自制教具在小學(xué)科學(xué)課中的開發(fā)與探究

自制教具在小學(xué)科學(xué)課中的開發(fā)與探究2009-06-0319:10一、我們的思考

隨著新一輪課程改革的實(shí)施，全國各地的教育工作者都在如火如荼地加入到這一行列中。小學(xué)科學(xué)課程也以全新的面貌展現(xiàn)在科學(xué)教師的手中?？茖W(xué)教師急需與新課程相配套的教具，然而按照國家目錄配備的一些實(shí)驗(yàn)器材已不能適應(yīng)新課程改革的需要，因此自制教具在小學(xué)科學(xué)課中的開發(fā)與探究是一項(xiàng)非常迫切的任務(wù)。

課程改革的需要?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“科學(xué)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教師需帶領(lǐng)和指導(dǎo)學(xué)生做大量的觀察實(shí)驗(yàn)、動手操作等活動。為落實(shí)《標(biāo)準(zhǔn)》的要求，學(xué)校應(yīng)為教師自制教具和學(xué)具提供物力和財(cái)力保障，支持教師搞好教學(xué)工作。建議有條件的學(xué)校在原有自然實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上設(shè)置科學(xué)參考書籍、圖冊、圖片，各種常用工具和制作材料，學(xué)生搜集來的各種廢舊包裝容器，小生物角、沙盤模型及學(xué)生制作的各種標(biāo)本。此間科學(xué)教室既作為實(shí)驗(yàn)室，又作為學(xué)生'動手做'的活動場所，也是工具庫、材料庫及成果展覽室，是孩子們科學(xué)活動的天地?！币虼俗灾平叹叩拈_發(fā)與探究是對新課程教育理念的貫徹。同時(shí)，我了解到，教育部十分重視自制教具的開發(fā)。從一九八六年來，共舉辦了五次全國性的自制教具評選會，教育部還按科技成果頒發(fā)獲獎書，樹立典型指導(dǎo)全國的自制教具活動開展。

自制教具在教學(xué)中的作用。自制教具不但改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)儀器，開發(fā)新的教學(xué)儀器，提供新的創(chuàng)意，使教學(xué)儀器適應(yīng)新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，在教學(xué)過程中有著自身不可估量的作用。而且可以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，對倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、探索性、研究性學(xué)習(xí)的落實(shí)提供了一條切實(shí)可行的途徑。同時(shí)還為培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神，師生的動手能力，發(fā)揚(yáng)自力更生精神提供了一條有效途徑。是一種富有創(chuàng)造性的科技實(shí)踐活動。學(xué)校實(shí)際的需求。由于我校地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，學(xué)校教具嚴(yán)重不足，有些塑料教具已老化，不能適應(yīng)新課程改革的需要，因此教具的開發(fā)還可以彌補(bǔ)學(xué)校教具的不足，通過自制教具解決購置儀器經(jīng)費(fèi)的不足，實(shí)現(xiàn)低成本無成本做實(shí)驗(yàn)。作為學(xué)?？萍驾o導(dǎo)員的我，不僅關(guān)注目前國內(nèi)外有關(guān)教具開發(fā)的一些理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也在這幾年身體力行，同時(shí)我對小制作、小發(fā)明較感興趣并有一定的愛好，自制教具正好發(fā)揮了自身的優(yōu)勢。二、開發(fā)的策略

自制教具不但適合教師制作，還適用于學(xué)生自制學(xué)具，它是對常規(guī)儀器補(bǔ)充。我從四至六年級120名學(xué)生的問卷調(diào)查中知道95%的學(xué)生非常喜歡動手制作、3%的學(xué)生較喜歡，2%的學(xué)生不喜歡。以上數(shù)據(jù)表明大多數(shù)學(xué)生對此興趣很濃，那么該如何在小學(xué)科學(xué)課中開發(fā)與探究？（一）教學(xué)中的有心者

記得《教師博覽》雜志中講到“教師的智慧來自哪里？智慧來自敬業(yè)，如果把教育當(dāng)作一種維護(hù)生計(jì)的手段，養(yǎng)家糊口的一種職業(yè)，由此帶來的是情感上的冷漠和無奈，工作上的應(yīng)付和松懈，也就沒有什么激情，談不上什么創(chuàng)造?！蔽译m然不是智慧型的教師，但我是教學(xué)中的有心者，會在課堂中及時(shí)記錄孩子們在實(shí)驗(yàn)操作、探究活動過程中碰到的困難并進(jìn)行反復(fù)思考，也會在聽課時(shí)記錄上課教師在活動材料、教具、教學(xué)設(shè)計(jì)等方面安排的合理性。這些為我們制作和改進(jìn)教具積累了豐富的素材。

