小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)活動方案——水的表面張力探究一、活動背景本活動基于《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”主題要求，聚焦“液體的性質(zhì)”核心概念，旨在通過探究水的表面張力現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力與實證意識。水的表面張力是學(xué)生生活中常見但未深入理解的現(xiàn)象（如硬幣裝水不溢出、樹葉浮在水面），選取這一主題能有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣，實現(xiàn)“從生活走向科學(xué)，從科學(xué)回歸生活”的課程理念。二、活動目標(biāo)1.知識與技能（1）認(rèn)識水的表面張力現(xiàn)象，理解其形成的簡單原理（水分子間的吸引力）；（2）能描述表面張力在生活中的常見應(yīng)用（如洗潔精去油污、昆蟲浮水）。2.過程與方法（1）通過“猜想—實驗—驗證”的探究流程，掌握控制變量、記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)論的科學(xué)方法；（2）能獨立完成“硬幣裝水”“浮針實驗”等操作，提升動手實踐能力。3.情感態(tài)度與價值觀（1）在實驗中體驗科學(xué)探究的樂趣，激發(fā)對自然現(xiàn)象的好奇心；（2）通過小組合作，培養(yǎng)團隊協(xié)作與分享交流的意識；（3）感受科學(xué)與生活的聯(lián)系，增強用科學(xué)知識解釋生活現(xiàn)象的意識。三、活動準(zhǔn)備1.教師準(zhǔn)備（1）實驗材料：一元硬幣（每組1枚）、滴管（每組1支）、清水（每組1杯）、洗潔精（每組1滴）、回形針（每組10枚）；（2）教學(xué)資源：表面張力現(xiàn)象視頻（如“水黽浮水”“露珠形狀”）、實驗記錄單（見附件1）、多媒體課件；（3）安全保障：提前檢查滴管是否破損，提醒學(xué)生避免將水灑入電器設(shè)備。2.學(xué)生準(zhǔn)備（1）提前觀察生活中的“水的反?，F(xiàn)象”（如雨后樹葉上的水珠、杯子滿水后水面凸起）；（2）自帶物品：紙巾（用于擦拭桌面）、小杯子（可選）。四、活動過程本活動以“問題驅(qū)動—探究驗證—拓展應(yīng)用”為主線，分為五個環(huán)節(jié)，時長約40分鐘。（一）情境導(dǎo)入：引發(fā)認(rèn)知沖突（5分鐘）教師活動：1.展示圖片：一杯裝滿水的杯子，水面凸起但未溢出；2.提出問題：“為什么水沒有流出來？是杯子‘裝不下’了嗎？”“如果繼續(xù)加水，會發(fā)生什么？”3.播放視頻：水黽在水面上行走的畫面，提問：“水黽為什么不會沉下去？是它會‘輕功’嗎？”學(xué)生活動：1.觀察圖片與視頻，分享自己的生活經(jīng)驗（如“我家的杯子裝滿水后，水面是鼓起來的”）；2.猜測原因（如“水有粘性”“水面有一層膜”）。設(shè)計意圖：通過生活中的反?，F(xiàn)象引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，明確本次實驗的核心問題——“水的表面為什么能‘承受’物體或額外的水？”（二）猜想與假設(shè)：明確探究方向（3分鐘）教師活動：1.引導(dǎo)學(xué)生將猜想轉(zhuǎn)化為可驗證的假設(shè)：“如果水面有一層‘看不見的膜’，那么我們可以通過什么實驗來證明它的存在？”2.