巧用自制教具 增強科學探究實效

于劼

摘? 要 科學作為小學階段的重要學習課程，其學科價值不應局限于對學生進行科普教育，更重要的是讓小學生經歷科學家一樣的探究過程，得到科學思維的訓練和科學精神的培養，從而幫助學生提升科學素養。小學科學教學重在探究，探究過程的重要環節就是科學實驗。為了讓學生更主動地參與探究的全過程，教師可以通過自制教具對已有的教學資源進行有效補充，豐富學生的課程體驗，激發學生的學習興趣;再結合情境創設、自主探究、小組合作等方式，讓科學課更具活力。

關鍵詞 自制教具;小學科學;STEM;科學實驗;科學素養;教學改革

中圖分類號：G484? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）03-0125-03

0 引言

小學科學課程標準指出，“小學科學課程是一門綜合性課程”，“課程針對學生身邊的現象從物質科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術與工程四個領域綜合呈現科學知識和科學方法”。小學科學課程定位體現了STEM的理念。STEM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）的簡稱，是當今世界各發達國家倡導的新科學教育理念。STEM理念重視實踐，強調不同學科的融合。特別是技術與工程這個新領域，需要科學教師和小學生都具備一定的動手實踐能力、技術與工程思維、項目管理能力。

隨著教學改革的不斷推進，科學教師隊伍的建設越來越專業化，教師對教學內容的理解、教學模式的創新等都有了新的思考和認識。許多科學教師在教學實踐中發現，原有的教學資源特別是教具有時候難以滿足教學的需要，傳統的教具存在種類單一、研究滯后等缺點，無法充分滿足課堂需求，教具的改革與創新工作亟待進行。教具作為科學課的輔助工具，在課堂教學中發揮著吸引學生注意力、指導學生科學認識、提高教學效率的積極作用。自制教具和已有教具相比，具有種類多樣、與時俱進，更貼近探究主題、突出探究重點的優勢。

自制教具，顧名思義，是指教師根據教育教學需要，創造性地制作教具，用于課堂教學。自制教具更便于學生參與探究，甚至教具也變成學具，也往往成為STEM教育很好的項目?？茖W家麥克斯韋說過：“實驗的教育價值往往與實驗儀器的復雜性成反比，學生的自制儀器雖然經常出毛病，但他會比用仔細調節的儀器學到更多的東西?！毙W科學課程標準指出：“科學課程要求教師帶領學生開展各種活動，需要為學生準備大量活動教材和實物材料，自制教具、學具。”由此可以看出，科學課程標準提倡利用自制教具進行探究活動。事實上，在使用自制教具的課堂上，師生互動明顯增多，課堂活力煥發，科學探究更具實效。

1 巧用自制教具，突破教學難點

小學科學課程標準指出：“小學科學課與其他課的重要區別之一是很多情況下學生要通過動手做來學習科學，比如做實驗、制作模型、觀察、測量、種植與飼養……這些活動不僅是學生喜歡的學習方式，也是學生理解科學概念的重要經驗支撐。”在科學教學中，許多需要探究的內容由于場地、實物等限制，教師無法引導學生親自去體驗、理解，成為教學的難點。自制教具便成為突破教學難點的有效工具，教師可以引導學生根據教學內容，通過做實驗、觀察模型、制作模型來學科學、理解科學概念。

其實教學中很多需要解暗箱的活動，都需要教師巧借自制教具來完成。比如“有趣的不倒翁”一課，教師讓學生探究為什么不倒翁不容易倒，學生僅僅靠觀察不倒翁的外形是不夠的，教師應提供多個自制的不倒翁，讓學生觀察、探究，甚至讓學生自己動手去制作不倒翁。這時很多學生會想到：不倒翁不容易倒，是不是跟不倒翁的結構有關系？需要拆開不倒翁去探究。當他們打開不倒翁，仔細觀察和比較、分析后會產生新的問題，繼而通過深入探究，總結出不倒翁不倒的秘密：原來底部重、上部較輕的物體不容易倒。再如，教學地球內部的構造，學生很難憑空想象地球的內部結構是怎樣的，教師可以提供自己制作的地球構造模型，讓學生動手剖開觀察，幫助其直觀地認識地殼、地幔、地核。

