资源简介

新教科版一年级科学下册观察一瓶水创新实验设计方案
一、教材分析：
《观察一瓶水》是一年级科学下册第一单元课程中的基础内容，旨在引导学生开启对身边常见物质——水的科学认知之旅。教材通过一系列基础观察活动，让学生了解水的基本物理性质，如无色、无味、透明等，培养学生初步的观察与描述能力。但传统教材活动形式较单一，难以充分激发一年级学生的好奇心与积极性。
二、学情分析：
一年级学生好奇心旺盛，对身边事物充满兴趣，但观察往往缺乏系统性和准确性。他们已有一定的生活经验，对水有初步感性认识，如知道水能喝、能洗手等，但尚未从科学角度深入探究过水的特性。
三、设计思路：
结合一年级学生特点，从学生兴趣出发，设计趣味性、操作性强的实验。以“水的魔法变身”为主题情境，串联多个实验环节，利用简单材料和有趣现象，如“会变色的水”“折弯的铅笔”“转向的箭头”等，激发学生主动观察和思考，引导他们在实验中发现问题、解决问题，培养学生科学思维与实践能力。
四、实验目的：
1.让学生通过多种感官观察，准确描述水的颜色、气味、透明度等物理性质。
2.培养学生细致观察、积极思考的科学素养，激发学生对科学实验的浓厚兴趣。
3.帮助学生初步建立科学探究的意识，知道可以通过实验了解事物的特性。培养学生严谨科学态度和合作探究精神。
五、实验原理：
1.水的溶解性：某些物质（如色素、盐）能在水中溶解，改变水的外观（颜色），但水本身的化学性质不变。
2.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射。在这个实验里，水和空气是两种不同介质，光线在穿越它们的界面时折射，引发各种现象。杯子和水构成凸透镜，依据凸透镜成像规律，物距变化会产生不同成像效果，实现箭头反转和物体放大。
六、实验器材：
清水3杯，高锰酸钾固体，铅笔一支，一张画有箭头的纸，搅拌棒。
七、实验步骤：
1.水的溶解性：取少许高锰酸钾固体加入水中，并用搅拌棒搅拌，观察水的颜色变化。
2.观察笔的弯折现象：把笔直的笔垂直插入水中，从杯子侧面观察，能看到笔在水面处好像被折断，水下部分与水上部分呈现出明显的弯折角度。
3.箭头方向反转：将带有箭头图案的纸放在杯子后方，从杯子正面观察，会发现箭头的方向发生了反转。这是因为光线透过圆柱形的水杯（相当于凸透镜）时，发生折射，在特定距离下成像性质改变。
4.放大效果观察：把手指贴近杯子背面，透过杯子观察，能看到手指被放大，这是水杯起到了放大镜的作用，光折射改变传播方向，使视角变化导致放大效果。
八、实验结论：
水具有溶解性：当向清水中加入高锰酸钾固体并搅拌后，高锰酸钾能均匀分散在水中，使整杯水的颜色发生改变，这表明水能够溶解其他物质，虽然外观改变，但水本身化学性质不变。
水会产生光折射现象：把铅笔垂直插入水中，从侧面观察到笔在水面处弯折；将画有箭头的纸放在杯子后方，从正面观察到箭头方向反转；把手指贴近杯子背面，能看到手指被放大。这些有趣的现象都源于光从空气进入水中时传播方向发生偏折，且杯子和水构成凸透镜，因物距变化产生不同成像效果。这一系列实验让学生认识到水的光折射特性，也初步了解了凸透镜成像的简单原理。
水是无色透明的：实验前提供的清水，学生肉眼观察可见水没有颜色，且能透过水清晰看到插入的铅笔、背后的箭头和手指，直观呈现出水是无色透明的物理性质。同时在“会变色的水”实验中，也能反向证明，水本身无色，是加入可溶物才改变颜色。
通过本次实验，学生不仅对水的物理性质有了更深入的理解，还激发了对科学实验的兴趣，培养了细致观察、积极思考、合作探究的科学素养，初步建立了科学探究的意识，学会通过实验去探索和认识事物的特性。
九、本实验创新点：
《观察一杯水》课本只是通过对照水、牛奶和洗发水的不同，通过对比，孩子们会认识到水是无色、无味、会流动、没有固定形状等基本性质。本实验的创新点主要体现在情境、形式、内容三个维度，具体如下：
1.主题情境创新：突破传统单一观察模式，以“水的魔法变身”这种充满童趣和神秘色彩的主题情境贯穿实验。一年级学生想象力丰富，对魔法相关内容充满好奇，这种情境能快速吸引他们的注意力，激发主动参与实验的热情，让学生在沉浸式的体验中开启科学探究之旅。
2.实验形式创新：改变传统较为枯燥的观察方式，设计多个趣味性、操作性强的小实验。如搅拌高锰酸钾观察水的变色，插入铅笔、放置画有箭头的纸、贴近手指观察折射现象等。一年级学生活泼好动，喜欢动手，这种方式能让他们在实践中获得直接经验，加深对知识的理解。
3.知识呈现创新：没有直接告知学生水的性质，而是通过实验现象让学生自主发现和总结。像从水变色了解溶解性，从铅笔弯折、箭头反转、手指放大等现象认识光的折射。这种方式符合一年级学生的认知特点，从具体形象的现象入手，逐步构建抽象的科学概念，培养学生的科学思维和自主探究能力。

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