科学四年级下册实验操作指导

科学四年级下册实验操作指导

第一单元 热胀冷缩

1课 温度计的秘密

自制温度计

【制作材料】找一个盛过青霉素的小瓶，准备一支用完了的透明针管中性笔芯（含笔尖密封的塑料帽）和一杯茶水。

【制作方法】

1．把针管笔尖从橡皮瓶盖下部穿向上部（可用铁圆规脚先打一个小孔，但要确保笔芯与瓶盖密合），套上密封塑料帽。

2．把茶水倒一些到小瓶内盛满，滴一滴红墨水或蓝墨水将水染色。

3．盖上插有笔芯的橡皮瓶盖，并盖紧，以保证密封性，注意不要弄湿桌面。自制温度计就这样做成了。

4．然后，将小瓶先放入预制温度的热水里，后放入预制温度的冷水里，观察到的水柱变化范围，划上相应刻度，根据两次温度差值均分标记范围的刻度，这样一个简单测量温度的温度计就制作成功了。

2课 自行车胎为什么爆裂

固体热胀冷缩实验（一）

【实验材料】铁垫圈一个、木板、小钉两个、酒精灯、镊子、冷水、烧杯。

【实验方法】

1．在木板上钉两个小钉，便两钉间的距离正好通过铁垫圈。

2．加热前，观察铁垫圈确能从铁钉间通过。

3．将铁垫圈在酒精灯火焰上加热。

4．观察加热后铁垫圈能不能从两钉间通过。

5．将铁垫圈在冷水里浸一下，观察能不能从两钉间通过。

【注意事项】

1．垫圈最好是铜的，直径要大一些。

2．两钉间距要恰好通过铁垫圈，缝隙越小越好。

固体热胀冷缩实验（二）

【实验材料】木棍、小钉两个、细铜丝、酒精灯、火柴、污物桶

【实验方法】

1．在木条上钉两个小钉，钉距为20厘米。将细铜丝绷紧在两钉上。

2．点燃酒精灯，顺铜丝来回加热。观察铜丝有什么变化。

3．熄灭酒精灯，观察铜丝有什么变化。

【注意事项】

1．实验时不要烧到木条。

2．铜丝要绷紧。

第二单元 岩石的科学

3课 认识岩石

采集、观察岩石

【实验目的】采集并研究各种各样的岩石

【实验材料】各种各样的岩石、盐酸、滴管、锤子、小刀、盐酸。

【观察、实验步骤】

1．请你到旷野、山区或海岸寻找岩石，尽可能多采集些不同种类的岩石。

2．用水冲洗并检查每块岩石，摸摸每块岩石，是光滑的还是粗糙的？观察它的棱角，是圆的还是尖的？用刀片、铜钥匙、手指甲刻划每块岩石，测试其硬度大小。每块岩石的颜色又是怎样的？

3．观察岩石的内部，用手掰开或者是用锤子敲开每块岩石，看看岩石的内部有什么东西？岩石内部和外部的颜色是相同的吗？有小沙粒掉下来吗？

4．在每块岩石上滴一滴盐酸（注意安全），冒泡吗？

放大镜的使用

放大镜是简单的放大仪器。它的主要部分是一个两面凸的透镜。一般的放大镜能够将物体放大5～10倍，也有能放大20～30倍的。

放大镜的正确使用方法：一般5倍以下的放大镜使用时，可将放大镜放在被观察的物体上，上下移动直至看清楚为止。10倍以上的放大镜如果也用同样的方法，往往使观察对象变形，因此，应将放大镜放在眼前，再用另一只手移动观察对象直至看清楚为止。

4课 做个岩石百宝箱

做个岩石百宝箱

【实验目的】制作岩石标本。

【实验材料】木板、三合板、采集的各种岩石、标签纸。

【实验步骤】

1．用木板、三合板等制作一个标本盒。

2．将采集或收集来的岩石洗净，加工成适当大小。

3．将选择好的各种岩石装入盒内，贴上标签，留作标本。

6课 岩石的风化

岩石风化的分类

岩石在日光、水分和空气的作用下，逐渐被破坏和分解为沙和泥土，称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。岩石的风化分为：①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括：水对岩石的溶解作用；矿物吸收水分形成新的含水矿物，从而引起岩石膨胀崩解的水化作用；矿物与水反应分解为新矿物的水解作用；岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏，其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用，其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。