在這些活動中，教師可以引導學生共同參與教具的制作中。這樣一來，學生的想象力和動手能力就有了施展的平臺，教師對教材內容講解也無須再照本宣科，學生探究的欲望開始出現，師生互動交流也不再局限于既定課堂環節的束縛，教學效率和教學質量都有所提高，自然而然地突破了教學難點。

2 巧用自制教具，培養實踐能力

美國著名教育家杜威提出的“從做中學”教學核心原則，以及我國著名教育家陶行知先生提倡的“知行合一”教育理念，都在強調動手實踐對學生習得的重要作用。小學科學課程標準提出：“認識身邊的人工世界（了解常見的工具、知道簡單工具的功能和使用方法），利用身邊可制作加工的材料和簡單工具動手完成簡單的任務。”科學探究中，有許多需要學生動手制作的內容，在學生創新意識和動手能力的培養過程中，自制教具能發揮重要作用。教師在自制教具時鼓勵學生通過就地取材、變廢為寶的方式，巧用生活中的舊物，利用科學知識通過動手實踐的方式解決生活中的實際問題，讓學生感受到科學來源于生活，生活中處處有科學，科學不斷改善人們的生活。

例如，教學“水流的力量”一課時，教師可以自制一架精致的水輪機，在水流的作用下水輪機轉動起來，通過視頻讓學生了解水力發電的原理，引導學生認識到人們可以利用大自然里的水發電、做事。在此基礎上，指導學生自制水輪機。再如，教學“擺的秘密”一課，教師可以在課前親自制作一個“聽話”的擺，讓學生在實際質疑挑戰中折服。教師提出，他們也可以做一個聽話的擺，學生會非常感興趣，自覺參與到擺的秘密探究中。

當然，教師在制作教具的過程中一定要教給學生一些實用的方法，如工具的使用、安全注意事項等，讓他們在經歷失敗和成功的過程中不斷提高動手實踐的能力，培養不怕失敗、精益求精的科學精神和嚴謹的科學態度。

3 巧用自制教具，豐富教學手段

自制教具一定要有利于課堂教學，有利于科學探究。一件高質量的自制教具需要的是教師的創新力和豐富的教學經驗。教師只有在對教學內容有了深刻理解的基礎上，才能在自制教具方面有獨到的理解和實踐。一件具有專利水平的教具是教師教學智慧的凝結，會豐富教師的教學手段。有經驗的教師隨手都能得到自制教具的素材。

例如，在“影子”教學中，教師向學生講述影子的成因，隨即帶領學生利用手邊的紙張，通過裁剪、手撕的方式完成對事物外形的制作，然后利用一次性筷子、小木棍等作為“骨骼”固定這些自制的代表一定形象的紙張，組織學生進行皮影戲游戲。整堂課趣味橫生，學生表現積極，對影子的成因也有了深刻理解。

教師還可以組織學生以小組的形式完成大型自制教具任務，以此來培養學生團隊合作的能力。例如，在模擬太陽與八大行星的關系時，教師采取小組合作的形式引導學生自制教具，學生興趣很高，小組成員積極討論，就制作材料、分工合作進行深入探討。在實踐制作過程中，學生獻計獻策、齊心合力、精巧制作;在展示交流過程中，學生有的展示了沙盤模型，有的用玻璃球、乒乓球、籃球制作了立體模型，紛紛介紹自己的發現，主觀能動性得到極大的提升。

自制教具豐富了教師的教學手段，教師不再只是口頭講解、多媒體展示、演示實驗，還可以讓學生就地取材、合作探究，科學課水到渠成地成為學生最喜歡的學科。

4 巧用自制教具，激發學習興趣

小學科學課程標準提出要“創設愉快的教學氛圍，保護學生的好奇心和求知欲，激發學生學習科學的興趣，引導學生主動探究，積累生活經驗，增強課程的意義性和趣味性”。“興趣是最好的老師。”興趣的原點是學生的好奇心。在科學探究中，興趣更是學生深入學習的風向標。教師以興趣為切入點，利用自制教具充分調動學生的積極性，為學生熱愛科學乃至終身學習科學打下堅實的基礎。

