自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與效果分析

【摘 要】隨著小學(xué)科學(xué)教育的不斷發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性日益凸顯。自制教具作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。文章分析自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討自制教具對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響，研究優(yōu)化自制教具應(yīng)用的教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 自制教具

小學(xué)科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教具的選擇和使用直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)效果的好壞。近年來，自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，其獨(dú)特的優(yōu)勢在于能夠根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)需求作靈活設(shè)計(jì)，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對性和有效性。自制教具可以幫助學(xué)生通過直觀的感受來更好地理解知識點(diǎn)，從而提高他們的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果，也可以幫助教師提高教學(xué)水平。

一、自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）自制教具的種類與特點(diǎn)

自制教具種類繁多，包括簡易溫度計(jì)、土電話、潛望鏡等。這些教具通常具有以下特點(diǎn)：一是材料易得，制作成本低廉；二是設(shè)計(jì)靈活，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)整；三是操作簡便，適合小學(xué)生使用。

（二）自制教具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用方式

（1）輔助教師演示實(shí)驗(yàn)：教師利用自制教具做演示實(shí)驗(yàn)，能夠更直觀地展示科學(xué)現(xiàn)象和原理，幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)概念。

（2）學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)：學(xué)生親自動手制作并使用教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠加深對科學(xué)知識的理解，培養(yǎng)動手能力和科學(xué)探究精神。

（3）拓展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)：自制教具可延伸至課外，鼓勵學(xué)生在家庭或社區(qū)進(jìn)行科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，拓寬科學(xué)學(xué)習(xí)的渠道。

二、自制教具對提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的促進(jìn)作用

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

自制教具以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和趣味性吸引了學(xué)生的注意力。相比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，自制教具更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，促使學(xué)生主動參與到實(shí)驗(yàn)中來。

（二）提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率

由于自制教具針對性強(qiáng)、操作簡便，能夠幫助學(xué)生更快速地掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)和科學(xué)原理。同時(shí)，自制教具的靈活性也使得教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

（三）培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

學(xué)生在使用自制教具做實(shí)驗(yàn)的過程中，不僅能夠?qū)W習(xí)科學(xué)知識，還能夠鍛煉動手能力、觀察能力和思維能力等。此外，通過小組合作制作和使用教具做實(shí)驗(yàn)，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。

三、優(yōu)化自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提高教師設(shè)計(jì)制作水平

學(xué)校應(yīng)加大對科學(xué)教師的培訓(xùn)力度，提高教師設(shè)計(jì)制作自制教具的能力。通過組織專題培訓(xùn)、經(jīng)驗(yàn)交流等活動，幫助教師掌握更多的制作技巧和設(shè)計(jì)理念。

（二）鼓勵學(xué)生參與制作過程，發(fā)揮學(xué)生主體性作用

教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與自制教具的制作過程，通過引導(dǎo)學(xué)生參與設(shè)計(jì)、選材、制作等環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用和創(chuàng)新精神。同時(shí)，教師也可以通過組織“自制教具大賽”等活動激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作熱情和創(chuàng)新思維。

（三）完善評價(jià)體系，注重多元評價(jià)方式的運(yùn)用

為了更全面地評價(jià)自制教具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的效果和作用，教師應(yīng)完善評價(jià)體系，注重多元評價(jià)方式的作用。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，評價(jià)是不可或缺的一環(huán)。而對于自制教具的應(yīng)用效果，更需要一個完善且多元的評價(jià)體系來全面、客觀地反映其真實(shí)效果。這不僅有助于教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，還能為教具的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化提供有力的依據(jù)。

首先，完善的評價(jià)體系應(yīng)當(dāng)包含多個評價(jià)維度。除了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作考核和筆試外，還應(yīng)考慮學(xué)生在制作和使用自制教具過程中的表現(xiàn)、小組合作能力、創(chuàng)新思維等多個方面。例如，可以設(shè)立“最佳制作獎”“最佳創(chuàng)意獎”等來鼓勵學(xué)生在制作過程中的出色表現(xiàn)。同時(shí)，對于在實(shí)驗(yàn)操作中能夠熟練運(yùn)用自制教具、發(fā)揮其獨(dú)特功能的學(xué)生，教師也應(yīng)給予相應(yīng)的肯定和評價(jià)。

