小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備與教學(xué)安排引言小學(xué)科學(xué)是一門以探究為核心的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)（科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任）的關(guān)鍵載體。而實(shí)驗(yàn)材料作為實(shí)驗(yàn)的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，其選擇、準(zhǔn)備與管理直接影響實(shí)驗(yàn)的有效性；教學(xué)安排則是“過程設(shè)計(jì)”，決定了材料能否轉(zhuǎn)化為學(xué)生的探究能力。本文結(jié)合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）要求，從材料準(zhǔn)備的邏輯與策略、教學(xué)安排的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、兩者的協(xié)同機(jī)制三個(gè)維度，構(gòu)建小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐框架。一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備的核心邏輯與實(shí)踐策略材料是實(shí)驗(yàn)的“語(yǔ)言”，其選擇與準(zhǔn)備需遵循“兒童認(rèn)知規(guī)律”“課程目標(biāo)導(dǎo)向”“教學(xué)場(chǎng)景適配”三大邏輯。具體實(shí)踐中，可拆解為“原則確立—流程規(guī)范—管理優(yōu)化”三個(gè)環(huán)節(jié)。（一）材料選擇的四大原則1.科學(xué)性：材料需符合科學(xué)概念的本質(zhì)，避免“偽科學(xué)”誤導(dǎo)。例如，“探究摩擦力大小”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇表面粗糙程度不同的木板（而非塑料板），因?yàn)槟景宓哪Σ亮ψ兓辖?jīng)典力學(xué)模型；“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”中，需選擇完整的綠豆（而非破損種子），確保變量控制的有效性。2.安全性：材料需規(guī)避物理、化學(xué)、生物風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)先選擇“生活常見品”。例如，“溶解實(shí)驗(yàn)”中，用食鹽（而非高錳酸鉀）作為溶質(zhì)，避免染色劑對(duì)兒童皮膚的刺激；“電路實(shí)驗(yàn)”中，用干電池（而非交流電）作為電源，防止觸電風(fēng)險(xiǎn)。3.趣味性：材料需符合兒童的“游戲化認(rèn)知”，激發(fā)探究欲望。例如，“水的浮力實(shí)驗(yàn)”中，用乒乓球“橡皮泥船”“塑料積木”替代傳統(tǒng)的“鐵塊”，通過“漂浮—下沉”的對(duì)比，增加實(shí)驗(yàn)的“可玩性”；“植物蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)中，用帶葉的芹菜（而非枯葉），通過“水的上升”（染紅的葉脈）直觀展示蒸騰過程。4.可獲得性：材料需便于采購(gòu)或收集，降低教學(xué)成本。例如，“土壤成分實(shí)驗(yàn)”中，用校園花壇的土壤（而非實(shí)驗(yàn)室專用土壤），既節(jié)省成本，又能聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)；“聲音產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)”中，用橡皮筋“鋼尺”“礦泉水瓶”替代專業(yè)的“音叉”，實(shí)現(xiàn)“低成本高效果”。（二）材料準(zhǔn)備的標(biāo)準(zhǔn)化流程材料準(zhǔn)備需避免“隨意性”，通過流程化管理確保一致性與可靠性。具體流程如下：1.需求分析：結(jié)合教材內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知水平，明確材料的“功能定位”。例如，“三年級(jí)《植物的根》實(shí)驗(yàn)”中，材料需滿足“觀察根的形態(tài)”“探究根的作用”兩個(gè)功能，因此需準(zhǔn)備帶根的小草（用于觀察形態(tài)）、裝有水的透明杯子（用于探究根的吸水作用）、棉花（固定小草）。2.