一、實驗室建設的必要性
1. 落實課程標準與核心素養的必然要求
課程標準強調科學探究與實踐,實驗室是開展探究式教學、培養學生科學核心素養的必備陣地,能有效改變“重理論、輕實踐”的傳統教學模式。
2. 彌補課堂動手實驗不足的現實需要
傳統教室空間、器材受限,難以開展分組操作、對比實驗、長期觀察等活動。建設專用實驗室,可保障學生人人動手、充分體驗,真正實現“做中學”。
3. 激發科學興趣與創新意識的重要途徑
通過直觀、趣味、可探索的實驗環境,讓學生在操作中發現問題、解決問題,有效激發好奇心與求知欲,培養創新思維與動手能力。
4. 提升學生綜合實踐能力的關鍵載體
實驗室能系統培養學生觀察、測量、設計、記錄、分析、合作等綜合能力,為后續理科學習和終身發展打下堅實基礎。
5. 推進素質教育與跨學科融合的需要
支持科學、數學、信息技術、勞動教育等學科融合實踐,滿足項目式學習、科技社團、科創比賽等活動開展,豐富素質教育實施路徑。
6. 促進教師專業發展與教學改革的需要
為科學教師提供規范的實驗教學平臺,推動教師改進教學方法,提升實驗教學水平,助力學校科學教育質量整體提高。
7. 體現教育均衡與辦學標準化的基本要求
建設標準化科學探究實驗室,是義務教育學校辦學條件達標、推進教育優質均衡發展的硬性指標與基礎配置。
二、實驗室建設目標
以課程標準為依據,構建安全、開放、趣味、探究式科學實驗環境,讓學生從“被動聽講”轉向“主動動手、自主發現”,培養科學素養、創新精神與實踐能力,為終身學習奠定基礎。
育人目標:
1. 激發科學興趣
通過可操作、可視化、生活化的實驗,讓學生喜愛科學、樂于觀察與提問。
2. 培養探究能力
掌握提出問題—猜想假設—設計實驗—動手操作—記錄分析—得出結論的完整探究流程。
3. 提升實踐技能
熟練使用基礎實驗器材,規范操作,養成動手動腦、嚴謹細致的習慣。
4. 塑造科學態度
培養尊重事實、大膽質疑、合作交流、勇于創新的科學精神。
5. 強化安全與環保意識
樹立安全實驗、愛護器材、節約資源、保護環境的基本素養。
教學目標:
1. 滿足小學科學課程全部必做實驗與拓展探究活動需求。
2. 支持分組實驗、小組合作、項目式學習、科創小制作等多種教學形式。
3. 實現做中學、玩中學、創中學,提升課堂效率與學習深度。
4. 為科技節、科普活動、小發明小創造提供固定活動場所。
功能目標:
1. 基礎實驗功能:完成物理、化學、生物、地理等學科基礎驗證性實驗。
2. 探究創新功能:支持開放性探究、對比實驗、模擬實驗、簡易科創制作。
3. 教學資源功能:配備儀器、模型、標本、數字化工具,形成校本科學資源庫。
4. 學科融合功能:支持科學與數學、信息技術、勞動教育、美術等跨學科實踐。
三、實驗室建設內容
實驗室由無人機、人工智能、航天航空、基礎科學和智慧墻等5個方面的體驗主題組成。這些體驗主題集科學性、知識性、趣味性、操作性于一體,以最直觀的形式演示出來。學生親自操作,動腦動手,發現其中的奧妙,掌握其中的科學原理。
1、競賽功能:實驗室提供的實驗儀器中,有部分是參加教育部白名單競賽的訓練器材。
2、實驗室提供的實驗儀器具有展教互動功能。展教互動功能是科學探究實驗室的核心功能,展品的互動性是科學探究實驗室區別于其他實驗室的重要標志。科學探究實驗室的展品多具有互動功能,通過簡單直觀的實物模型表現復雜深奧的科學原理。既能吸引學生動手參與,又能讓學生在娛樂之中思考和學到知識,真正做到寓教于樂。其實質就是從簡單中體會深奧,在娛樂中學到知識,從而達到科技普及的目的。
3、實驗室提供的實驗儀器可構建一個良好的科普教育實驗中心。科學探究實驗室是學校的文化教育實驗的重要場所之一,既能組織學生開展科技普及教育實驗,也能為學生自發性的科技教育實驗提供場地。
4、實驗室提供的實驗儀器可構建一個良好的科技創作中心。科學探究實驗室是以生動的、可以讓學生動手操作參與做實驗的實物展教形式,通過學生動手動腦啟迪思維,從而激發科技創作興趣。科學探究實驗室有利于培養學生科學探究和科學創新的能力,學生利用該環境開展科學探究實驗學習,可以較好地培養分析問題和解決問題的綜合能力,較好地參加國內外各級各類的競賽,從而獲取較好的競賽成績。
5、實驗室提供的實驗儀器以學生的發展為主體,以綜合、探究、創新為理念而研究和開發的新課程實驗教學環境,符合自主學習、合作學習、探究學習的新的學習方式。學生利用該環境開展科學探究實驗學習,可以較好地完成課程學習任務,而且可以很快適應新的考試方法和考試模式。
