小学科学活用材料及实验设计.docxVIP

小学科学活用材料及实验设计

小学科学教育是培养学生科学素养、激发探究兴趣的关键阶段。其中，实验教学作为科学学习的核心环节，其质量直接影响学生对科学的认知与热爱。而实验材料的选择与实验设计的巧妙与否，正是决定实验教学成败的基石。本文旨在探讨如何在小学科学教学中“活用材料”与“巧设实验”，以期为一线教师提供一些具有实践意义的参考。

一、活用材料：从“静态呈现”到“动态生成”

实验材料是学生进行科学探究的物质基础。“活用”二字，强调的是材料的选择不仅要服务于教学目标，更要贴近学生生活，激发探究欲望，并能在教师的引导下，成为学生构建科学概念、发展探究能力的有效载体。

（一）材料选择的原则

1.安全性原则：这是首要原则。必须确保所选材料无毒、无害、无尖锐棱角，避免使用易碎、易燃、腐蚀性强的物品。教师需对所有实验材料进行严格的安全筛查。

2.生活化原则：选择学生日常生活中常见的、易获取的材料，如厨房中的食盐、小苏打、食用油，家中的废旧瓶罐、气球、橡皮筋，校园里的石子、树叶、土壤等。这样的材料能让学生感受到科学并非遥不可及，而是源于生活。

3.典型性原则：材料应能鲜明地反映科学现象和规律，有助于学生形成清晰的表象，理解核心概念。例如，研究浮力时，选用不同密度的物体（如木块、铁块、鸡蛋）和水；研究摩擦力时，选用不同粗糙程度的接触面。

4.低成本与易获取性原则：在保证效果的前提下，尽量选择成本低廉、容易收集的材料。这不仅能减轻学校和家庭的负担，还能培养学生勤俭节约的品质，同时也便于学生在课后进行拓展探究。

5.趣味性与探究性原则：新颖有趣的材料能迅速抓住学生的注意力，激发其好奇心。同时，材料应具有一定的开放性，能够支持学生进行多角度、多层次的探究，鼓励他们动手尝试、发现问题。

（二）材料活用的策略

1.变废为宝，挖掘潜在价值：引导学生关注生活中的废弃物，如饮料瓶可以改造成简易量筒、水槽、种植盆；旧报纸可以用来研究物体的结构与承重；塑料瓶盖可以作为小滑轮或计数器。这不仅丰富了实验材料，还渗透了环保教育。

2.一物多用，拓展材料功能：一个简单的材料，通过不同的组合和操作，可以实现多个教学目标。例如，气球可以用来研究反冲力（充气放气）、空气的存在（挤压）、声音的产生（摩擦或拍打）、力的作用效果（形变）。

3.结构化呈现，支持自主选择：建立班级“科学材料角”或“材料包”，将常用材料分类整理，贴上标签，鼓励学生根据探究需求自主选择和组合材料。这有助于培养学生的自主意识和规划能力。

4.引导自制，深化理解过程：在某些情况下，引导学生参与部分材料的制作过程，如自制简易温度计、风向标、小磁针等。制作过程本身就是一个学习、思考和实践的过程，能加深学生对材料特性和相关科学原理的理解。

二、实验设计：从“验证已知”到“探究未知”

实验设计是科学探究的蓝图。优质的实验设计应能有效引导学生经历“提出问题—猜想假设—设计方案—动手操作—观察记录—分析结论—交流反思”的探究过程，从而培养其科学思维和实践能力。

（一）实验设计的理念

1.学生主体性理念：实验设计应充分考虑学生的认知特点和兴趣点，鼓励学生主动参与到实验方案的设计与完善中，而不是被动执行教师预设的“指令”。

2.探究导向理念：实验的目的不仅仅是验证课本上的知识点，更重要的是让学生体验探究的乐趣，学习科学探究的方法。应多设计“发现型”、“探究型”实验，而非单纯的“验证型”实验。

3.生活化与实用性理念：实验内容应尽可能联系学生的生活实际，解决生活中的简单问题，让学生体会到科学的实用价值。例如，探究不同洗涤用品的去污效果，研究怎样让食物保存得更久。

4.安全性与简约性理念：实验装置和操作步骤应力求简单明了，易于学生理解和操作。复杂的装置不仅会分散学生的注意力，还可能增加安全隐患。

5.趣味性与挑战性理念：有趣的实验现象能激发学生的探究热情，适当的挑战能激发学生的潜能。设计实验时，可以融入一些小竞赛、小谜题等元素。

（二）实验设计的方法与技巧

1.基于核心概念，精选实验主题：实验设计应紧密围绕课程标准中的核心科学概念进行，确保实验的针对性和有效性。避免为了实验而实验，追求形式上的热闹。

2.创设问题情境，激发探究欲望：通过故事、生活现象、矛盾冲突等方式创设富有吸引力的问题情境，引导学生提出有价值的科学问题，并围绕问题展开探究。例如，在“水的表面张力”教学中，可以提问“为什么硬币上能滴那么多滴水而不溢出？”

3.设计对比实验，突出变量控制：对比实验是小学科学中常用的重要方法。教师要引导学生明确实验中的变量（自变量、因变量、无关变量），学会控制变量，通过比较得出科学结论。例如，研究“种子萌发需要哪些条件”时，设计不同水分、温度、空气条件的对比实验。

4