清單制定：根據(jù)需求分析，制定材料清單（模板如下），明確“名稱、數(shù)量、規(guī)格、用途、備注”五大要素，避免遺漏。實(shí)驗(yàn)名稱材料名稱數(shù)量規(guī)格用途備注（安全性/替代品）種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)綠豆每人10粒完整、無破損實(shí)驗(yàn)變量（種子本身）可用黃豆替代透明杯子每人1個(gè)500ml容器可用礦泉水瓶切割替代紙巾每人2張無熒光劑保持濕度可用紗布替代3.采購(gòu)與驗(yàn)收：優(yōu)先選擇“教育裝備供應(yīng)商”或“超市日用品區(qū)”采購(gòu)材料，確保質(zhì)量穩(wěn)定。驗(yàn)收時(shí)需檢查：①材料的“完整性”（如種子無破損）；②材料的“安全性”（如電池?zé)o漏液）；③材料的“數(shù)量準(zhǔn)確性”（如每人10粒綠豆）。4.預(yù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：教師需提前完成“試做”，排查材料的“隱性問題”。例如，“蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)”中，若使用短蠟燭（高度低于燒杯），會(huì)導(dǎo)致“二氧化碳滅火”的現(xiàn)象不明顯，需調(diào)整為“長(zhǎng)蠟燭”；“磁鐵吸引實(shí)驗(yàn)”中，若使用小鐵釘（而非回形針），會(huì)因鐵釘重量過大導(dǎo)致磁鐵無法吸附，需更換為“輕量級(jí)金屬物品”。（三）材料管理的優(yōu)化路徑材料管理需實(shí)現(xiàn)“高效取用”“循環(huán)利用”“動(dòng)態(tài)更新”，降低教學(xué)成本的同時(shí)，提升資源利用率。1.分類存儲(chǔ)：按“學(xué)科主題”（如“生命科學(xué)”“物質(zhì)科學(xué)”）或“實(shí)驗(yàn)類型”（如“探究實(shí)驗(yàn)”“演示實(shí)驗(yàn)”）分類存放，貼上可視化標(biāo)簽（如“種子發(fā)芽材料盒”“電路實(shí)驗(yàn)包”），便于教師快速取用。2.循環(huán)利用：對(duì)可重復(fù)使用的材料（如燒杯、玻璃棒、磁鐵），建立“借用登記制度”，避免丟失；對(duì)一次性材料（如紙巾、綠豆），鼓勵(lì)學(xué)生“自帶材料”（如從家里帶綠豆），降低學(xué)校采購(gòu)成本。3.動(dòng)態(tài)更新：根據(jù)教學(xué)反饋與學(xué)生需求，定期調(diào)整材料清單。例如，“探究植物生長(zhǎng)需要陽(yáng)光”實(shí)驗(yàn)中，若學(xué)生反映“用小樹苗實(shí)驗(yàn)周期太長(zhǎng)”，可更換為“豆芽”（生長(zhǎng)周期約3-5天），縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高學(xué)生的參與度。二、基于材料特性的教學(xué)安排設(shè)計(jì)材料是教學(xué)的“載體”，其特性需與教學(xué)流程深度融合，實(shí)現(xiàn)“材料—目標(biāo)—學(xué)生”的三維聯(lián)動(dòng)。教學(xué)安排的設(shè)計(jì)需遵循“探究式學(xué)習(xí)”的核心邏輯，即“問題導(dǎo)向—自主探究—總結(jié)提升”。（一）教學(xué)目標(biāo)與材料功能的精準(zhǔn)對(duì)接教學(xué)目標(biāo)是實(shí)驗(yàn)的“方向”，材料需服務(wù)于目標(biāo)的達(dá)成。例如：知識(shí)目標(biāo)（如“了解種子發(fā)芽的條件”）：材料需支持“變量控制”，如“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”中，用透明杯子（便于觀察）、紙巾（保持濕度）、水（提供水分），通過“有光/無光”“有水/無水”的對(duì)比，幫助學(xué)生歸納“種子發(fā)芽需要水、空氣、適宜的溫度”的結(jié)論。能力目標(biāo)（如“培養(yǎng)觀察與記錄能力”）：材料需支持“可視化觀察”，如“蝸牛的形態(tài)觀察”實(shí)驗(yàn)中，用放大鏡（放大蝸牛的觸角）、透明飼養(yǎng)盒（觀察蝸牛的爬行軌跡）、記錄表格（畫蝸牛的殼紋），引導(dǎo)學(xué)生用“文字+圖畫”的方式記錄觀察結(jié)果。素養(yǎng)目標(biāo)（如“培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度”）：材料需支持“責(zé)任意識(shí)”，如“垃圾分類實(shí)驗(yàn)”中，用可回收物（如塑料瓶）、廚余垃圾（如果皮）、其他垃圾（如紙巾），通過“堆肥實(shí)驗(yàn)”（廚余垃圾變肥料），讓學(xué)生理解“垃圾分類的意義”，培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)。