温度变化对岩石的破坏作用

【实验目的】探究温度对岩石的影响。

【实验材料】酒精灯、火柴、镊子、小块岩石、烧杯、冷水。

【实验步骤】

1．用镊子夹住一小块岩石在酒精灯上烧一会儿，然后立即把它放入冷水中，观察有什么变化。

2．照上述方法反复做几次，观察这块岩石有什么变化。

【实验现象】

岩石的表面出现裂缝，而且裂缝越来越大，甚至一块块往下掉碎石屑。

【实验结论】

当岩石受热时，体积膨胀，由于岩石从表面到内部受热程度不一样，因此整块岩石各部分的膨胀程度也就不同。当岩石受冷时，体积收缩，同样，由于从岩石表面到岩石内部冷的程度不一样，整块岩石各部分收缩的程度也不同。时间长了，岩石各部分总是胀缩不均，内部结构就会受到破坏，产生裂缝，甚至脱落下碎石屑。

第三单元 土壤与植物

7课 土壤里有什么

土壤成分分析实验

【实验目的】探究土壤的成分。

【实验材料】烧杯、量筒（或试管）、铁架台、酒精灯、滴管、铁盘、铁网、一小块土壤。

【实验步骤】

1．把土壤放进盛有水的烧杯里，仔细观察，出现什么现象？

2．把土壤放进盛有水的烧杯（或试管）里，尽量搅拌，然后静置。观察出现什么现象？

3．用滴管取上层清液滴在玻璃片上，将有水滴的玻璃片放在酒精灯上加热。观察现象。

4．把土壤放在铁盘里用火烧，有什么现象发生？闻一闻，有什么气味？

【实验现象及结论】

1．把土壤放进盛有水的烧杯里，会发现有气泡冒出，说明土壤里含有空气。

2．把土壤放进盛有水的烧杯（或试管）里，尽量搅拌，然后静置。会发现土壤分层沉降，下层是粗粒的砂，上层是很细的粘土。这说明土壤中含有颗粒较大的砂和很细的粘土。

3．烧干水后，发现玻璃片上就会有一些“脏”的痕迹。说明土壤中含有溶于水的物质，例如盐类。

8课 土壤的种类

土壤性质实验

【实验目的】探究三种土壤的特点。

【实验材料】砂质土、壤土、黏质土，去底塑料瓶、纱布、玻璃杯、支架。

【实验步骤】

1．把三个同样大小的去底塑料瓶用纱布扎好口，倒放在支架上，并分别加入同样多的砂质土、壤土、黏质土。

2．同时倒入同样多的水。

【实验现象】

砂质土渗水最快，粘质土渗水最慢，壤土渗水适中。停止滴水后，盛砂质土的瓶子内剩下的水最少，盛黏质土的瓶子内剩下的水最多，盛壤土的瓶子内剩下的水适中。

【实验结论】

砂质土：渗水快，保水性能差。

壤 土：渗水中，保水性能中。

黏质土：渗水慢，保水性能好。

9课 土壤与植物

土壤对植物生长的作用

【实验目的】土壤对植物的生长有什么作用。

【实验材料】砂质土、壤土、黏质土，花盆、豆苗。

【实验步骤】

1．在三个同样大小的花盆，分别加入同样多的砂质土、壤土、黏质土。

2．同时栽入三棵生长情况相同的豆苗，同时浇同样多的水。

3．一周后，观察豆苗的生长情况。

【实验现象】

壤土中的豆苗生长得最好，砂质土中的居中，黏质土中的最差。

【实验结论】

土壤不同，植物的生长情况也不同。豆苗适于生长在壤土中。

10课 保护土壤

水土流失实验

【实验目的】探究造成水土流失的原因。

【实验材料】两块木板，上面铺着同样厚的土，一块没有植物，一块长有青草；喷壶；量筒；烧杯。

【实验步骤】

1．两块木板，上面铺着同样厚的土，一块没有植物，一块长有青草，把两块木板倾斜相同的角度。

2．同时用喷壶浇同样多的水。用烧杯把流下的水收集起来。

3．观察现象。

【实验现象】

有草覆盖的木板上流下来的水比较少，而且比较清；无草覆盖的木板上流下来的水比较多，而且比较浑浊。

【实验结论】

水、土、植物是互相依存的，植物可以保护土不被水冲走，同时也使水不致流失，有了土和水植物才能生存。没有植物的保护，土容易被水冲走，同时也使水流失；没有了土和水，植物也不能生存。

