小學科學自制教具的設計與制作

周紅惠

一說到自制教具，很多老師會認為那是在實驗教學器材還不十分完善的改革初期。在那個物資還比較匱乏的年代，很多老師努力創造條件，自制教具，以達到設想的教學效果。那是一批讓人尊敬的人民教師。

現在已經是二十一世紀了，特別是沿海一帶，經濟發達，各校科學實驗室配備已經十分完善，很多學校都嚴格按照部頒標準來配備，制作自制教具還有必要嗎？現在信息技術已經十分發達，很多實驗現象只需上網搜索，很容易找到相關視頻，有必要麻煩地制作自制教具嗎？

事實上，我們的實驗室配備標準其實有很大一部分是參照著中學物理實驗室，在原有的小學自然教學器材室的基礎上發展起來的。雖然各校科學實驗室配備十分完善，但是作為第一線教師應該明白，實驗室中真正能用起來很稱手、效果很好的實驗器材并不是很多。怎樣的教具才是適用的教具，教師是最清楚的。

一、自制教具的設計原則

自制教具，是教師和學生利用簡便易行的方法就地取材，自己動手制作的、用于學科教學的教具或學具，是教學儀器與實驗器具的必要補充。

自制教具，不需要高深的專業知識，只需要我們的教學經驗和體會，自制教具不追求結構的復雜，只是需要新穎的創意，良好的效果。

自制教具，是應用科學技術知識與教學經驗結合起來的創造性活動，是在創造性思維基礎上產生的。設計應根據以下幾個方面進行：

1.教育性：具有一定的教育目的

自制教具要符合《小學科學課程標準（試用稿）》的基本精神，鼓勵學生主動參與學習，要有益于學生健康發展。自制教具要符合學生探究活動和教育教學工作的需要。

教科版小學科學五年級下冊第三單元中提到的受水型水鐘（見圖一），如果僅讓學生通過圖片是很難理解這個水鐘的工作原理的。

但是如果要復原這么一個水鐘，使其能精確測量時間也是不必要的。教學時教師只要做出模型來，學生就能理解這個水鐘的工作原理了。這個教具的教育意義就大于實際計時的意義，也能取得良好的效果。

2.科學性：有一定的理論做基礎

自制教具的本意是對實驗儀器的填漏補缺以及功能的改進完善，其初衷和出發點是為了提高和增強實驗教學效果。但如果自制設計發生了科學性謬誤，那么無論用于演示還是分組實驗，都會對學生產生誤導，從而削弱甚至毀滅他們的科學信仰。

六年級上冊小纜車實驗中，計時始終是個難點，學生不能做到同步，也就得不出正確的科學數據。使用這套裝置（見圖二），學生就不用再手忙腳亂，比較容易得出正確結論了。

3.創新性、實用性：有亮點，破常規，有新特色、新功能

自制教具的創新性跟創造發明的創新性不完全相同。自制教具的創新性更多的是教學服務，解決的是學生學習時難以掌握的重難點。

在小學四年級天氣單元中關于風向和風速問題的研究中，在我們成人看來很簡單的問題，到了學生那里就不那么簡單了。四年級學生對辨別方向還是有難度。對于風向（風向就是風吹來的方向）的概念還不是很清晰。況且課上不可能要什么風向的風就來什么風向的風。在這里制作一套有效的自制教具十分必要了（見圖三）。

需要說明的是這是我班級一個學生的創意哦。不要以為自制教具只是教師的專利，其實學生的大膽設想，往往能給我們老師更多的靈感。

4.簡易性：結構合理，制作方法簡單，演示操作簡單

隨著近幾年自制教具比賽的大量推廣，看到了越來越多的自制教具，從整個自制教具的趨勢上看，教具結構變得越來越復雜，越來越高科技化。這樣的自制教具給教師也帶來了不必要的壓力。自制教具最初就是“不花錢”，或者說“少花錢”的教具。復雜的教具并不是我們所提倡的。切忌為了追求美化效果把教具設計得復雜，只要效果明顯即可。

教科版小學科學五年級下冊第三單元《擺的研究》。擺的研究是經典物理學的傳統研究項目，從小學自然教材到小學科學教材都有涉及，各個版本的科學教材也都有涉及。但是擺的實驗裝置并沒有根本性的改變。掛擺系擺繩始終是學生操作的難點。這里我們使用的實驗室常見的環形磁鐵可以很方便地改變擺錘的輕重，使用吊車吊臂原理可以很容易得到一倍繩長和兩倍繩長，利用這套裝置，學生就能專心進行實驗研究了，再也不用為掛擺系擺費心了。這套實驗器材加工也十分簡便（見圖四）。

二、自制教具的制作步驟

自制教具的整個制作步驟要經歷選題、設計選材、加工制作、試用改進這么幾個過程。以擺這個實驗裝置為例：

1.選題：選擇這個內容就是因為這是一個經典課題，但是實驗裝置始終沒有根本性的改變，學生在實驗操作時十分困難，占用了大量時間，影響了學生思維的連續性。

2.設計選材：設計出圖紙。這個設計是從吊車吊臂得到的啟發，最大限度地減小學生實驗操作的難度。

3.加工制作：選材問題解決之后加工就變得不是很難了。學校里有小機床可以加工出來。

4.試用改進：經過試用，發現學生實驗更專注了，操作難度大大降低了，測得的數據也精確了。

但是竹棒不太好儲存，往往到第二年竹子就發霉了，只能重新加工。后來改用了有機玻璃，但是太脆，容易折斷，也不好。最后選擇了銅棒，這樣的效果最好，也易于儲存。

三、結語

自制教具作為實驗室內實驗器材的有效補充，需要教師有很強的責任心，細致入微的洞察力，同時也要聽取學生的建議，發現問題，改進、創新實驗器材。讓我們一起開動腦筋，動起手來，做出更適合小學科學教學的自制教具。

【作者單位：蘇州高新區實驗小學校江蘇】