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(yīng)局限于對學生進行科普教育，更重要的是讓小學生經(jīng)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(yǎng)，從而幫助學生提升科學素養(yǎng)。小學科學教學重在探究，探究過程的重要環(huán)節(jié)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(fā)學生的學習興趣;再結(jié)合情境創(chuàng)設(shè)、自主探究、小組合作等方式，讓科學課更具活力。

關(guān)鍵詞 自制教具;小學科學;STEM;科學實驗;科學素養(yǎng);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(xiàn)象從物質(zhì)科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術(shù)與工程四個領(lǐng)域綜合呈現(xiàn)科學知識和科學方法”。小學科學課程定位體現(xiàn)了STEM的理念。STEM是科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學（Mathematics）的簡稱，是當今世界各發(fā)達國家倡導的新科學教育理念。STEM理念重視實踐，強調(diào)不同學科的融合。特別是技術(shù)與工程這個新領(lǐng)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(shù)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(shè)越來越專業(yè)化，教師對教學內(nèi)容的理解、教學模式的創(chuàng)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(fā)現(xiàn)，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(tǒng)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(chuàng)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(fā)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(yōu)勢。

自制教具，顧名思義，是指教師根據(jù)教育教學需要，創(chuàng)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(jīng)常出毛病，但他會比用仔細調(diào)節(jié)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(lǐng)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?！庇纱丝梢钥闯?，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(fā)，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(qū)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(yǎng)……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(jīng)驗支撐。”在科學教學中，許多需要探究的內(nèi)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(jù)教學內(nèi)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(yīng)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(jié)構(gòu)有關(guān)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(chǎn)生新的問題，繼而通過深入探究，總結(jié)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(nèi)部的構(gòu)造，學生很難憑空想象地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的，教師可以提供自己制作的地球構(gòu)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(nèi)容講解也無須再照本宣科，學生探究的欲望開始出現(xiàn)，師生互動交流也不再局限于既定課堂環(huán)節(jié)的束縛，教學效率和教學質(zhì)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(yǎng)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(diào)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(wù)?！笨茖W探究中，有許多需要學生動手制作的內(nèi)容，在學生創(chuàng)新意識和動手能力的培養(yǎng)過程中，自制教具能發(fā)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(zhuǎn)動起來，通過視頻讓學生了解水力發(fā)電的原理，引導學生認識到人們可以利用大自然里的水發(fā)電、做事。在此基礎(chǔ)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(zhì)疑挑戰(zhàn)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(jīng)歷失敗和成功的過程中不斷提高動手實踐的能力，培養(yǎng)不怕失敗、精益求精的科學精神和嚴謹?shù)目茖W態(tài)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(zhì)量的自制教具需要的是教師的創(chuàng)新力和豐富的教學經(jīng)驗。教師只有在對教學內(nèi)容有了深刻理解的基礎(chǔ)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(jié)，會豐富教師的教學手段。有經(jīng)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?qū)W生講述影子的成因，隨即帶領(lǐng)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(xiàn)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(wù)，以此來培養(yǎng)學生團隊合作的能力。例如，在模擬太陽與八大行星的關(guān)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(fā)現(xiàn)，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(fā)學習興趣

小學科學課程標準提出要“創(chuàng)設(shè)愉快的教學氛圍，保護學生的好奇心和求知欲，激發(fā)學生學習科學的興趣，引導學生主動探究，積累生活經(jīng)驗，增強課程的意義性和趣味性”?！芭d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(diào)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(chǔ)。

例如，在“有趣的磁鐵”一課中，教師自制會轉(zhuǎn)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(zhì)，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(jīng)艱辛完成組裝后，經(jīng)過實驗，非常驚訝地發(fā)現(xiàn)滑輪組真可以省力。學生整堂課學習熱情高漲，教學任務(wù)順利完成。

自制教具有時候在課堂上僅僅是個引領(lǐng)、示范，當學生在教師自制教具的引領(lǐng)下參與學具制作時，那種內(nèi)在的動力立即就被激發(fā)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(yǎng)

科學課程對于學生人文素養(yǎng)的提高也有重要的作用，科學與藝術(shù)、科學與人文是相通的。科學教師要善于在梳理教材的時候多一些思考，發(fā)揮自制教具的作用，在學生人文素養(yǎng)提升上做出有益的探索，引導他們多了解優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、中外科學大事，培養(yǎng)他們的愛國主義、環(huán)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(xiàn)德育課程的一體化。

科學課堂中人文教育的內(nèi)容往往就在細節(jié)處。如在“多變的紙”一課中，教師向?qū)W生介紹紙張的生產(chǎn)流程，引導學生了解節(jié)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(zhì)。學生準備了亮片紙，利用廢舊紙張的背面進行色彩構(gòu)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(jié)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(huán)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(lǐng)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(tài)，對我國科技發(fā)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(shù)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(fā)學生的愛國熱情。在此基礎(chǔ)上，教師帶領(lǐng)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(xiàn)球體的懸浮狀態(tài)。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(xiàn)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?qū)W生介紹一些科學史的內(nèi)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(huán)形山模型的時候，可以介紹環(huán)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(huán)形山，順便推薦學生閱讀相關(guān)的資料。

6 結(jié)語

小學科學課程標準指出，“科學的核心是發(fā)現(xiàn)”，“技術(shù)的核心是發(fā)明”，“工程的核心是建造”，“技術(shù)與工程實踐活動可以使學生體會到做的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過動手做解決問題的習慣”。教師帶領(lǐng)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(fā)揮自制教具的作用，激發(fā)學生樂于動手、樂于思考，有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)?！?/p>

參考文獻

[1]教育部關(guān)于印發(fā)《義務(wù)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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