科學(xué)教學(xué)中學(xué)具的開發(fā)與創(chuàng)新

1、淺談科學(xué)教學(xué)中學(xué)具的開發(fā)與創(chuàng)新關(guān)鍵詞：科學(xué)學(xué)具開發(fā) 創(chuàng)新摘要：目前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，許多教師面臨學(xué)校教學(xué)資源相對不足、實驗器材不斷老化、實驗設(shè)備與教材的配套性不盡合理等難題，在教學(xué)實踐中感到十分棘手。教師自主開發(fā)和創(chuàng)新科學(xué)學(xué)具，同時積極引導(dǎo)學(xué)生小組合作制作學(xué)具，既經(jīng)濟，又適應(yīng)，能有效地彌補教學(xué)資源的不足，并通過引導(dǎo)學(xué)生全程參予整個科學(xué)探究活動的過程，優(yōu)化教學(xué)效果，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。新課程指出：“小學(xué)科學(xué)課程是一門具有活動性質(zhì)的課程，能夠最大限度地將科學(xué)探究活動過程呈現(xiàn)在課程內(nèi)容中?！睂嶒炋骄炕顒踊顒邮菍W(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的一種重要的方式和有效途徑，教學(xué)中，有效地運用學(xué)具，可以化抽象為直觀，化無形

2、為有形，化繁瑣為簡易，從而提高課堂的學(xué)習(xí)效果。目前，許多學(xué)校用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)的學(xué)具資源并不完善，或數(shù)量不足，或直觀性較差，或操作使用較繁瑣，或?qū)嶒灥男Ч患?。因此，科學(xué)教師對學(xué)具進行改進、開發(fā)與創(chuàng)新，十分必要。自主開發(fā)和創(chuàng)新科學(xué)學(xué)具，不但可以豐富教學(xué)資源，提高教學(xué)效率，還能促進“教學(xué)相長”，實現(xiàn)教師自身知識素養(yǎng)和專業(yè)技能的不斷自新；引導(dǎo)學(xué)生小組合作制作學(xué)具，能更好地讓他們參予科學(xué)探究的全部過程，并在該過程中獲得快樂享受的情感體驗，鍛煉和發(fā)展科學(xué)綜合能力。基于上述認(rèn)識，本人在一線教學(xué)實踐中，就學(xué)具的開發(fā)與創(chuàng)新，進行了一些初步探索：一、簡化實驗材料，追求生活化?？茖W(xué)課程要從學(xué)生的認(rèn)知特點和生活經(jīng)驗

3、出發(fā)，讓他們在熟悉的生活情景中感受科學(xué)的重要性，了解科學(xué)與日常生活的密切關(guān)系。教師在制作學(xué)具時，應(yīng)該盡量從簡，多使用生活中的日常用品。上世紀(jì)七十年代，著名物理教育學(xué)家朱元正教授就提倡“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”，不僅可經(jīng)濟地彌補實驗教學(xué)資源的不足，而且因材料易得、制作簡便、生活味濃，更能激發(fā)學(xué)生動手探究的興趣，效果更佳。如熱脹冷縮的教學(xué)中，我們可以使用礦泉水瓶，注入半瓶熱水，擰緊瓶蓋，冷卻后，瓶壁坍縮；再將瓶子放置于熱水盆中，過一段時間，瓶身又恢復(fù)原狀。又如，探究摩擦接觸表面的粗糙程度與摩擦力大小的關(guān)系時，我引導(dǎo)學(xué)生觀察并質(zhì)疑；賓館中使用的一次性拖鞋底為什么都是毛葺葺的布或紙做的呢？我用

4、光滑的塑料片制作了一個大小相同的鞋底，與賓館所使用的鞋子作測量表面摩擦力的比較實驗，學(xué)生們既明白了科學(xué)原理，也利用科學(xué)原理解釋了生活中的實際問題。科學(xué)小制作中，利用生活中的小物品作為原材料不僅可以化難為易，還能盡顯化廢為寶之妙，學(xué)生更加興趣盎然。例如小潛艇的制作。材料；廢舊可樂瓶一個、橡皮管兩根、橡皮泥一塊。制作方法：在瓶蓋上鉆兩個孔，插入橡皮管，用橡皮泥塞緊管與蓋之間的縫隙；將一團橡皮泥置入瓶中增加瓶子的重量，塞緊瓶蓋。演示；將模擬小潛艇放入裝滿水的水槽中，水經(jīng)橡皮管注入艇中，艇慢慢下沉；利用一根橡皮管向艇中吹氣，瓶中水在空氣的壓力下由另一根橡皮管排出，艇慢慢上浮。二、緊扣關(guān)鍵要素，力求精確

5、化。學(xué)具的制作中，應(yīng)緊扣研究的關(guān)鍵要素，盡量排除那些可能干擾實驗結(jié)果的因素，擯棄那些與研究問題無關(guān)的量，方能化簡化繁，化難為易，達到最精確的實驗效果。例如：湘教版五年極教材四季是怎樣形成的一課中，要求學(xué)生開展模擬實驗，觀察地球公轉(zhuǎn)過程中，太陽光在地球的直射位置的變化。教材中推薦家用手電簡摸擬太陽，因手電簡發(fā)出的光束呈放射狀散射，再加上教室內(nèi)有其他光源的干擾，觀察效果不佳?？紤]到該模擬實驗中，研究的關(guān)鍵要素為太陽垂直照射地面的光線，其他的斜射光線可以忽略，我用學(xué)生常用來作游戲的激光手電筒代替家用手電筒，用KT板制作了地球公轉(zhuǎn)軌道演示盤，對實驗方案如下改進：實驗器材：激光手電筒（光束大小可調(diào)）、光

