淺談小學(xué)科學(xué)教具的自制

摘要：小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的義務(wù)教育階段的核心課程，科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)和技能、培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣、弘揚(yáng)科學(xué)精神的主要途徑；而科學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生科學(xué)探究的主要方法，科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開實(shí)驗(yàn)器材，也就是科學(xué)教具，從現(xiàn)在的教材內(nèi)容和教具配備標(biāo)準(zhǔn)來看，即使學(xué)校配齊配足實(shí)驗(yàn)器材，也只能完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的部分內(nèi)容。要將科學(xué)探究落到實(shí)處，自制教具就成為一項(xiàng)非常迫切和重要的任務(wù)。本人在長期的科學(xué)教學(xué)過程中，堅(jiān)持從科學(xué)教學(xué)的高效達(dá)成出發(fā)，吃透教材，發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決方案；整體規(guī)劃，方便實(shí)驗(yàn)觀察；精挑元件，講求配備合理；特制零件，突破制作難點(diǎn)；組裝調(diào)試，改進(jìn)教具不足；外觀美化，展現(xiàn)功能特色，逐步自制出較為完美的科學(xué)教具。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；教具；自制

中圖分類號(hào)：G623.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-3315（2015）09-057-001

小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的義務(wù)教育階段的核心課程，科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)和技能、培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣、弘揚(yáng)科學(xué)精神的主要途徑；而科學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生科學(xué)探究的主要方法，科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開實(shí)驗(yàn)器材，也就是科學(xué)教具，從現(xiàn)在的教材內(nèi)容和教具配備標(biāo)準(zhǔn)來看，即使學(xué)校配齊配足實(shí)驗(yàn)器材，也只能完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的部分內(nèi)容。要將科學(xué)探究落到實(shí)處，自制教具就成為一項(xiàng)非常迫切和重要的任務(wù)。本人在長期的科學(xué)教學(xué)過程中，自制過不少教具。下面，我以所制作的《水的三態(tài)演示儀》為例，淺述自制教具的心得，謹(jǐn)供借鑒。

一、發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決方案

自制教具是實(shí)現(xiàn)科學(xué)課堂有效探究的必要補(bǔ)充，教者只有在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，吃透教材，熟悉實(shí)驗(yàn)器材，認(rèn)識(shí)現(xiàn)有教具的不足，才能發(fā)現(xiàn)問題，并依據(jù)教材所要闡述的科學(xué)原理進(jìn)行合理想象，才能在苦思冥想中尋求到一個(gè)自制教具的合理方案。如我在教學(xué)“水的三態(tài)”時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有教具不能將水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，大大影響學(xué)生對(duì)水的三態(tài)的直觀感受，為此，我提出這樣一個(gè)問題：“能不能設(shè)計(jì)一種教具，將水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前？”要制作這樣的教具，最大的難點(diǎn)是“制冰”，有什么樣的器材能夠“快速制冰”，帶著這樣的問題，我思索許久，在一次觀察了“車載小冰箱”后，這個(gè)問題才有了一個(gè)較為合理的解決方案，即利用小巧的車載冰箱中的半導(dǎo)體制冷機(jī)制固態(tài)的水——冰，利用電熱絲加熱得到氣態(tài)的水——水蒸汽，將二者整合到一個(gè)箱體上，就可以實(shí)現(xiàn)“水的三態(tài)”同時(shí)呈現(xiàn)的效果了。

二、整體設(shè)計(jì)，方便實(shí)驗(yàn)觀察

有了創(chuàng)作思路后，就必須對(duì)所要自制的教具進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，切不可沖動(dòng)上馬，草率了結(jié)。整體設(shè)計(jì)教具時(shí)要注意三方面的問題，1.結(jié)構(gòu)簡單，方便操作；2.效果明顯，方便觀察；3.安全可靠，美觀耐用。在設(shè)計(jì)《水的三態(tài)演示儀》時(shí)，我曾為制冰機(jī)放儀器的左側(cè)還是右側(cè)糾結(jié)，后來結(jié)合老師的演示操作和學(xué)生的觀察兩方面考慮，最終將制冷機(jī)放置在（老師站位）的右側(cè)，因?yàn)檫@樣利于老師的實(shí)驗(yàn)操作，有效地避開“電燒水”部分可能給老師帶來的燙傷。又因?yàn)檫@樣的放置能夠給學(xué)生一個(gè)“固——液——?dú)狻睆淖蟮接业挠^察順序。

