簡易科學學具的制作與改進

潘德順　李長周

【關鍵詞】學具制作 小學科學 儀器

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）08A-0084-01

在小學科學教學中，教學儀器的不足成為制約科學課堂教學效率的主要原因，自制學具顯得迫切而重要，它既能補充學校科學學具的不足、改進傳統儀器的缺陷，還能培養師生動手實踐能力和創新能力，提高師生的科學素養。許多看起來十分簡單的科學學具，對于生產廠家來說不值得批量生產，但是教學上又特別需要，簡易科學學具的制作省錢、省事、省時，教師、學生不僅要學會使用科學學具，還要學會設計制作及改進簡易的科學學具。

一、彌補儀器空白

在教學過程中，有的學習內容因為沒有實驗材料，學生很難理解。如果能夠借助實驗材料輔助教學，則可使抽象的教學內容直觀化、具體化，教學難點不攻自破。例如，教學《聲音的傳播》一課時，如何讓學生明白“聲音在真空中不能傳播”，僅靠教師的講解而不做實驗，學生很難理解。而要做實驗，又沒有這樣的儀器。為此，我們可以制作一個有抽氣孔的“真空罩”：用一個大小合適的玻璃杯做容器，在底部打孔安裝抽氣嘴，杯口用玻璃片再加一層乳膠墊封住，用大號注射器作為抽氣泵，用廢舊的輸液器作為連接管和關閉閥門裝置，簡易的學具就制作好了。用來證明“聲音在真空中不能傳播”時，將一個發聲音樂盒放入罩中能聽到聲音，在抽氣的過程中聲音逐漸變小，直到聽不見聲音，說明杯中已經變成真空，聲音傳不出來了，由此證明聲音在真空中不能傳播。此學具還有多種用途，如驗證“動物生存需要空氣”這一實驗，可將一只稍大些的昆蟲放入罩中抽出空氣，昆蟲馬上死去，說明動物生存需要空氣。

二、縮短實驗過程

對傳統學具進行改造，可以縮短實驗過程，使學生在較短的時間內清晰地看到實驗現象和結論，進而提高教學效率。比如學習教科版科學五年級下冊《熱》一單元時，學生明確了液體、氣體的熱脹冷縮變化比較明顯，而固體的變化相對就不明顯，需要較長的時間。采用傳統學具即“通過銅環的銅球”實驗：用酒精燈加熱銅球，加熱后銅球不能通過銅環了，說明金屬熱脹；再將銅球放入冷水中冷卻后又能通過銅環了，說明金屬冷縮。這一實驗用時較長，至少要用4分鐘左右才能看到結果，而如果用酒精加熱金屬棒需要的時間較短。為此，我們制作了帶指針的金屬線熱脹演示器，實驗一次只需幾秒鐘，一分鐘之內就可以重復多次，而且實驗效果非常明顯，這就大大縮短了實驗時間，提高了實驗效率。

三、挖掘創新潛能

教師在自制或指導學生自制學具時不僅要考慮學具功能的橫向性，幫助學生掌握知識概念，突破教學難點，還要考慮學具功能的縱向性，預留隱蔽的功能待學生自己去發現和應用，挖掘他們的創新潛能，培養他們的創新意識和能力。“摩擦力實驗套件”就為學生預留了一項隱蔽的功能。在特定的木塊（重的木塊）上設計有可安裝輪子的小孔，輪子和車軸并沒有直接發給學生，當學生通過使用本學具掌握了摩擦力的大小與什么因素有關的知識后，教師可為學生安排一場彈射木塊的比賽，為每個小組提供一輕一重的兩木塊，讓學生在桌面上用彈射器彈射木塊，比比誰的木塊跑得更遠。各小組想盡辦法改裝木塊，盡可能減小木塊與桌面產生的摩擦力，使它跑得最遠。有的學生想辦法使木塊表面變光滑，有的選擇較輕的木塊，有的想出要給木塊加裝輪子以減小與桌面的摩擦力。通過不斷試驗、分析、總結、改進，使木塊與桌面產生的摩擦力盡可能小，各小組最終都不約而同地給木塊加裝了輪子，知道了這是運用了滾動摩擦力，而一般情況下，滾動摩擦力要比滑動摩擦力小得多。在整個活動過程中，學生目標明確、群策群力、團結協作，始終圍繞目標進行思維活動和操作實驗，體驗到成功的快樂，創新思維得到了較好的發展。

四、關注點滴細節

愛因斯坦說過，發現一個問題比解決一個問題更重要。自制學具的研發源于課堂而高于課堂，鎖定探究實驗的教學困惑進行有針對性的思考是自制學具的有效前提，如何挖掘問題成為自制學具的重中之重！針對傳統學具在教學中出現的細節性缺陷，對其加以改進，將會收到事半功倍的實驗效果。比如，“白糖加熱實驗”要求學生戴安全手套，手持金屬湯匙，用蠟燭給白糖加熱。但教學中容易發生意外，比如有些女生膽小，在加熱過程中感到驚恐，不敢一直用手拿著湯匙，有的液態糖會隨著溫度的升高濺到學生的手臂上，存在一定的安全隱患。有沒有一種更安全、更方便的加熱裝置？針對這些問題，筆者和學生們經過反復試驗和改進，最終選擇了一個最佳方案：制作固定湯匙的支架。依托三腳架邊緣為基礎，利用鉛絲彎折成半圓形，剛好放到三腳架上，對湯匙進行固定，安全性明顯提高了。

在教學中，只要我們做一個有心人，關注教學細節，通過自制學具彌補學具的不足，改進教與學方式，使學生學得快樂，科學課的教學效率自然會有大幅度提高。

（責編 周翠如）