为推进科学教育改革创新，深圳市积极探索科学实验教学新路径。本专题精选一批具有代表性的优秀课例，旨在展现深圳在中小学科学教育中科学实验教学的创新实践，促进经验交流，进一步提升中小学科学教育质量。

《守护农业“芯片”，培育中国种子》

深圳市龙岗区石芽岭学校 柯锦秀

设计思路：以“守护农业芯片，培育中国种子”为背景，秉承“以终为始”的逆向设计（UbD）理念，将宏大的社会责任转化为学生可感、可及的“设计制作人工种子”核心任务，设计了“观察结构→探究功能→分类应用→创新设计”的递进式学习路径，将传统的验证性实验升级为以解决真实问题为导向的项目式探究活动，确保学生在知识建构、能力培养与情感升华上协同发展。

创新亮点：一是任务驱动，重构实验教学价值：创新性地以“设计制作人工种子”为核心任务，将常规解剖观察实验转化为具有挑战性和使命感的科学实践，推动实验教学从技能训练转向科学思维培养与创新能力的平台；二是模型构建，突破结构与功能认知难点：通过“种皮-胚-营养储备”结构模型的构建与应用，引导学生从记忆结构名称转向理解结构与功能的适应关系，深化“结

构与功能观”的思想；三是情境升华，落实学科育人目标：将“种子安全”国情与科学家精神融入教学全过程，实现科学知识学习与价值引领的有机统一。

课例有效激发了学生对生命科学的兴趣，深化了其对农业安全与国家战略的理解，为实验教学实现“知识—能力—价值”三维融合提供了可推广的实践路径。

《温度不同的物体相互接触》

深圳市龙华区外国语学校教育集团（观湖校区） 江翠情

设计思路：以探究热传递现象为核心，围绕“热水和凉水相互接触会有怎样的变化？”创设真实问题情境，利用学生经验差异制造认知冲突。通过设计精准实验，引导学生验证自身预测、观察现象、收集数据，逐步建立“热从温度高的物体传向温度低的物体”的科学概念，实现从经验认知到科学理解的思维进阶。

创新亮点：一是创新实验装置：采用一体设计的双层容器，结合温度传感器与数显采集器，提升操作便捷性与数据精准性，增强实验的可视化与稳定性；二是构建数据模型：摒弃传统班级记录表，让学生将折线图绘制在透明塑料片上，通过胶片叠加形成班级数据模型，支持“个体论证→交互论证→集体论证”三层论证，推动学生自主构建科学概念；三是开展深度探究：技术工具实现从温度计到传感器再到热成像仪的升级，引导学生发现“凉水反超了热水”的反常现象，通过师生咨询中科院物理学家分析误差，联合两家专业机构重复实验，证实结果普遍性，培养学生科学观。

课例有效激发了学生的探究动机与实证意识，学生通过发现并验证反常现象，建立起“稳定是相对的，变化是复杂的”科学认知体系，实现了从知识学习到科学素养内化的深度成长。

《探究酸雨的危害》

深圳市罗湖区螺岭锦星学校 李文娟

设计思路：以STSE理念为指导，围绕“探究酸雨的危害”，构建“课前预实验—课中分层探究—课后实践延伸”的教学体系。课前指导学生采用白醋模拟酸雨，通过泥鳅、虾等食材开展家庭自主实验，初步探索酸雨对动物的影响；课中引导学生从个体（种子发芽、幼苗生长）、器官（根、叶）、细胞（细胞膜、气孔）三个层面系统探究酸雨对植物的危害；课后通过防控酸雨海报制作，融合多学科知识，强化社会责任意识。

创新亮点：一是探究维度创新：构建“个体—器官—细胞”三层探究体系，通过观察根部变色、细胞膜破裂等现象，突破“从现象到本质理解酸雨危害”的难点；二是材料与方案创新：优选紫叶鸭跖草作为气孔观察材料，通过预实验确定上午11点采摘并清水浸泡3小时使气孔全开，统一实验起点，设置8个pH梯度模拟酸雨并定量统计气孔闭合率，确保实验严谨性，突破“实验变量控制与数据精准分析”的重点；三是形式与理念创新：采用“家庭+课堂”“虚拟+实操”相结合的多元探究形式，融入数学统计与美术设计，强化STSE理念的育人价值。

