科学教学中学具的开发与创新

1、浅谈科学教学中学具的开发与创新关键词：科学学具开发 创新摘要：目前的小学科学教学中，许多教师面临学校教学资源相对不足、实验器材不断老化、实验设备与教材的配套性不尽合理等难题，在教学实践中感到十分棘手。教师自主开发和创新科学学具，同时积极引导学生小组合作制作学具，既经济，又适应，能有效地弥补教学资源的不足，并通过引导学生全程参予整个科学探究活动的过程，优化教学效果，全面培养学生的科学素养。新课程指出：“小学科学课程是一门具有活动性质的课程，能够最大限度地将科学探究活动过程呈现在课程内容中。”实验探究活动活动是学生学习科学的一种重要的方式和有效途径，教学中，有效地运用学具，可以化抽象为直观，化无形

2、为有形，化繁琐为简易，从而提高课堂的学习效果。目前，许多学校用于小学科学教学的学具资源并不完善，或数量不足，或直观性较差，或操作使用较繁琐，或实验的效果不佳。因此，科学教师对学具进行改进、开发与创新，十分必要。自主开发和创新科学学具，不但可以丰富教学资源，提高教学效率，还能促进“教学相长”，实现教师自身知识素养和专业技能的不断自新；引导学生小组合作制作学具，能更好地让他们参予科学探究的全部过程，并在该过程中获得快乐享受的情感体验，锻炼和发展科学综合能力。基于上述认识，本人在一线教学实践中，就学具的开发与创新，进行了一些初步探索：一、简化实验材料，追求生活化。科学课程要从学生的认知特点和生活经验

3、出发，让他们在熟悉的生活情景中感受科学的重要性，了解科学与日常生活的密切关系。教师在制作学具时，应该尽量从简，多使用生活中的日常用品。上世纪七十年代，著名物理教育学家朱元正教授就提倡“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，不仅可经济地弥补实验教学资源的不足，而且因材料易得、制作简便、生活味浓，更能激发学生动手探究的兴趣，效果更佳。如热胀冷缩的教学中，我们可以使用矿泉水瓶，注入半瓶热水，拧紧瓶盖，冷却后，瓶壁坍缩；再将瓶子放置于热水盆中，过一段时间，瓶身又恢复原状。又如，探究摩擦接触表面的粗糙程度与摩擦力大小的关系时，我引导学生观察并质疑；宾馆中使用的一次性拖鞋底为什么都是毛葺葺的布或纸做的呢？我用

4、光滑的塑料片制作了一个大小相同的鞋底，与宾馆所使用的鞋子作测量表面摩擦力的比较实验，学生们既明白了科学原理，也利用科学原理解释了生活中的实际问题。科学小制作中，利用生活中的小物品作为原材料不仅可以化难为易，还能尽显化废为宝之妙，学生更加兴趣盎然。例如小潜艇的制作。材料；废旧可乐瓶一个、橡皮管两根、橡皮泥一块。制作方法：在瓶盖上钻两个孔，插入橡皮管，用橡皮泥塞紧管与盖之间的缝隙；将一团橡皮泥置入瓶中增加瓶子的重量，塞紧瓶盖。演示；将模拟小潜艇放入装满水的水槽中，水经橡皮管注入艇中，艇慢慢下沉；利用一根橡皮管向艇中吹气，瓶中水在空气的压力下由另一根橡皮管排出，艇慢慢上浮。二、紧扣关键要素，力求精确

5、化。学具的制作中，应紧扣研究的关键要素，尽量排除那些可能干扰实验结果的因素，摈弃那些与研究问题无关的量，方能化简化繁，化难为易，达到最精确的实验效果。例如：湘教版五年极教材四季是怎样形成的一课中，要求学生开展模拟实验，观察地球公转过程中，太阳光在地球的直射位置的变化。教材中推荐家用手电简摸拟太阳，因手电简发出的光束呈放射状散射，再加上教室内有其他光源的干扰，观察效果不佳。考虑到该模拟实验中，研究的关键要素为太阳垂直照射地面的光线，其他的斜射光线可以忽略，我用学生常用来作游戏的激光手电筒代替家用手电筒，用KT板制作了地球公转轨道演示盘，对实验方案如下改进：实验器材：激光手电筒（光束大小可调）、光

