小學四年級科學上冊實驗教學方案前言小學科學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要學科，實驗教學是科學學習的核心環(huán)節(jié)。四年級上冊科學教材以“探究”為核心，涵蓋聲音的秘密“天氣的觀察與測量”“運動和力”“簡單電路”四個單元。本方案聚焦實驗設計的科學性“可操作性”“啟發(fā)性”，通過結構化的實驗流程，引導學生經(jīng)歷“提出問題—作出假設—設計實驗—收集數(shù)據(jù)—分析結論”的完整探究過程，培養(yǎng)觀察能力、邏輯思維能力和動手實踐能力，落實“做中學”的課程理念。一、實驗教學整體設計思路1.單元實驗分布單元名稱核心概念實驗數(shù)量課時分配（每實驗1-2課時）聲音的秘密聲音的產(chǎn)生與傳播22-4天氣的觀察與測量天氣要素的觀察與記錄22-4運動和力力與運動的關系22-4簡單電路電路的組成與連接22-42.設計原則目標導向：每個實驗對應明確的知識、能力、情感目標，符合四年級學生認知水平。材料簡易：實驗材料以實驗室常規(guī)器材為主，兼顧生活可獲取性（如礦泉水瓶、橡皮筋等）。安全優(yōu)先：規(guī)避危險操作（如高壓電、尖銳器材），強調(diào)操作規(guī)范。探究性：預留學生自主設計空間（如變量控制、實驗改進），避免“照方抓藥”。二、分單元實驗設計第一單元聲音的秘密單元目標：認識聲音的產(chǎn)生與傳播機制，學會用實驗驗證聲音的本質(zhì)。實驗1：聲音是怎樣產(chǎn)生的實驗目標知識：知道聲音由物體振動產(chǎn)生。能力：能通過實驗觀察物體振動的現(xiàn)象，學會用“轉換法”（如綠豆、水花）放大微小振動。情感：激發(fā)對聲音現(xiàn)象的探究興趣。實驗材料鋼尺、橡皮筋、鼓（或塑料盆）、綠豆、音叉、水、實驗記錄單。實驗步驟1.鋼尺振動實驗：將鋼尺一端固定在桌面，另一端伸出桌面約10厘米，用手撥動鋼尺末端，觀察鋼尺的運動狀態(tài)，傾聽聲音；停止撥動，觀察現(xiàn)象。2.橡皮筋振動實驗：將橡皮筋套在鉛筆上，用手拉伸橡皮筋并松開，觀察橡皮筋的振動，傾聽聲音。3.鼓面振動實驗：在鼓面上撒少量綠豆，用鼓槌輕敲鼓面，觀察綠豆的運動；加重敲擊力度，對比綠豆跳動的高度與聲音大小的關系。4.音叉振動實驗：用音叉輕敲桌面邊緣，迅速將音叉末端放入水中，觀察水面變化；用手觸摸振動的音叉，感受振動。實驗記錄與分析實驗材料操作方法觀察到的現(xiàn)象結論鋼尺撥動伸出桌面的鋼尺鋼尺來回擺動，發(fā)出聲音；停止擺動，聲音消失聲音由物體振動產(chǎn)生鼓敲鼓面（撒綠豆）綠豆跳動，鼓面振動；力度越大，綠豆跳得越高振動幅度越大，聲音越大音叉敲音叉后放入水中水面濺起水花，音叉振動振動停止，聲音消失注意事項鋼尺伸出桌面不宜過長（≤15厘米），避免彈傷同學。音叉敲擊力度適中，防止音叉損壞或水花飛濺。拓展活動用手觸摸說話時的喉嚨，感受聲帶振動；用薄紙貼近正在發(fā)聲的音箱，觀察紙的振動。設計“無聲實驗”：嘗試讓物體振動但不發(fā)出聲音（如用棉花包裹振動的音叉），思考原因。實驗2：聲音的傳播實驗目標知識：聲音能在固體、液體、氣體中傳播，真空不能傳聲。能力：通過對比實驗探究聲音傳播的條件，學會控制變量。情感：體會聲音傳播與生活的聯(lián)系（如隔墻聽聲、水下耳機）。