《小学科学实验教学实践指南(2025版)》

《小学科学实验教学实践指南(2025版)》小学科学实验教学是落实“做中学”“用中学”“创中学”理念的核心载体，是培养学生科学思维、实践能力与科学态度的重要路径。基于《义务教育科学课程标准（2022年版）》要求，结合近年教学实践反馈与学生认知发展规律，本指南聚焦实验教学全流程，从实验设计、课堂实施、评价改进、资源支持四个维度提出具体实践建议，助力教师构建“真实探究、深度思维、全面发展”的实验教学新样态。一、实验设计：立足核心素养，构建梯度化内容体系实验设计需以课程核心概念为锚点，以学生认知特点为依据，兼顾趣味性、探究性与教育性，形成“观察感知—操作验证—设计创新”的三阶递进结构。（一）低年级：以“兴趣启蒙”为导向，强化感官观察低年级学生（1-2年级）处于具体形象思维阶段，实验设计应突出“直观性”与“互动性”，重点培养观察习惯与描述能力。实验主题需贴近日常生活，材料选择应安全、易得且具有明显现象。例如“水的变化”单元，可设计“冰融化了”观察实验：提供冰块、玻璃盘、记录表，引导学生用眼睛看（形状变化）、用手摸（温度变化）、用秒表记（融化时间），记录“冰块→水”的形态转化过程；再如“植物的生长”主题，开展“种子发芽记”长期观察实验，通过种植绿豆、记录“种子膨大—破皮—长根—出芽”的连续变化，帮助学生建立“生命发展有规律”的初步认知。教师需注意：实验时长控制在10-15分钟，避免操作复杂；观察记录以画图、符号为主，降低文字负担；鼓励用“我发现……”“我看到……”等口语化表达分享发现。（二）中年级：以“方法习得”为重点，渗透科学思维中年级学生（3-4年级）抽象思维开始发展，实验设计需逐步引入“对比实验”“变量控制”等科学方法，培养“基于证据推理”的能力。实验主题应围绕“物质性质”“能量转换”“生态关系”等核心概念展开，材料选择可增加结构性（如简单仪器、组合材料）。例如“声音的产生与传播”单元，设计“声音是怎样产生的”探究实验：提供音叉、鼓、橡皮筋、塑料瓶等材料，引导学生通过“敲击—观察振动”“停止振动—声音消失”的对比操作，归纳“声音由物体振动产生”的结论；再如“温度与水的变化”主题，开展“影响蒸发快慢的因素”实验，通过控制“表面积”“温度”“空气流动”三个变量（如同时放置一杯水、一盘水、一杯热水、一盘热水在通风/密闭环境），记录24小时后水量变化，让学生在数据对比中理解“蒸发快慢与多因素相关”的原理。教师需强调：实验前需明确“要研究什么问题”“需要改变什么条件”“保持哪些条件不变”；实验中指导学生用表格、柱状图记录数据；实验后引导用“因为……所以……”的逻辑句式总结结论。（三）高年级：以“创新实践”为突破，发展综合能力高年级学生（5-6年级）具备较强的问题解决能力，实验设计应注重“开放性”与“综合性”，鼓励“自主选题—设计方案—实施改进”的完整探究，培养“科学探究与技术实践融合”的素养。实验主题可关联社会议题（如“家庭节水方案设计”“校园垃圾分类效果评估”）或跨学科内容（如“桥梁承重与结构关系”融合数学、工程知识）。例如“电与磁”单元，开展“自制简易电动机”项目式实验：提供电池、导线、磁铁、回形针等材料，学生需自主查阅资料、设计线圈绕法、调整磁铁位置，通过多次调试让转子转动；再如“生物与环境”主题，组织“校园生态瓶制作”长期实验，要求学生综合考虑“植物—动物—微生物”的平衡关系，记录1个月内水质、生物存活情况，分析“生态系统稳定性”的影响因素。教师需引导：实验前通过“头脑风暴”完善方案（如“可能遇到哪些问题？如何解决？”）