其次，多元評價(jià)方式的運(yùn)用應(yīng)更全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。除了教師評價(jià)外，還可以引入學(xué)生自評、互評以及家長評價(jià)等方式。學(xué)生自評能夠幫助學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程，找出不足并加以改進(jìn)；互評則能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，共同提高；家長評價(jià)則可以從另一個角度了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為家校合作提供契機(jī)。

再次，評價(jià)體系還應(yīng)注重過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)的結(jié)合。過程性評價(jià)關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和進(jìn)步，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生的問題；而終結(jié)性評價(jià)則是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的最終檢驗(yàn)，能夠全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過將這兩種評價(jià)方式相結(jié)合，可以更準(zhǔn)確地評估自制教具在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用和價(jià)值。

最后，評價(jià)體系的建立還需要不斷地進(jìn)行反饋和調(diào)整。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反饋和實(shí)際情況對評價(jià)體系作適時(shí)的調(diào)整和完善，以確保其科學(xué)性和有效性。同時(shí)，學(xué)校也應(yīng)為教師提供必要的支持和資源，幫助教師更好地實(shí)施多元評價(jià)方式，推動自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的廣泛應(yīng)用和持續(xù)發(fā)展。

所以，完善評價(jià)體系并注重多元評價(jià)方式的運(yùn)用對于提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果具有重要意義。通過設(shè)立多個評價(jià)維度、引入多元評價(jià)方式以及注重過程性與終結(jié)性評價(jià)的結(jié)合等措施，可以更全面、客觀地評估自制教具的應(yīng)用效果并推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷優(yōu)化和發(fā)展。

四、案例分析與實(shí)踐探索

為了更好地闡述自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與效果，文章將通過兩個具體案例作分析，并結(jié)合實(shí)踐探索優(yōu)化策略。

（一）案例分析

以“簡易太陽能熱水器”為例，教師引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的材料（如紙盒、鋁箔紙、塑料瓶等）制作簡易的太陽能熱水器。其中，黑色水管是太陽能熱水器的核心部件，它能夠吸收太陽的熱能，將水加熱。玻璃板的作用是保溫，絕緣材料的作用是避免熱量流失。水箱是存放加熱后的水的容器，水龍頭是取水的設(shè)備。電線和電熱絲是保證在陰雨天氣或夜間也能獲得熱水的輔助設(shè)備。制作水箱可使用廢舊的塑料桶或者木箱，只需要保證容器具有一定的密封性即可。在容器的上部開一個小孔，安裝水龍頭，便于取水。在容器的下部開一個大孔，安裝黑色水管，與水箱連接。黑色水管是太陽能熱水器的核心部件，它的制作比較簡單。在市場上可以購買到黑色的塑料軟管，也可以使用廢舊的花灑軟管。將黑色水管彎曲成一個螺旋形，然后用膠水固定在玻璃板上。需要注意的是，黑色水管與玻璃板之間需要使用絕緣材料隔開，以免熱量流失。最后，組裝太陽能熱水器，將制作好的黑色水管和水箱組裝在一起，用絕緣材料固定。然后將玻璃板放在黑色水管上方，用膠水固定。在太陽能熱水器的上部安裝電熱絲，用電線連接之后就能使用太陽能熱水器了。

在制作過程中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了太陽能的基本原理，還鍛煉了動手能力和創(chuàng)新思維。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自制的太陽能熱水器能夠有效利用太陽能加熱水，從而深刻理解了太陽能的應(yīng)用價(jià)值。

以“日食和月食的形成”演示為例，教師用手電筒模擬太陽，用乒乓球還有其他的小球來模擬另外兩個天體，全封閉的黑暗的環(huán)境，給學(xué)生身臨其境的宇宙空間的感受，學(xué)生通過教具比較清晰地認(rèn)識到在日食發(fā)生時(shí)太陽、月球、地球三者的位置關(guān)系。在“日食”模擬演示箱的演示下，學(xué)生清楚地觀察到日食的發(fā)生過程，當(dāng)改變地球與月球之間的距離時(shí)，自然而然地出現(xiàn)了日全食、日偏食、日環(huán)食的現(xiàn)象。在“月食”模擬演示箱的演示下，學(xué)生可以真正體驗(yàn)地球視角觀察到的月食的發(fā)生過程，觀察到的月全食、月偏食形成的整個過程。這些道具讓學(xué)生能直觀地感受到月食和日食的變化過程和原理。

