科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教具制作與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

浙江省臺(tái)州市路橋區(qū)新橋鎮(zhèn)中心小學(xué) 施曉益 李玲紅 徐夢(mèng)揚(yáng)

一、實(shí)驗(yàn)教具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（一）空氣占據(jù)空間塑料瓶演示器

小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第四單元“水和空氣”中第六課《空氣占據(jù)空間嗎》的實(shí)驗(yàn)是：把紙團(tuán)緊塞在杯底，將杯子倒置豎直壓入水中，再豎直拿出來(lái)，杯中紙團(tuán)不會(huì)濕，由此證明空氣占據(jù)空間。

圖1 教材中的實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題：

1.學(xué)生因操作方法不當(dāng)：杯子壓入水中和拿出來(lái)時(shí)沒(méi)有完全豎直，導(dǎo)致水進(jìn)入杯中打濕紙團(tuán)。

2.學(xué)生觸摸紙團(tuán)時(shí)手部較濕潤(rùn)，無(wú)法準(zhǔn)確感知紙團(tuán)的干濕程度。

3.實(shí)驗(yàn)抽象，超出小學(xué)生的認(rèn)知范圍。

為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，我們利用3 個(gè)空塑料瓶、透明軟管、穿板塑料接頭、熱熔膠棒、紅色水等材料設(shè)計(jì)出了空氣占據(jù)空間塑料瓶演示器。

例如在教授學(xué)生九年級(jí)《出師表》時(shí)，我在上課之初，直接問(wèn)了大家一個(gè)問(wèn)題：“你們?cè)趺纯创度龂?guó)演義》中諸葛亮這個(gè)人物？”有的學(xué)生回答道：“諸葛亮很聰明，很有才華?！边€有的學(xué)生說(shuō)：“諸葛亮機(jī)智無(wú)比，雄才偉略?！薄澳俏医o大家講一個(gè)和諸葛亮有關(guān)的故事，好嗎？”學(xué)生們聽(tīng)到這里，開(kāi)心極了，紛紛聚精會(huì)神地看著我，看到這樣的情況，我將板擦兒往桌子上一拍，大聲說(shuō)道：“話說(shuō)劉備死后，劉禪登上皇位，當(dāng)時(shí)……”在我繪聲繪色的講述中，學(xué)生們的情緒也忽高忽低，上下起伏。隨著時(shí)間的流逝，板擦兒再次一響，我結(jié)束了這個(gè)故事。看到大家意猶未盡的眼神，我直接打開(kāi)書(shū)，開(kāi)始為大家講述《出師表》里面的內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.將3 個(gè)空塑料瓶分別標(biāo)記為①、②和③，用透明軟管將①號(hào)塑料瓶和②號(hào)塑料瓶的瓶身下方的同一位置連通。在兩個(gè)瓶蓋上打孔，安裝穿板塑料接頭，用透明軟管將兩個(gè)接頭連接起來(lái)（如圖2）。

圖2

2.往①號(hào)塑料瓶里注入紅色水（如圖3）。打開(kāi)①號(hào)塑料瓶瓶蓋，讓①號(hào)塑料瓶的水順著透明軟管流入②號(hào)塑料瓶，直到①號(hào)塑料瓶與②號(hào)塑料瓶中的水基本持平，再用已連接好的兩個(gè)瓶蓋蓋在②號(hào)塑料瓶與③號(hào)塑料瓶上（如圖4）。

圖3

圖4

3.用力擠壓③號(hào)塑料瓶，將③號(hào)塑料瓶中的空氣擠入②號(hào)塑料瓶，②號(hào)塑料瓶中空氣增多，所占空間增大，里面的紅色水被擠到①號(hào)塑料瓶中，驗(yàn)證空氣占據(jù)空間，如圖5 所示。

圖5

優(yōu)點(diǎn)：空氣占據(jù)空間塑料瓶演示器操作簡(jiǎn)單、取材方便，變抽象為直觀，既便于學(xué)生理解，又增強(qiáng)了課堂的趣味性。

（二）聲音振動(dòng)演示儀

小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《聲音是怎樣產(chǎn)生的》這一課中的實(shí)驗(yàn)是：用力彎曲鋼尺，鋼尺并不發(fā)聲，而在桌子邊緣輕輕撥動(dòng)鋼尺，鋼尺卻能發(fā)出聲音。

