科创赛事:全国青少年科学实验能力大赛——首届赛事"不预设步骤"的开放实验考场

一、一项"没有标准答案步骤"的比赛

全国青少年科学实验能力大赛由中国教育装备行业协会主办、教育科学出版社承办,是教育部教监管厅函〔2025〕7号公布的《2025—2028学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单》中第19项,属于自然科学素养类,面向小学、初中、普通高中和中职学生。它是本轮白名单中新增的赛事,首届比赛即受到广泛关注,官方报名与查询平台是 www.nysec.com.cn。

它的定位很直白:考"做实验的能力",而不是考"背实验结论"。新华社对首届全国青少年科学实验能力大赛北京赛区决赛(在北京市第五十五中学举行)的报道提到,这项赛事以"实验探究"为核心;而全国决赛的设计更能说明问题——赛事不预设标准化操作步骤,参赛选手需要自主研读试题、提出探究猜想,独立规划实验方案、选配实验器材、采集分析数据、归纳推导结论,完整复刻科研思考的逻辑。

换句话说,以往那种"照方抓药、按步骤做、记下结论"的实验套路,在这里不管用。

二、比赛流程

参考首届赛事的安排:

  1. 报名与线上初赛:学生登录大赛官网进入报名入口完成信息填报(首届报名时间约在4月下旬至6月10日)。6月中下旬,选手在大赛官网相应赛区专区完成线上考试,重点考查科学基础知识与实验原理理解能力,据此遴选进入赛区决赛的选手。
  2. 赛区决赛:分赛区线下举行,通过实际操作与探究任务考察真实动手能力。
  3. 全国决赛:汇集各赛区优胜选手,在同一套"开放性实验任务"标准下比拼。

线上初赛考的是"懂不懂原理",线下决赛考的是"做不做得出"。很多同学初赛能过,是因为背得熟;决赛拉开差距,靠的是平时真的动过手。

三、开放实验到底考什么能力

把评委的关注点拆开,大致是五项:

  • 提出猜想:面对一个现象,能不能说出"我认为……因为……",而不是等着别人给结论。
  • 设计方案:知道要测什么、怎么测、测几组、需要什么对照。
  • 选配器材:现场给一堆仪器和材料,能从中挑出合适的,并知道为什么不用其他那些。
  • 采集与分析数据:会读数(量筒视线与凹液面最低处齐平、温度计不碰杯底杯壁、天平先调零)、会记表格、会画图像、会算平均值。
  • 归纳与推导:结论必须由数据支撑,说清成立条件和可能的误差来源。

四、案例:一道典型的开放实验题怎么答

题目:桌上有三种外观相同的纸巾(标为A、B、C),请判断哪种吸水能力最强,并说明你的结论有多大把握。

第一步,把"吸水能力"变成可测量的量。 吸水能力不能凭手感,要么测"相同时间内吸到的水量",要么测"吸饱水后能挂住多少水而不滴水"。选定一个指标,全程不再更换。

第二步,控制变量。 纸巾的取样面积、厚度层数、初始干燥程度要相同;水温、浸泡时间、取出后的静置时间要相同;每种纸巾重复3次。

第三步,安排操作。 例如各剪5cm×5cm一片,称干重m0;完全浸入水中10秒后取出,悬空滴水15秒,再称重m1;计算吸水量 Δm=m1−m0,取三次平均。

第四步,分析。 若A、B的差值小于三次重复的波动范围,就不能说"A 比 B 强",只能说"在本实验条件下两者差异不明显"。这就是"结论不超出证据范围"的纪律。

第五步,反思与改进。 纸巾纤维方向、压紧程度、水温都可能影响结果;若要更严谨,可增加浸泡时间梯度,画出"吸水量—时间"曲线。

五、平时怎么练

  1. 每周挑一个家里的现象做一次"小实验",只要求三件事:写清猜想、写清变量、记录原始数据。
  2. 整理一份"仪器读数与安全"清单:量筒、天平、温度计、酒精灯、试管夹、pH试纸的正确用法与禁忌,考场上才不慌。
  3. 把课本上的每个演示实验改造成"如果让我重做,我会改哪一步",训练设计思维。

六、练一练

  1. 设计实验比较"热水与冷水哪个溶解白糖更快",写出你的变量清单、对照组和记录表格。
  2. 给你一支试管、一瓶未知液体(可能是酸、碱或中性)、pH试纸和滴管,写出你的检测步骤与判断依据。
  3. 小明的实验结论是"光照越强,植物长得越高",他只做了两组、每组一株,请指出至少三处需要改进的地方。