淺談小學科學教具的自制

摘要：小學科學課程是一門以培養學生科學素質為宗旨的義務教育階段的核心課程，科學探究是學生學習掌握基礎科學知識和技能、培養科學興趣和思維習慣、弘揚科學精神的主要途徑；而科學實驗是學生科學探究的主要方法，科學實驗離不開實驗器材，也就是科學教具，從現在的教材內容和教具配備標準來看，即使學校配齊配足實驗器材，也只能完成實驗教學的部分內容。要將科學探究落到實處，自制教具就成為一項非常迫切和重要的任務。本人在長期的科學教學過程中，堅持從科學教學的高效達成出發，吃透教材，發現問題，尋求解決方案；整體規劃，方便實驗觀察；精挑元件，講求配備合理；特制零件，突破制作難點；組裝調試，改進教具不足；外觀美化，展現功能特色，逐步自制出較為完美的科學教具。

關鍵詞：小學科學；教具；自制

中圖分類號：G623.6

文獻標識碼：A

文章編號：1006-3315（2015）09-057-001

小學科學課程是一門以培養學生科學素質為宗旨的義務教育階段的核心課程，科學探究是學生學習掌握基礎科學知識和技能、培養科學興趣和思維習慣、弘揚科學精神的主要途徑；而科學實驗是學生科學探究的主要方法，科學實驗離不開實驗器材，也就是科學教具，從現在的教材內容和教具配備標準來看，即使學校配齊配足實驗器材，也只能完成實驗教學的部分內容。要將科學探究落到實處，自制教具就成為一項非常迫切和重要的任務。本人在長期的科學教學過程中，自制過不少教具。下面，我以所制作的《水的三態演示儀》為例，淺述自制教具的心得，謹供借鑒。

一、發現問題，尋求解決方案

自制教具是實現科學課堂有效探究的必要補充，教者只有在教學實驗中，吃透教材，熟悉實驗器材，認識現有教具的不足，才能發現問題，并依據教材所要闡述的科學原理進行合理想象，才能在苦思冥想中尋求到一個自制教具的合理方案。如我在教學“水的三態”時發現，現有教具不能將水的三態同時呈現在學生面前，大大影響學生對水的三態的直觀感受，為此，我提出這樣一個問題：“能不能設計一種教具，將水的三態同時呈現在學生面前？”要制作這樣的教具，最大的難點是“制冰”，有什么樣的器材能夠“快速制冰”，帶著這樣的問題，我思索許久，在一次觀察了“車載小冰箱”后，這個問題才有了一個較為合理的解決方案，即利用小巧的車載冰箱中的半導體制冷機制固態的水——冰，利用電熱絲加熱得到氣態的水——水蒸汽，將二者整合到一個箱體上，就可以實現“水的三態”同時呈現的效果了。

二、整體設計，方便實驗觀察

有了創作思路后，就必須對所要自制的教具進行整體設計，切不可沖動上馬，草率了結。整體設計教具時要注意三方面的問題，1.結構簡單，方便操作；2.效果明顯，方便觀察；3.安全可靠，美觀耐用。在設計《水的三態演示儀》時，我曾為制冰機放儀器的左側還是右側糾結，后來結合老師的演示操作和學生的觀察兩方面考慮，最終將制冷機放置在（老師站位）的右側，因為這樣利于老師的實驗操作，有效地避開“電燒水”部分可能給老師帶來的燙傷。又因為這樣的放置能夠給學生一個“固——液——氣”從左到右的觀察順序。

效果明顯是自制教具必須注意的問題，《水的三態演示儀》是一個矛盾的結合體，該儀器一邊加熱一邊制冷，如箱體結構設計不好，該儀器在演示實驗時，必然會加熱制冷相互抵消，大大影響實驗效果，為此我設計了箱體內部加裝隔板的結構，利用隔板阻止箱體內部的熱交換，在外部，我將液態的水放置在中間，利用中間的水阻擋外部的熱交換。

安全是自制教具的重中之重，我在設計該儀器時，對該儀器的箱體選用了防火阻燃材料，對儀器內部的強電、弱電線路進行了合理規劃，確保儀器安全可靠。

三、精挑元件，講求配備合理

在進行合理有效的整體設計之后，必須精挑細選，合理配備儀器的元器件，以保證儀器工作時效果明顯、安全可靠。《水的三態演示儀》中弱電部分的元件配備見下表：

從上表中可以看出，該儀器的弱電部分元件，電壓配備一致，電流供給寬余，確保儀器運行安全可靠。

該儀器的電加熱部分配備的是一個220V 300W小電爐，該電爐可2分鐘將20ml水燒開。該儀器中的制冷機可2分鐘將1ml水制成冰，這樣可保證學生能看到水的三態同時呈現。

四、特制零件，突破制作難點

自制教具中最難的部分就是關鍵零件的來源，這些零件是市場無法尋找到的，必須自行設計，自行制作。制作《水的三態演示儀》時制冰用的“小鍋”無處可尋，為此，我用車床車制了一個可放2ml水的鋁合金小鍋。用導熱膠將它牢牢地固定在制冷芯片上，很好地突破了“制冰”的難點，在后來的實驗操作中，我又用牙簽制作了一個取冰棒，這樣能保證全班學生及時地看到“固態的水——冰”。

五、組裝調試，改進教具不足

自制教具的組裝調試是一個必要環節，在自制教具的預設功能下，教師要有的放矢地進行反復試驗，收集和記錄數據，或借用儀器檢測，在應用中比對實驗數據和實驗要求的達成度，在展示和交流中征求學生的意見和看法。及時進行教具的調整與改進，直到達到設計要求為止。《水的三態演示儀》組裝好后，我對它進行了反復試驗，及時改進了加熱部分燒糊箱體的不足，總結出“20-1-2”，即加熱20ml水、制冷1ml水、用時2分鐘的實驗量化控制方法，較好地達成了設計預期目的。

六、外觀美化，展現功能特色

教具改進完善后，要對它進行外觀美化，還要對它的名稱、功能按鈕、安全警示進行標注，如果儀器箱體上有較大空位，最好將使用方法也顯示出來。我結合水的特點，對《水的三態演示儀》進行了藍色涂裝，標注了名稱和功能按鈕等，并對它的使用方法作了簡要的說明。至此，一個較為完美的自制教具創作完成。

總之，只要我們潛心研究教材，吃透教材，就一定能發現許多問題，就一定能閃現出好多自制教具的智慧火花，就一定能在不斷自制、不斷改進中創造出“結構簡單，方便操作，方便觀察，效果明顯，安全可靠，美觀耐用”的教具來！讓我們一齊享受自制教具的快樂吧！