例如，在“有趣的磁鐵”一課中，教師自制會轉圈的小鴨子、聽話的鐵屑，幫助學生了解磁鐵能隔物吸鐵的性質，然后讓他們了解原理后自己制作會跳舞的卡通人物，他們歡呼雀躍，紛紛制作自己喜歡的卡通動物、人物。再如，在教學“滑輪”一課時，教師自制的滑輪組“力大無窮”，讓學生很震撼。教師適時地引導學生自制滑輪組，學生歷經艱辛完成組裝后，經過實驗，非常驚訝地發現滑輪組真可以省力。學生整堂課學習熱情高漲，教學任務順利完成。

自制教具有時候在課堂上僅僅是個引領、示范，當學生在教師自制教具的引領下參與學具制作時，那種內在的動力立即就被激發出來，學習興趣就會油然而生。

5 巧用自制教具，提高人文素養

科學課程對于學生人文素養的提高也有重要的作用，科學與藝術、科學與人文是相通的?？茖W教師要善于在梳理教材的時候多一些思考，發揮自制教具的作用，在學生人文素養提升上做出有益的探索，引導他們多了解優秀傳統文化、中外科學大事，培養他們的愛國主義、環保意識等?？茖W教師要自覺從科學教學走向科學教育，真正實現德育課程的一體化。

科學課堂中人文教育的內容往往就在細節處。如在“多變的紙”一課中，教師向學生介紹紙張的生產流程，引導學生了解節約紙張的重要性。課前，教師讓學生自備彩筆和圓形塑料片，在課上通過自制萬花筒的方式讓學生進一步了解紙張性質。學生準備了亮片紙，利用廢舊紙張的背面進行色彩構成訓練;隨即將紙張撕剪成片，再將硬紙板卷成紙筒黏合透明塑料片，制成簡易的萬花筒。學生在動手制作中都自覺取用廢舊紙張，課后對用過的筆記本、草稿本都有了愛護節約之意，對紙張的重要性有了新的認知。在這個過程中，學生的環保意識得到了增強。

再如，隨著社會的進步，我國在許多高科技領域走在了世界前列?？茖W教師要及時讓學生了解新的科技動態，對我國科技發展充滿信心和自豪，讓學生在愛國的氛圍中提升對科學的興趣，助力學生核心價值觀的形成。教師要注重通過自制教具的形式豐富學生的課堂體驗，感受我國科學技術人員的辛苦。在“太陽家族”一課中，教師可以用多媒體播放我國神舟系列載人飛船的壯舉，激發學生的愛國熱情。在此基礎上，教師帶領學生利用課前準備的材料進行太陽系的搭建，利用輕黏土等材料塑造星球，利用鐵絲控制球體間隔距離，實現球體的懸浮狀態。學生以小組參與自制教具的過程，在搭建太陽系的同時紛紛提出諸如“空間站在哪里”“航天飛船如何實現對接”“我國探索火星的計劃叫什么”等問題，感受到中國航天人的偉大。

另外，科學閱讀也是科學學習的重要手段。在自制教具過程中，教師可以向學生介紹一些科學史的內容，讓學生在制作過程中豐富自己的人文知識。例如：制作沙漏，可以讓學生了解一些中國古代計時的工具和方法等;在制作月球環形山模型的時候，可以介紹環形山的名字，特別是重點介紹以中國古代科學家命名的幾座環形山，順便推薦學生閱讀相關的資料。

6 結語

小學科學課程標準指出，“科學的核心是發現”，“技術的核心是發明”，“工程的核心是建造”，“技術與工程實踐活動可以使學生體會到做的成功和樂趣，并養成通過動手做解決問題的習慣”。教師帶領學生自制教具正是“從做中學”，在做中解決問題、提高學生動手實踐能力的方式。所以，自制教具作為教學輔助工具，具有獨特的教學效果。當然，自制教具一定不要過多干預教學，一定要為科學探究增加實效。科學教師要制作好、利用好自制教具，發揮自制教具的作用，激發學生樂于動手、樂于思考，有效培養學生的科學素養。■

參考文獻

[1]教育部關于印發《義務教育小學科學課程標準》的通知[A/OL].（2017-02-06）[2020-07-14].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/201702/t20170215_296305.html.

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[3]張桂霞.自制教具在小學科學實驗教學中的運用[J].中國現代教育裝備，2013（20）：42-43.