小学科学课堂实验教学设计实例

小学科学课堂实验教学设计实例小学科学课程以培养学生科学素养为核心，实验教学是其重要载体。优质的实验教学设计需兼顾科学性、趣味性与教育性，引导学生在观察、操作、思考中建构科学概念，发展探究能力。本文结合“物质变化”“生物与环境”“简单电路”等核心主题，呈现三个典型实验的教学设计实例，为一线教师提供可借鉴的实践范式。实验一：蜡烛的燃烧与熔化——探究物质的可逆与不可逆变化一、教学目标知识目标：通过观察蜡烛燃烧和熔化的现象，区分物质的可逆变化（熔化）与不可逆变化（燃烧），理解变化的本质特征。能力目标：学会使用酒精灯、温度计等工具进行规范操作，提升观察、记录与分析实验现象的能力。情感目标：激发对物质变化现象的探究兴趣，培养严谨的科学态度与安全实验意识。二、实验准备材料：蜡烛（不同粗细）、火柴、酒精灯、三脚架、陶土网、烧杯（装冷水）、温度计、记录表。课前准备：提前培训学生使用酒精灯的安全规范，制作“实验现象对比卡”（熔化前后、燃烧前后的蜡烛图片）。三、教学过程（一）情境导入：生活中的“变化”谜题播放视频：“生日蛋糕上的蜡烛，点燃后变短；夏天的蜡烛放在车里，会变成液体。这两种变化一样吗？”引发学生猜想，导入“物质变化的探究”主题。（二）分层探究：对比观察，发现本质1.活动1：蜡烛的熔化——可逆变化的观察分组操作：用酒精灯加热蜡烛（陶土网垫在三脚架上，蜡烛置于网中央），用温度计测量蜡块温度变化（每2分钟记录一次），观察蜡块形态变化。引导思考：“加热停止后，蜡烛会怎样？这个过程能‘倒回去’吗？”学生将熔化的蜡倒入冷水，观察凝固现象，得出“熔化是物质状态改变，可恢复原状”的结论。2.活动2：蜡烛的燃烧——不可逆变化的探究安全操作：教师示范点燃蜡烛，学生分组观察火焰分层、蜡烛长度变化，用干冷烧杯罩在火焰上方（观察水珠）、内壁涂石灰水的烧杯罩火焰（观察浑浊）。数据分析：对比“熔化前后蜡烛质量变化”（用天平称量）与“燃烧前后蜡烛质量变化”，结合现象讨论：“燃烧后蜡烛变成了什么？还能变回原来的蜡烛吗？”（三）总结提升：建构“可逆/不可逆变化”概念小组汇报实验发现，教师引导梳理：熔化是物质从固态到液态的可逆变化（形态变，物质本质不变）；燃烧是物质与氧气反应的不可逆变化（产生新物质，无法复原）。拓展举例：生活中还有哪些可逆/不可逆变化？（如折纸与剪纸、水结冰与面包发霉）（四）课后延伸：家庭小实验“糖的变化”任务：用平底锅加热白糖，观察熔化、焦化过程，记录现象并判断变化类型，下节课分享。四、教学反思本设计通过“对比实验+生活化延伸”，突破“物质变化本质”的认知难点。亮点在于：①用温度计、天平量化观察，培养实证意识；②将安全规范融入操作训练，提升实验技能。不足是部分学生对“新物质生成”的判断较模糊，后续可增加“铁生锈”等慢变化实验，强化概念理解。实验二：种子发芽的秘密——探究生物的生存条件一、教学目标知识目标：通过控制变量实验，探究种子发芽需要的环境条件（水、空气、适宜温度），理解生物与环境的依存关系。能力目标：掌握控制变量实验的设计方法，学会设计实验方案、记录数据并分析结论。情感目标：体会生命成长的奇妙，培养长期观察的耐心与团队协作精神。二、实验准备材料：绿豆种子（饱满、无破损）、透明塑料盒（带盖）、脱脂棉、标签纸、滴管、水、冰箱（模拟低温环境）。课前准备：提前筛选种子，确保活性；制作“种子发芽观察记录表”（含日期、水分、温度、空气、发芽情况等栏）。三、教学过程（一）问题驱动：种子发芽需要什么？展示图片：“春天的田野里种子发芽，仓库里的种子却不发芽。”引导学生提出猜想：“种子发芽可能需要水、阳光、温度、空气……”，聚焦“水、温度、空气”三个变量。（二）方案设计：控制变量，设计对比实验小组讨论：如何设计实验验证“水是种子发芽的必要条件”？