發(fā)放實驗記錄單，要求學(xué)生填寫“我的猜想”（如“水面有一層膜，能裝下更多的水”“回形針能浮在水面上”）。學(xué)生活動：1.小組討論，將猜想轉(zhuǎn)化為具體的假設(shè)；2.填寫實驗記錄單的“猜想部分”。設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生“基于現(xiàn)象提出假設(shè)”的科學(xué)思維，明確實驗的探究方向。（三）實驗探究1：硬幣“裝水”挑戰(zhàn)（15分鐘）實驗?zāi)康模和ㄟ^測量硬幣能裝下的水滴數(shù)，驗證“水面有一層膜”的假設(shè)。實驗材料：一元硬幣、滴管、清水、實驗記錄單。實驗步驟（教師示范+學(xué)生操作）：1.將硬幣平放在干燥的桌面上；2.用滴管吸取清水，緩慢地將水滴在硬幣上（注意：滴管要離硬幣約1厘米，避免水流沖擊）；3.每滴一滴水，數(shù)一次數(shù)量，直到水從硬幣邊緣溢出；4.記錄“溢出前的總滴數(shù)”，重復(fù)實驗2次，取平均值；5.觀察水面的形狀（如“凸起的半球形”）。學(xué)生活動：1.小組分工（滴水管員、計數(shù)員、記錄員、觀察員）；2.按照步驟操作，記錄數(shù)據(jù)（如第一次18滴，第二次20滴，平均值19滴）；3.觀察水面的形狀，描述現(xiàn)象（如“水面像一個小饅頭，沒有平的”）。教師活動：1.巡視各組實驗情況，提醒注意事項（如“滴水管不要碰到硬幣”“數(shù)滴數(shù)時要集中注意力”）；2.收集各組數(shù)據(jù)，匯總在黑板上（如“第一組19滴，第二組21滴，第三組18滴”）。設(shè)計意圖：通過定量實驗培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)性，通過觀察水面形狀直觀感知“表面張力”的存在。（四）分析與結(jié)論：揭示現(xiàn)象本質(zhì)（7分鐘）教師活動：1.引導(dǎo)學(xué)生對比數(shù)據(jù)：“為什么不同小組的滴數(shù)不一樣？”（如硬幣的干凈程度、滴水的速度）；2.展示水分子模型圖（課件），解釋表面張力的原理：“水分子之間有吸引力，表面的水分子被內(nèi)部的水分子拉著，形成一層‘彈性膜’，這就是表面張力。”3.總結(jié)結(jié)論：“硬幣能裝下更多的水，是因為水面的表面張力支撐了額外的水；水黽能浮在水面，也是因為表面張力的作用。”學(xué)生活動：1.討論數(shù)據(jù)差異的原因，理解“控制變量”的重要性（如“如果硬幣上有油污，會影響水的附著”）；2.觀察水分子模型，嘗試用自己的語言解釋表面張力（如“水分子像手拉手，形成一層膜”）；3.填寫實驗記錄單的“結(jié)論部分”（如“水面有一層膜，能裝下更多的水”）。設(shè)計意圖：通過數(shù)據(jù)對比與模型解釋，將感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識，理解表面張力的本質(zhì)。（五）實驗探究2：破壞表面張力（10分鐘）實驗?zāi)康模和ㄟ^“破壞表面張力”的實驗，進一步驗證表面張力的存在。實驗材料：回形針、清水、洗潔精、硬幣（可選）。實驗步驟：1.嘗試將回形針輕輕放在水面上，觀察是否能浮起來（提示：用鑷子或紙巾輔助，避免手接觸水）；2.向水中滴1滴洗潔精，攪拌均勻，再嘗試放回落形針，觀察現(xiàn)象；3.記錄實驗結(jié)果（如“加洗潔精前，回形針能浮在水面；加洗潔精后，回形針沉下去了”）。學(xué)生活動：1.小組合作完成實驗，觀察現(xiàn)象；2.討論原因（如“洗潔精破壞了水面的膜，所以回形針沉下去了”）。教師活動：1.解釋原理：“洗潔精是表面活性劑，能破壞水分子之間的吸引力，使表面張力消失；所以回形針會沉下去?！?.