2025-2026学年科普小实验的教学设计

2025-2026学年科普小实验的教学设计主备人Xx备课成员魏老师设计思路一、设计思路以五年级科学课本“物质的变化”“简单机械”单元为核心，选取“蜡烛燃烧探究”“杠杆省力原理”等贴近生活的实验，通过“问题引导—动手操作—现象分析—结论归纳”流程，引导学生观察记录、小组合作，将抽象知识转化为直观体验，培养科学探究能力与实证精神，强化课本知识与生活实际的联系，符合五年级学生认知规律与动手能力。核心素养目标二、核心素养目标通过蜡烛燃烧、杠杆省力等实验，形成物质变化、简单机械的科学观念；在观察现象、分析数据中发展逻辑推理与模型建构的科学思维；通过动手操作、小组合作提升探究实践能力；培养严谨实证、合作交流的科学态度，初步建立科学与生活的联系，增强科学探究的责任意识。教学难点与重点1.教学重点

①掌握蜡烛燃烧过程中物质变化的观察方法，理解化学变化与物理变化的区别；

②通过杠杆实验探究力臂与省力关系，建立杠杆平衡条件的科学概念。

2.教学难点

①区分蜡烛燃烧中伴随的物理变化（如蜡熔化）与化学变化（如新物质生成）；

②精确测量杠杆动力、阻力与力臂数据，分析变量对杠杆平衡的影响。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：1.实验法，组织学生动手操作蜡烛燃烧、杠杆实验，观察记录现象；2.讨论法，小组交流实验结果，分析物质变化与杠杆省力原理；3.讲授法，结合课本重点讲解化学变化与杠杆平衡条件。

教学手段：1.多媒体设备，展示实验操作视频与现象放大图；2.模拟实验软件，动态演示杠杆力臂变化与平衡过程；3.实物教具，提供蜡烛、杠杆装置等材料，确保实践操作。Xx教学过程**（一）情境导入，激发探究（5分钟）**

师：同学们，今天老师带来两样神秘物品——一根蜡烛和一个杠杆装置。请大家仔细观察：当蜡烛燃烧时，除了发光发热，你还看到什么现象？用杠杆撬动课本时，手的位置移动了多少距离？生：我看到蜡烛在变短，旁边有蜡油滴下来；撬课本时，手移动的距离比课本升高的距离长很多。师：太棒了！这些现象都隐藏着科学秘密。今天我们就通过实验，探究物质的变化和简单机械的奥秘，揭开它们的真面目！

**（二）实验探究一：蜡烛燃烧中的物质变化（20分钟）**

师：首先进行蜡烛燃烧实验。请大家分组操作：①用镊子夹取蜡烛固定在铁架台上；②点燃蜡烛，观察火焰分层现象；③用干燥烧杯倒罩在火焰上方，观察内壁变化；④用澄清石灰水涂抹烧杯内壁，观察是否变浑浊。生（操作中）：老师，烧杯内壁出现水珠了！石灰水变浑浊了！师：这说明燃烧产生了水和二氧化碳，属于化学变化。那滴下来的蜡油呢？生：蜡油冷却后又变硬了，形状和原来一样，应该是物理变化。师：完全正确！化学变化产生新物质，物理变化只是形态改变。现在请各组记录实验现象，填写表格。

**（三）实验探究二：杠杆省力原理（25分钟）**

师：接下来探究杠杆。请各组组装杠杆装置：①在杠杆支点两侧挂上不同数量的钩码；②调整动力臂和阻力臂长度，使杠杆平衡；③记录动力、阻力、动力臂、阻力臂数据。生（操作中）：老师，当动力臂比阻力臂长时，用的钩码更少！师：这就是杠杆省力的关键！请各组计算动力×动力臂和阻力×阻力臂的乘积，有什么发现？生：两组乘积相等！师：这就是杠杆平衡原理：动力×动力臂=阻力×阻力臂。现在挑战任务：用这根杠杆撬动讲台上的字典，如何设计最省力？生（讨论后）：把支点靠近字典，手柄尽量长！师：实践验证一下！

