小学科学课程以培养学生科学素养为核心，实验教学与教具应用是深化科学探究的关键载体。优质的实验案例能引导学生亲历科学探究过程，而自制教具则可突破教学资源限制，让抽象的科学原理具象化。本文结合教学实践，梳理典型实验案例，并阐述低成本、高实效的教具制作策略，为一线教师提供可借鉴的实践范式。一、基于“探究式学习”的实验教学案例（一）植物向光性的观察实验教学目标：理解植物生长的向性运动，培养长期观察与数据分析能力。实验设计：材料准备：蚕豆种子（或向日葵幼苗）、不透光纸盒、剪刀、直尺。实验步骤：1.提前一周培育蚕豆幼苗，待长出2-3片真叶后分组。2.甲组：将纸盒一侧开小窗，幼苗置于盒内，保证唯一光源来自小窗；乙组：幼苗正常放置（对照）。3.每日固定时间观察，记录幼苗生长方向、高度变化，绘制生长轨迹图。教学难点突破：学生易忽视“单一变量”原则，教师可通过“变量控制卡”（标注光照、水分、温度等变量，要求学生每日检查并记录）强化科学思维。学生反馈：多数学生能通过2周观察总结出“植物向光弯曲生长”的结论，且对“对照实验”的设计逻辑有了直观认知。（二）摩擦力的影响因素探究教学目标：通过实验归纳摩擦力与接触面、压力的关系，提升实证分析能力。实验设计：材料准备：不同材质的木板（光滑/粗糙）、砝码、弹簧测力计、小车。实验步骤：1.分组实验：①同一小车（压力不变）在光滑/粗糙木板上匀速拉动，记录拉力（摩擦力）；②小车加不同砝码（压力变化）在同一木板上拉动，记录数据。2.用表格整理数据，绘制“摩擦力-压力”关系图，分析变量间的关联。创新点：将“匀速拉动”的操作难点转化为“让小车在斜面轨道上自然下滑（保证匀速）”，降低操作误差。教学延伸：引导学生联系生活，如“鞋底花纹”“汽车刹车装置”，解释摩擦力的应用，实现“从实验到生活”的迁移。二、低成本教具制作的策略与实例（一）教具制作的核心原则1.科学性：教具设计需精准呈现科学原理，如“自制日晷”需依据太阳高度角变化规律，刻度标注符合当地纬度（可简化为南北朝向的基础刻度）。2.趣味性：融入游戏化元素，如“电路迷宫教具”，学生需通过连接导线让LED灯点亮，同时避开“陷阱”（短路区域），激发探索欲。3.易操作性：材料选择以生活废弃物为主，如用饮料瓶制作“水钟”，用纸板制作“杠杆平衡器”，降低制作门槛。（二）典型教具制作实例1.自制简易显微镜材料：两个放大倍数不同的凸透镜（废旧放大镜、眼镜片）、硬纸板、胶水、剪刀。制作步骤：将硬纸板卷成两个圆筒，直径分别适配两个透镜，用胶水固定透镜在筒的一端。将两个圆筒嵌套，可通过调节间距（像距）清晰观察标本（如洋葱表皮、昆虫翅膀）。教学应用：在“微小世界”单元，学生用自制显微镜观察细胞结构，比使用传统显微镜更具参与感，能直观理解“放大倍数与透镜间距的关系”。2.生态瓶的改良制作传统问题：生态瓶易缺氧、水质恶化，导致实验周期短。改良设计：材料：透明塑料瓶（去盖）、河沙（过滤消毒）、水生植物（水葫芦、金鱼藻）、小型鱼类（斑马鱼）、鹅卵石。分层结构：底层铺5cm河沙（过滤+微生物分解），中层注水至8分满，上层种植水生植物（光合作用产氧），放入鱼类后密封瓶口。维护技巧：每周用滴管吸除底层沉积物，避免阳光直射（控制温度与藻类繁殖）。教学价值：学生通过2个月的生态瓶维护，理解“生态系统的物质循环与能量流动”，并能分析“植物减少→鱼类死亡”的连锁反应，深化对生态平衡的认知。3.磁悬浮笔的创意制作材料：环形磁铁（4-6个，同极相对）、PVC管（内径略大于笔的直径）、中性笔。制作步骤：将PVC管竖直固定，在管内依次放入环形磁铁（同极朝上，如N极），形成“磁场排斥层”。将笔的一端粘一块小磁铁（N极朝下），放入管内，调整磁铁数量使笔悬浮。教学应用：在“磁现象”教学中，学生通过调整磁铁数量、间距，探究“磁力大小与悬浮高度的关系”，直观感受“同名磁极相斥”的原理，同时培养工程设计思维（如何让笔稳定悬浮）。三、教学应用的效果与反思（一）学生素养的提升通过实验案例与自制教具的结合，学生的科学探究能力显著提升：在区级科学实验竞赛中，本校学生的“实验设计合理性”“数据记录规范性”得分率较去年提升；课后访谈显示，多数学生认为“自己设计并制作教具的过程，让科学知识变得‘可触摸’了”。（二）教师的实践反思1.资源整合：需建立“校园科学材料库”，收集废旧物品（如易拉罐、旧光盘），为教具制作提供常态化支持。2.差异化指导：针对动手能力较弱的学生，可提供“半成品教具套件”（如预裁好的电路板、带刻度的杠杆板），降低制作难度。3.跨学科融合：教具制作可结合数学（刻度标注）、美术（外观设计），如“自制温度计”需绘制温度刻度，“生态瓶”可设计卡通化的观察记录表，实现学科间的自然渗透。结语小学科学实验教学与教具制作是一门“接地气”的实践艺术。优质的实验案例应立足学生