效果明顯是自制教具必須注意的問題，《水的三態(tài)演示儀》是一個(gè)矛盾的結(jié)合體，該儀器一邊加熱一邊制冷，如箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好，該儀器在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，必然會(huì)加熱制冷相互抵消，大大影響實(shí)驗(yàn)效果，為此我設(shè)計(jì)了箱體內(nèi)部加裝隔板的結(jié)構(gòu)，利用隔板阻止箱體內(nèi)部的熱交換，在外部，我將液態(tài)的水放置在中間，利用中間的水阻擋外部的熱交換。

安全是自制教具的重中之重，我在設(shè)計(jì)該儀器時(shí)，對(duì)該儀器的箱體選用了防火阻燃材料，對(duì)儀器內(nèi)部的強(qiáng)電、弱電線路進(jìn)行了合理規(guī)劃，確保儀器安全可靠。

三、精挑元件，講求配備合理

在進(jìn)行合理有效的整體設(shè)計(jì)之后，必須精挑細(xì)選，合理配備儀器的元器件，以保證儀器工作時(shí)效果明顯、安全可靠。《水的三態(tài)演示儀》中弱電部分的元件配備見下表：

從上表中可以看出，該儀器的弱電部分元件，電壓配備一致，電流供給寬余，確保儀器運(yùn)行安全可靠。

該儀器的電加熱部分配備的是一個(gè)220V 300W小電爐，該電爐可2分鐘將20ml水燒開。該儀器中的制冷機(jī)可2分鐘將1ml水制成冰，這樣可保證學(xué)生能看到水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)。

四、特制零件，突破制作難點(diǎn)

自制教具中最難的部分就是關(guān)鍵零件的來源，這些零件是市場(chǎng)無法尋找到的，必須自行設(shè)計(jì)，自行制作。制作《水的三態(tài)演示儀》時(shí)制冰用的“小鍋”無處可尋，為此，我用車床車制了一個(gè)可放2ml水的鋁合金小鍋。用導(dǎo)熱膠將它牢牢地固定在制冷芯片上，很好地突破了“制冰”的難點(diǎn)，在后來的實(shí)驗(yàn)操作中，我又用牙簽制作了一個(gè)取冰棒，這樣能保證全班學(xué)生及時(shí)地看到“固態(tài)的水——冰”。

五、組裝調(diào)試，改進(jìn)教具不足

自制教具的組裝調(diào)試是一個(gè)必要環(huán)節(jié)，在自制教具的預(yù)設(shè)功能下，教師要有的放矢地進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，收集和記錄數(shù)據(jù)，或借用儀器檢測(cè)，在應(yīng)用中比對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)要求的達(dá)成度，在展示和交流中征求學(xué)生的意見和看法。及時(shí)進(jìn)行教具的調(diào)整與改進(jìn)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。《水的三態(tài)演示儀》組裝好后，我對(duì)它進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，及時(shí)改進(jìn)了加熱部分燒糊箱體的不足，總結(jié)出“20-1-2”，即加熱20ml水、制冷1ml水、用時(shí)2分鐘的實(shí)驗(yàn)量化控制方法，較好地達(dá)成了設(shè)計(jì)預(yù)期目的。

六、外觀美化，展現(xiàn)功能特色

教具改進(jìn)完善后，要對(duì)它進(jìn)行外觀美化，還要對(duì)它的名稱、功能按鈕、安全警示進(jìn)行標(biāo)注，如果儀器箱體上有較大空位，最好將使用方法也顯示出來。我結(jié)合水的特點(diǎn)，對(duì)《水的三態(tài)演示儀》進(jìn)行了藍(lán)色涂裝，標(biāo)注了名稱和功能按鈕等，并對(duì)它的使用方法作了簡要的說明。至此，一個(gè)較為完美的自制教具創(chuàng)作完成。

總之，只要我們潛心研究教材，吃透教材，就一定能發(fā)現(xiàn)許多問題，就一定能閃現(xiàn)出好多自制教具的智慧火花，就一定能在不斷自制、不斷改進(jìn)中創(chuàng)造出“結(jié)構(gòu)簡單，方便操作，方便觀察，效果明顯，安全可靠，美觀耐用”的教具來！讓我們一齊享受自制教具的快樂吧！