教师引导明确：①实验组（有水）与对照组（无水）；②其他条件（温度、空气、种子）保持相同。拓展设计：小组自主选择一个变量（如温度或空气），设计实验方案（如“探究温度对发芽的影响”：一组放室温，一组放冰箱）。方案优化：教师巡视指导，强调“单一变量”原则（如探究空气时，一组种子完全浸没水中，一组只湿棉花）。（三）实验实施：长期观察，记录生长分组操作：按方案布置实验装置（如“水的影响”组：盒1放干脱脂棉+种子，盒2放湿脱脂棉+种子，均盖盖保持空气），贴标签，每天同一时间观察、记录（发芽天数、芽长等）。教师提醒：观察时轻拿轻放，避免晃动种子；及时补充水分（仅实验组）。（四）数据分析：得出结论，联系生活两周后，小组汇总数据，绘制“种子发芽情况柱状图”。汇报交流：“我们组发现，有水的种子第3天发芽，无水的没发芽……”教师引导归纳：种子发芽需要充足的水、适宜的温度（20-25℃）、充足的空气。生活应用：解释“农民播种前为什么要浇水、松土？”“冰箱储存种子的原理”。（五）拓展实践：种植小盆栽任务：选择一种植物（如凤仙花），根据发芽条件种植，记录生长周期，制作“植物生长日记”。四、教学反思本设计以“问题-设计-实践-应用”为主线，培养科学探究能力。亮点在于：①将抽象的“控制变量”转化为可操作的对比实验，降低认知难度；②长期观察培养责任感。不足是实验周期长，部分学生后期观察积极性下降，可采用“小组轮值+照片记录”的方式维持兴趣。实验三：点亮小灯泡——探究简单电路的组成一、教学目标知识目标：认识电路的基本组成（电源、导线、用电器、开关），学会连接简单电路并点亮小灯泡。能力目标：通过试错、改进的过程，提升动手操作与问题解决能力，学会用示意图记录电路连接。情感目标：体验成功点亮灯泡的喜悦，培养勇于尝试、严谨细致的科学精神。二、实验准备材料：干电池（1.5V）、导线（带鳄鱼夹）、小灯泡（2.5V）、开关、电路示意图记录纸。课前准备：检查器材安全性（电池无漏液，导线绝缘层完好）；制作“电路连接小贴士”（图示正确/错误连接方式）。三、教学过程（一）情境导入：“魔法”点亮灯泡教师演示：用导线连接电池和小灯泡，灯泡亮起。提问：“谁能像老师一样让灯泡亮起来？”请学生尝试，多数学生会因连接错误失败，引发探究欲望。（二）探究尝试：试错中发现规律1.初次尝试：学生分组领取器材，尝试连接。教师巡视，记录典型错误（如导线只连灯泡底部、电池正负极接反、未形成回路）。2.小组讨论：“为什么有的组成功了？失败的组哪里出问题？”引导观察灯泡结构（底部和侧面的金属点）、电池结构（正负极）。（三）原理讲解：电路的组成与电流路径教师用示意图讲解：电流从电池正极流出，经导线→灯泡（通过灯丝）→导线→开关→电池负极，形成闭合回路，灯泡才会亮。示范正确连接：导线一端夹电池正极，一端夹灯泡底部；另一导线夹灯泡侧面，一端夹开关；开关另一端夹电池负极。闭合开关，灯泡亮。（四）实践改进：规范连接，创新设计1.规范操作：学生根据示意图重新连接，确保形成闭合回路，教师指导纠正错误（如导线接触不良、开关未闭合）。2.创新挑战：“如何用一个开关控制两个灯泡？”小组尝试串联/并联电路，画出设计图，分享思路。（五）总结拓展：电路知识的生活应用回顾电路组成：电源（提供电能）、导线（传输电能）、用电器（消耗电能）、开关（控制电路）。生活联系：“家里的灯为什么能亮？”“手电筒的电路和我们的实验有什么相同点？”（六）课后任务：家庭电路小调查观察家里的电器（如台灯、电视），画出简化的电路示意图（标注电源、开关、用电器），下节课交流。四、教学反思本设计通过“试错-讲解-实践”的流程，突破电路连接的操作难点。亮点在于：①以学生试错为切入点，激发探究兴趣；②将抽象的电流路径转化为直观的示意图，辅助理解。不足是部分学生对“短路”概念模糊，后续可增加“短路实验”（如导线直接连电池正