低成本科学实验在小学科学课堂中的创新应用与效果分析

引言

小学科学课程标准强调“让学生亲身经历科学探究过程”，但传统实验教学依赖专业仪器，不仅成本高，还可能因操作复杂限制学生参与。低成本科学实验利用生活中常见的瓶罐、纸张、布料等材料，经过简单加工即可完成实验，具有易获取、易操作、趣味性强等特点。在资源有限的学校，推广低成本科学实验能打破设备限制，让每个学生都有动手实践的机会，真正实现“人人参与科学探究”。

一、低成本科学实验的创新应用策略

（一）材料选取：立足生活，挖掘资源

变废为宝是低成本实验的核心理念体现，从生活场景中筛取适宜物料，以鸡蛋壳为媒介，制作“蛋壳画”以解析碳酸钙与酸的反应规律，结合筷子与气球制作反冲力动力小车，以铅笔及直尺为辅助，构建“杠杆模型”，以纸张为材料，折叠成纸桥，探讨其结构设计对承重效果的影响。采用塑料瓶制作“水循环展示模型”，瓶中装满水，采用保鲜膜覆盖顶部，以重现蒸发与降水现象，以易拉罐为基础制作“太阳能热水器”，其内壁需涂成黑色，顶部安装玻璃罩，材料挑选需兼顾安全与典型双重考量，对“浮力”原理的探索阶段，以泡沫与硬币替换有害化学品，安全且直观呈现浮力与重力关系。

（二）实验设计：紧扣课标，简化流程

以小学科学教材中的核心内容为基准，降低成本实现实验简化，讲解“地球自转”原理之机，采用手电筒（仿照太阳）、乒乓球（象征地球）进行教学，以赤道为标志展示昼夜交替，更易于学生捕捉自转要义，实施种子萌发条件对比性实验，运用透明塑料盒、棉花及绿豆，设立“无水无光照实验”“光照无水实验”“光照与水共存实验”三组，变量调控结果直观[1]。探讨“长度度量”原理，采用回形针与手指宽度作为非标准度量参照，学生借助回形针与手指宽度，测量课桌长度，引入度量基准，把握统一度量单位之关键性，实验步骤需具体阐述，以大气压强为实验对象：以水充杯覆纸片，纸片稳固悬空，仅此两种物质，学生直观洞察大气压现象。

（三）教学组织：全员参与，合作探究

实施“团队互动”策略开展低成本实验，实现学生动手实践机会的公平性，担任物料准备者、实验操作者、现象记录者及发现汇报者，确保任务分配合理，实现高效协作；设定研究疑题，研究不同形状纸张制成的纸船的承重效果，引导学生预想、验证、归纳结论；鼓励学生课后借助家庭资源对实验进行升级，研究以吸管及气球为元件制作的小车，探讨其行驶距离的改进方法，将教学探索扩展至实际生活。

二、低成本科学实验的教学效果分析

（一）激发学习兴趣，降低科学门槛

传统实验阶段，学生往往因仪器损坏的担忧而畏首畏尾，采用日常物品的低成本实验，消除了学生操作仪器的恐惧，以橡皮泥及吸管为媒介构建“桥梁”，勇于尝试各种形状的多样性，可无阻复造，调研结果呈现，实施低成本科学探究活动后，科学课程喜爱比例从 58% 上升至 82% ，学子们领悟，科学现象触手可及 [2]。

（二）培养探究能力，落实核心素养

实践学习理念在实验中得以凸显，在材料选择、操作执行与持续改进阶段，自主养成科学思维习惯，借助放大镜审视叶脉纹理，学生放大镜下观察，发现叶片脉络形态多变，深化对细节的观察力，借助蜡烛与玻璃杯，考察“氧气对燃烧的依赖性”，学生记录蜡烛熄灭及玻璃杯内壁水珠现象，确立燃烧作用中氧气消耗与水生成的关联。以塑料瓶为基础制作“洒水壶”，独立于瓶盖之上钻制了多样化孔洞，实验结果显示，孔洞数量与水流分散性呈正相关，养成了创新习惯。

（三）渗透节约意识，践行德育融合

低成本实验使学生领悟到废旧物品的潜在价值意义，采用快递纸箱制作“生态瓶”，学生得以掌握生物链相关理论，也养成了节约资源的习惯，教师运用实验手段，以引导学生进行思维探索：识别生活中哪些物品可进行资源再循环利用，科学德育的有机结合。

（四）弥补资源不足，促进教育公平

乡村及教育条件欠佳的学校，低成本实验技术有效填补了设备短缺的空白，该偏远小学先前未曾实施电路实验，教师采用电池、铜丝、小灯泡，并配合回形针（充当开关）构建了简易电路系统，学生实现了对“通路”与“断路”原理的全面掌握，弥合了城乡科学教育鸿沟。

结论

低成本科学实验非教学标准降低之行动，采用家常物品与简化方案，降低探究门槛，在激发兴趣、培养探究及促进教育公平方面展现出卓越成效，特别匹配资源有限的学校需求，素材生活化，教学创新化，小学科学教学将低成本实验作为核心辅助手段，培养学生对科学的兴趣及其价值认知。

参考文献

[1] 傅 蒋 . 小 学 科 学 实 验 器 材 的 低 成 本 改 进 [J]. 教 学 与 管理 ,2021,(29):60- 63.

[2] 樊吉福 . 创客视角下创新低成本科学实验 " 三维谱系 "[J]. 基础教育参考 , 2022(3):61- 63.