小學科學創(chuàng)新實驗課教學案例一、引言小學科學課程標準強調“以探究為核心”，要求通過貼近生活的實驗激發(fā)學生的科學興趣，培養(yǎng)實證意識與創(chuàng)新思維。水的表面張力是生活中常見但易被忽視的物理現象（如露珠呈圓形、水面浮起回形針），適合作為小學中高年級（3-5年級）的探究主題。本案例以“魔術導入—猜想假設—實驗探究—拓展應用”為主線，通過趣味化情境、對比實驗和開放性設計，引導學生自主發(fā)現表面張力的存在及其作用，實現“做中學、思中學”。二、教學目標1.知識與技能知道水具有表面張力，能描述表面張力的表現（如水面的“彈性膜”）；能說出生活中表面張力的實例（如露珠、水面浮蟲）。2.過程與方法通過“硬幣裝水”“回形針浮水”實驗，掌握控制變量（如滴管使用、輕放物體）的探究方法；能記錄實驗數據（如滴數、現象變化），并分析數據得出結論。3.情感態(tài)度與價值觀激發(fā)對科學的好奇心，體會“從現象到本質”的探究樂趣；培養(yǎng)合作精神（小組分工）與嚴謹態(tài)度（規(guī)范操作）。三、教學重難點重點：通過實驗探究水的表面張力現象；難點：理解“表面張力是水表面分子相互吸引的結果”（用具體現象替代抽象概念）。四、實驗材料準備1.分組材料（每組4人）硬幣（1元或5角，材質不限）；滴管（或醫(yī)用注射器，去除針頭）；回形針（若干，無尖銳毛刺）；洗潔精（少量，裝于小瓶）；棉花棒（1根）；燒杯（2個，分別裝清水、廢水）；記錄單（見表1）。2.教師演示材料大燒杯（1個，裝清水）；乒乓球（1個）；視頻（《水面上的水黽》）。五、教學過程設計（一）情境導入：魔術“硬幣裝水”（5分鐘）教師操作：取出1元硬幣，問學生：“這個硬幣能裝多少滴水？”待學生猜測（如“5滴”“10滴”）后，用滴管慢慢向硬幣上滴水，直到水即將溢出（約20-30滴）。此時水在硬幣上形成“凸起的半球”，學生發(fā)出驚嘆。教師提問：“水為什么沒有立刻流下來？像不像硬幣上有一層‘隱形的保護膜’？這層膜是什么？”（引出“表面張力”的猜想）（二）猜想與假設（3分鐘）學生活動：小組討論，提出假設：“可能是水的粘性？”“可能是硬幣的材質光滑？”“可能是水的表面有一層‘膜’？”教師引導：“我們用實驗來驗證這些假設，重點觀察水的表面變化?！保ㄈ嶒炋骄浚悍植津炞C（20分鐘）1.實驗1：硬幣“裝水”比賽（10分鐘）實驗目的：探究水在硬幣表面的“凸起”現象，感知表面張力的存在。實驗步驟：（1）小組分工：1人滴水管（用滴管吸取清水，垂直對準硬幣中心，緩慢滴加），1人計數（每滴1滴數1次），1人觀察（水的表面形狀），1人記錄（見表1）。（2）操作要求：滴水管不要接觸硬幣，避免水被“吸走”；當水即將溢出（出現“小尖”）時停止，記錄總滴數。（3）重復實驗2次，取平均值（減少誤差）。學生記錄（表1）：實驗次數硬幣類型（1元/5角）滴數（次）水的表面形狀11元25凸起的半球21元28凸起，邊緣有小尖平均值——26.5凸起的半球現象分析：學生發(fā)現，水在硬幣上沒有散開，反而“聚成一團”，說明水的表面有“收縮”的趨勢，像一層“彈性膜”。2.實驗2：回形針“浮水”挑戰(zhàn)（8分鐘）實驗目的：進一步驗證表面張力的“承重能力”。實驗步驟：（1）嘗試將回形針輕輕放在水面上（提示：用鑷子或手指捏著回形針的一端，水平放入水面，避免垂直下落）。（2）觀察回形針的狀態(tài)：是否浮在水面？