课例有效提升了学生的科学探究能力，通过社会性议题的延伸，增强了环保意识与社会责任感，实现了科学素养与综合素养的协同发展。

《藻类、苔藓植物与蕨类植物》

深圳市龙岗区深圳中学龙岗学校 曾敏菲

设计思路：基于KUD模式，运用“体验—引问—探究”教学法，融合室外实地考察与室内实验观察。通过宏观和微观的探究实验，引导学生运用观察、比较等方法，系统掌握藻类、苔藓和蕨类植物的结构特征及其在生物圈中的作用，帮助学生理解藻类、苔藓植物和蕨类植物的进化顺序和变化趋势，深化对“结构与功能”“进化与适应”生命观念的认知与认同。

创新亮点：一是通过室外实地考察和室内实验观察的系列探究活动，推动学生自主归纳三类植物的主要特征，实现从教师输入为主向学生输出为导向的教学模式转变；二是课堂的教学资源，如教师的展示用图、视频、学生的实验材料等均来源于学生在课前活动中搜集的成果，有效激发学生学习内驱力；三是通过课堂教学和社团活动相结合，让学生体会到“生活中处处都是生物学现象”的真实情景，培养学生应用生命观念探讨和阐释生命现象及规律的思维能力。

课例通过多维探究路径与生成性资源的整合运用，有效深化了学生对植物类群特征与进化规律的理解，为中学生物教学提供了可推广的实践范式。

《合理利用能源》

深圳市龙华区外国语学校教育集团高新校区 陈慧钰

设计思路：以培养学生科学素养、数字素养和环保态度责任为核心目标，融合多学科知识，通过引导学生运用数学方法分析能源数据并提出猜想，借助科学方法进行探究实践，实现学科知识的有机整合。依托国家智慧中小学平台让学生预习能源知识，引导学生基于能源消耗与全球变暖数据提出猜想，利用创新实验教具模拟温室效应实验验证猜想，结合AI智能体对话探讨合理用能方案，并延伸到家庭与社区的节能实践。

创新亮点：一是开发数字化实验教具，实时呈现多组温度数据折线图，帮助学生理解能源利用与温室效应的关联，解决传统实验读数误差大、数据不直观的问题，突破“理解能源利用对环境的影响”难点；二是创设AI智能体对话场景，引导学生从不同角色视角思考能源问题，培养批判性思维，助力提出合理用能方法，攻克“提出合理利用能源具体方法”的重点；三是整合多元数字化资源，为实验教学提供丰富支持，强化“做中学、思中学”的理念，提升学生科学实验能力。

课例通过数字化工具与跨学科教学的深度融合，有效提升学生的科学探究能力，实现知识学习、实验探究与社会责任培养的有机融合，为能源与环境教育提供了可推广的教学范式。

《认识物体的形状》

深圳市龙华区民治中学教育集团小学部 何珊

设计思路：以“帮王奶奶布置摊位”这一挑战性任务为驱动，设计“情境—探究—建构”主线，引导学生通过动手摆放不同形状的物品，直观感知“形状”与“稳定性”之间的关联。在自主探索中，建构了“物体的形状决定其性质（是否易滚动、是否易叠放），性质决定了其功能（稳定摆放的方式）”的科学观念，实现“结构—性质”模型的构建。

创新亮点：一是语言表达支架：将板书关键词与课件语言表达支架相结合，降低表达难度，将内隐思维外显化、条理化，助力学生完成从经验描述到科学解释的进阶；二是思维发展支架：利用层层递进的问题链，持续激发学生的认知冲突，引导其思维从现象观察逐步走向归因对比与应用迁移，有序推进“结构—性质”模型的构建；三是模型构建支架：通过板书设计动态可视化思维路径，运用箭头符号直观呈现核心概念间的逻辑关联，帮助学生形成大概念。

