談科學(xué)教學(xué)中自制學(xué)具的使用策略

潘德順

[摘 要]自制教學(xué)用具在科學(xué)教學(xué)中的重要作用愈加明顯，教師與學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)使用科學(xué)學(xué)具，還要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)制作及修正簡(jiǎn)易的科學(xué)學(xué)具。設(shè)計(jì)與修正科學(xué)學(xué)具能有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、突破教學(xué)難點(diǎn)、縮短實(shí)驗(yàn)過程、挖掘創(chuàng)新潛能、提高安全效能、彌補(bǔ)儀器空白，從而提高師生科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)課的教學(xué)效率自然也會(huì)大幅度提高。因此，對(duì)于教學(xué)中自制學(xué)具的使用策略的研究就顯得尤為重要。

[關(guān)鍵詞]科學(xué) 教學(xué) 自制 修正 學(xué)具 策略

[中圖分類號(hào)] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-9068（2016）33-076

自制學(xué)具是由師生共同參與完成的，利用搜集到的材料采取簡(jiǎn)單易行的方法，自己動(dòng)手研制的學(xué)具、標(biāo)本、模型等。在科學(xué)教學(xué)中，教學(xué)儀器的不足成為制約科學(xué)課堂教學(xué)效率的主要原因。因此，自制科學(xué)學(xué)具顯得迫切而重要，它既能補(bǔ)充學(xué)?？茖W(xué)學(xué)具不足、改進(jìn)傳統(tǒng)儀器缺陷，還能培養(yǎng)師生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高師生的科學(xué)素養(yǎng)。簡(jiǎn)易科學(xué)學(xué)具的制作省錢、省事、省時(shí)，有些看起來十分簡(jiǎn)單的科學(xué)學(xué)具，對(duì)于生產(chǎn)廠家來說不值得批量生產(chǎn)，但是教學(xué)上又特別急需，實(shí)踐表明有了學(xué)具的參與，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣將有所提高。因此，教師與學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)使用科學(xué)學(xué)具，還要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)制作及修正簡(jiǎn)易的科學(xué)學(xué)具。

一、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師。在科學(xué)教學(xué)中，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣應(yīng)是每一位科學(xué)教師思考的問題。學(xué)生的注意力會(huì)直接影響到課堂教學(xué)的質(zhì)量，學(xué)生的注意力也是課堂教學(xué)效率的重要保證。但由于學(xué)生年齡小、自控力薄弱、接受能力不強(qiáng)等多方面的原因，在學(xué)習(xí)過程中容易受到多種因素的干擾而分散注意力。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法有多種，而借助學(xué)具的使用激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣則是一種出奇制勝的法寶，因?yàn)樗苎杆傥龑W(xué)生的注意力，能較快的集中學(xué)生的學(xué)習(xí)精力。

托爾斯泰曾指出：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！苯柚鷮W(xué)具，可以引起學(xué)生長(zhǎng)久持續(xù)的注意力。學(xué)生感興趣，注意力自然集中，求知欲與主動(dòng)探索的欲望強(qiáng)，學(xué)習(xí)效率自然就高。在平常的科學(xué)教學(xué)中，我就經(jīng)常用到這一招。如我在教學(xué)《磁鐵的磁性》一課時(shí)，利用“磁鐵的磁性”這一原理自制了魚鉤釣魚的學(xué)具，一條條“小魚”被我輕松地釣起，學(xué)生感到十分驚奇，一個(gè)個(gè)瞪大了眼睛，想解開其中的秘密，好奇心和求知欲一下子就被調(diào)動(dòng)起來。我便借機(jī)提問：“釣魚鉤為什么能輕松地釣起一條條小魚來，你能解開其中的秘密嗎？”學(xué)生一個(gè)個(gè)都開動(dòng)腦筋、奮力思考、爭(zhēng)先恐后的舉手發(fā)言，課堂氣氛變得十分活躍。在本節(jié)課中，我們可以清楚地看見，學(xué)具的巧妙使用很好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)效果自然會(huì)有所提高，學(xué)生輕松學(xué)到知識(shí)，教師上課也不費(fèi)勁，學(xué)具引起了學(xué)生的注意力，省去了教師千篇一律的提醒與強(qiáng)調(diào)。

二、突破教學(xué)難點(diǎn)

在教學(xué)過程中，教師準(zhǔn)確合理地處理教材是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素。教學(xué)難點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的一大障礙，突出教材重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)是科學(xué)教學(xué)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何才能做到這一點(diǎn)呢？在這樣的情況下，我建議教師可以借助學(xué)具的巧妙使用，輕而易舉的達(dá)到教學(xué)目的。如讓學(xué)生通過使用學(xué)具，將自己真正融于重點(diǎn)知識(shí)的探究過程中，真正動(dòng)腦思考，并進(jìn)行整理、歸納、分析，動(dòng)手操作體驗(yàn)，將其轉(zhuǎn)化為更容易理解、更加直觀的知識(shí)。