實驗材料鬧鐘（或手機播放音樂）、塑料袋、水、玻璃缸、桌子、棉花、實驗記錄單。實驗步驟1.氣體傳聲實驗：將鬧鐘放入塑料袋（扎2-3個小孔），密封后放在距離學生1米處，傾聽聲音；用棉花堵住耳朵，對比聽聲效果。2.液體傳聲實驗：將鬧鐘用塑料袋密封，放入裝有水的玻璃缸中，學生將耳朵貼在缸壁上，傾聽聲音；取出鬧鐘，對比空氣中的聲音大小。3.固體傳聲實驗：學生將耳朵貼在桌面一側，另一名學生用手輕敲桌面另一側，傾聽聲音；站起來聽敲桌面的聲音，對比差異。實驗記錄與分析傳播介質(zhì)實驗方法能否聽到聲音結論氣體（空氣）鬧鐘在塑料袋中（扎孔）能聲音能在氣體中傳播液體（水）鬧鐘放入水中（貼缸壁）能聲音能在液體中傳播固體（桌子）耳朵貼桌面聽敲桌聲能（更清晰）固體傳聲效果比氣體好真空（模擬）鬧鐘放入密封塑料袋（無孔）幾乎聽不到真空不能傳聲注意事項鬧鐘音量適中，避免噪音干擾。玻璃缸需固定，防止傾倒；水不宜過滿（≤缸容積的2/3）。拓展活動用土電話（兩個紙杯+棉線）傳遞聲音，探究棉線松緊對聲音傳播的影響。查閱資料：宇航員在太空艙外為什么需要用無線電交流？（真空不能傳聲）。第二單元天氣的觀察與測量單元目標：學會用工具測量天氣要素（風向、風速、溫度、降水量），能記錄和分析天氣變化。實驗3：制作簡易風向標實驗目標知識：認識風向的定義（風吹來的方向），學會用風向標測量風向。能力：動手制作簡易風向標，掌握用指南針校準方向的方法。情感：體會天氣觀察的實用性（如根據(jù)風向判斷穿衣、出行）。實驗材料硬紙板、吸管、鉛筆（帶橡皮頭）、大頭針、指南針、剪刀、膠水、實驗記錄單。實驗步驟1.制作風向標部件：用硬紙板剪一個箭頭（長約5厘米）和一個尾翼（長方形，長約8厘米，寬約2厘米）；將箭頭和尾翼分別粘在吸管兩端（箭頭一端稍重，尾翼一端稍輕）。2.固定風向標：用大頭針穿過吸管中點，將吸管固定在鉛筆頂端的橡皮頭上（確保吸管能自由轉動）。3.校準方向：將指南針放在水平桌面，調(diào)整風向標位置，使鉛筆與指南針的“北”方向?qū)R；轉動風向標，確認箭頭能靈活指向風吹來的方向。4.測量風向：將風向標放在陽臺或操場，觀察箭頭指向，記錄風向（如箭頭指向北，即為北風）；每小時記錄一次，連續(xù)記錄1天。實驗記錄與分析時間風向標箭頭指向風向（如北→北風）天氣狀況（晴/陰）8:00北北風晴10:00東北東北風晴14:00南南風多云注意事項大頭針固定時不宜過緊，避免吸管無法自由轉動。測量風向時，需選擇開闊場地（遠離建筑物、樹木），確保風向準確。拓展活動用風向標測量校園不同位置的風向（如操場、教學樓走廊），對比差異（如建筑物遮擋對風向的影響）。收集1周的風向數(shù)據(jù)，繪制“風向變化折線圖”，分析當?shù)刂鲗эL向。第二單元天氣的觀察與測量（續(xù)）實驗4：測量氣溫實驗目標知識：認識氣溫計的結構（液柱、刻度、玻璃泡），學會正確使用氣溫計測量氣溫。能力：能記錄氣溫數(shù)據(jù)，分析氣溫的日變化規(guī)律。情感：體會氣溫對生活的影響（如穿衣、運動、農(nóng)業(yè)）。實驗材料水銀或酒精氣溫計（紅液）、百葉箱（模擬）、實驗記錄單、筆。實驗步驟1.認識氣溫計：觀察氣溫計的刻度（范圍：-10℃~50℃，分度值：1℃），識別液柱、玻璃泡、刻度線。2.測量室內(nèi)氣溫：將氣溫計放在室內(nèi)陰涼通風處（遠離暖氣、陽光直射），待液柱穩(wěn)定后讀取數(shù)值（視線與液柱頂端平齊）。