這個科學(xué)實(shí)驗(yàn)揭開了日食和月食形成的神秘面紗，讓學(xué)生直觀地觀察到日食和月食是月球、地球、太陽三個天體在相對運(yùn)動過程中發(fā)生的自然現(xiàn)象。

（二）實(shí)踐探索

（1）開設(shè)“自制教具工作坊”：學(xué)校可以定期開設(shè)“自制教具工作坊”，邀請有經(jīng)驗(yàn)的教師或?qū)＜抑笇?dǎo)學(xué)生制作各種教具。通過工作坊的形式，學(xué)生可以接觸到更多的制作材料和技術(shù)，提高制作水平。

（2）實(shí)施“自制教具進(jìn)課堂”項(xiàng)目：學(xué)校可以鼓勵教師將自制教具引入日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，與課程內(nèi)容緊密結(jié)合。通過實(shí)踐應(yīng)用，檢驗(yàn)自制教具的教學(xué)效果，并根據(jù)反饋不斷改進(jìn)和優(yōu)化。

（3）開展校際交流與合作：學(xué)校可以與其他學(xué)校開展校際交流與合作，分享自制教具的制作經(jīng)驗(yàn)和使用心得。通過互相學(xué)習(xí)和借鑒，推動自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的普及和應(yīng)用。

五、挑戰(zhàn)與對策

盡管自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有諸多優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也面臨一些挑戰(zhàn)。以下將針對這些挑戰(zhàn)提出相應(yīng)的對策。

（一）制作時(shí)間與精力投入不足

由于教師日常教學(xué)工作繁忙，往往難以投入足夠的時(shí)間和精力來制作教具。對此，學(xué)校應(yīng)合理安排教師的工作量，為教師提供充足的制作時(shí)間和資源支持。同時(shí)，可以鼓勵教師利用課余時(shí)間進(jìn)行制作，或邀請家長和學(xué)生共同參與制作。

（二）制作技術(shù)與材料限制

部分教師可能缺乏制作教具的專業(yè)技術(shù)和材料支持。對此，學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對教師的技術(shù)培訓(xùn)，提高教師的制作能力；同時(shí)，可以與相關(guān)企業(yè)或機(jī)構(gòu)合作，引進(jìn)先進(jìn)的制作技術(shù)和材料資源，為教師提供更優(yōu)質(zhì)的支持和服務(wù)。

（三）教具使用與保管問題

自制教具在使用過程中可能存在損壞、丟失等問題。為了確保教具的完好無損和持續(xù)使用效果，學(xué)校應(yīng)建立健全的教具管理制度和使用規(guī)范；同時(shí)，可以設(shè)立專門的教具保管室或指定負(fù)責(zé)人進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)工作。

自制教具在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有顯著的應(yīng)用效果和獨(dú)特優(yōu)勢，在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率以及培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力等方面發(fā)揮著重要作用。然而在其實(shí)際應(yīng)用過程中也面臨一些挑戰(zhàn)和問題需要應(yīng)對和解決。因此，在推廣和應(yīng)用自制教具時(shí)，仍需不斷探索和實(shí)踐，以期更好地服務(wù)于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新教育理念的深入人心，相信未來會有更多優(yōu)秀的自制教具涌現(xiàn)出來，為小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新的活力和動力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬進(jìn)福，侯曙霞.農(nóng)村小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與對策[J].學(xué)周刊，2019（14）.

[2]王坤.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐探索[J].中國教師，2018（S2）.

[3]王繼兵.論如何提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課堂效率[J].小學(xué)科學(xué)（教師版），2012（12）.

注：本文系安徽省教育裝備課題“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)自制教具設(shè)計(jì)與創(chuàng)新研究”（課題立項(xiàng)號：ZB23107）的研究成果。