自制教具在小学科学实验教学中的运用

来源:用户上传      作者: 章伟勇

　　摘要　在小学科学课堂教学中，充分利用自制教具，变抽象为形象，变被动为主动，既能提高学生的学习科学的兴趣，发挥学生的主体意识，又能培养学生的创新能力，能起到立竿见影的效果。
　　关键词　小学科学　自制教具　实践应用　探索研究　有效整合
　　一、对小学科学自制教具的初步认识
　　科学教学中自制教具的设计和创作思路及在实验中的应用是我们小学科学教师较为关注的问题。教师在课堂教学中正确地进行自制教具的演示，有时可以直接影响一堂课教学的成功与否，甚至能改变学生对科学这门学科的认知和解读。
　　科学来自生活。小学科学中的很大部分内容是以日常生活为基础的。只要我们处处留心，善于观察，生活中有很多材料是可以被利用的。
　　二、自制教具在课堂教学前的初步设计和制作
　　2010年12月，在我市的课堂艺术节，本人执教了一堂学区级的小学科学教学展示课――《像火箭那样驱动小车》。课后现场领导及专家对本人的课堂教具准备和设计产生了浓厚兴趣并给予了好评。在此，利用这一堂课的教具在课堂综合应用的效果，做一些关于自制教具在小学科学实验中运用问题的探究。
　　此次实验的独创之处就是两条实长320cm的赛道，为实验课的开展提供了极大的方便和技术支持。下面先谈一下整个创作过程的来龙去脉。
　　1.透析科学课本中的设计缺陷，及时加以改进。仔细研究课本中所提供的插图：实验区域选定在室外空旷的水泥操场上，并在操场上先用粉笔标出刻度尺，再通过释放气球小车进行观察和比较。但这样的条件比较苛刻：①要求操场上风力较弱、风向稳定；②要求操场水泥地面适合小车前行；③课本当中是5个学生秩序井然地在进行实验，但实际人数大大超过图例所示。所以难以达到课本插图中的实验效果。于是设想将这个赛道整体“升华”，避免在小组竞赛时发生拥堵和实验效果不理想的窘境。为了尽可能将赛道对小车的摩擦力影响减小到最小，首先粗略设计了一款“U”型槽赛道。如下所示：
　　在反复实验和论证后得出，“U”型槽表面虽然阻力较小，但随着气球小车中的气球体积膨胀过大，赛道的两侧对小车还是会有影响的。另外赛道圆弧状的底部加大了小车直线前行的难度，所以这个方案先被否定了。
　　之后，联想到了现实中一些公路由于山体开挖过后形成的“倒梯形”断面，经过几十次的横断面对小车前行阻力的测试，取得了较好的实验效果，最终将赛道的横截面形状定了下来。如下所示：
　　确定赛道320cm长，其中的20cm为小车停车位置，300cm为小车和气球组合在一起时的极限距离。考虑到气球小车会摔出赛道(最大行程超过赛道终点)，于是在终点处加一个网兜，避免小车撞击地面而损坏。经过上百次的材料尝试，找到了与课堂实验操作相匹配的最大弹性形变的气球。所选气球的反冲力在推动小车前行路程中最大值小于两块赛道的长度极限。这样框定最大行程是否限制了学生进一步的探索欲望呢?综合起来考虑，还是对赛道进行一些必要的人为限制比较有利于大课堂的实验纪律和秩序。
　　2.关注实验中的细节处理，将现成教具和自创教具有机结合。限于设计和制作工艺中的诸多问题，最终还是没能很好解决3+1板模块的叠加合拢方式。在赛道的两侧边缘上用透明胶将卷尺紧贴压住，作为小车前行的刻度参照。反复调整连接处的课桌间距，将赛道调试成基本水平状态。
　　在上课之前基本介绍自己上课需要辅助的一些器材和自己对教室整体的课桌安放要求，以简图的形式告知。总体而言，这个简易教具的反冲力驱动实验基本成功，进一步增强了学生继续探究反冲力的兴趣，为下一步进行气球驱动小车的实验操作做了必要的铺垫。
　　三、科学实验教具在课堂教学中的有效利用
　　课堂教学中，本人依据实际开发出来的教具，在科学实验课堂教学的驾驭方面发挥了很大作用。学生一进实验教室门的那一刻就被面前的两块赛道板深深吸引，课堂氛围一下子转入到比较热烈的状态。整堂课的基本框架就是以这两个赛道作为展示舞台的基础上而展开的，让各个实验小组在开展每一步操作的时候，都能循序渐进地朝着赛道的终极目标推进。特别是学生依赛道的分段组合井然有序地进行气球小车的组装和性能展示，更加激起了学生内心对进一步改进小车、套管、气球、打气筒之间结合方式的思考。果然，有两组学生超过了赛道的最大行程，小车都冲出了赛道，充分体验到反冲力的巨大成就感。
　　受课堂教学时间的制约，这次赛道的利用只有一轮比赛，学生非常感兴趣的新式教具的潜能还可以进一步的挖掘。这对学生在科学启迪方面能起到非常好的指引作用，期待在以后的教学中能利用它将教学设计的重难点和高潮得以充分展示。

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