第四单元 光与我们的生活

11课 认识光

光的传播实验

方法一：

【活动目的】研究光的传播路线。

【活动材料】三张硬卡纸、蜡烛、小刀。

【活动过程】

1．用小刀在三张硬卡纸上分别刻出一个小孔。

2．点燃蜡烛，放在桌子的一端。

3．将三张硬卡纸放在人的眼睛与蜡烛之间，想办法固定住。

4．调整硬卡纸，想办法看到蜡烛的火苗。

【实验现象】只有当人的眼睛与硬卡纸的三个小孔、蜡烛在一条直线上时，才能看到蜡烛的火苗。

【实验说明】光沿直线传播。

方法二：

【活动目的】研究光的传播路线。

【活动材料】纸、电灯(蜡烛或者是某一观察点，如黑板上的字) 。

【活动过程】用纸卷一个直径比眼睛稍大的圆筒，闭上一只眼，用另一只眼先通过这个筒(此时筒是直的) 看灯（也可看蜡烛，或者看某一观察点，如黑板上的字），然后再将直筒的前端弯折后观察。

【实验现象】通过直纸筒可以看到，而通过弯纸筒则看不到。

【实验说明】光沿直线传播。

方法三：

【活动目的】研究光的传播路线。

【活动材料】水槽、水、激光灯、牛奶。

【活动过程及发现】在水槽中加上水，用激光灯从水槽的一侧通过水照向另一侧，发现激光灯在水中留下了一束笔直的光束。如果看不清楚，可以向水中加入一些牛奶，再用激光灯照，这时，在水槽中会看到一条很清晰的笔直的光束。

【实验说明】光沿直线传播。

方法四：

把几枚大头针插在纸板上，使后一枚针总是遮住前几枚，然后用直尺测一测，会看到插孔在同一直线上，说明光沿直线传播。

实验五：

用一只眼看某一物体，把一支笔或一手指放到这只眼前，使眼、笔（或手指）和物体在一条直线上就看不见物体了，说明光沿直线传播。

12课 玩镜子

凹面镜里的颠倒世界

【实验材料】凹面镜，大卡纸，桌子。

【实验步骤】

1．在窗户边的桌子上放一面凹面镜，让镜面对着窗户。

2．把卡纸放在凹面镜的斜对面（可以选取几本书或支架使卡纸立起来），调整凹面镜与卡纸的位置，我们将在卡纸上看到窗户清晰倒立的影像。这是为什么呢？

【实验分析】光线落在凹面镜上发生反射，由于凹面镜不能像平面镜那样呈现水平面，因此所有的反射光线组成的影像与入射光线的景象刚好相反，落在卡纸上就形成颠倒的影像。

自制万花筒

【制作材料】三面大小一样的方形镜子，万能胶，硬纸片，剪刀，三角形的透明塑料袋，彩色小纸屑，透明描图纸。

【制作步骤】

1．用万能胶把三面镜子组成上下中空的三棱柱，镜面朝里。

2．用剪刀在硬纸片的中央剪一个小孔，然后将硬纸片贴在三棱柱一端封上。

3．将透明塑料袋剪成三角形，大小与三棱镜底部三角形面积一致。将准备好的彩色小纸屑放到透明塑料上，蒙上一片透明描图纸，封好封口。

4．将装有彩纸的透明塑料安装在三棱柱的另一个端口，注意让描图纸一面朝外。为了防止漏光，可以找一张不透明的硬纸卷成圆筒，把镜子和装有彩色纸屑的透明塑料的侧面包住，这样一个万花筒就算大功告成了。对着光线，透过小孔，慢慢转动万花筒，镜片不断反射出图案。观看里面非常漂亮的图案，摇一摇，再看，又是另外一幅漂亮的图案，真是妙不可言。

