自制教具在小學科學實驗教學中的應用與效果分析

【摘 要】隨著小學科學教育的不斷發展，實驗教學的重要性日益凸顯。自制教具作為實驗教學的重要組成部分，不僅能夠激發學生的學習興趣，還能有效提高實驗教學的效果。文章分析自制教具在小學科學實驗教學中的應用現狀，探討自制教具對實驗教學效果的影響，研究優化自制教具應用的教學策略。

【關鍵詞】小學科學 實驗教學 自制教具

小學科學課程旨在培養學生的科學素養，實驗教學是實現這一目標的重要途徑。在實驗教學中，教具的選擇和使用直接關系到實驗效果的好壞。近年來，自制教具在小學科學實驗教學中得到了廣泛應用，其獨特的優勢在于能夠根據學生的認知特點和實驗需求作靈活設計，從而提高實驗教學的針對性和有效性。自制教具可以幫助學生通過直觀的感受來更好地理解知識點，從而提高他們的學習積極性和學習效果，也可以幫助教師提高教學水平。

一、自制教具在小學科學實驗教學中的應用現狀

（一）自制教具的種類與特點

自制教具種類繁多，包括簡易溫度計、土電話、潛望鏡等。這些教具通常具有以下特點：一是材料易得，制作成本低廉；二是設計靈活，可根據實驗需求進行調整；三是操作簡便，適合小學生使用。

（二）自制教具在實驗教學中的應用方式

（1）輔助教師演示實驗：教師利用自制教具做演示實驗，能夠更直觀地展示科學現象和原理，幫助學生形成正確的科學概念。

（2）學生動手操作實驗：學生親自動手制作并使用教具進行實驗，能夠加深對科學知識的理解，培養動手能力和科學探究精神。

（3）拓展課外科學實驗：自制教具可延伸至課外，鼓勵學生在家庭或社區進行科學小實驗，拓寬科學學習的渠道。

二、自制教具對提高小學科學實驗教學效果的促進作用

（一）激發學生學習興趣

自制教具以其獨特的設計和趣味性吸引了學生的注意力。相比傳統的實驗教學方法，自制教具更能激發學生的學習興趣和好奇心，促使學生主動參與到實驗中來。

（二）提高實驗教學效率

由于自制教具針對性強、操作簡便，能夠幫助學生更快速地掌握實驗要領和科學原理。同時，自制教具的靈活性也使得教師可以根據學生的學習情況及時調整教學策略，從而提高實驗教學的效率。

（三）培養學生綜合能力

學生在使用自制教具做實驗的過程中，不僅能夠學習科學知識，還能夠鍛煉動手能力、觀察能力和思維能力等。此外，通過小組合作制作和使用教具做實驗，還能夠培養學生的團隊合作精神和溝通能力。

三、優化自制教具在小學科學實驗教學中的應用策略

（一）加強教師培訓，提高教師設計制作水平

學校應加大對科學教師的培訓力度，提高教師設計制作自制教具的能力。通過組織專題培訓、經驗交流等活動，幫助教師掌握更多的制作技巧和設計理念。

（二）鼓勵學生參與制作過程，發揮學生主體性作用

教師應鼓勵學生積極參與自制教具的制作過程，通過引導學生參與設計、選材、制作等環節，充分發揮學生的主體性作用和創新精神。同時，教師也可以通過組織“自制教具大賽”等活動激發學生的創作熱情和創新思維。

（三）完善評價體系，注重多元評價方式的運用

為了更全面地評價自制教具在實驗教學中的效果和作用，教師應完善評價體系，注重多元評價方式的作用。在小學科學實驗教學中，評價是不可或缺的一環。而對于自制教具的應用效果，更需要一個完善且多元的評價體系來全面、客觀地反映其真實效果。這不僅有助于教師更好地了解學生的學習情況，還能為教具的改進和實驗教學的優化提供有力的依據。

首先，完善的評價體系應當包含多個評價維度。除了傳統的實驗操作考核和筆試外，還應考慮學生在制作和使用自制教具過程中的表現、小組合作能力、創新思維等多個方面。例如，可以設立“最佳制作獎”“最佳創意獎”等來鼓勵學生在制作過程中的出色表現。同時，對于在實驗操作中能夠熟練運用自制教具、發揮其獨特功能的學生，教師也應給予相應的肯定和評價。

其次，多元評價方式的運用應更全面地反映學生的學習成果。除了教師評價外，還可以引入學生自評、互評以及家長評價等方式。學生自評能夠幫助學生反思自己的學習過程，找出不足并加以改進；互評則能夠促進學生之間的交流與合作，共同提高；家長評價則可以從另一個角度了解學生的學習情況，為家校合作提供契機。

再次，評價體系還應注重過程性評價與終結性評價的結合。過程性評價關注學生在學習過程中的表現和進步，能夠及時發現并糾正學生的問題；而終結性評價則是對學生學習成果的最終檢驗，能夠全面反映學生的學習效果。通過將這兩種評價方式相結合，可以更準確地評估自制教具在實驗教學中的作用和價值。

最后，評價體系的建立還需要不斷地進行反饋和調整。教師應根據學生的反饋和實際情況對評價體系作適時的調整和完善，以確保其科學性和有效性。同時，學校也應為教師提供必要的支持和資源，幫助教師更好地實施多元評價方式，推動自制教具在小學科學實驗教學中的廣泛應用和持續發展。

