善用自制教

　　摘 要： 自制教具一般具有取材容易、經濟的特點，可大量利用現代生活生產中的廢棄物，而且制作比較簡單、方便，有利于師生共同完成。這不僅容易做到人人動手實驗，還有利于培養學生的求知欲、動手能力及創造精神。同時，師生共同自制教具，還可以激發學生學習興趣，將抽象概念直觀化，提高學生多向思維能力，培養學生的創新精神。
　　關鍵詞： 自制教具 化學課堂 學習興趣 創新精神
　　
　　化學是以實驗為研究基礎的科學，實驗是化學教學中的重要環節，儀器(教具)是實驗的物質基礎。儀器(教具)的使用能給學生直接的感性認識，從而起到直觀、直接、形象等作用，所以儀器(教具)使用得好，能使學生在學習相關內容的過程中感到輕松有趣，達到事半功倍的效果，是化學教學成功的階梯。隨著教學改革的不斷深入，新課程標準對實驗提出了更高、更新的要求。目前，學校實驗教學大都使用廠制的常規實驗器材，所有實驗器材配置基本相同，實驗內容要求一致，實驗教學的方式也基本相似。這種教學模式只能滿足實驗教學的一般性要求，而不能滿足新課程改革的需求，教師的個性化教學也受到限制，而解決問題的有效途徑之一就是根據教學實際自己動手、就地取材，大力開展自制教具活動。
　　 “自制教具”包括兩層含義：一是教師指導和組織學生自己動手制作能呈現“科學”原理的實驗器具；二是教師在實驗教學中使用自制的“科學”器具。自制教具一般具有取材容易、經濟的特點，可大量利用現代生活生產中的廢棄物，而且制作都比較簡單、方便，有利于師生共同完成。例如：飲料瓶、易拉罐、吸管、小藥瓶、泡沫塑料、塑料片等都是師生共同制作自制教具的常用材料。這不僅能夠實現人人動手實驗，還有利于培養學生的求知欲、動手能力及創造精神。同時，師生共同自制教具，還可以激發學生學習興趣，將抽象概念直觀化，提高學生多向思維能力，培養學生的創新精神。本文就化學教學中自制教具的現實意義進行探討。
　　一、利用自制教具，激發學生學習化學的興趣
　　心理學證明：“濃厚的興趣能彌補智能的不足，持久的興趣會導致發明創造。”對于學生來說，只要激發起學習化學的興趣，他們就會以滿腔的熱情，積極主動地投入到化學學習中，化學課堂就會變得開放、活躍、氣氛熱烈，教學效果自然就會好。在化學教學中，實驗是學生認識與研究化學的重要途徑之一，也是引導學生熱愛化學學科，激發化學學習興趣，調動學生學習的積極性、主動性和創造性的重要方法和有效途徑。教會學生觀察和實驗的本領，是化學教學的重要目的之一。但在化學實驗室中，大部分儀器是玻璃儀器，很容易被打碎，這樣就會使學生在實驗過程中縮手縮腳，從而扼制了學生的動手欲望。如在“CO的制取”的探究時，這種現象就非常普遍。教學中，當我們利用塑料瓶代替廣口瓶自制了一套制取CO的簡易啟普發生器（如圖1所示）后，這些問題也就迎刃而解，學生的動手欲望大大加強，學習興趣大大提高，創造性思維也體現出來了。在學習了二氧化碳氣體的制取以后，我曾要求學生：以小組為單位，用生活中可得的試劑及器具，探究還有什么方法可以制取二氧化碳氣體。在兩天后的討論課上，學生們紛紛拿出了自己的杰作，各個小組實驗方案各不相同，實驗的用品五花八門，有的小組還設計了多種方案。反應容器有礦泉水瓶、可樂瓶，以及各式各樣的玻璃食品罐；導氣管用筆芯、吸管、細軟管代替；橡皮塞的制作最值得稱道：有雕刻過的橡皮，有捏成各種形狀的橡皮泥，還有小木塊加橡皮筋等。在實驗中，一次性注射器、回形針、各種夾子都成了同學們手中的實驗儀器，廚房里的食醋、食用堿，裝修用剩的大理石，還有潔廁凈等都成了同學們實驗用的藥品。在以后的教學中，學生們會利用一些鐵絲截取成50厘米左右的小段彎鑄成鑷子；會利用礦泉水瓶做廢物罐、廢液缸，或者代替廣口瓶，等等。
　　自制教具利用生活中的材料，呈現科學現象、探索科學規律，學生感到十分親切，感到科學就在自己的身邊，從而消除或減弱對“科學”的神秘感和畏難情緒，產生學習化學的興趣。
　　二、運用自制教具，培養學生的創新精神