（二）以材料為載體的探究式教學(xué)流程設(shè)計(jì)探究式教學(xué)的核心是“學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)”，材料需作為“探究工具”，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“問題—猜想—實(shí)驗(yàn)—結(jié)論”的科學(xué)過程。以下以“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”為例，展示教學(xué)流程與材料的融合設(shè)計(jì)：教學(xué)環(huán)節(jié)材料角色學(xué)生活動(dòng)教師引導(dǎo)**問題導(dǎo)入**引發(fā)認(rèn)知沖突觀察“干癟的種子”與“發(fā)芽的種子”圖片提問：“種子怎樣才能從‘睡覺’到‘發(fā)芽’？”**猜想假設(shè)**支持變量提出討論“種子發(fā)芽需要的條件”（水、陽(yáng)光、空氣）引導(dǎo)：“哪些條件是必須的？我們可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！?*設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)**提供變量控制工具選擇材料（綠豆、透明杯子、紙巾、水），設(shè)計(jì)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”（如“有水vs無水”）強(qiáng)調(diào)：“只能改變一個(gè)變量，其他條件保持相同?！?*動(dòng)手操作**實(shí)現(xiàn)探究過程往杯子里放紙巾，放5粒綠豆，加適量水（“有水組”）；另一個(gè)杯子不放水（“無水組”）提醒：“每天觀察，記錄種子的變化?！?*記錄分析**支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化用表格記錄“種子發(fā)芽的天數(shù)”“芽的長(zhǎng)度”引導(dǎo)：“‘有水組’的種子發(fā)芽了，‘無水組’的沒有，說明什么？”**得出結(jié)論**驗(yàn)證猜想總結(jié)“種子發(fā)芽需要水”追問：“還有哪些條件需要驗(yàn)證？（如陽(yáng)光、空氣）”**拓展應(yīng)用**聯(lián)系生活實(shí)際用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋“為什么農(nóng)民要給種子澆水”引導(dǎo)：“如果種子沒有水，會(huì)怎樣？”（三）材料使用中的學(xué)生主體性激發(fā)材料的使用需避免“教師包辦”，應(yīng)通過“學(xué)生參與”提升其探究主動(dòng)性。具體策略包括：1.材料選擇的自主性：讓學(xué)生參與材料的選擇過程。例如，“探究聲音的高低”實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生從“鋼尺、橡皮筋、礦泉水瓶”中選擇材料，設(shè)計(jì)“讓聲音變高/變低”的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)他們的“探究決策權(quán)”。2.材料操作的獨(dú)立性：讓學(xué)生自主使用材料，避免教師“代勞”。例如，“電路實(shí)驗(yàn)”中，讓學(xué)生自己連接“電池、導(dǎo)線、小燈泡”，嘗試讓小燈泡發(fā)光，教師僅在“連接錯(cuò)誤”時(shí)給予提示，培養(yǎng)他們的“動(dòng)手能力”與“問題解決能力”。3.材料創(chuàng)新的開放性：鼓勵(lì)學(xué)生用材料進(jìn)行“創(chuàng)意改造”。例如，“水的浮力實(shí)驗(yàn)”中，讓學(xué)生用“橡皮泥”制作“小船”，嘗試“讓小船裝更多的砝碼”，引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)“船的排水量越大，浮力越大”，培養(yǎng)“創(chuàng)新思維”。（四）基于材料互動(dòng)的多元評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)是教學(xué)的“反饋器”，需結(jié)合材料的使用過程，構(gòu)建“過程性評(píng)價(jià)”與“結(jié)果性評(píng)價(jià)”相結(jié)合的多元體系。