教科版小學科學教材光單元教學具的再設計

摘 要 隨著新課改的逐步推進，小學科學教學中的探究實驗越發受到重視。但是，現有的教學具并不滿足教學的實際需要，因此，自制教學具成了當前解決教學需要的途徑之一。針對此現狀，本課題組以教科版小學科學教材中的光單元為例，再設計了一套與教科書配套的教學具，其材料以KT板為主，并充分利用了小學已有的一些教學器材，制作成本低，演示實驗效果好，利于推廣。

關鍵詞 教科版 光單元 教學具

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

1 研究背景

《小學科學課程標準（實驗稿）》中明確提出“科學學習要以探究為核心”，探究離不開科學實驗，而且需要一定的實驗器材。隨著新一輪小學科學教材改革的逐步深入，原來學校配備的儀器一部分已經不適合新版科學教材，而新教材教學儀器配備又不到位，不能滿足平時教學的需要。以教科版光單元為例，光單元是小學科學課程三大部分之一“物質世界”的一個分支，因為受到奇妙的光現象的吸引，本單元一直是學生關注的學習內容。但這一單元的教學內容對于小學生而言較為抽象性，因此，本單元教學一直是小學科學教學的一個難點。

光單元包括8節課，分別是“光和影”、“陽光下的影子”、“光是怎樣傳播的”、“光的反射”、“光與熱”、“怎樣得到更多的光和熱”、“做個太陽能熱水器”和“評價我們的太陽能熱水器”。前7課均涉科學探究實驗，教具的直觀演示，學生通過操作學具得到的直觀體驗，都能幫助學生較好地構建光單元的相關概念。目前，杭州、溫州等地選用的教學具以杭州新地公司、杭州科鋒公司、杭州市名師集團的產品為主，但由于這些產品有限，并未滿足教學所需，因此，本單元迫切需要研發出一些新的、適用的光單元教學具。

2 設計材料

在這種情況下，我們仔細研究本單元的教學內容及教學需要，以實用、創新為發明點，充分利用身邊的教學資源（本次教學具的材料分別由教師制作和實驗室提供），進行產品研發、設計。教師所需制作的材料規格如下：

（1）1張黑色KT板（300mm€？mm€？00mm），底部兩側距邊緣3cm處減剪掉5mm*40mm的長方形；

（2）2張黑色KT板（130mm€？mm€？0mm），頂端距右側邊緣50mm處剪掉5mm€？0mm的長方形，其中一張再在底部距左側邊緣40mm，距底部30mm處剪掉一個d=15mm的圓，插入20mm長的PVC管（d=15mm）并用熱熔膠固定；

（3）5張單獨的黑色KT板（45mm€？mm€？5mm）一字排列，一面用透明膠帶連接，使其可以彎折，調整角度。另外，每塊板中央為直徑為15mm的圓孔，插入20mm長的PVC管（d = 15mm）并用熱熔膠固定；（4）3個泡沫塊（30mm €？20mm€？450mm），其中央有一個d = 10mm的圓孔。

實驗室所提供或購買的材料規格如下：（1）1個南帆牌燈座（E27螺口、帶開關、插座）、1個歐普浴霸燈泡（E27螺口、275W、220V）和一個鐵架臺組合；（2）錫箔紙、紅紙、黑色蠟光紙、白卡紙（100mm€？00mm）各一張，黑卡紙（100mm€？00mm）3張，對折后三邊用膠封閉，與5根溫度計一一組合；（3）每一小組各配有2片鏡片、1個小手電筒。

3 使用介紹

（1）第一課“光和影”的學具需將上述材料如圖1安裝，拱形部分可由黑膠帶固定，方便調整角度和拆卸。首先，打開手電筒的開關，將手電筒依此置于5個放置點，探究影子的形狀、長度與光源照射角度的關系。接著，將手電筒置于左側的放置點，將泡沫塊慢慢遠離光源，探究物體影子的大小與遮擋物和光源之間的距離的關系。最后，用手電筒從上面和側面照射一個長方體，分別畫出它們在桌面上的影子，探究物體影子的形狀和遮擋物形狀的關系。

（2）第二課“陽光下的影子”的“觀察陽光下物體影子的變化”模塊中，要求學生將白紙粘在木板上，再把鉛筆用橡皮泥垂直地固定在木板上，做一個簡易的日影觀測儀。為了學生能夠獲得更多的信息，更好地了解陽光下影子變化的詳細情況，建議學具上再添加一個小型指南針和數字表（或利用學生的手表），方便學生辨明方向和記錄時間。

（3）第三課“光是怎樣傳播的”的學具如圖2所示，即在第一課的學具中拆下拱形部分，再添置兩個泡沫塊即可。首先，打開手電筒的開關并置于左側放置點，泡沫塊依次等距排成一（4）第四課“光的反射”的學具如圖3所示，即在前一課的學具的基礎上再用黑膠帶固定照射點并配置兩個平面鏡。首先，學生通過打開手電筒的開關，將手電筒置于左側放置點，讓光照射到泡沫塊，思考光是怎樣照亮泡沫塊的并畫出光的傳播路線。接著，不改變手電筒的位置，把泡沫塊向右側移動，即手電筒無法照亮泡沫塊，思考這時怎樣讓手電筒的光照射到泡沫塊上并描述他們采用的方法，說一說光是怎樣照射到書本上的。最后，不改變手電筒的位置，學生想辦法照亮第一個泡沫塊陰影里的泡沫塊，寫出他們的方法和光的路線圖。通過3個實驗，學生能夠較好地認識到光遇到平面鏡會發生的反射現象。

之后兩課受天氣影響比較大，實驗效果不理想。同時，戶外實驗的安全性也存在一定風險。因此，可采用歐普浴霸燈泡和南帆燈座相連來模擬太陽光，如圖4。

（5）第五課“光和熱”，教師可以和學生一起合作實驗，即將兩個溫度計固定在黑板上，一根溫度計可以用用單面鏡子反射光照到上面，另外一根溫度計則可以用3面鏡子反射光照到上面，指導學生探究“光的強弱與溫度”的關系。

（6）第六課“怎樣得到更多的光和熱”的教具如圖5所示，探究物體的顏色、材質與吸熱的關系。經過簡單的試驗，在1分鐘內，該5種紙的溫度出現明顯差異，利于課堂演示。而在探究陽光直射、斜射與吸熱的關系時，則可以采取3張黑色卡紙與溫度計一一對應，通過擺放角度的不同來進行探究實驗。

（7）最后兩課“做個太陽能熱水器”和“評價我們的太陽能熱水器”是學生利用周圍材料，根據已學知識自主進行設計和制作并加以評價。因此，此套教學具設計中不涉及這兩課內容。

4 幾點說明

在現實教學中，由于教材中設計的實驗操作對于學生來說有一定的難度且實驗效果有待提高，為了減少學生的不必要操作，提高實驗的有效性，光單元前4節課利用一套學具，每一節課選擇其中部分進行利用。同時，該套器材主要利用身邊的材料，如KT板、PVC管、泡沫塊等，具有取材方便，制作簡單，成本較低的優點。同時，學具本身可進行拆卸，容易儲存，利于推廣。在教具上，此套設備只提出模擬太陽光的方案，解決5、6課的教學需求。至于學具，并未將前4課的教具進行成套開發，所以值得以后繼續研究。

€L鼙疚氖？012年溫州大學大學生創新創業訓練計劃項目（項目編號：DC2012027）研究成果之一

參考文獻

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