如前年在我們區(qū)鎮(zhèn)安小學(xué)舉辦的市科學(xué)課研討會上，我們聽了一堂科教版三上《各種各樣的液體》。上課教師把科教版《各種各樣的液體》和蘇教版《認(rèn)識液體》的內(nèi)容進(jìn)行了整合，為了探究蜂蜜、油、洗潔精、牛奶四種液體的流動性，他自制了用于傾倒四種液體的斜面，讓孩子們把四種液體沿著斜面倒下來，看誰先到達(dá)終點(diǎn)來比較液體的粘稠性。雖然這位教師極力引導(dǎo)學(xué)生在傾倒液體時(shí)要注意液體量的多少、時(shí)間等因素的控制，但由于四種液體不可能是同一個(gè)人同時(shí)沿著斜面倒下去，四人小組的合作又不十分理想，從而導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)效果不明顯。在以后的幾天里，我們思索著如何制作一個(gè)液體流動性比較演示器來克服以上的缺點(diǎn)。

學(xué)生為了制作學(xué)具也成了學(xué)習(xí)中的有心者。每次的外出活動，我們總是非常珍惜，收集罕見的植物葉子、捕捉一些動物（當(dāng)然我教育學(xué)生國家保護(hù)動物是不能亂捕的）做標(biāo)本等。一條長相怪異的小動物、不知名的植物，只要他們不了解的都會拿到我處。每當(dāng)我也不知道時(shí)，孩子們則和我一起到處查找資料或請教別人。孩子們“逼”著我做教學(xué)中的有心者，我也“逼”著他們做學(xué)習(xí)中的有心者。下圖是我們一起在海邊收集的海螺、珊瑚、貝殼、山上的竹鞭、巖石、煤等礦物和自制的蟾蜍浸制標(biāo)本等。

（二）制作中的探究者

有人說作文是改出來的，這句話用在制作自制教具中也恰當(dāng)不過了。制作教具的過程就是一次不斷探究、不斷改進(jìn)、不斷提高的過程。我們主要從以下兩條途徑進(jìn)行開發(fā)與探究。1、從自制教具特性進(jìn)行開發(fā)

（1）適用性特性。自制教具首先要適用，具有明確的教學(xué)目的，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)生年齡特征的身心發(fā)展規(guī)律，同時(shí)要從科學(xué)課程和教學(xué)需要的實(shí)際出發(fā)。如我們在教學(xué)《黃土高原》時(shí)，碰到了我們江南孩子少見的黃土及黃土高原的植被情況的難題。為了使孩子們對黃土的土質(zhì)及水土流失現(xiàn)象有個(gè)感性的認(rèn)識，一方面我們委托別人從外地帶來黃土，另一方面我們制作了水土流失模擬演示器。有了黃土，孩子們可以通過眼睛觀察、用手捏等方法來認(rèn)識黃土的土質(zhì)。有了水土流失模擬演示器，孩子們可以通過演示來比較三個(gè)不同自然環(huán)境（植被茂盛的草皮、沒有植被的黃土、光禿禿的山坡）的水土流失情況。通過教具的演示，孩子們驚喜發(fā)現(xiàn)草皮下的接水盤中的水最少，泥土幾乎沒有，黃土下的接水盤中的水最多并伴有大量的泥沙。水土流失模擬演示器把水和土的流失情況進(jìn)行量化，使江南孩子了解水土流失現(xiàn)象的嚴(yán)重性，從而懂得了植樹造林的意義。

（2）直觀性特性。使用教具輔助教學(xué)，其目的是直觀，便于學(xué)生觀察、理解和記憶，它給學(xué)生以感性的、形象而具體的知識，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，所以自制教具要遵循直觀性特性，，要簡單明了、便于操作。如拱橋斜拉索橋比較演示器就是非常直觀形象的自制教具，它看上去就是一座斜拉索橋，兩座橋墩是由廢舊的鋁合金制成，斜拉索由細(xì)繩做成，橋面兩側(cè)安裝著兩根拉鏈，當(dāng)需要拱橋時(shí)，只需在橋面兩側(cè)拉開拉鏈，放上鉤碼就能比較誰承受的力多。多么直觀、多么形象，操作也方便。

（3）探究性特性?？茖W(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。自制教具要充分考慮到是否適合學(xué)生的課內(nèi)外探究。如科學(xué)課三下《沉與浮》單元中的最后一個(gè)活動是制作我們的“潛艇”，當(dāng)孩子們在課內(nèi)制作完自己的潛艇后。課外，激情高昂的他們又探究著如何把潛艇改成其他的物體，如改為用滴管、彩色塑料紙等做成的芭蕾女，孩子們只要擠壓一下裝水的可樂瓶，芭蕾舞女就“跳著優(yōu)美的舞蹈”沉到水中。