所以，完善評價體系并注重多元評價方式的運用對于提高小學科學實驗教學效果具有重要意義。通過設立多個評價維度、引入多元評價方式以及注重過程性與終結性評價的結合等措施，可以更全面、客觀地評估自制教具的應用效果并推動實驗教學的不斷優化和發展。

四、案例分析與實踐探索

為了更好地闡述自制教具在小學科學實驗教學中的應用與效果，文章將通過兩個具體案例作分析，并結合實踐探索優化策略。

（一）案例分析

以“簡易太陽能熱水器”為例，教師引導學生利用身邊的材料（如紙盒、鋁箔紙、塑料瓶等）制作簡易的太陽能熱水器。其中，黑色水管是太陽能熱水器的核心部件，它能夠吸收太陽的熱能，將水加熱。玻璃板的作用是保溫，絕緣材料的作用是避免熱量流失。水箱是存放加熱后的水的容器，水龍頭是取水的設備。電線和電熱絲是保證在陰雨天氣或夜間也能獲得熱水的輔助設備。制作水箱可使用廢舊的塑料桶或者木箱，只需要保證容器具有一定的密封性即可。在容器的上部開一個小孔，安裝水龍頭，便于取水。在容器的下部開一個大孔，安裝黑色水管，與水箱連接。黑色水管是太陽能熱水器的核心部件，它的制作比較簡單。在市場上可以購買到黑色的塑料軟管，也可以使用廢舊的花灑軟管。將黑色水管彎曲成一個螺旋形，然后用膠水固定在玻璃板上。需要注意的是，黑色水管與玻璃板之間需要使用絕緣材料隔開，以免熱量流失。最后，組裝太陽能熱水器，將制作好的黑色水管和水箱組裝在一起，用絕緣材料固定。然后將玻璃板放在黑色水管上方，用膠水固定。在太陽能熱水器的上部安裝電熱絲，用電線連接之后就能使用太陽能熱水器了。

在制作過程中，學生不僅學習了太陽能的基本原理，還鍛煉了動手能力和創新思維。通過實驗，學生發現自制的太陽能熱水器能夠有效利用太陽能加熱水，從而深刻理解了太陽能的應用價值。

以“日食和月食的形成”演示為例，教師用手電筒模擬太陽，用乒乓球還有其他的小球來模擬另外兩個天體，全封閉的黑暗的環境，給學生身臨其境的宇宙空間的感受，學生通過教具比較清晰地認識到在日食發生時太陽、月球、地球三者的位置關系。在“日食”模擬演示箱的演示下，學生清楚地觀察到日食的發生過程，當改變地球與月球之間的距離時，自然而然地出現了日全食、日偏食、日環食的現象。在“月食”模擬演示箱的演示下，學生可以真正體驗地球視角觀察到的月食的發生過程，觀察到的月全食、月偏食形成的整個過程。這些道具讓學生能直觀地感受到月食和日食的變化過程和原理。

這個科學實驗揭開了日食和月食形成的神秘面紗，讓學生直觀地觀察到日食和月食是月球、地球、太陽三個天體在相對運動過程中發生的自然現象。

（二）實踐探索

（1）開設“自制教具工作坊”：學校可以定期開設“自制教具工作坊”，邀請有經驗的教師或專家指導學生制作各種教具。通過工作坊的形式，學生可以接觸到更多的制作材料和技術，提高制作水平。

（2）實施“自制教具進課堂”項目：學校可以鼓勵教師將自制教具引入日常實驗教學中，與課程內容緊密結合。通過實踐應用，檢驗自制教具的教學效果，并根據反饋不斷改進和優化。

（3）開展校際交流與合作：學校可以與其他學校開展校際交流與合作，分享自制教具的制作經驗和使用心得。通過互相學習和借鑒，推動自制教具在小學科學實驗教學中的普及和應用。

五、挑戰與對策

盡管自制教具在小學科學實驗教學中具有諸多優勢，但在實際應用過程中也面臨一些挑戰。以下將針對這些挑戰提出相應的對策。

（一）制作時間與精力投入不足

由于教師日常教學工作繁忙，往往難以投入足夠的時間和精力來制作教具。對此，學校應合理安排教師的工作量，為教師提供充足的制作時間和資源支持。同時，可以鼓勵教師利用課余時間進行制作，或邀請家長和學生共同參與制作。

（二）制作技術與材料限制

部分教師可能缺乏制作教具的專業技術和材料支持。對此，學校應加強對教師的技術培訓，提高教師的制作能力；同時，可以與相關企業或機構合作，引進先進的制作技術和材料資源，為教師提供更優質的支持和服務。

（三）教具使用與保管問題

自制教具在使用過程中可能存在損壞、丟失等問題。為了確保教具的完好無損和持續使用效果，學校應建立健全的教具管理制度和使用規范；同時，可以設立專門的教具保管室或指定負責人進行統一管理和維護工作。

自制教具在小學科學實驗教學中具有顯著的應用效果和獨特優勢，在激發學生的學習興趣、提高實驗教學效率以及培養學生的綜合能力等方面發揮著重要作用。然而在其實際應用過程中也面臨一些挑戰和問題需要應對和解決。因此，在推廣和應用自制教具時，仍需不斷探索和實踐，以期更好地服務于小學科學實驗教學的發展。隨著科技的不斷進步和創新教育理念的深入人心，相信未來會有更多優秀的自制教具涌現出來，為小學科學實驗教學注入新的活力和動力。

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注：本文系安徽省教育裝備課題“小學科學實驗教學自制教具設計與創新研究”（課題立項號：ZB23107）的研究成果。