自制創(chuàng)新教具讓科學課堂更靚麗

摘 要 結合學科具體教學內容和學生認知特點自制開發(fā)創(chuàng)新教具，以激發(fā)學生興趣、突破教學難點、增強實驗的高效與直觀性為主旨設計目標，真正讓教具助力科學課堂。

關鍵詞 教具；小學科學；實驗；科學素養(yǎng)

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）07-0137-02

1 前言

小學科學課程是一門以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨的義務教育階段核心課程。科學探究是學生掌握基礎科學知識技能、培養(yǎng)科學興趣和思維習慣的主要途徑，而科學課中實驗儀器和教具的使用為學生的科學探究提供了強有力的支撐，使其通過科學再現(xiàn)、過程體驗等手段提升自身科學素養(yǎng)。筆者與區(qū)域內骨干教師團隊，在調研已配備的實驗儀器基礎上，結合學科具體教學內容和學生認知特點，自制開發(fā)出一批創(chuàng)新教具，以激發(fā)學生興趣、突破教學難點、增強實驗的效果與直觀性為主旨設計目標，真正讓教具助力科學課堂。

2 巧妙設計，讓課堂更有趣味

以“實驗”為本，通過創(chuàng)新教具的使用，把學生的探究熱情最大化地激發(fā)出來，結合情境的帶動及實驗環(huán)節(jié)的巧妙設計，讓興趣帶動思維，引導學生主動、持續(xù)地參與探究。

三年級下冊“燈泡亮了”一課主要研究簡單串聯(lián)電路，導課環(huán)節(jié)教師用一個創(chuàng)新教具——魔術燈泡（圖1），立刻吸引了學生的眼球并激發(fā)出他們極大的探究熱情：教師手持魔術燈泡，因為燈泡內隱藏了一個簡單電路，每當和學生握手時，通過燈泡燈頭和手指上的金屬戒指接觸而實現(xiàn)電路的接通，燈泡就亮了；和學生結束握手時分離戒指，燈泡就會滅了。在教具制作過程中特意將燈泡選用只透光而不透影的樹脂材料，增加了神秘感，再通過戒指充當開關，把學生的興趣及探究熱情最大化地激發(fā)出來。教師提出問題：燈泡為什么會亮呢？引發(fā)學生猜想，而且教具和課題“燈泡亮了”契合度極高，可巧妙自然地導出課題。

接下來的新授環(huán)節(jié)中學生興趣得以延續(xù)，趁熱打鐵解密魔術燈泡，最好的辦法就是拆開燈泡看一看，這時魔術燈泡在本節(jié)課中的角色也悄悄地由教師導課的教具轉變?yōu)閷W生實驗的學具，一“具”兩用，更好地為課堂教學服務。拆開燈泡，里面是LED發(fā)光二極管，接上干電池并通過彈簧接到燈頭焊接點，另一端通過上端銅線接到燈頭螺紋處，戒指相當于開關，這個燈泡里就包含了一個簡單電路的四部分，分別是用電器、電源、開關、導線（圖2）。燈泡的電路結構非常典型，便于學生的認知及自身知識體系的構建。

3 創(chuàng)新材料，讓教學難點更易突破

在實際探究實驗教學中，往往會出現(xiàn)一些難點及干擾因素，造成實驗結論的不確定性，從而導致學生理解的偏差。可以創(chuàng)意改進教具，以教具為支架降低學生理解難度，從而突破教學難點。

四年級下冊“杯子變熱了”一課主要研究熱傳導，教學難點是讓學生通過實驗探究“熱是怎樣在固體中傳遞的”。傳統(tǒng)的實驗做法是取一根鐵棒，將鐵棒上用蠟粘上多根火柴棒，后用酒精燈加熱鐵棒的一端。由于熱傳導使鐵棒變熱，當達到蠟的熔點時蠟融化，就會使粘在鐵棒上的火柴棒依次掉落。經過課堂效果驗證，傳統(tǒng)實驗在突破教學難點中存在一定局限，學生只看見幾個點的熱傳導變化，觀察過程不完整，而且因為粘的牢固程度不一樣，實驗結論會產生偏差，從而使學生對熱傳導的理解產生困惑。并且涂蠟及粘火柴棒不易操作和涂均勻，蠟熔化后，也容易污染課桌或燙到手，給實驗的順利操作帶來不便。