（4）廉價(jià)性特性。自制教具的目的是為了提高教學(xué)質(zhì)量，使“教”與“學(xué)”雙邊活動能順利進(jìn)行，所以必須考慮經(jīng)濟(jì)性。這就要求我們平時(shí)要眼勤、手勤，時(shí)刻留意在生活和工作中身邊那些自制教具所需的廢舊材料，如冰淇淋盒子、可樂瓶、酸奶盒、果凍盒等及時(shí)收集整理。在制作教具時(shí)，可以不買的材料盡量不買，從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，盡可能少花錢、多辦事。這樣既能調(diào)動學(xué)生關(guān)注身邊廢舊物品的積極性，，培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗精神，又能變廢為寶，可謂一舉多得。如果凍盒做昆蟲盒、橡皮筋做樂器等。

（5）創(chuàng)造性特性。教具要不斷有新創(chuàng)意，可以說它是自制教具的靈魂。如《熱傳導(dǎo)》實(shí)驗(yàn)教具誕生就是孩子們上了《食物的營養(yǎng)》后的啟發(fā)：“豬油是脂肪，有點(diǎn)粘粘的，燒一燒會融化……”。課后，我們突發(fā)奇想，用豬油代替凡士林進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用火柴棒蘸少許常溫下已凍結(jié)的豬油，然后依次往鐵絲上粘。輕輕一點(diǎn)，果然粘在了上面，方法簡單、操作方便。用食用油代替凡士林，不僅解決了材料難以尋找的麻煩，而且效果相當(dāng)明顯，很有創(chuàng)意。2、從制作教具的常規(guī)方法上進(jìn)行探究

（1）不同材料的制作方法。不同的材料有不同的制作方法，使用的工具也不一樣，如玻璃教具、木質(zhì)教具、模型教具等。它們制作的方法不同、工具也不一樣，在制作時(shí)，既要讓孩子們學(xué)會使用不同的工具，又要讓他們學(xué)會用不同的方法制作不同材料的教具。

（2）修復(fù)法：指修復(fù)破損的儀器設(shè)備。學(xué)生在具備一定自制教具經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對學(xué)?，F(xiàn)有破損儀器設(shè)備進(jìn)行維修，也是學(xué)習(xí)制作教具的一種有效方法。如簡單機(jī)械實(shí)驗(yàn)盒中的塑料螺絲、塑料齒輪的裂縫可以通過502、AB等膠水進(jìn)行粘合。

（3）仿制法。指仿照現(xiàn)有的儀器設(shè)備制作，包括從形態(tài)和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行仿制。有的儀器結(jié)構(gòu)簡單，可以仿照制作，以彌補(bǔ)教學(xué)儀器之不足。如一些動物的骨骼標(biāo)本、浸制和剝制標(biāo)本等可以讓學(xué)生仿制。

（4）改進(jìn)法。指改進(jìn)現(xiàn)有不完美的儀器設(shè)備，包括從形態(tài)、結(jié)構(gòu)、工藝、功能等方面改進(jìn)。我們用找“功能缺陷”的方法，發(fā)現(xiàn)目前靜電實(shí)驗(yàn)使用的玻璃棒和橡膠棒功能單一、不方便做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過改進(jìn)后，在玻璃棒的一端安裝橡膠棒，使一根棒具有兩種實(shí)驗(yàn)功能，實(shí)驗(yàn)方便易行。又如針對鑷子不容易夾住砝碼的問題，我們對鑷子進(jìn)行改進(jìn)，把鑷子的前端留有凹槽，凹槽的大小剛好套住砝碼為準(zhǔn)。（三）課改中的應(yīng)用者