水面有沒有凹陷？（3）挑戰(zhàn)：最多能放多少個回形針而不沉？（記錄數量）現象與討論：成功的小組：回形針浮在水面，水面出現“凹陷的小坑”，但沒有下沉；失敗的小組：回形針直接沉入水底（原因：放入時速度太快，破壞了水面的膜）。教師引導：“回形針比水重，為什么能浮起來？”（學生回答：“因為水面的膜托住了它?！保?.對比實驗：“破壞”表面張力（5分鐘）實驗目的：驗證“表面張力是水表面的‘膜’”這一假設。實驗步驟：（1）用棉花棒蘸取少量洗潔精，輕輕觸碰實驗2中的水面（回形針仍浮在上面）。（2）觀察回形針的狀態(tài)：是否下沉？水面有什么變化？現象：棉花棒觸碰后，回形針迅速下沉，水面出現“擴散的波紋”。教師提問：“洗潔精為什么能讓回形針下沉？”（學生猜測：“洗潔精破壞了水面的‘膜’?！保┙處熃忉專骸跋礉嵕恰砻婊钚詣芷茐乃谋砻鎻埩?，讓‘膜’失去彈性，所以回形針沉下去了?！保ㄋ模┓治雠c結論（5分鐘）學生總結：通過實驗，我們發(fā)現水的表面有一層“隱形的保護膜”（表面張力），它能讓水的表面收縮成“最小面積”（如硬幣上的半球），還能承受輕小物體的重量（如回形針）。教師補充：“表面張力是水表面的分子像‘手拉手’一樣互相吸引的結果，這種吸引力讓水的表面像緊繃的橡皮膜?！保ㄓ谩笆掷帧钡谋扔?，避免抽象概念）（五）聯系生活：尋找“表面張力”的足跡（3分鐘）教師播放視頻：《水黽在水面上行走》（水黽的腳不會陷入水中，因為表面張力托住了它）。學生舉例：“露珠是圓形的，因為表面張力讓水收縮成最小的形狀。”“喝飲料時，吸管里的水會‘凸起’，也是表面張力?！薄跋掠陼r，車窗上的雨水珠是圓的?！绷?、拓展應用：創(chuàng)意實驗設計（7分鐘）教師引導：“我們可以用表面張力做更多有趣的實驗，比如‘水面畫’‘鹽水vs清水的表面張力’?！睂W生分組設計（選擇1個主題）：1.主題1：“水面畫”：用棉花棒蘸洗潔精，在水面上畫“直線”“圓圈”，觀察水面的變化（如“線條”擴散）；2.主題2：“液體的表面張力比較”：用同樣的硬幣，分別滴清水、鹽水、糖水，記錄滴數，比較哪種液體的表面張力大；3.主題3：“拯救下沉的回形針”：如果回形針沉下去了，有沒有辦法讓它重新浮起來？（如用紙巾托住回形針，慢慢放入水面，紙巾吸水后下沉，回形針留在水面）。學生展示：小組分享設計方案，教師給予建議（如“鹽水要攪拌均勻”“畫‘水面畫’時，棉花棒不要蘸太多洗潔精”）。七、評價與反思1.多元化評價（2分鐘）學生自評：“我學會了用滴管滴加液體，知道了表面張力的作用。”（填寫《實驗成長記錄冊》）；小組互評：“XX組的滴水管操作很規(guī)范，記錄很詳細?！保ㄓ谩靶切琴N紙”評價）；教師評價：關注實驗操作的規(guī)范性（如滴水管的使用）、探究的積極性（如主動提出假設）、合作能力（如分工明確）。2.反思與改進學生反思：“第一次滴水管時，我滴得太快，水溢出來了，后來慢慢滴就成功了。”“回形針要輕輕放，不然會破壞水面的膜?！苯處煼此迹翰糠謱W生對“表面張力的本質”理解較淺，可增加“分子模型”的演示（如用乒乓球模擬分子，“手拉手”形成膜）；拓展實驗可提前準備材料，讓學生在課堂上完成簡單的創(chuàng)意實驗（如“水面畫”），增強參與感。八、結語本實驗課以“趣味魔術”激發(fā)興趣，通過“分步實驗”驗證假設，用“生活實例”鞏固認知，最終以“創(chuàng)意設計”拓展思維。學生在“做中學”中不僅掌握了表面張力的知識，更培養(yǎng)