　　自制教具不是簡單的儀器仿制，從創意、構思、設計到動手制作、試用，最后定型，都要經過深入思考和反復論證。發現問題，解決問題到創造性地設計出新教具，都是創造性的勞動，可以有效培養學生的創新精神。用生活中的易得材料、物品或廢舊材料來充當實驗器材或稍做簡單加工制成教具、儀器，并應用于教學之中，這本身就是在對學生進行創造教育。一件自制教具作品的完成，要經過構思、設計、選材、加工和調試等多個環節，不理想之處又可促使學生產生“如何才能做得更好”的創造動機。特別是自制教具中蘊含的創新思路，無不潛移默化地啟迪著學生。如“CO與NaOH溶液反應”的實驗，因為沒有明顯的現象發生，影響了教學效果，如何讓CO與NaOH溶液反應時能夠表現出非常明顯的實驗現象是師生在設計自制教具時必須考慮的問題，為了達到這一目的，我啟發學生：如果CO與NaOH溶液的反應是在一個密閉的裝置里進行的，那么裝置內的壓強將會發生怎樣的變化？此時學生就容易想到利用氣體壓強的知識去設計該實驗裝置。在教師的引導下，他們成功地研制出了多個實驗裝置，比較典型的如圖2所示。在圖2A中，把NaOH溶液擠入集氣瓶里后小氣球會很快脹大；在圖2B中，把NaOH溶液擠入右邊試管里后，左邊試管里95℃的水會立即沸騰（氣壓減小沸點降低）。
　　自制教具其實也是一種水平較高的、綜合性較強的實驗類型，它所有環節的完成都需要學生充分地調動創造性思維能力、敏銳的觀察力和豐富的想象力。所以在化學實驗中，如果學生能自己設計一個實驗，即使很簡單，也應當受到鼓勵，因為其中有新思想在里面，表現了學生創新的積極性。教師若能有意識地、經常地對學生進行引導，學生的創造性就會得到較好的訓練和開發。
　　三、巧用自制教具，完善實驗教學效果
　　麥克斯韋說：一次演示實驗所使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結果。利用課本中的實驗設計和實驗室配備的教學儀器，組裝的實驗器具，有的實驗效果不夠明顯或理想，而有一些還存在著不足。此時適時地使用自制教具，不僅能增強演示效果，收到意想不到的教學效果，更能彌補有些實驗教學中的不足。
　　如在做“CO熄滅燭火”的實驗時，學生實驗時常有這樣的現象：由于空間不大的燒杯里燃有兩支蠟燭，因此在傾倒CO時燒杯里上升的熱氣流常會阻礙CO的下沉，甚至沖散CO，致使高位的燭火先熄滅，或兩支燭火同時熄滅。針對上述不足我從”漏斗的功能“（可以穩妥地引流、灌裝液體）中尋找克服缺點的方法，終于設計出了如下的實驗裝置：（裝置見圖3）：做一個簡單的漏斗（去底去口的礦泉水瓶倒立起來），將CO由礦泉水瓶的底部口傾入。由于礦泉水瓶里沒有熱氣流上升，因此CO傾倒后能順利下沉到燒杯底部，并慢慢上升，使得燭火自下而上依次熄滅。
　　又如，做“氨分子的擴散”實驗時，師生總希望刺鼻的NH不要擴散到空氣里，以免污染環境，損害身體健康。于是師生集中智慧，設計了這樣的方案（裝置見圖4）：①將長短合適的、帶有單孔橡皮塞的2根粗玻璃導管用軟膠管（上面夾有彈簧夾）連接起來（見圖4中間部分）；在一個60mL的細口瓶里倒入5—6mL的濃氨水，立即把一端的單孔橡皮塞塞到細口瓶的瓶口上。②取一個20×200mm的玻璃管，在其上端塞上潮濕的海綿（吸收多余的NH）；剪一段棉質紗布條，在上面每隔1—2cm處滴一滴酚酞試液，借助玻璃棒把紗布條輕輕送入玻璃管里，然后按圖4將整個裝置連接起來。③松開軟膠管上的彈簧夾，紗布條上就會由下到上慢慢出現紅色的斑點。
　　目前，盡管實驗設備日趨完善，但自制教具在化學教學中的現實意義還是毋庸置疑的。它是教師為適應教學需要、改革教學方法而設計的形象化教學器具，能彌補商品教具的不足，是學生提高實驗動手能力，培養創新精神的重要途徑。自制教具的使用能夠極大地擴展教學的實驗內容，提升化學實驗教學的廣度和深度，給予學生更大的學習空間，從更深層次激發他們的想象力、創造力。當然良好的教學是多方面的結合，而自制教具的合理運用會使化學課堂熠熠生輝，成為化學課堂別樣的精彩。作為化學教師，我們在教學實踐中要不斷學習新的科技知識，努力提高自身素質及創新意識，不斷研制和完善自制教具，使之成為化學教師的一個永恒課題。