【实验分析】根据镜子的成像原理，把万花筒的底部朝向明亮处的时候，光线就会从半透明的描图纸透过去，照在彩色的的碎纸片上。透明塑料中的彩色纸屑被三角形的镜子反射形成影像，三面镜子互相反射，能第二次成像，这些图案规则

对称，每一次转动万花筒，彩纸在透明塑料中的排列就不一样，所以在镜子中反复形成的图案也不一样，美不胜收。

13课 筷子“折”了

光的折射实验

【实验材料】透明的玻璃杯，白色的薄纸，剪刀，尺子，彩笔，手电筒，水。

【实验步骤】

1．把纸剪成“长等于杯的周长、宽等于杯高”的长方形；将纸右半涂黑，在涂黑部分竖着刻一条直缝。把纸贴在杯的外壁。

2．让手电筒光的光通过直缝射入杯内，从缝的对面观察，光射在杯壁的什么位置？在杯壁的白纸上做个记号。

3．在杯内倒入水，不改变光射入的方向，观察光射在杯壁的位置是否有变化？

【实验分析】倒入水后，光点的位置会偏移，原因是倒入水后光从空气进入水中传播方向会发生偏折。注意手电筒的光线不要垂直射入，否则不会发生偏折。

硬币升高

准备一只空杯，投入一枚硬币，移动杯子，使你的眼睛刚刚看不到硬币。保持杯子和你的头的位置不变，慢慢向杯中倒水。你居然可以看到硬币了。

这和把一根筷子插入水中，筷子看上去变得向上弯折是同样的道理，都是由于光线从一种物质（水）进入另一种物质（空气）时发生了折射，折射光射入眼里，在我们视觉上感觉是杯底的位置升高了一点，你就看到硬币了。

房间里的蜃景

沙漠旅行者，有时能看到远方的奇景：有湖泊、宫殿和寺院，清澈的湖水倒映着浓密的树影。可是旅行者无论怎么加快步伐，这美好的境地总是可望不可及，原来这是蜃景，是大气造成的一种光学现象。让我们做个实验说明它的成因。 在一间不通风的房间里，把一块长1.5米、宽20厘米的平滑薄铁片平放在铁制的小柱子上。铁片上撒上薄薄的一层细沙，犹如沙漠。用深色的纸剪成树和骆驼，贴在毛玻璃上，把玻璃板放在铁片的一端并和铁片垂直，使“树”和“骆驼”露出沙面，在玻璃板的后下方，用一只手电筒向上照射，看上去，好像树木和骆驼后面衬托着明亮的天空一样。

然后，在铁片下面加热，如在下面放两个电炉。加热时要注意铁片各处温度均匀，特别是靠近毛玻璃的位置。

加热一段时间后，用手靠近沙面，感觉到很热时，贴铁片往毛玻璃方向观察。这时就会发现沙面下方出现树木和骆驼的倒影，好像树木和骆驼在湖水中出现的倒影一样。

自然界和实验中出现的蜃景原理都是一样的。观察者观察远方的一棵树，这时贴近地面的空气由于太阳的强烈照射，温度升得很高，空气密度也大，这样由远方树木上下各点所投射的光线，因为透过不同密度的空气层，就会发生折射。当光线接近地表面时，就发生了全反射。于是树木上下各点所投射的光线就沿反射的路径到达观察者眼中，在观察者看来，树木就好像搬到了旁边，这就是“蜃景”。

同样道理，当物体投射的光线经过下密上疏的空气层时，也会产生折射和全反射的现象，这也是一种蜃景。这种蜃景一般出现在逆温较强的地面，如冷海面和极地冰雪覆盖的区域。

14课 彩虹的秘密

墙上的彩虹

让我们选择一个天气晴朗的日子，正当太阳斜射的时候，把一凳子放在门口阳光下，把一只盛有清水的脸盆放在凳子上。

拿一块长方形镜子，与水平面成30°角放进脸盆，这时阳光透过水面正好照到镜面上，再由镜面把阳光透过水面反射映照在室内白色的墙壁上。这时在墙上会出现一条红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的光带，跟天空的彩虹一样美丽。