3.測量室外氣溫：將氣溫計放在模擬百葉箱（用硬紙板制作，通風、防陽光直射）中，放置在操場陰涼處，每小時記錄一次，連續(xù)記錄1天。4.分析數(shù)據(jù)：繪制“氣溫日變化曲線”（橫坐標：時間，縱坐標：氣溫），總結氣溫的變化規(guī)律（如早晨低、中午高、傍晚低）。實驗記錄與分析時間室內(nèi)氣溫（℃）室外氣溫（℃）備注（如陽光、風）8:001816多云，微風12:002228晴，無風16:002025晴，微風20:001918陰，無風注意事項氣溫計不能接觸高溫物體（如開水），避免液柱破裂。讀取數(shù)值時，不能用手握住玻璃泡，防止手溫影響測量結果。拓展活動測量不同環(huán)境的氣溫（如陽光下、樹蔭下、教室里、走廊里），對比差異。調(diào)查“氣溫與穿衣”的關系：收集家人1周的穿衣情況，結合氣溫數(shù)據(jù)，制作“氣溫-穿衣建議表”。第三單元運動和力單元目標：認識力的作用（改變物體的運動狀態(tài)、形狀），探究摩擦力、彈力等力的特點。實驗5：摩擦力的大小與什么有關實驗目標知識：摩擦力的大小與接觸面粗糙程度、壓力大小有關（接觸面越粗糙、壓力越大，摩擦力越大）。能力：學會用控制變量法探究摩擦力的影響因素，能準確讀取彈簧測力計的數(shù)值。情感：體會摩擦力的“兩面性”（如走路需要摩擦力，機器運轉需要減小摩擦力）。實驗材料彈簧測力計（量程0-5N）、小車、木板、砂紙、砝碼（100g×2）、毛巾、實驗記錄單。實驗步驟1.探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系用彈簧測力計水平拉小車在木板上勻速運動（注意：拉力方向與小車運動方向一致），記錄彈簧測力計的示數(shù)（即摩擦力大?。?。在木板上鋪上砂紙，重復上述實驗，記錄示數(shù)。在木板上鋪上毛巾，重復實驗，記錄示數(shù)。2.探究摩擦力與壓力大小的關系在小車上放1個砝碼，用彈簧測力計拉小車在木板上勻速運動，記錄示數(shù)。在小車上放2個砝碼，重復實驗，記錄示數(shù)。實驗記錄與分析實驗變量接觸面材料壓力（小車+砝碼）摩擦力（N）結論接觸面粗糙程度（壓力相同）木板小車本身0.8接觸面越粗糙，摩擦力越大砂紙小車本身1.2毛巾小車本身1.5壓力大?。ń佑|面相同）木板小車+1個砝碼1.0壓力越大，摩擦力越大木板小車+2個砝碼1.3注意事項彈簧測力計使用前需調(diào)零（將測力計豎直懸掛，調(diào)整指針至0刻度）。拉小車時需保持勻速直線運動，確保彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力（二力平衡）。拓展活動嘗試用不同材料（如塑料、金屬）制作小車，探究材料對摩擦力的影響。設計“減小摩擦力的實驗”：在小車輪軸上涂潤滑油，對比涂油前后的摩擦力大小；用滾軸（如鉛筆）代替滑動，觀察摩擦力變化。第四單元簡單電路單元目標：認識電路的基本組成（電源、用電器、導線、開關），學會連接串聯(lián)與并聯(lián)電路。實驗6：連接簡單電路實驗目標知識：掌握串聯(lián)電路（用電器依次連接）和并聯(lián)電路（用電器并列連接）的連接方法。能力：能識別電路元件（電池、燈泡、開關、導線），學會用符號繪制電路圖。情感：體會電路與生活的聯(lián)系（如家庭電路、手電筒）。