自制創(chuàng)新教具讓科學(xué)課堂更靚麗

摘 要 結(jié)合學(xué)科具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)自制開發(fā)創(chuàng)新教具，以激發(fā)學(xué)生興趣、突破教學(xué)難點(diǎn)、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的高效與直觀性為主旨設(shè)計(jì)目標(biāo)，真正讓教具助力科學(xué)課堂。

關(guān)鍵詞 教具；小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)；科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）07-0137-02

1 前言

小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的義務(wù)教育階段核心課程?？茖W(xué)探究是學(xué)生掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)技能、培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣的主要途徑，而科學(xué)課中實(shí)驗(yàn)儀器和教具的使用為學(xué)生的科學(xué)探究提供了強(qiáng)有力的支撐，使其通過科學(xué)再現(xiàn)、過程體驗(yàn)等手段提升自身科學(xué)素養(yǎng)。筆者與區(qū)域內(nèi)骨干教師團(tuán)隊(duì)，在調(diào)研已配備的實(shí)驗(yàn)儀器基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)科具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，自制開發(fā)出一批創(chuàng)新教具，以激發(fā)學(xué)生興趣、突破教學(xué)難點(diǎn)、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效果與直觀性為主旨設(shè)計(jì)目標(biāo)，真正讓教具助力科學(xué)課堂。

2 巧妙設(shè)計(jì)，讓課堂更有趣味

以“實(shí)驗(yàn)”為本，通過創(chuàng)新教具的使用，把學(xué)生的探究熱情最大化地激發(fā)出來，結(jié)合情境的帶動(dòng)及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的巧妙設(shè)計(jì)，讓興趣帶動(dòng)思維，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)、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(dǎo)課環(huán)節(jié)教師用一個(gè)創(chuàng)新教具——魔術(shù)燈泡（圖1），立刻吸引了學(xué)生的眼球并激發(fā)出他們極大的探究熱情：教師手持魔術(shù)燈泡，因?yàn)闊襞輧?nèi)隱藏了一個(gè)簡單電路，每當(dāng)和學(xué)生握手時(shí)，通過燈泡燈頭和手指上的金屬戒指接觸而實(shí)現(xiàn)電路的接通，燈泡就亮了；和學(xué)生結(jié)束握手時(shí)分離戒指，燈泡就會(huì)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(dāng)開關(guān)，把學(xué)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(huì)亮呢？引發(fā)學(xué)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(dǎo)出課題。

接下來的新授環(huán)節(jié)中學(xué)生興趣得以延續(xù)，趁熱打鐵解密魔術(shù)燈泡，最好的辦法就是拆開燈泡看一看，這時(shí)魔術(shù)燈泡在本節(jié)課中的角色也悄悄地由教師導(dǎo)課的教具轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)的學(xué)具，一“具”兩用，更好地為課堂教學(xué)服務(wù)。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(diǎn)，另一端通過上端銅線接到燈頭螺紋處，戒指相當(dāng)于開關(guān)，這個(gè)燈泡里就包含了一個(gè)簡單電路的四部分，分別是用電器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線（圖2）。燈泡的電路結(jié)構(gòu)非常典型，便于學(xué)生的認(rèn)知及自身知識(shí)體系的構(gòu)建。

3 創(chuàng)新材料，讓教學(xué)難點(diǎn)更易突破

在實(shí)際探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往會(huì)出現(xiàn)一些難點(diǎn)及干擾因素，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不確定性，從而導(dǎo)致學(xué)生理解的偏差?？梢詣?chuàng)意改進(jìn)教具，以教具為支架降低學(xué)生理解難度，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。

四年級下冊“杯子變熱了”一課主要研究熱傳導(dǎo)，教學(xué)難點(diǎn)是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究“熱是怎樣在固體中傳遞的”。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)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(dǎo)使鐵棒變熱，當(dāng)達(dá)到蠟的熔點(diǎn)時(shí)蠟融化，就會(huì)使粘在鐵棒上的火柴棒依次掉落。經(jīng)過課堂效果驗(yàn)證，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在突破教學(xué)難點(diǎn)中存在一定局限，學(xué)生只看見幾個(gè)點(diǎn)的熱傳導(dǎo)變化，觀察過程不完整，而且因?yàn)檎车睦喂坛潭炔灰粯?，?shí)驗(yàn)結(jié)論會(huì)產(chǎn)生偏差，從而使學(xué)生對熱傳導(dǎo)的理解產(chǎn)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(shí)驗(yàn)的順利操作帶來不便。