**（四）现象分析与结论归纳（15分钟）**

师：结合两个实验，请小组讨论：①蜡烛燃烧伴随哪些物质变化？②杠杆省力与哪些因素有关？生1组：蜡烛燃烧是化学变化（生成新物质），蜡熔化是物理变化。生2组：杠杆省力与动力臂长度成正比，与阻力成反比。师：总结得非常精准！课本告诉我们：物质变化分为物理变化（形态改变）和化学变化（产生新物质）；杠杆平衡需满足动力×动力臂=阻力×阻力臂。现在请用箭头图表示蜡烛燃烧的变化过程。

**（五）知识迁移与生活应用（10分钟）**

师：生活中哪些现象属于化学变化？哪些工具利用了杠杆原理？生：生锈是化学变化，跷跷板、开瓶器是杠杆。师：很好！现在请设计一个实验，区分白糖加热熔化和燃烧的变化类型。生：将白糖加热到熔化，观察是否变黑；再取另一份白糖点燃，观察是否有黑色炭渣生成。师：实验设计非常科学！课后请完成这个实验，并记录现象。

**（六）课堂总结与作业布置（5分钟）**

师：今天通过实验，我们掌握了物质变化的判断方法，理解了杠杆省力原理。请完成两项任务：①用杠杆原理解释为什么用长柄扳手拧螺丝更省力；②观察家中三种工具，分析是否应用了简单机械原理。下节课我们分享实验成果！Xx拓展与延伸1.拓展阅读材料

《神奇校车》系列之《气候大挑战》：通过漫画形式生动展示蜡烛燃烧产生二氧化碳和水的过程，结合温室效应原理，深化对化学变化伴随能量释放的理解。《十万个为什么》（最新版）“物质的变化”章节：详解物理变化与化学变化的本质区别，列举生活中如食物腐败、铁钉生锈等典型案例，帮助学生建立科学分类思维。《动手玩科学》中“简单机械的奥秘”单元：包含20个家庭可操作的小实验，如用筷子制作简易杠杆、测量不同支点位置下的省力效果，将课本抽象原理转化为具象实践。《改变世界的发明》中“杠杆撬动文明”章节：讲述阿基米德撬动地球的传说、古代桔槔灌溉工具的设计逻辑，展示杠杆原理在人类文明发展中的核心作用。

2.课后自主探究任务

（1）物质变化侦探行动

观察家中五种物品（如苹果片、白糖、冰块、铁锅、肥皂），记录其24小时内的变化现象。填写《物质变化观察记录卡》：物品名称、初始状态、变化过程、是否产生新物质、变化类型（物理/化学）。特别关注：白糖加热熔化与燃烧后的对比实验，用放大镜观察炭渣形态；铁锅放置处的锈迹变化，分析是否与空气中的氧气有关。

（2）杠杆工具改造挑战

寻找家中三种应用杠杆原理的工具（如指甲刀、开瓶器、扫帚），绘制结构示意图标注支点、动力点、阻力点。尝试优化设计：若将开瓶器支点向瓶盖方向移动1厘米，计算所需动力变化（假设阻力不变）。用废旧材料（如筷子、矿泉水瓶）制作省力装置，测试能否撬动500g重物，记录动力臂与阻力臂的最佳比例。

（3）科学阅读笔记

阅读《科学启蒙》杂志2024年第3期《燃烧的奥秘》一文，完成思维导图：中心主题“蜡烛燃烧”，分支包含“现象层”（火焰分层、蜡油滴落）、“变化层”（物理变化：蜡熔化；化学变化：生成CO₂和H₂O）、“能量层”（光能+热能转化）。结合课堂实验，补充“燃烧三要素”（可燃物、氧气、温度）的验证方法。

（4）跨学科实践

数学应用：根据杠杆平衡公式F₁L₁=F₂L₂，设计表格记录不同阻力（200g/400g/600g）下，动力臂为阻力臂2倍/3倍/4倍时所需动力值。绘制函数图像分析变量关系。美术创作：用黏土制作“物质变化连环画”，呈现蜡烛从固态→液态→气态→燃烧生成新物质的完整过程。

（5）社会调查

采访社区老人，记录三种传统农具（如独轮车、水车、石磨）的杠杆应用原理。拍摄短视频展示工具使用过程，标注关键力学结构。撰写《杠杆工具在生活中的演变》报告，对比现代工具（如液压千斤顶）的效率提升。