實驗材料電池（1.5V×2）、電池盒、燈泡（2.5V×2）、燈座、開關、導線（若干）、實驗記錄單、電路圖符號卡。實驗步驟1.認識電路元件：觀察電池（正極“+”、負極“-”）、燈泡（燈絲、燈座）、開關（斷開/閉合），識別電路圖符號（如電池：?|?，燈泡：○×）。2.連接串聯(lián)電路：將電池裝入電池盒，用導線連接電池盒正極→開關→燈座→電池盒負極，形成閉合回路；閉合開關，觀察燈泡是否發(fā)光；改變開關位置（如放在電池與燈座之間），觀察燈泡亮度變化。3.連接并聯(lián)電路：將兩個燈座并列連接（即兩個燈泡的一端都接開關，另一端都接電池負極），閉合開關，觀察兩個燈泡的亮度；斷開其中一個燈泡，觀察另一個燈泡是否發(fā)光。實驗記錄與分析電路類型連接方式燈泡亮度斷開一個燈泡后的情況結論串聯(lián)電池→開關→燈泡1→燈泡2→電池較暗兩個燈泡都熄滅串聯(lián)電路中，用電器互相影響并聯(lián)電池→開關→（燈泡1、燈泡2并聯(lián)）→電池較亮另一個燈泡仍發(fā)光并聯(lián)電路中，用電器互不影響注意事項電池正負極不能直接用導線連接（短路），避免電池損壞或?qū)Ь€發(fā)熱。連接導線時，需將導線兩端的絕緣皮剝?nèi)ィs1厘米），確保金屬絲與元件接觸良好。拓展活動嘗試連接“多開關電路”：在并聯(lián)電路中，給每個燈泡單獨安裝開關，控制其通斷。設計“簡易手電筒”：用電池、燈泡、導線、開關和塑料瓶制作手電筒，測試其亮度和耐用性。三、教學安排與課時分配單元名稱實驗名稱課時分配教學重點聲音的秘密實驗1：聲音是怎樣產(chǎn)生的1觀察振動，總結聲音產(chǎn)生的原因?qū)嶒?：聲音的傳播1探究聲音傳播的介質(zhì)天氣的觀察與測量實驗3：制作簡易風向標1制作與使用風向標實驗4：測量氣溫1正確使用氣溫計運動和力實驗5：摩擦力的大小與什么有關2控制變量法探究摩擦力簡單電路實驗6：連接簡單電路2串聯(lián)與并聯(lián)電路的連接**總計****6個實驗****8課時**四、實驗教學評價1.過程性評價（占60%）實驗操作評分表（每實驗1次）：評價維度評分標準（10分/項）得分實驗準備能獨立準備材料，檢查器材完整性操作規(guī)范遵循步驟，無違規(guī)操作（如短路、用力過猛）記錄完整及時填寫記錄單，數(shù)據(jù)準確、現(xiàn)象描述具體合作態(tài)度能與同伴分工合作（如一人操作、一人記錄）2.結果性評價（占40%）實驗報告評分：包括實驗目的、步驟、數(shù)據(jù)、結論，要求邏輯清晰、結論正確（20分）。拓展活動表現(xiàn)：完成拓展任務（如制作風向標、設計手電筒），并能解釋設計原理（20分）。3.激勵機制設立“實驗小達人”獎項：每周評選1名操作規(guī)范、探究積極的學生，頒發(fā)證書。展示學生實驗成果：將優(yōu)秀實驗記錄單、電路圖、風向標等在教室展示，激發(fā)學生興趣。五、結語本實驗教學方案以“探究”為核心，通過結構化的實驗設計“可操作的材料選擇”“多元化的評價體系”，旨在培養(yǎng)四年級學生的科學思維與實踐能力。實驗過程中，教師需注重引導學生自主提問（如“為什么音叉放入水中會濺起水花？”）、自主設計實驗（如“怎樣讓摩擦力更?。俊保?，讓學生在“做中學”中體會科學的樂趣。通過本方案的實施，預期學生能：掌握聲音、天氣、力、電路的核心概念；學會用實驗解決問題（如用風向標