受到市場上變色杯的啟發(fā)，經(jīng)過調(diào)研，尋找到一種新型材料——“可逆溫變消色油墨”，用以改進(jìn)優(yōu)化此實(shí)驗(yàn)?！翱赡鏈刈兿湍痹谑軣釙r(shí)顏色變化，當(dāng)冷卻時(shí)又會(huì)恢復(fù)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(shí)驗(yàn)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(xué)生加深對教學(xué)難點(diǎn)熱傳導(dǎo)的理解；而且溫變油墨涂抹便捷均勻，可以重復(fù)使用，使課堂效率提高。此外，在通風(fēng)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(shí)驗(yàn)，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(jìn)后的實(shí)驗(yàn)更加精確。

4 改進(jìn)結(jié)構(gòu)，讓實(shí)驗(yàn)演示更直觀

科學(xué)課需要學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究，也需要教師的演示實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)最重要的是體現(xiàn)直觀性。但有的實(shí)驗(yàn)非常抽象，就需要教師對教具結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)意改進(jìn)，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(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，運(yùn)用類比、推理等思維方式理解天體運(yùn)動(dòng)及位置變化，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。針對六年級學(xué)生認(rèn)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(shí)驗(yàn)教具來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理、教具使用得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象才會(huì)明顯，從而達(dá)到探究效果。

首先需要克服實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)難點(diǎn)：讓模擬“月亮”的黑白球在整個(gè)過程中始終面對“太陽”，實(shí)際操作中較難實(shí)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(shí)驗(yàn)小組觀察到的“月相”均不同，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難達(dá)成共識(shí)。

如圖6所示，創(chuàng)新教具“月相觀測儀”針對性地對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組改造，專門設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)板，里面固定了太陽光的照射方向、月球公轉(zhuǎn)軌道，確保了太陽光照射方向的一致性。用學(xué)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(shí)針公轉(zhuǎn)的情景，學(xué)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(shí)驗(yàn)更高效

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)廣泛拓展自身專業(yè)技能，善于對各種科學(xué)資源進(jìn)行整合使用，實(shí)現(xiàn)教具功能的最大化，從而提高實(shí)驗(yàn)效率和質(zhì)量。

六年級下冊“擺的秘密”一課主要研究影響擺擺動(dòng)快慢的因素。本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)次數(shù)多，內(nèi)容抽象，為了高效準(zhǔn)確地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，整合了擺線尺、數(shù)顯角度儀、磁吸重物等資源，重點(diǎn)對實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)。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(rèn)，擺繩長度調(diào)節(jié)簡易方便、誤差小，在控制擺繩長度變量時(shí)，直接抽拉控制長短，節(jié)省時(shí)間；數(shù)顯角度儀代替量角器，當(dāng)擺繩的角度拉開時(shí)，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(fù)雜；磁吸式重物代替鉤碼在擺錘重量增加減少時(shí)，傳統(tǒng)鉤碼懸掛時(shí)浪費(fèi)時(shí)間，操作成功率低，容易脫落，而改用磁吸式重物，每塊重物標(biāo)識(shí)清晰，快捷且不易脫落。如此對于有效完成教學(xué)任務(wù)提供了保障，也可以更多地開展其他教學(xué)活動(dòng)。

6 結(jié)語

自制創(chuàng)新教具有助于優(yōu)化科學(xué)教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率。認(rèn)真挖掘?qū)嶒?yàn)教具的價(jià)值，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教具的功能，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的認(rèn)識(shí)沖突和探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生用自制的教具親歷課堂活動(dòng)，在探究活動(dòng)中促進(jìn)思維發(fā)展，推動(dòng)探究活動(dòng)層層深入、有序進(jìn)行，從而推進(jìn)科學(xué)課堂教學(xué)改革?！?/p>

作者：魏玉凱，青島鞍山二路小學(xué)教科室主任（266033）。