受到市場上變色杯的啟發(fā)，經過調研，尋找到一種新型材料——“可逆溫變消色油墨”，用以改進優(yōu)化此實驗。“可逆溫變消色油墨”在受熱時顏色變化，當冷卻時又會恢復原顏色。將紅色溫變油墨均勻涂抹到鐵棒或者圓形鐵片上加熱觀察（圖3），受熱部分顏色消退，實驗演示效果更加明顯，能觀察到連貫清晰的油墨變色過程，從而幫助學生加深對教學難點熱傳導的理解；而且溫變油墨涂抹便捷均勻，可以重復使用，使課堂效率提高。此外，在通風良好的處室里即可使用，做一套器材所用油墨只需幾元錢，安全便宜。

利用溫變油墨衍生出的對不同材料熱傳遞效果的對比實驗，將鐵棒、鋁棒、塑料棒、木棒等涂抹上溫變油墨插到熱水中（圖4），或者直接將四種材料插到觀察器上用酒精燈加熱中心部分（圖5），然后觀察不同材料上油墨變色的快慢，比起傳統(tǒng)的只靠手感覺溫度，改進后的實驗更加精確。

4 改進結構，讓實驗演示更直觀

科學課需要學生的實驗探究，也需要教師的演示實驗。演示實驗最重要的是體現(xiàn)直觀性。但有的實驗非常抽象，就需要教師對教具結構進行創(chuàng)意改進，變抽象為直觀。

六年級上冊“彎彎的月亮”一課主要研究月相變化以及形成的原因。通過模擬實驗進行觀察，運用類比、推理等思維方式理解天體運動及位置變化，幫助學生建構科學概念。針對六年級學生認知能力與空間想象能力的局限，這就要求教師選擇合適的模擬實驗教具來進行實驗。實驗設計合理、教具使用得當，實驗現(xiàn)象才會明顯，從而達到探究效果。

首先需要克服實驗中的幾個難點：讓模擬“月亮”的黑白球在整個過程中始終面對“太陽”，實際操作中較難實現(xiàn)；對教室的空間、光亮程度等的要求高；由于“月球”和觀察者的距離短，使不同位置上的觀察者及操作各不相同實驗小組觀察到的“月相”均不同，對于實驗結果很難達成共識。

如圖6所示，創(chuàng)新教具“月相觀測儀”針對性地對原有結構進行重組改造，專門設計一個實驗板，里面固定了太陽光的照射方向、月球公轉軌道，確保了太陽光照射方向的一致性。用學生頭部模擬地球，用半黑半白的乒乓球模擬月球，始終保持涂黑的一面背對著太陽光，這樣能夠體現(xiàn)出月球繞地球逆時針公轉的情景，學生再從地球的視角去觀察月球，可以清晰地看到月相的變化并有效地掌握月相變化的成因。

5 整合資源，讓分組實驗更高效

實驗教學中，教師應廣泛拓展自身專業(yè)技能，善于對各種科學資源進行整合使用，實現(xiàn)教具功能的最大化，從而提高實驗效率和質量。

六年級下冊“擺的秘密”一課主要研究影響擺擺動快慢的因素。本節(jié)課的實驗次數(shù)多，內容抽象，為了高效準確地達成教學目標，整合了擺線尺、數(shù)顯角度儀、磁吸重物等資源，重點對實驗做了改進。如圖7所示，擺線尺代替擺繩測量尺，擺線尺長度大約60 cm，長短的長度清晰能直接辨認，擺繩長度調節(jié)簡易方便、誤差小，在控制擺繩長度變量時，直接抽拉控制長短，節(jié)省時間；數(shù)顯角度儀代替量角器，當擺繩的角度拉開時，數(shù)顯角度桿與擺繩同步，能迅速測量出角度大小，避免了傳統(tǒng)量角器使用操作的復雜；磁吸式重物代替鉤碼在擺錘重量增加減少時，傳統(tǒng)鉤碼懸掛時浪費時間，操作成功率低，容易脫落，而改用磁吸式重物，每塊重物標識清晰，快捷且不易脫落。如此對于有效完成教學任務提供了保障，也可以更多地開展其他教學活動。

6 結語

自制創(chuàng)新教具有助于優(yōu)化科學教學，提高課堂教學效率。認真挖掘實驗教具的價值，最大限度地發(fā)揮實驗教具的功能，進一步激發(fā)學生的認識沖突和探究熱情，引導學生用自制的教具親歷課堂活動，在探究活動中促進思維發(fā)展，推動探究活動層層深入、有序進行，從而推進科學課堂教學改革。■

作者：魏玉凱，青島鞍山二路小學教科室主任（266033）。