具體可從以下維度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)：材料選擇的合理性：是否符合“變量控制”的要求（如“探究摩擦力”實(shí)驗(yàn)中，是否選擇了不同粗糙程度的材料）；材料操作的規(guī)范性：是否正確使用材料（如“用酒精燈”時(shí)，是否用外焰加熱）；材料記錄的完整性：是否用材料支持記錄（如“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”中，是否用表格記錄了每天的變化）；材料應(yīng)用的創(chuàng)新性：是否用材料進(jìn)行了“創(chuàng)意改造”（如“用礦泉水瓶做火箭”）。例如，“電路實(shí)驗(yàn)”的評(píng)價(jià)量表可設(shè)計(jì)為：評(píng)價(jià)維度評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)（1-5分）材料選擇正確選擇電池、導(dǎo)線、小燈泡□□□□□操作規(guī)范連接電路時(shí)，導(dǎo)線接觸良好□□□□□記錄完整用畫圖記錄“燈泡亮”的電路□□□□□創(chuàng)新應(yīng)用用材料設(shè)計(jì)“并聯(lián)電路”□□□□□三、材料準(zhǔn)備與教學(xué)安排的協(xié)同優(yōu)化：案例與反思（一）案例：“水的蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)”的協(xié)同設(shè)計(jì)材料準(zhǔn)備：選擇“透明塑料杯”（便于觀察）、“水彩筆”（標(biāo)記水位）、“保鮮膜”（密封對(duì)比）、“溫水”（加速蒸發(fā)）。教學(xué)安排：導(dǎo)入：用“濕衣服變干”的生活場(chǎng)景，提問“水去哪里了？”；猜想：“水會(huì)變成看不見的氣體，跑到空氣中?！保粚?shí)驗(yàn)：往兩個(gè)杯子里倒同樣多的溫水，用保鮮膜封一個(gè)杯子（“密封組”），另一個(gè)不封（“開放組”），標(biāo)記水位；觀察：每天記錄水位變化（“開放組”的水位下降，“密封組”的沒有）；結(jié)論：“水會(huì)蒸發(fā)變成水蒸氣，跑到空氣中。”；拓展：用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋“為什么洗完澡后浴室的鏡子會(huì)模糊？”（水蒸氣遇冷變成小水滴）。協(xié)同效果：材料的“透明性”（塑料杯）支持了“觀察水位變化”的需求；“保鮮膜”（密封組）實(shí)現(xiàn)了“變量控制”（是否接觸空氣）；教學(xué)安排的“生活場(chǎng)景導(dǎo)入”（濕衣服）與“拓展應(yīng)用”（浴室鏡子），讓材料的功能從“實(shí)驗(yàn)工具”延伸到“生活解釋”，提升了學(xué)生的“科學(xué)應(yīng)用能力”。（二）反思：協(xié)同優(yōu)化的關(guān)鍵要點(diǎn)1.材料需“適配”教學(xué)流程：材料的選擇需提前考慮教學(xué)環(huán)節(jié)的需求，例如“水的蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)”中，“透明塑料杯”是為了“觀察水位”，“保鮮膜”是為了“控制變量”，兩者需與“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”環(huán)節(jié)深度融合。2.教學(xué)需“激活”材料功能：材料的價(jià)值需通過教學(xué)活動(dòng)“釋放”，例如“水彩筆”（標(biāo)記水位）的功能，需通過“每天記錄”的環(huán)節(jié)才能體現(xiàn)；“溫水”（加速蒸發(fā)）的功能，需通過“縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間”（1-2天可見效果）才能讓學(xué)生感受到。四、結(jié)論與展望小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是“用材料做科學(xué)”，材料準(zhǔn)備是“基礎(chǔ)”，教學(xué)安排是“橋梁”，兩者的協(xié)同是“關(guān)鍵”。未來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化需關(guān)注以下方向：材料的“低結(jié)構(gòu)化”：給學(xué)生更多“自主選擇材料”的空間，例如“探究物體的沉浮”實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生從家里帶“玩具、水果、文具”等材料，鼓勵(lì)他們用“自己的材料”做實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)“