（6）科学辩论赛

辩题：“物理变化与化学变化，哪种对人类生活影响更大？”正方观点：化学变化（如冶金、制药）推动文明进步；反方观点：物理变化（如杠杆、滑轮）改变生产效率。要求结合课本案例（如蜡烛燃烧vs杠杆撬石）和拓展阅读证据，每组准备3分钟陈词和2分钟质询。

（7）长期观察项目

在阳台设置“物质变化观察站”，每日记录：①生锈铁钉的锈迹面积变化；②潮湿面包上的霉菌生长速度；③冰块在室温下的融化速率。用折线图分析变化规律，撰写《家庭环境中的物质变化周记》，探讨温度、湿度对变化速率的影响。

（8）创新实验设计

基于课堂实验，改进蜡烛燃烧观察装置：将烧杯换成透明塑料瓶，底部开小孔连接气球，收集燃烧产生的气体。点燃后观察气球膨胀情况，验证气体体积变化。设计对比实验：在纯氧和普通空气中燃烧蜡烛，记录火焰亮度差异，结合课本“燃烧需要氧气”知识分析原因。

（9）家庭科学剧场

以小组为单位创作科普短剧《杠杆拯救行动》：模拟用长木棍撬动压在重物下的同学，融入支点选择、动力臂调节等知识点。拍摄3分钟剧情视频，在班级“科学角”展播，评选“最佳科学原理应用奖”。

（10）科学思维训练

完成《简单机械应用错题集》：分析常见错误案例，如“认为所有省力杠杆都省距离”“混淆动力臂与支点到动力作用线的距离”。通过画图纠正错误，总结判断杠杆省力与否的口诀：“支点定，力臂比，长臂省力短费力”。Xx反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验素材生活化，用蜡烛、杠杆等日常物品代替专业器材，让学生觉得“科学就在身边”，降低探究门槛；2.小组角色分工明确（记录员、操作员、汇报员），避免“优生包办”，确保每个学生都有参与感；3.现象分析紧扣课本概念，比如用“化学变化产生新物质”验证蜡烛燃烧，用“杠杆平衡条件”解释撬动课本，强化知识关联。

（二）存在主要问题

1.实验材料准备不够细致，部分小组烧杯有裂痕，影响观察效果；2.变量控制指导不足，有的学生测量杠杆力臂时没找垂直距离，导致数据偏差；3.评价方式偏重结果，忽略实验过程中的合作态度和记录完整性。

（三）改进措施

1.提前一天让学生分组检查实验器材，准备备用材料（如多备几个烧杯、蜡烛），避免因器材问题中断探究；2.设计“变量控制微课”，用动画演示力臂测量方法，实验前播放并让学生用练习卡测量，强化规范操作；3.增加过程性评价，比如制定《实验过程评分表》（包括现象记录、数据准确性、合作表现），结合小组互评，更全面反映学生的学习状态。Xx典型例题讲解1.**例题**：点燃蜡烛时，观察到蜡烛熔化成蜡油，蜡油冷却后又凝固成固体。这个过程中发生了什么变化？为什么？

**答案**：发生了物理变化。因为蜡的熔化和凝固只是状态改变，没有新物质生成。

2.**例题**：用干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，内壁出现水珠；用澄清石灰水涂抹烧杯内壁后变浑浊。这说明燃烧产生了哪些新物质？

**答案**：产生了水（H₂O）和二氧化碳（CO₂）。

3.**例题**：用杠杆撬动一块500克的石头，动力臂为30厘米，阻力臂为10厘米。至少需要用多大的力才能撬动石头？

**答案**：根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即动力×30=500×10，动力=166.7克。

4.**例题**：生活中哪些工具利用了杠杆原理？请举例说明其支点、动力点和阻力点的位置。

**答案**：如开瓶器，支点在瓶盖边缘，动力点在手柄末端，阻力点在瓶盖内侧。

5.**例题**：实验中观察到蜡烛燃烧后蜡烛变短，同时有黑烟产生。这属于什么变化？为什么？

**答案**：属于化学变化。因为蜡烛燃烧生成了二氧化碳、水等新物质，且产生炭渣（黑烟）。Xx教学评价1.课堂评价：通过提问“蜡烛燃烧时水珠出现在烧杯哪个位置”检验现象观察能力；观察学生组装杠杆装置的规范性（支点固定、力臂测量）评