；实验中鼓励“试错—改进”循环（如电动机不转时，检查导线接触、线圈对称性）；实验后通过“答辩会”分享成果（如用PPT展示设计思路、数据对比、改进过程）。二、课堂实施：聚焦“做思共生”，构建深度探究场域实验课堂需打破“教师演示—学生模仿”的传统模式，构建“问题驱动—合作探究—反思改进”的动态过程，让学生在“动手做”中“动脑思”，实现知识内化与能力生长。（一）问题导入：从“教材问题”到“真实问题”有效的实验始于有价值的问题。教师应基于学生生活经验或前认知冲突，创设真实情境，引导学生提出可探究的科学问题。例如教学“光的反射”时，可展示“医生用额镜检查牙齿”“汽车后视镜避免盲区”等生活场景，提问：“为什么这些镜子能把光‘转个弯’？如果改变镜子角度，光的路径会怎样变化？”；教学“岩石的风化”时，可播放“黄山迎客松扎根悬崖”视频，追问：“坚硬的岩石是怎样变成土壤的？水、温度、植物根可能起什么作用？”。需注意：问题需具有“可操作性”（如“如何让小灯泡更亮”比“电有什么用”更具体）、“开放性”（如“影响摆快慢的因素有哪些”比“摆的快慢与摆长有关吗”更能激发探究），避免“是非型”（如“磁铁能吸铁吗”）或“记忆型”（如“水的沸点是多少”）问题。（二）探究过程：从“按步骤操作”到“自主设计”实验操作需给予学生充分的自主权，教师仅在关键环节提供支持。具体可分四步实施：一是“猜想假设”，鼓励学生基于已有知识或生活经验，用“我认为……因为……”表达假设（如“我认为摆的快慢与摆锤重量有关，因为重的物体可能下落更快”）；二是“方案设计”，小组讨论制定实验计划（如明确变量、材料、步骤、分工），教师通过“你们打算如何控制变量？”“这样设计能验证假设吗？”等问题引导完善；三是“实验验证”，学生按方案操作，教师巡视观察（重点关注操作规范性、合作有效性、问题解决能力），及时解答技术问题（如“测力计要水平拉动”“温度计玻璃泡要完全浸入液体”）；四是“结论推导”，组织小组用数据、现象支持结论（如“我们组改变摆锤重量（10g、20g、30g），保持摆长30cm、摆角30°，10秒内摆动次数都是8次，所以摆的快慢与摆锤重量无关”），鼓励“如果实验结果与假设不同，可能是什么原因？”的反思。（三）思维进阶：从“现象观察”到“本质理解”实验教学的核心是思维发展。教师需通过“追问”“对比”“联系”等策略，引导学生从“看到什么”走向“为什么会这样”。例如“热胀冷缩”实验中，学生观察到“铜球加热后无法通过金属环”，教师可追问：“铜球体积变大了，组成铜球的微粒发生了什么变化？”（引出“微粒间距离增大”）；在“种子发芽条件”实验中，对比“有水无空气”“有空气无水”“有水有空气”三组的发芽情况，引导思考：“为什么同时需要水和空气？种子发芽时可能在进行什么生命活动？”（关联“呼吸作用需要氧气”）；在“电路连接”实验后，联系“家庭电路”提问：“为什么家里的灯泡烧坏一个，其他灯泡还能亮？如果用串联会怎样？”（理解“并联电路独立性”）。通过这样的深度对话，帮助学生建立“现象—概念—原理”的认知链条。三、评价改进：关注“过程成长”，建立多元评价体系实验教学评价需突破“结果唯一”的局限，构建“过程性评价为主、结果性评价为辅，自评与他评结合”的体系，全面反映学生的科学探究能力与态度发展。（一）评价内容：聚焦核心素养指标评价应覆盖“科学探究”“科学思维”“科学态度”“科学、技术、社会与环境（STSE）”四个维度。具体指标包括：探究能力（如问题提出、方案设计、操作规范、数据记录）、思维品质（如假设合理性、结论逻辑性、反思深度）、合作态度（如分工参与度、观点倾听、贡献度）、STSE意识（如材料选择的环保性、实验结论的生活应用）。