如在教學(xué)教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《空氣占據(jù)空間嗎》一課時(shí)，我制作了一個(gè)操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性很強(qiáng)的教具，即在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置上加了一個(gè)導(dǎo)管，插入燒杯的水中，當(dāng)向漏斗注水時(shí)，水不入瓶。當(dāng)打開插入燒杯中的導(dǎo)管開關(guān)時(shí)，學(xué)生看到水進(jìn)入瓶中，空氣跑出。看不見的空氣，看得見了，說不清的道理看明白了，必然會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。這樣，在自制教具的幫助下，學(xué)生學(xué)到了知識(shí)，加深了對(duì)空氣特點(diǎn)的理解，科學(xué)思維能力和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ驳玫搅颂岣?，突破了教學(xué)難點(diǎn)，提高了教學(xué)效率。

三、縮短實(shí)驗(yàn)過程

傳統(tǒng)學(xué)具一般沿用多年，平常教學(xué)中對(duì)傳統(tǒng)學(xué)具進(jìn)行改造后，縮短了實(shí)驗(yàn)過程，從而使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并自己得出結(jié)論，提高了課堂教學(xué)效率。如在學(xué)習(xí)教科版五年級(jí)下冊(cè)《熱》這一單元的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生明確了液體、氣體的熱脹冷縮變化過程比較明顯，而固體的變化相對(duì)沒有那么明顯，需要較長(zhǎng)的時(shí)間。此時(shí)，采用傳統(tǒng)學(xué)具即“通過銅環(huán)的銅球”實(shí)驗(yàn)：用酒精燈加熱銅球，加熱后銅球不能通過銅環(huán)了，從而證明了金屬熱脹的性質(zhì)；再將銅球放入冷水中冷卻，銅球冷卻后，又能通過銅環(huán)了，從而證明金屬冷縮的性質(zhì)。在這一實(shí)驗(yàn)中，用時(shí)較長(zhǎng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程至少需要4分鐘才能看到結(jié)果，而如果用酒精加熱金屬棒需要的時(shí)間更長(zhǎng)。為此，我制作了帶指針的金屬線熱脹演示器，一次實(shí)驗(yàn)只需幾秒鐘，一分鐘之內(nèi)就可以重復(fù)多次，而且實(shí)驗(yàn)的效果非常明顯，這就大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了課堂教學(xué)效率。

四、挖掘創(chuàng)新潛能

創(chuàng)新是人類社會(huì)進(jìn)步的永恒主題，也是素質(zhì)教育面臨的重要任務(wù)。因此，教師在自制或指導(dǎo)學(xué)生自制學(xué)具時(shí)不僅要考慮學(xué)具功能的橫向性，幫助學(xué)生掌握知識(shí)的概念，突破教學(xué)難點(diǎn)，還要考慮學(xué)具功能的縱向性，預(yù)留隱蔽的功能待學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用，挖掘他們的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

“摩擦力實(shí)驗(yàn)套件”就為學(xué)生預(yù)留了一項(xiàng)隱蔽的功能，在特定的木塊（重量重的木塊）上設(shè)計(jì)有可安裝輪子的小孔，輪子和車軸并沒有直接發(fā)給學(xué)生而是由教師暫時(shí)保管，當(dāng)學(xué)生通過使用本學(xué)具掌握了摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的知識(shí)后，教師可為學(xué)生安排一場(chǎng)彈射木塊的比賽。在比賽前，教師為每個(gè)小組提供一輕一重的兩根木塊，要求學(xué)生必須在桌面上用彈射器彈射木塊，比誰(shuí)的木塊跑得更遠(yuǎn)，為了能抵達(dá)終點(diǎn)線，各小組可以想盡各種辦法，改裝木塊使它跑得最遠(yuǎn)。如學(xué)生另需其他零件教師應(yīng)盡量滿足，以此培養(yǎng)學(xué)生能運(yùn)用已掌握的知識(shí)去解決問題的能力，想辦法盡可能去減小木塊與桌面產(chǎn)生的摩擦力。在實(shí)際比賽中，有的學(xué)生想辦法使木塊表面變光滑，有的選擇較輕的木塊，有的想出了要給木塊加裝輪子。通過不斷地試驗(yàn)、分析、總結(jié)與改進(jìn)，使木快與桌面產(chǎn)生的摩擦力盡可能小，最終每個(gè)小組都不約而同地給木塊加裝了輪子，知道給木塊加裝輪子是運(yùn)用了滾動(dòng)摩擦力，也知道在一般情況下，滾動(dòng)摩擦力要比滑動(dòng)摩擦力小得多，所以木塊跑得最遠(yuǎn)，各小組都取得了不俗的成績(jī)，學(xué)生在活動(dòng)中體驗(yàn)了成功的快樂，在游戲中學(xué)習(xí)知識(shí)，對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)更有興趣。