课例有效解决了低年段学生思维无序、表达缺乏逻辑性的教学难点。

《基于数字化实验探究培养液中酵母菌种群数量的变化》

深圳市盐田区教育科学研究院 刘群

设计思路：以探究酵母菌种群数量变化为主线，深度融合信息技术与实验教学，构建了“问题驱动—探究实践—概念建构—问题解决”的教学路径，设计了“课前预实验—课堂探究—课后延伸”三阶段教学流程：课前学生通过预实验发现问题，激发探究动机；课中通过分组实验、数据收集与建模分析，建构种群数量变化模型；课后延伸至真实环境问题，提升社会责任意识。

创新亮点：一是方法创新：采用亚甲基蓝染色区分活菌与死菌，乙醇固定细胞以解决实验周期长的问题，结合血细胞计数板与稀释涂布平板法双重计数，提升数据准确性；二是器材创新：引入微量移液器、数码显微镜、分光光度计等数字化设备，优化操作流程，提高实验效率与精度；三是成果创新：将原需7天的实验压缩至12小时，形成可复制、易推广的实验操作体系，突破传统实验“周期长、操作难、曲线不典型”的瓶颈。

课例有效解决了实验教学与课时安排冲突的难题，突破了“计数操作难、模型建构抽象、环境容纳量理解困难”等教学重难点，展示了数字化工具在提升学生科学探究能力、实证思维与生态观念方面的积极作用，具有显著的示范性与推广价值。

图丨未染色（左图）与染色（右图）酵母菌对比图

图丨低温固定（左图）与无水乙醇（右图）固定效果对比图

图丨微量移液器（左上）、离心管（右上）、数码显微镜（左下）、分光光度计（右下）

图丨成果应用

《导体与绝缘体》

深圳市龙岗区麓城外国语小学 李荣荣

设计思路：围绕“精准厘清科学概念”与“系统建立安全用电意识”为核心教学目标，依托互动游戏“控制电流的魔法”，以“检测生活中常见物体的导电性”为核心任务，通过设计结构化的教学流程，整合体系化的实验材料，运用高灵敏度检测工具，构建思维发展为内核的课堂生态，实现学情诊断、任务驱动与素养培育的有机统一。

创新亮点：一是工具改进：采用人体导电球替换传统电路检测器，破除“人体与水不导电”的错误认知；二是检测设计：将物体分类并用热熔胶固定在专用面板，保障了检测的系统性和对比性，解决了物品遗失与操作混乱的问题，提升了探究效率；三是概念深化：引入“玻璃加热后由绝缘体变成导体”视频，直观呈现导体与绝缘体的相对性，帮助学生理解科学定义中“容易”与“不容易”的核心内涵，有效突破概念绝对化的认知难点；四是素养内化：通过“制作安全用电小贴士”的实践活动，让学生在知识应用中深化安全用电意识，实现知识传授与素养培养的有机结合。

课例有效突破了“概念绝对化”的认知难点，实现安全用电从认知到行为的转化，为科学概念与核心素养的协同发展提供了可推广的教学范式。

《电磁感应现象的应用》

深圳市高级中学 李宗伦

设计思路：基于“理论分析—实验探究—高考应用”三阶教学框架，遵循“现象—本质—应用”的逻辑主线，针对传统电磁感应教学内容重理论分析轻教师演示和学生实验的问题，整合涡流与互感现象，通过创新自制教具开展演示实验与分组探究，将抽象概念转化为可操作的探究活动，强化学生对知识的理解深度与迁移能力。

创新亮点：一是自制模拟电磁炉加热和模拟冶炼金属教具进行实验探究，学生通过温度计直观地观测导体在交变磁场中温度升高、非导体温度不变的现象，辨析导体和非导体的差异，帮助其理解涡流的产生条件及其热效应；二是自制无线充电教具，引导学生在已有知识的基础上进行分组实验，以自主、合作方式探究互感原理，理解无线电充电的工作原理，培养其科学探究、协作交流和知识应用能力。