6、源支架（可调光源高度并能令光源360°转向）、自制地球公转轨道演示盘、地球仪。实验步骤：1、 将光源支架置于地球公转轨道演示盘中心，水平安装激光手电筒；将地球仪置于公转轨道上，令地轴指向正北方。2、 打开激光电筒并将光线调至最小，调节高度，令激光束垂直照射在赤道上。3、 沿公转方向变换地球仪的位置，保持地轴指向正北不变；转动光源支架，使激光束落在地球仪上，记录光束点的位置。在小组进行的摸拟实验中，学生们能清晰地观察到：地球公转一周的过程中，由于地轴倾斜的方向固定不变，太阳光在地球上的直射位置发生了变化，范围在南北回归线之间，并先后两次扫过赤道。对于四季的成因，学生恍然大悟，内心充满着

7、探究成功的喜悦感和自豪感。利用该装置，将激光电筒的光束调到最大能照亮半个地球仪后，学生们还能通过同样的模拟实验，在地球公轨轨道演示盘上标出北半球的四季，并进一步探究极昼和极夜现象形成的原因。该学具的改进，既使探究效果最优化，又实现了教学效率最大化。三、营造光学背景，力求形象化光的直射现象、反射和折射现象的教学中，因要兼顾组织教学，很难在暗室中进行，学生观察不到光线的“身影”，这时需要营造光学背景，使光线亮出“原形”。“造雾法”和“添加剂法”十分有效，可以达到化无形为有形的效果。造雾法：点燃艾香条（灭蚊片有微毒，不推荐使用）置于小玻璃箱中，待艾香烟雾充盈后撒出，罩上薄玻璃盖片，令激光束斜射入箱中

8、，可清晰地看到光在同一介质中沿直线传播。事先在箱中注入半箱水，用造雾法，还可清晰地看到光的折射现象。事先在箱后壁上贴上一张量角刻度纸，箱底置一面长方形镜子，箱罩内侧上用吸盘装上一个小线锤（充当法线），造雾后，令激光束斜射向小线锤锤尖所指的位置，可直观地探究入射光线与反射光线之间的关系添加剂法：在玻璃缸中注入清水，滴入几滴墨水，添加适量牛奶，令激光束射向水中，可直观地看到光线。四、替换实换器材，效果最优化实验中，有时需要观察测量一些难以清楚感知的量，或是一些微弱的动态变化，教师应设法使这些变化量放大、增强或使变化效果最优化，使之能被学生更容易地感知。如水果电池的制作中，教材推荐的方案为：将铜、锌

9、金属片插入水果中分别作电源正、负电极，用导线将小电珠接入该电路中，观察小电珠是否发亮。因电量很小，小电珠往往不亮或亮光十分微弱。教学中，我利用学生的生日音乐贺卡替代小电珠，连接水果电池后，均能清晰地辨听出“祝你生日快乐”的旋律，以声代光，取得了很好的效果。五、创造认知冲突，新建知识构架认知冲突是指现象、事实与认知者根据原先所掌握的概念或原理所进行的解释相矛盾。认知冲突往往能引起认知者进行反思，激发新的探究欲望，进而形成新的知识构架。教学中，运用学具巧妙地制造认知冲突，可以取得良好的教学效果。在教授磁铁的奥秘时，我利用学具展示了一个“偶人跳舞”的小魔术。利用硬纸箱制作一个左、右、前、上四方不透光

10、的暗箱，持一块磁铁在暗箱内使箱面上静止的铁制小偶人跳圆舞曲。力是物体运动状态发生改变的原因，看似并没有受到外力的影响，小偶人为什么会从静止到运动呢？学生产生了认知冲突，纷纷想一探究竟。又如，在水的浮力教学后，几位学优生对水为什么能产生浮力产生了兴趣。我和他们一起制作学具展开了课外探究。实验器材：矿泉水瓶、小剪刀、乒乓球、水槽、水杯实验步骤：1、 剪去矿泉水瓶底部，将瓶盖钻一个小孔。2、 将矿泉水瓶倒过来，放入乒乓球，注入水，令水从小孔入流水槽，观察瓶内乒乓球的位置。3、 用手指将小孔堵住，观察乒乓球位置的变化。实验前，学生认为，物体只要放入水中，就会受到浮力的影响。而实验的现象是：水从小孔流出时，乒乓球下部的水没有对球产生压力，而上部的水对它产生的压力仍然存在，球浮不上来；堵住小孔，下部水流重新对它产生压力，球浮上来了。我再引导学生用小气球自制简易压力计，探究水的深度与压力大小的关系，弄明白了浮力是因物体在水中所受到的上下压力差所产生的。总之，教师利用生活中的日常用品对学具进行自主开发与创新，并引导学生广泛开展科技小制作活动，能更有效地激发学生的学习兴趣，创建以生活为起点进