學(xué)生在整個(gè)活動(dòng)過程中目標(biāo)明確、群策群力、團(tuán)結(jié)協(xié)作，積極發(fā)揮集體的智慧，始終圍繞著同一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行思維活動(dòng)和動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)，是真正學(xué)習(xí)的主人，學(xué)生的創(chuàng)新思維也能得到較好地培養(yǎng)。

五、提高安全效能

愛因斯坦說過：發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。自制學(xué)具的研發(fā)源于課堂而高于課堂，鎖定探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)困惑進(jìn)行有針對(duì)性的思考是成就自制學(xué)具的有效前提。如何挖掘自制學(xué)具的問題生成，自然成為自制學(xué)具的重中之重！

細(xì)節(jié)決定成敗。針對(duì)傳統(tǒng)學(xué)具在教學(xué)中出現(xiàn)的細(xì)節(jié)性缺陷，對(duì)此加以改進(jìn)，自會(huì)有事半功倍的實(shí)驗(yàn)效果。如對(duì)“白糖加熱實(shí)驗(yàn)”我們進(jìn)行了學(xué)具的進(jìn)一步改進(jìn)，白糖加熱實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生戴安全手套，手持金屬湯匙，用蠟燭給白糖加熱。但在教學(xué)中容易發(fā)生意外，如有些女生膽小，加熱過程中害怕不敢一直用手拿著，有的液態(tài)糖會(huì)隨著溫度的升高融化后濺到學(xué)生手臂上，會(huì)存在安全隱患。有沒有一種更安全、方便的加熱裝置？針對(duì)這些問題，我和學(xué)生一同探討出多種方案，最終選擇出最佳方案：制作固定金屬湯匙的支架（如下圖）。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)，用鉛絲就很容易解決這一問題，依托三腳架邊緣為基礎(chǔ)，利用鉛絲彎折成半圓形，剛好放到三腳架上，安全性明顯得到提高，解決了以前實(shí)驗(yàn)中存在的諸多安全問題。

六、彌補(bǔ)儀器空白

在實(shí)際教學(xué)過程中，有的學(xué)習(xí)內(nèi)容因?yàn)闆]有實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生很難理解。教師越講越復(fù)雜，學(xué)生越聽越糊涂。如果能夠借助實(shí)驗(yàn)材料對(duì)難以理解的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行輔助教學(xué)，則可使抽象的教學(xué)內(nèi)容直觀化、具體化，從而化難為易、化繁為簡(jiǎn)，教學(xué)難點(diǎn)自然不攻自破。

如在教學(xué)《聲音的傳播》這一課時(shí)，讓學(xué)生明白“聲音在真空中不能傳播”，僅是靠教師的講解而不做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就很難理解。要做實(shí)驗(yàn)，又沒有相應(yīng)的儀器。為此，我們可以制作一個(gè)有抽氣孔的“真空罩”：用一個(gè)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，用大號(hào)注射器作為抽氣泵，用廢舊輸液器作為連接管和關(guān)閉閥門裝置，便可制作成功。此種自制學(xué)具可作多種用途。如用來證明“聲音在真空中不能傳播”。將一個(gè)發(fā)聲音樂盒放入罩中加蓋能聽到聲音，在抽氣的過程中聲音逐漸變小，直到聽不見，說明杯中已經(jīng)變成真空的環(huán)境，聲音傳不出來了，由此證明聲音在真空中不能傳播。再如驗(yàn)證“動(dòng)物生存需要空氣”這一實(shí)驗(yàn)，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(dòng)物生存需要空氣。

總之，科學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教具的自制天地廣闊，它與學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活密切相關(guān)，通過師生共同動(dòng)手制作教具，既鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的優(yōu)秀品質(zhì)，還可開闊學(xué)生眼界、活躍學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，對(duì)推進(jìn)課改的深入開展有積極的推動(dòng)作用，自制學(xué)具既彌補(bǔ)了傳統(tǒng)學(xué)具的不足，改進(jìn)了教與學(xué)的方式，使學(xué)生學(xué)得快樂，科學(xué)課的教學(xué)效率自然會(huì)有大幅度的提高。

（責(zé)編 韋 迪）