6、科學探究實驗室中的儀器能反映和說明科學原理,揭示其內在的科學概念和基本的科學特征。科學探究實驗室中的儀器具有設計科學、結構簡單、操作方便和外型美觀等特點。
四、 課程設計
1、課程理念
以課程標準為指引,秉持“做中學、探中悟、創中長”理念,打破課堂邊界,以真實問題為驅動,讓學生在動手操作、觀察探究、合作創造中構建科學認知,培養科學思維與實踐能力。
2、課程目標
知識目標:覆蓋小學科學課標核心知識點,涵蓋物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程四大領域,形成系統化知識體系。
能力目標:掌握“提出問題—猜想假設—方案設計—實驗操作—數據記錄—結論分析”探究流程,提升觀察、測量、動手、創新及合作交流能力。
素養目標:培育尊重事實、嚴謹細致、勇于質疑、敢于創新的科學精神,樹立安全實驗、節約資源、環保可持續的科學態度與社會責任感。
課程原則:
- 探究性原則:以探究活動為核心,預留充足時間讓學生自主探索,拒絕“照方抓藥”式實驗。
- 生活化原則:選取校園、家庭、自然中的真實場景與問題作為探究主題,實現知識與生活聯動。
- 分層化原則:設計基礎必做、進階選做、挑戰拓展三類任務,適配不同年級及能力水平學生。
小學科學探究實驗室建設方案
序號 名稱 數量 單位
一、基礎設備部分
1 教師講臺 張 1
2 學生實驗臺 張 6
3 學生凳 張 45
4 儀器柜 張 2
二、實驗儀器
第1部分 無人機
全國青少年無人機大賽
全國青少年航天創新大賽
1 基礎無人機 架 1
2 基礎無人機備用電池 塊 1
3 無人機足球(青少年比賽) 個 1
4 訓練機-全國青少年無人機大賽 套 1
5 比賽機-全國青少年無人機大賽 套 1
第2部分 人工智能
全國青少年人工智能創新挑戰賽
世界機器人大會青少年機器人設計與信息素養大賽
全國青少年人工智能大賽"
1 青少年機器人等級考試一二級套裝 套 2
2 機械臂(比賽) 套 2
3 教育比賽套件-人工智能比賽實驗箱 套 2
4 AI通識教育實驗箱1型 套 1
5 AI通識教育實驗箱2型 套 1
6 AI通識教育實驗箱3型 套 1
7 AI通識教育實驗箱4型 套 1
8 AI通識教育實驗箱5型 套 1
9 AI通識教育實驗箱6型 套 1
10 AI通識教育實驗箱7型 套 1
11 趣味智能機器人 套 1
12 腦機接口技術-腦控吹球比賽 套 1
13 遙控機器人 套 1
第3部分 航天航空
1 北斗衛星系統 套 4
2 探視火箭發射內部結構模型 套 4
3 探視航天飛機內部結構模型 套 4
4 探視火星探測車內部結構模型 套 4
5 火箭拼裝與拆解 套 4
第4部分 基礎科學系列
1 太空探究實驗盒 套 4
2 會認路的新能源小車 套 1
3 會翻跟頭的小蜜蜂 套 1
4 水力車實驗 套 1
5 昆蟲研究 套 1
6 電磁實驗盒3型 套 4
7 警報器2型 套 4
8 太陽能收音機 套 4
9 神奇樂器 套 4
10 液體鐘 套 1
11 水凈化 套 1
12 AI旋渦 套 1
13 AI石油采油磕頭機 套 1
14 蒸汽機模型2型 套 1
15 AI電影原理 套 1
16 AI時光隧道 套 1
17 多功能光學實驗儀 套 1
18 無源之水 套 1
19 鸚鵡學舌 套 1
20 語音識別控制五色燈 套 1
21 AI孕育生命 套 1
22 腦機接口技術-小動物爬梯與滑梯 套 1
23 骨骼模型2型 人體骨骼 套 2
24 人的大腦 套 2
25 心臟-心臟模型2型 套 2
26 中醫套裝 套 2
27 眼球模型2型 人的眼睛 套 2
28 太陽能奇妙變幻創客實驗盒 套 2
29 水能和風能應用模型 套 2
30 機器人7號,7號機器人 套 1
31 吸力機器人 套 2
32 機械設計實驗箱2號 套 2
33 百變盒 套 2
34 太陽能游船 套 1
35 能源技術組合包 套 1
36 彈力玩具 套 2
37 太陽能竟賽車 套 2
38 風力能源套件 套 2
39 電和磁實驗盒2型 套 1
40 動物園動物機器人 套 1
41 航天機器人 套 2
42 動物解剖-蝸牛 套 1
43 動物解剖-青蛙 套 1
智慧墻
1 航天航空知識競賽 套 1
2 AI顏色與密碼 套 1
3 AI生命游戲 塊 1
4 AI生物-人類起源 套 1