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的前言部分指出：在小學(xué)階段，兒童對周圍世界有著強(qiáng)烈的好奇心和探究欲望，他們樂于操作具體形象的物體，這一時(shí)期是培養(yǎng)科學(xué)興趣、體驗(yàn)科學(xué)過程、發(fā)展科學(xué)精神的重要時(shí)期。自制教具的制作就是為了解決教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，便于孩子們對科學(xué)知識更好的理解和應(yīng)用。如固體體脹演示器，在原有教材和科學(xué)教材中都用銅球套鐵環(huán)來比較銅球受熱后的體積膨脹，從而說明固體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，而現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的儀器配備只有兩套，這個(gè)實(shí)驗(yàn)只能變成演示。孩子們“熱熱鬧鬧”觀賞完實(shí)驗(yàn)后就塞給他們一個(gè)所謂的科學(xué)結(jié)論。為了使孩子們體驗(yàn)科學(xué)過程，我們自制了固體體脹演示器，改演示為分組實(shí)驗(yàn)，改銅球?yàn)殂~棒，銅棒的一端連著電線，只要把銅棒加熱，它就由于受熱膨脹而接觸到金屬，使小燈泡發(fā)光。當(dāng)小燈泡發(fā)亮的一瞬間，孩子們的興奮、喜悅之情不言而語，他們欣賞著自己的成功。期末科學(xué)考察題目中有一題是這樣的：你記憶最深的一節(jié)科學(xué)課，全班有三十四位孩子寫到了銅棒熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)。是??！孩子們抹不去的記憶是因?yàn)樗麄儜?yīng)用了自己動手制作出來教具所包含的科學(xué)道理。（四）實(shí)踐中的推廣者

每次我們的自制教具被制作出來后，都會得到我區(qū)教研員的指導(dǎo)，是她提供給我們交流的機(jī)會，并推廣到各個(gè)學(xué)校使用。經(jīng)過我區(qū)科學(xué)教師的使用，他們普遍認(rèn)為這些教具新穎、實(shí)用、獨(dú)創(chuàng)、科學(xué)性強(qiáng)，具有廣泛的推廣價(jià)值。今年三月份，我有幸參加浙江省第四屆自制教具展示會。當(dāng)我們制作的一件件教具被放在展會上時(shí)，我相信我們的教具已經(jīng)被推廣到全省乃至全國，我們真誠期盼全國廣大科學(xué)課的教師和教育工作積極參與到與新教材配套的自制教具的開發(fā)、研制中，以滿足課改教學(xué)需要。三、實(shí)施成果：

教學(xué)質(zhì)量得到提高下面是我校近三年來對五年級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作考查對比表；時(shí)間

等第優(yōu)良及不及200217‰45‰30‰8‰200322‰57‰18‰5‰200428‰61‰8‰3‰從表中可以看出，孩子們的動手能力大大提高。自制教具激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的興趣，提高了孩子們的參與熱情，激活了孩子們自主學(xué)習(xí)的積極性，化抽象、復(fù)雜的科學(xué)知識為形象、簡單、容易接受的內(nèi)容，利于孩子們的探究、利于孩子們對科學(xué)知識的掌握、理解和運(yùn)用。

師生能力獲得提升制作教具對教師而言是一次不斷發(fā)現(xiàn)、不斷探究、不斷提高的過程，同時(shí)提高了我的業(yè)務(wù)水平，為此于2004年被《少年創(chuàng)造與發(fā)明》雜志社評為優(yōu)秀輔導(dǎo)員。對學(xué)生而言培養(yǎng)了他們的動腦、動手的興趣，提高了加工技術(shù)、實(shí)驗(yàn)技能。為他們今后適應(yīng)新形勢下的初中乃至高中的科學(xué)教學(xué)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。近三年來，孩子們的十幾篇文章分別發(fā)表在《動手做》、《少年創(chuàng)造與發(fā)明》、《學(xué)習(xí)方法報(bào)》等雜志上。

自制教具榮獲佳績我們的自制教具活動是從2000年開始的，到目前為止，我校已擁有相當(dāng)數(shù)量的自制教具，并用于實(shí)際教學(xué)，彌補(bǔ)了教學(xué)儀器經(jīng)費(fèi)的不足，在小學(xué)科學(xué)中發(fā)揮了作用。如《水土流失模擬演示器》于2000年在全國第五屆自制教具中獲獎并由教育部頒發(fā)了獎狀，《拱橋斜拉索橋比較演示器》、《物（液）體流動性比較演示器》于2004年在浙江省第四屆自制教具中獲獎?！段铮ㄒ海w流動性比較演示器》的制作說明發(fā)表在教育部《教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)》雜志上，這些成就是來之不易的，是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的重視和學(xué)生努力的結(jié)果，我們要鞏固這些成績，更要推進(jìn)我校自制教活動的深入而努力，并使之更好地為小學(xué)科學(xué)服務(wù)。四、目前的困惑

我?！犊茖W(xué)》課程改革實(shí)驗(yàn)已經(jīng)起步，我們雖然在自制教具上作了些努力，也取得了點(diǎn)滴的成績，但是還有幾大困惑：自制教具經(jīng)費(fèi)緊張：目前自制教具這項(xiàng)課題在我校開展尚屬起步階段，涉及面少，涉及的師生也不多。更困難的