自制创新教具让科学课堂更靓丽

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摘 要 结合学科具体教学内容和学生认知特点自制开发创新教具，以激发学生兴趣、突破教学难点、增强实验的高效与直观性为主旨设计目标，真正让教具助力科学课堂。

关键词 教具；小学科学；实验；科学素养

中图分类号：G623.6 文献标识码：B

文章号：1671-489X（2017）07-0137-02

1 前言

小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的义务教育阶段核心课程。科学探究是学生掌握基础科学知识技能、培养科学兴趣和思维习惯的主要途径，而科学课中实验仪器和教具的使用为学生的科学探究提供了强有力的支撑，使其通过科学再现、过程体验等手段提升自身科学素养。笔者与区域内骨干教师团队，在调研已配备的实验仪器基础上，结合学科具体教学内容和学生认知特点，自制开发出一批创新教具，以激发学生兴趣、突破教学难点、增强实验的效果与直观性为主旨设计目标，真正让教具助力科学课堂。

2 巧妙设计，让课堂更有趣味

以“实验”为本，通过创新教具的使用，把学生的探究热情最大化地激发出来，结合情境的带动及实验环节的巧妙设计，让兴趣带动思维，引导学生主动、持续地参与探究。

三年级下册“灯泡亮了”一课主要研究简单串联电路，导课环节教师用一个创新教具――魔术灯泡（图1），立刻吸引了学生的眼球并激发出他们极大的探究热情：教师手持魔术灯泡，因为灯泡内隐藏了一个简单电路，每当和学生握手时，通过灯泡灯头和手指上的金属戒指接触而实现电路的接通，灯泡就亮了；和学生结束握手时分离戒指，灯泡就会灭了。在教具制作过程意将灯泡选用只透光而不透影的树脂材料，增加了神秘感，再通过戒指充当开关，把学生的兴趣及探究热情最大化地激发出来。教师提出问题：灯泡为什么会亮呢？引发学生猜想，而且教具和课题“灯泡亮了”契合度极高，可巧妙自然地导出课题。

接下来的新授环节中学生兴趣得以延续，趁热打铁解密魔术灯泡，最好的办法就是拆开灯泡看一看，这时魔术灯泡在本节课中的角色也悄悄地由教师导课的教具转变为学生实验的学具，一“具”两用，更好地为课堂教学服务。拆开灯泡，里面是LED发光二极管，接上干电池并通过弹簧接到灯头焊接点，另一端通过上端铜线接到灯头螺纹处，戒指相当于开关，这个灯泡里就包含了一个简单电路的四部分，分别是用电器、电源、开关、导线（图2）。灯泡的电路结构非常典型，便于学生的认知及自身知识体系的构建。

3 创新材料，让教学难点更易突破

在实际探究实验教学中，往往会出现一些难点及干扰因素，造成实验结论的不确定性，从而导致学生理解的偏差。可以创意改进教具，以教具为支架降低学生理解难度，从而突破教学难点。

四年级下册“杯子变热了”一课主要研究热传导，教学难点是让学生通过实验探究“热是怎样在固体中传递的”。传统的实验做法是取一根铁棒，将铁棒上用蜡粘上多根火柴棒，后用酒精灯加热铁棒的一端。由于热传导使铁棒变热，当达到蜡的熔点时蜡融化，就会使粘在铁棒上的火柴棒依次掉落。经过课堂效果验证，传统实验在突破教学难点中存在一定局限，学生只看见几个点的热传导变化，观察过程不完整，而且因为粘的牢固程度不一样，实验结论会产生偏差，从而使学生对热传导的理解产生困惑。并且涂蜡及粘火柴棒不易操作和涂均匀，蜡熔化后，也容易污染课桌或烫到手，给实验的顺利操作带来不便。