课例有效激发了学生对物理现象的实验兴趣，在探究过程中深化了对电磁感应原理的理解，提升了科学推理与知识迁移能力，实现了物理观念与应用能力的双重培养目标。

《我们来做“热气球”》

深圳实验学校小学部 林倩如

设计思路：以“我们来做‘热气球’”为主题，设计了三个层次递进的探索活动：从制作简易热气球初步感知热空气上升的现象，到利用感温油墨制作“温度可视”的热气球，再到改进热气球材料提升上升效果，逐步引导学生理解空气受热上升的科学原理，实现知识的应用与迁移。

创新亮点：一是教具创新：采用亚克力板围挡的创新“发射架”，提高实验安全性与成功率，使学生专注观察现象；二是实验设计创新：通过“感知—理解—应用”三阶探索活动，有效解决了学生理解热气球升空原理的难题；三是温度可视化：在热气球塑料袋上涂抹感温油墨，通过颜色变化直观展示空气温度变化，化抽象为具象，突破教学难点；四是迭代改进思维：引导学生在改进材料中体验技术与工程的迭代思维，培养其解决问题与创新能力。

课例通过结构化的活动设计与多维度创新，有效促进学生对热空气上升原理的深度理解，在观察、实践与反思中发展科学思维与工程素养，为小学科学教学提供了可推广的实践案例。

《阳光下物体的影子》

深圳实验学校坂田部 盛恬

设计思路：围绕“观察记录一天中阳光下物体影子的变化”这一必做探究实验，创新开发模拟实验装置，通过运用科学原理与激光切割技术，将复杂的天文现象转化为可操作的实验，有效解决了因天气、时间等条件限制无法开展实地观测的难题，确保学生在课堂内完成影子变化规律的探究。

创新亮点：一是自制模拟装置：采用透明亚克力材料结合榫卯结构，设计出便于操作、稳固耐用的模拟实验装置，突破了客观条件限制，确保学生都能在课堂中完成实验；二是分层设计装置：教师演示装置可调节太阳高度角，模拟不同地区的日影变化；学生实验装置则固定角度，兼顾教学演示的灵活性与学生实验的可行性；三是突破教学重难点：通过模拟实验直观呈现影子的变化规律，有效解决“数据收集不完整”“规律难以归纳”等教学难点，显著提升学生的探究效率与科学推理能力。

课例通过模拟实验装置的创新设计与应用，成功突破了传统观测实验的时空限制，为小学科学天文观测类实验教学提供了可推广的解决方案。

《向心加速度》

深圳市第二高级中学 王国营

设计思路：以“车辆过弯”生活实例导入，遵循“现象观察→理论分析（动力学/运动学）→实验验证→应用辨析”的认知逻辑，引导学生构建向心加速度概念。

创新亮点：一是AI技术赋能，将抽象的数学推导过程可视化：针对运动学推导中矢量变化与极限思维的理解难点，创新性地引入DeepSeek生成交互式网页动画，让学生通过观察动态的矢量三角形变化，直观理解向心加速度公式的推导逻辑；二是自制教具实验，实现定量探究：设计基于加速度传感器（内嵌于掌控板中）的实验装置，通过控制变量法采集多组精确数据，引导学生经历“数据采集→处理→结论”的探究过程，绘制图像并分析规律，将传统的定性演示提升为定量探究；三是动力学双重论证，深化概念理解：通过“牛顿第二定律”与“运动学推导”并行论证，设置认知冲突练习（an与r的关系辨析），强化不同知识模块间的联系，培养学生“控制变量”的科学思维。

课例有效突破了向心加速度教学中的抽象难点，通过AI赋能与实验创新，形成了可推广的“现象—理论—实验—应用”的教学模式。

优秀课例集中展现了深圳在科学实验教学的创新成果。未来，深圳将持续深化科学教育实验区建设，推动科学实验教学模式在更广范围应用，为科学教育的数字化转型贡献更多深圳智慧与实践范例。