浅谈小学科学教具的自制

摘要：小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程，科学探究是学生学习掌握基础科学知识和技能、培养科学兴趣和思维习惯、弘扬科学精神的主要途径；而科学实验是学生科学探究的主要方法，科学实验离不开实验器材，也就是科学教具，从现在的教材内容和教具配备标准来看，即使学校配齐配足实验器材，也只能完成实验教学的部分内容。要将科学探究落到实处，自制教具就成为一项非常迫切和重要的任务。本人在长期的科学教学过程中，坚持从科学教学的高效达成出发，吃透教材，发现问题，寻求解决方案；整体规划，方便实验观察；精挑元件，讲求配备合理；特制零件，突破制作难点；组装调试，改进教具不足；外观美化，展现功能特色，逐步自制出较为完美的科学教具。

关键词：小学科学；教具；自制

中图分类号：G623.6

文献标识码：A

文章编号：1006-3315（2015）09-057-001

小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程，科学探究是学生学习掌握基础科学知识和技能、培养科学兴趣和思维习惯、弘扬科学精神的主要途径；而科学实验是学生科学探究的主要方法，科学实验离不开实验器材，也就是科学教具，从现在的教材内容和教具配备标准来看，即使学校配齐配足实验器材，也只能完成实验教学的部分内容。要将科学探究落到实处，自制教具就成为一项非常迫切和重要的任务。本人在长期的科学教学过程中，自制过不少教具。下面，我以所制作的《水的三态演示仪》为例，浅述自制教具的心得，谨供借鉴。

一、发现问题，寻求解决方案

自制教具是实现科学课堂有效探究的必要补充，教者只有在教学实验中，吃透教材，熟悉实验器材，认识现有教具的不足，才能发现问题，并依据教材所要阐述的科学原理进行合理想象，才能在苦思冥想中寻求到一个自制教具的合理方案。如我在教学“水的三态”时发现，现有教具不能将水的三态同时呈现在学生面前，大大影响学生对水的三态的直观感受，为此，我提出这样一个问题：“能不能设计一种教具，将水的三态同时呈现在学生面前？”要制作这样的教具，最大的难点是“制冰”，有什么样的器材能够“快速制冰”，带着这样的问题，我思索许久，在一次观察了“车载小冰箱”后，这个问题才有了一个较为合理的解决方案，即利用小巧的车载冰箱中的半导体制冷机制固态的水——冰，利用电热丝加热得到气态的水——水蒸汽，将二者整合到一个箱体上，就可以实现“水的三态”同时呈现的效果了。

二、整体设计，方便实验观察

有了创作思路后，就必须对所要自制的教具进行整体设计，切不可冲动上马，草率了结。整体设计教具时要注意三方面的问题，1.结构简单，方便操作；2.效果明显，方便观察；3.安全可靠，美观耐用。在设计《水的三态演示仪》时，我曾为制冰机放仪器的左侧还是右侧纠结，后来结合老师的演示操作和学生的观察两方面考虑，最终将制冷机放置在（老师站位）的右侧，因为这样利于老师的实验操作，有效地避开“电烧水”部分可能给老师带来的烫伤。又因为这样的放置能够给学生一个“固——液——气”从左到右的观察顺序。

效果明显是自制教具必须注意的问题，《水的三态演示仪》是一个矛盾的结合体，该仪器一边加热一边制冷，如箱体结构设计不好，该仪器在演示实验时，必然会加热制冷相互抵消，大大影响实验效果，为此我设计了箱体内部加装隔板的结构，利用隔板阻止箱体内部的热交换，在外部，我将液态的水放置在中间，利用中间的水阻挡外部的热交换。

安全是自制教具的重中之重，我在设计该仪器时，对该仪器的箱体选用了防火阻燃材料，对仪器内部的强电、弱电线路进行了合理规划，确保仪器安全可靠。

三、精挑元件，讲求配备合理

在进行合理有效的整体设计之后，必须精挑细选，合理配备仪器的元器件，以保证仪器工作时效果明显、安全可靠。《水的三态演示仪》中弱电部分的元件配备见下表：

从上表中可以看出，该仪器的弱电部分元件，电压配备一致，电流供给宽余，确保仪器运行安全可靠。

该仪器的电加热部分配备的是一个220V 300W小电炉，该电炉可2分钟将20ml水烧开。该仪器中的制冷机可2分钟将1ml水制成冰，这样可保证学生能看到水的三态同时呈现。

四、特制零件，突破制作难点

自制教具中最难的部分就是关键零件的来源，这些零件是市场无法寻找到的，必须自行设计，自行制作。制作《水的三态演示仪》时制冰用的“小锅”无处可寻，为此，我用车床车制了一个可放2ml水的铝合金小锅。用导热胶将它牢牢地固定在制冷芯片上，很好地突破了“制冰”的难点，在后来的实验操作中，我又用牙签制作了一个取冰棒，这样能保证全班学生及时地看到“固态的水——冰”。

五、组装调试，改进教具不足

自制教具的组装调试是一个必要环节，在自制教具的预设功能下，教师要有的放矢地进行反复试验，收集和记录数据，或借用仪器检测，在应用中比对实验数据和实验要求的达成度，在展示和交流中征求学生的意见和看法。及时进行教具的调整与改进，直到达到设计要求为止。《水的三态演示仪》组装好后，我对它进行了反复试验，及时改进了加热部分烧糊箱体的不足，总结出“20-1-2”，即加热20ml水、制冷1ml水、用时2分钟的实验量化控制方法，较好地达成了设计预期目的。

六、外观美化，展现功能特色

教具改进完善后，要对它进行外观美化，还要对它的名称、功能按钮、安全警示进行标注，如果仪器箱体上有较大空位，最好将使用方法也显示出来。我结合水的特点，对《水的三态演示仪》进行了蓝色涂装，标注了名称和功能按钮等，并对它的使用方法作了简要的说明。至此，一个较为完美的自制教具创作完成。

总之，只要我们潜心研究教材，吃透教材，就一定能发现许多问题，就一定能闪现出好多自制教具的智慧火花，就一定能在不断自制、不断改进中创造出“结构简单，方便操作，方便观察，效果明显，安全可靠，美观耐用”的教具来！让我们一齐享受自制教具的快乐吧！