自制彩虹

【实验材料】黑色卡片，剪刀，镜子，橡皮泥，白色卡片，手电筒，碗。

【实验步骤】

1．在黑色卡片上方剪一条水平的隙缝，折起卡片的底部，使卡片能立起来。

2．在碗里倒入半碗水。将镜子倾斜45度放在碗里，使之一半在水下，一半在水上，用橡皮泥固定住。

3．把黑色卡片立起来，细缝正对着镜子，并将白色卡片放在它前面。

4．让手电筒的光透过细缝照在镜子上。调整光柱、碗和白色卡片的相对位置，直到能在白色卡片上看到彩虹。

【实验分析】镜子与水构成的三角形形成了一个棱镜。当光线通过棱镜时，每种颜色的光会以不同的速度传播，也会弯曲成不同的角度。白光被切分为一个光谱，所以就能够看到反射在白色卡片上的彩虹了。

15课 飞旋的陀螺

三色光的混合

【实验材料】直径约10厘米的硬白纸板，彩笔，针，1米长的细绳，

【实验步骤】

1．把硬纸板分成相等的三部分，并分别用彩笔按顺序涂成红色、绿色和蓝色。

2．在圆心两侧小心的各打两个孔，两个孔相距2厘米。

3．用细绳穿过两个孔，把绳的两端系在一起。

4．使盘两边的绳的长度相等，转动圆盘使绳索绷紧。当圆盘快速旋转时，你看到了什么颜色？

【实验分析】红绿蓝是光的三原色，它们混合后就会出现白色，当圆盘快速旋转时，由于视觉暂留的效应，就会让三种光混合在一起，成为白色。

旋转七色盘

用圆规在硬纸上画出一个直径约10厘米的圆形。按360°圆周角，红占80°、橙占30°、黄占90°、绿占35°、蓝占35°靛占20°、紫占70°，涂上七种颜色，然后把这个圆剪下来。

在圆片中心处用针尖戳两个小洞，穿进细绳。然后拉住细绳，顺时针旋转圆盘，这样一拉一松，硬纸圆盘就旋转起来了。这时你会发现圆盘上的七种颜色不见了。出现了太阳光的颜色。从中我们可以懂得：太阳光就是由这红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光混合组成的。

第五单元 我们的家园——地球

17课 航海家的发现

我们对地球的认识

[活动目标]通过搜集资料，分析交流，知道人们对地球的认识经历了怎样的过程。

[活动材料]学生、教师搜集各种人们对地球认识的资料。

[活动过程]

1. 让学生以小组为单位交流搜集到的资料。

2. 科学家借助高科技手段从宇宙太空拍摄到地球的照片，发现地球是圆的。

3. 我们每天都会看到太阳从东方升起，西方落下；晚上观察到的天空中的星座，第二天黎明时位置会从东向西发生变化；这都说明地球是圆的。

4. 观察海上驶来的船，人们总是先看到船帆，然后才能看到船身。

古人对地球的认识

[活动目标]通过搜集资料，分析交流，知道古人对地球的认识。

[活动材料]师生搜集到的各种关于古人对地球的认识的资料。

[活动过程]

1. 让学生一小组为单位交流搜集到的资料。

2. 古代中国：天是圆的，地是方的。古代印度：地球像塔，第一层是海，第二层是大地，第三层是天。古代欧洲：地球是个正方体，古老的“盖天说”认为“天圆地方”。一些人想象中的地是平的，像一个大托盘，被巨大的半球形天穹罩着。我国古代天文学家张衡提出的“浑天说”，认为“天之包地，犹壳之裹黄”。在一些人的想象中，地球像一个蛋黄。