受到市场上变色杯的启发，经过调研，寻找到一种新型材料――“可逆温变消色油墨”，用以改进优化此实验。“可逆温变消色油墨”在受热时颜色变化，当冷却时又会恢复原颜色。将红色温变油墨均匀涂抹到铁棒或者圆形铁片上加热观察（图3），受热部分颜色消退，实验演示效果更加明显，能观察到连贯清晰的油墨变色过程，从而帮助学生加深对教学难点热传导的理解；而且温变油墨涂抹便捷均匀，可以重复使用，使课堂效率提高。此外，在通风良好的处室里即可使用，做一套器材所用油墨只需几元钱，安全便宜。

利用温变油墨衍生出的对不同材料热传递效果的对比实验，将铁棒、铝棒、塑料棒、木棒等涂抹上温变油墨插到热水中（图4），或者直接将四种材料插到观察器上用酒精灯加热中心部分（图5），然后观察不同材料上油墨变色的快慢，比起传统的只靠手感觉温度，改进后的实验更加精确。

4 改进结构，让实验演示更直观

科学课需要学生的实验探究，也需要教师的演示实验。演示实验最重要的是体现直观性。但有的实验非常抽象，就需要教师对教具结构进行创意改进，变抽象为直观。

六年级上册“弯弯的月亮”一课主要研究月相变化以及形成的原因。通过模拟实验进行观察，运用类比、推理等思维方式理解天体运动及位置变化，帮助学生建构科学概念。针对六年级学生认知能力与空间想象能力的局限，这就要求教师选择合适的模拟实验教具来进行实验。实验设计合理、教具使用得当，实验现象才会明显，从而达到探究效果。

首先需要克服实验中的几个难点：让模拟“月亮”的黑白球在整个过程中始终面对“太阳”，实际操作中较难实现；对教室的空间、光亮程度等的要求高；由于“月球”和观察者的距离短，使不同位置上的观察者及操作各不相同实验小组观察到的“月相”均不同，对于实验结果很难达成共识。

如图6所示，创新教具“月相观测仪”针对性地对原有结构进行重组改造，专门设计一个实验板，里面固定了太阳光的照射方向、月球公转轨道，确保了太阳光照射方向的一致性。用学生头部模拟地球，用半黑半白的乒乓球模拟月球，始终保持涂黑的一面背对着太阳光，这样能够体现出月球绕地球逆时针公转的情景，学生再从地球的视角去观察月球，可以清晰地看到月相的变化并有效地掌握月相变化的成因。

5 整合资源，让分组实验更高效

实验教学中，教师应广泛拓展自身专业技能，善于对各种科学资源进行整合使用，实现教具功能的最大化，从而提高实验效率和质量。

六年级下册“摆的秘密”一课主要研究影响摆摆动快慢的因素。本节课的实验次数多，内容抽象，为了高效准确地达成教学目标，整合了摆线尺、数显角度仪、磁吸重物等资源，重点对实验做了改进。如图7所示，摆线尺代替摆绳测量尺，摆线尺长度大约60 cm，长短的长度清晰能直接辨认，摆绳长度调节简易方便、误差小，在控制摆绳长度变量时，直接抽拉控制长短，节省时间；数显角度仪代替量角器，当摆绳的角度拉开时，数显角度杆与摆绳同步，能迅速测量出角度大小，避免了传统量角器使用操作的复杂；磁吸式重物代替钩码在摆锤重量增加减少时，传统钩码悬挂时浪费时间，操作成功率低，容易脱落，而改用磁吸式重物，每块重物标识清晰，快捷且不易脱落。如此对于有效完成教学任务提供了保障，也可以更多地开展其他教学活动。

6 结语

自制创新教具有助于优化科学教学，提高课堂教学效率。认真挖掘实验教具的价值，最大限度地发挥实验教具的功能，进一步激发学生的认识冲突和探究热情，引导学生用自制的教具亲历课堂活动，在探究活动中促进思维发展，推动探究活动层层深入、有序进行，从而推进科学课堂教学改革。■

作者：魏玉凯，青岛鞍山二路小学教科室主任（266033）。