例如评价“简易净水器制作”实验时，不仅看“水质净化效果”（结果），更关注“材料筛选理由”（如为什么选活性炭？为什么用石子和沙子分层？）、“制作中的改进过程”（如第一次过滤后仍有杂质，如何调整结构？）、“小组合作中的角色贡献”（如谁负责材料收集？谁设计了分层结构？）。（二）评价方式：采用“记录+展示+反思”组合1.成长档案袋：学生自主收集实验记录单、数据图表、改进方案、实验照片/视频等材料，每学期整理成档案袋，记录“我在实验中的进步”（如“开学时我不敢动手操作，现在能独立完成电路连接”“第一次测水温读错了刻度，现在知道视线要与液柱顶端平齐”）。2.实验展示会：每单元结束后组织“实验小达人”展示活动，学生通过“操作演示+讲解”（如“我设计的‘雨量器’是用塑料瓶改制的，刻度是根据标准雨量器比例标注的”）、“问题答辩”（如“为什么你的雨量器要放在空旷处？”“如果下雨时被风吹倒了，数据会有什么误差？”）分享成果，同伴与教师共同评分。3.反思记录表：每次实验后填写“我的收获与困惑”（如“我学会了控制变量的方法，但还不明白为什么加热后的空气会上升”），教师针对共性困惑设计“拓展实验”（如“热空气上升”可补充“纸蛇旋转”实验：点燃蜡烛，纸蛇放在上方会旋转，说明热空气上升推动纸蛇运动）。（三）评价反馈：强调“改进导向”评价结果需转化为学生的发展动力，避免“分数排名”。教师应针对个体差异提供具体反馈：对操作不熟练的学生，可记录“你今天在使用酒精灯时能正确用外焰加热，比上次进步了！下次可以尝试自己熄灭酒精灯”；对思维深刻的学生，鼓励“你通过对比三组数据发现‘摆长每增加10cm，摆动次数减少2次’，这个规律总结得很严谨，能尝试用数学公式表示吗？”；对合作能力弱的学生，建议“今天你负责记录数据，字迹很工整，如果能多听听组员的想法，你们组的方案会更完善”。通过正向激励，让学生感受到“进步可见、努力有方向”。四、资源支持：强化“内外协同”，保障实验教学落地实验教学的有效实施离不开资源保障。学校需构建“硬件支撑+教师赋能+家校联动”的支持网络，为实验教学提供可持续动力。（一）硬件资源：建设“生活化、结构化”实验材料库学校应按《小学科学实验教学仪器配备标准》配齐基础器材（如酒精灯、显微镜、测力计、三球仪等），同时开发“生活化材料包”（如用塑料瓶、吸管、纽扣、硬币等制作实验器材）。可设置“实验材料超市”，按“观察类”（放大镜、标本盒）、“测量类”（温度计、天平）、“操作类”（电路元件、简单机械组件）分类摆放，学生可根据实验需求自主领取。需注意：危化品（如浓硫酸、高锰酸钾）、高温器材（如酒精喷灯）由教师保管，使用时全程指导；易损器材（如玻璃器皿）标注“小心轻放”提示，培养学生的责任意识。（二）教师能力：开展“实践导向”的教研培训教师是实验教学的关键实施者。学校需定期组织“实验教学工作坊”，通过“案例分析—现场实操—同伴互评”提升教师的实验设计与指导能力。例如开展“低成本实验开发”专题培训，教师用生活材料设计实验（如用吸管做“简易肺模型”：吸管代表气管，气球代表肺，塑料瓶代表胸腔，拉动瓶底气球膨胀模拟吸气），分享“设计思路—操作要点—学生反馈”；组织“实验疑难问题研讨”，针对“显微镜调焦困难”“电路接触不良”等常见问题，邀请实验员示范解决技巧；鼓励教师参与“实验教学创新大赛”，通过竞赛推动教学理念更新。（三）家校社联动：拓展实验教学场域实验教学不应局限于课堂，需与家庭、社区资源结合，构建“大实验”环境。例如布置“家庭小实验”（如“鸡蛋在盐水中浮起来”“种子在冰箱里能发芽吗”），家长协助记录过程；联合科技馆、气象台、农科所开展“校外实验日”（如在科技馆做“静电实验”“模拟火山喷发”，在气象台观测雨量