圖6 用手彎曲鋼尺

圖7 在桌子邊緣撥動(dòng)鋼尺，聽(tīng)到鋼尺用力撞擊桌面的聲音

實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題：

1.在操作過(guò)程中，鋼尺振動(dòng)時(shí)間短，振動(dòng)一旦停止，學(xué)生就無(wú)法聽(tīng)到聲音。

2.受教室周邊環(huán)境噪聲的影響，振動(dòng)的聲音聽(tīng)不太清。

針對(duì)以上問(wèn)題，我們用共鳴盒、鋼尺、聽(tīng)診器和不銹鋼插銷等材料制作了聲音振動(dòng)演示儀。

實(shí)驗(yàn)步驟：

用不銹鋼插銷將鋼尺固定在共鳴盒上，一只手撥動(dòng)鋼尺一端，讓其上下振動(dòng)；另一只手將聽(tīng)診頭放在共鳴盒的出聲口，如圖8、圖9 所示。將聽(tīng)診器的耳塞放在入耳處，可以聽(tīng)到聲音。

圖8

圖9

優(yōu)點(diǎn)：改進(jìn)后的教具讓振動(dòng)現(xiàn)象更加直觀，振動(dòng)發(fā)出的聲音被擴(kuò)大，不受嘈雜的環(huán)境影響，學(xué)生更容易理解聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的。

（三）光和熱實(shí)驗(yàn)教具

小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第二單元“光”中有個(gè)實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備5 種顏色或材質(zhì)不同的紙袋，把它們放在陽(yáng)光下，再將溫度計(jì)置于紙袋內(nèi)，使溫度計(jì)與紙袋充分接觸，統(tǒng)計(jì)相同時(shí)間內(nèi)5 種紙袋受熱升溫情況（如圖10）。接著，選擇其中一種紙袋，在陽(yáng)光下分別擺放為與地面水平、與地面垂直、與太陽(yáng)光方向垂直三種狀態(tài)（如圖11），比較3 種擺放方式下紙袋的溫度變化，探究物體在不同狀態(tài)下的吸熱能力。

圖10

圖11

實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題：

1.實(shí)驗(yàn)只能在光照特別強(qiáng)烈的時(shí)候開(kāi)展。

2.數(shù)據(jù)誤差大，實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

為了凸顯實(shí)驗(yàn)效果，我們用取暖燈、涂色金屬盤(pán)、數(shù)顯溫度傳感器和旋轉(zhuǎn)底座等材料制作了光和熱實(shí)驗(yàn)教具。

實(shí)驗(yàn)步驟：

把不同顏色的金屬盤(pán)插在倒扣著的漏斗上，將漏斗等距離放在旋轉(zhuǎn)底座上，在每個(gè)金屬盤(pán)的背面都裝上數(shù)顯溫度傳感器。

先記錄金屬盤(pán)的初始溫度，再打開(kāi)取暖燈和旋轉(zhuǎn)底座按鈕，每隔一段時(shí)間記錄每個(gè)數(shù)顯溫度傳感器上的讀數(shù)，比較不同顏色金屬盤(pán)的升溫情況，如圖12。

圖12

優(yōu)點(diǎn)：

改進(jìn)后的教具不受時(shí)間、光照強(qiáng)度的影響；采用數(shù)顯溫度傳感器同步讀數(shù)，減小誤差；數(shù)顯溫度傳感器金屬探頭直接接觸涂色金屬盤(pán)，受熱均勻且傳熱速度快，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

二、總結(jié)

尊重教材，突破難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)既遵循了教材中的實(shí)驗(yàn)原理，又突破了教學(xué)重難點(diǎn)。如聲音振動(dòng)演示儀擴(kuò)大了聲音的響度，讓學(xué)生清楚地聽(tīng)到聲音。

同步實(shí)驗(yàn)，節(jié)省時(shí)間。如光和熱實(shí)驗(yàn)教具不僅避免了天氣的影響，還能直觀地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有助于快速得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

取材容易，操作簡(jiǎn)便。如空氣占據(jù)空間塑料瓶演示器的材料簡(jiǎn)單易得，實(shí)驗(yàn)效果明顯，便于學(xué)生理解。