古代印度人的宇宙:乌龟蹲在蛇身上, 支撑大地的象群站在乌龟背上, 太阳在上方旋转。

古代埃及人的宇宙:星星悬挂在支撑于高山的天空下方, 太阳乘船由河东岸驶向西。

托勒密的宇宙(希腊):2世纪, 地球是宇宙中心, 太阳, 月亮, 星星在外围环绕。 哥白尼的宇宙(波兰):16世纪, 太阳是宇宙中心, 地球, 月亮, 星星绕太阳转。

18课 地球上有什么

观察地图和地球仪的发现

[实验目的]通过观察地图和地球仪发现地球的表面有什么

[实验材料] 世界地形图、地球仪

[实验过程]

1．观察地图及地球仪，发现蓝色的表示海洋，黄褐色的表示陆地；

地球的表面积很大，有5.1亿平方千米；

地球上的陆地面积占29%，海洋面积占71%；

海洋面积大，陆地面积小。

2、地球陆地上各式各样的地形、地貌、山峰、高原、平原、沙漠、丘陵、盆地等。

3．通过观察发现地球仪上有经线、纬线、赤道、五带分布。

19课 我在哪里

描述物体的位置

[实验目的]通过活动使学生学会描述物体的位置。

[活动过程]

1. 认识地图上的基本方向，上北下南左西右东

2. 认识物体实际的方向，面向东，前面是东，后面是西，左面是北，右面是南。

3. 改变自己站的方向，识别自己前后左右的方向各是什么。

4. 在认识了基本方向的基础上，进一步认识当我面向东，教室在我的前面，教室在我的东面，图书馆在我的右边，图书馆在我的南面等。

20课 苹果为什么落地

模拟苹果落地的实验

[实验目的]通过模拟苹果落地现象的实验，认识生活中常见的一种力，重力。

[实验材料]细线、小木块、皮球、毽子、橡皮、钩码、火柴等。

[实验步骤]

1．一细线拴住一钩码吊在铁架台上，用火柴把细线烧断，钩码会落回地面。

2．用手托住一木块，松手，看到木块会落到地面上。

3．用手拍皮球，球弹起很高，但总会落回地面。

[实验结果]

这些物体都会落回地面，说明这些物体都会受到重力的作用。

认识失重现象

[活动目标]通过搜集资料，认识什么是失重现象，并且知道生活中哪些常见的现象是失重。

[活动材料]学生搜集有关失重的资料、及失重现象的表现。

[活动过程]

1．让学生以小组为单位交流搜集到的资料。

2．失重：物体对支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体所受重力的现象叫做失重。

3．坐电梯情景如从低层至高层，则经历超重—匀速—失重的过程。电梯分别做向上加速—匀速—向上减速运动。

4．坐电梯，会觉得人往下掉，这是失重现象。

5．玩过山车、玩蹦极的时候，一般有失重。

6．太空飞船中，飞行员失重。

21课 测量重力

正确使用测力计

[实验目的]学会正确使用测力计测量物体的重力。

[实验材料]测力计、钩码、各种被测物体。

[实验步骤]

1．使用测力计之前要先检查指针是否指在0刻度处。

2．用右手握住测力计的提环，让测力计竖直垂下，然后在挂钩处挂上重物(钩码) ，把重物提起。注意不能让指针或挂钩的上卡住测力计的底板，以免影响测量结果。读数时，重物必须悬空，让视线与指针相平。

3．每个测力计都标有允许测量的最大数值，测力时不可超过这个最大数值，否则会损坏测力计。

4．不用刻度已被损坏的弹簧测力计。

5．待示数稳定后再读数。

用橡皮筋自制测力计

[实验目的]学会用橡皮筋自制测力计，进一步认识测力计的构造

[实验材料]橡皮筋、木块、一小段铁丝、铁钉、钩码

[实验步骤]

1．橡皮筋代替弹簧, 找一块小木板, 一小段铁丝做挂钩和指针。

2．铁钉固定在木块的一端，把橡皮筋的一端固定在木板的一端的铁钉上。

3．把一小段铁丝做挂钩，再取一段铁丝做指针，一个简易的测力计就做成了。

4．在木块上用笔划出刻度，自然状态时为0刻度的位置，然后用测力计测已知钩码的重力，标出刻度。

5．利用做成的简易测力计测量物体的重力。