聯(lián)系生活：“為什么洗碗時要用洗潔精？因為洗潔精能破壞油污的表面張力，讓油污分散到水中?！痹O(shè)計意圖：通過“破壞表面張力”的對比實驗，強化學(xué)生對“表面張力”的理解，聯(lián)系生活實際，體現(xiàn)科學(xué)的實用性。五、活動評價1.評價目標(biāo)（1）過程性評價：實驗操作的規(guī)范性（如滴管的使用、數(shù)據(jù)的記錄）；（2）結(jié)果性評價：結(jié)論的正確性（如是否理解表面張力的原理）；（3）合作性評價：小組分工的合理性（如是否每個成員都參與）。2.評價方式（1）教師評價：通過巡視記錄各組的操作情況，給予星級評價（如“操作規(guī)范”得3星，“記錄準(zhǔn)確”得3星）；（2）學(xué)生自評：填寫實驗記錄單的“自我評價”部分（如“我覺得自己滴水管用得很好，給自已打4星”）；（3）小組互評：各組之間互相評價（如“第二組的記錄很詳細(xì)，值得我們學(xué)習(xí)”）。3.評價標(biāo)準(zhǔn)（示例）評價維度評價標(biāo)準(zhǔn)星級（1-5星）實驗操作能正確使用滴管，滴水管不碰到硬幣；實驗過程中沒有灑water數(shù)據(jù)記錄記錄了3次實驗數(shù)據(jù)，取了平均值；數(shù)據(jù)清晰、準(zhǔn)確結(jié)論表達能正確解釋表面張力的原理；能用自己的語言描述現(xiàn)象小組合作分工明確，每個成員都參與了實驗；能互相幫助，解決問題六、延伸活動1.家庭實驗：不同液體的表面張力任務(wù)：用硬幣分別裝清水、牛奶、可樂，測量滴數(shù)，比較差異；記錄實驗結(jié)果，下次課分享。提示：“為什么牛奶的滴數(shù)比清水少？”（牛奶中的蛋白質(zhì)會影響表面張力）。2.資料查找：表面張力的應(yīng)用任務(wù)：查找表面張力在生活中的應(yīng)用（如“洗潔精去油污”“農(nóng)藥噴霧”），制作一張小報。提示：“農(nóng)藥為什么要加表面活性劑？”（讓農(nóng)藥更好地附著在葉片上）。3.問題探究：“如果沒有表面張力，會發(fā)生什么？”任務(wù)：發(fā)揮想象力，描述沒有表面張力的世界（如“水不會形成水珠，會到處流淌”“水黽會沉下去”）。七、注意事項1.安全第一：實驗中避免將水灑入電器設(shè)備，滴管不要對著人；2.衛(wèi)生習(xí)慣：實驗后整理材料，用紙巾擦拭桌面；3.尊重差異：允許學(xué)生提出不同的猜想，鼓勵“異想天開”的問題（如“如果用更大的硬幣，能裝更多水嗎？”）；4.時間管理：實驗環(huán)節(jié)要控制時間，避免拖延（如“硬幣裝水”實驗限時15分鐘）。附件1：實驗記錄單（示例）小學(xué)科學(xué)實驗記錄單——水的表面張力探究班級：______小組：______姓名：______日期：______1.我的猜想（1）我認(rèn)為硬幣能裝下______滴?；（2）我認(rèn)為回形針______（能/不能）浮在水面上。2.實驗數(shù)據(jù)（硬幣裝水）實驗次數(shù)滴數(shù)（滴）平均值（滴）1233.實驗現(xiàn)象（1）水面的形狀：______（如“凸起的半球形”）；（2）溢出前的水面狀態(tài)：______（如“像一個小饅頭，沒有平的”）。4.我的結(jié)論（1）表面張力是______（如“水分子之間的吸引力，形成一層膜”）；（2）回形針能浮在水面上，是因為______（如“水面的膜支撐了它”）。5.自我評價（1）我覺得自己在實驗中做得好的地方：______；（2）我需要改進的地方：______。6.教師評價星級：______評語：______八、方案說明本方案以“學(xué)生為