6、源支架（可調(diào)光源高度并能令光源360°轉(zhuǎn)向）、自制地球公轉(zhuǎn)軌道演示盤、地球儀。實驗步驟：1、 將光源支架置于地球公轉(zhuǎn)軌道演示盤中心，水平安裝激光手電筒；將地球儀置于公轉(zhuǎn)軌道上，令地軸指向正北方。2、 打開激光電筒并將光線調(diào)至最小，調(diào)節(jié)高度，令激光束垂直照射在赤道上。3、 沿公轉(zhuǎn)方向變換地球儀的位置，保持地軸指向正北不變；轉(zhuǎn)動光源支架，使激光束落在地球儀上，記錄光束點的位置。在小組進行的摸擬實驗中，學(xué)生們能清晰地觀察到：地球公轉(zhuǎn)一周的過程中，由于地軸傾斜的方向固定不變，太陽光在地球上的直射位置發(fā)生了變化，范圍在南北回歸線之間，并先后兩次掃過赤道。對于四季的成因，學(xué)生恍然大悟，內(nèi)心充滿著

7、探究成功的喜悅感和自豪感。利用該裝置，將激光電筒的光束調(diào)到最大能照亮半個地球儀后，學(xué)生們還能通過同樣的模擬實驗，在地球公軌軌道演示盤上標(biāo)出北半球的四季，并進一步探究極晝和極夜現(xiàn)象形成的原因。該學(xué)具的改進，既使探究效果最優(yōu)化，又實現(xiàn)了教學(xué)效率最大化。三、營造光學(xué)背景，力求形象化光的直射現(xiàn)象、反射和折射現(xiàn)象的教學(xué)中，因要兼顧組織教學(xué)，很難在暗室中進行，學(xué)生觀察不到光線的“身影”，這時需要營造光學(xué)背景，使光線亮出“原形”?！霸祆F法”和“添加劑法”十分有效，可以達到化無形為有形的效果。造霧法：點燃艾香條（滅蚊片有微毒，不推薦使用）置于小玻璃箱中，待艾香煙霧充盈后撒出，罩上薄玻璃蓋片，令激光束斜射入箱中

8、，可清晰地看到光在同一介質(zhì)中沿直線傳播。事先在箱中注入半箱水，用造霧法，還可清晰地看到光的折射現(xiàn)象。事先在箱后壁上貼上一張量角刻度紙，箱底置一面長方形鏡子，箱罩內(nèi)側(cè)上用吸盤裝上一個小線錘（充當(dāng)法線），造霧后，令激光束斜射向小線錘錘尖所指的位置，可直觀地探究入射光線與反射光線之間的關(guān)系添加劑法：在玻璃缸中注入清水，滴入幾滴墨水，添加適量牛奶，令激光束射向水中，可直觀地看到光線。四、替換實換器材，效果最優(yōu)化實驗中，有時需要觀察測量一些難以清楚感知的量，或是一些微弱的動態(tài)變化，教師應(yīng)設(shè)法使這些變化量放大、增強或使變化效果最優(yōu)化，使之能被學(xué)生更容易地感知。如水果電池的制作中，教材推薦的方案為：將銅、鋅

9、金屬片插入水果中分別作電源正、負電極，用導(dǎo)線將小電珠接入該電路中，觀察小電珠是否發(fā)亮。因電量很小，小電珠往往不亮或亮光十分微弱。教學(xué)中，我利用學(xué)生的生日音樂賀卡替代小電珠，連接水果電池后，均能清晰地辨聽出“祝你生日快樂”的旋律，以聲代光，取得了很好的效果。五、創(chuàng)造認(rèn)知沖突，新建知識構(gòu)架認(rèn)知沖突是指現(xiàn)象、事實與認(rèn)知者根據(jù)原先所掌握的概念或原理所進行的解釋相矛盾。認(rèn)知沖突往往能引起認(rèn)知者進行反思，激發(fā)新的探究欲望，進而形成新的知識構(gòu)架。教學(xué)中，運用學(xué)具巧妙地制造認(rèn)知沖突，可以取得良好的教學(xué)效果。在教授磁鐵的奧秘時，我利用學(xué)具展示了一個“偶人跳舞”的小魔術(shù)。利用硬紙箱制作一個左、右、前、上四方不透光

10、的暗箱，持一塊磁鐵在暗箱內(nèi)使箱面上靜止的鐵制小偶人跳圓舞曲。力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因，看似并沒有受到外力的影響，小偶人為什么會從靜止到運動呢？學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，紛紛想一探究竟。又如，在水的浮力教學(xué)后，幾位學(xué)優(yōu)生對水為什么能產(chǎn)生浮力產(chǎn)生了興趣。我和他們一起制作學(xué)具展開了課外探究。實驗器材：礦泉水瓶、小剪刀、乒乓球、水槽、水杯實驗步驟：1、 剪去礦泉水瓶底部，將瓶蓋鉆一個小孔。2、 將礦泉水瓶倒過來，放入乒乓球，注入水，令水從小孔入流水槽，觀察瓶內(nèi)乒乓球的位置。3、 用手指將小孔堵住，觀察乒乓球位置的變化。實驗前，學(xué)生認(rèn)為，物體只要放入水中，就會受到浮力的影響。而實驗的現(xiàn)象是：水從小孔流出時，乒乓球下部的水沒有對球產(chǎn)生壓力，而上部的水對它產(chǎn)生的壓力仍然存在，球浮不上來；堵住小孔，下部水流重新對它產(chǎn)生壓力，球浮上來了。我再引導(dǎo)學(xué)生用小氣球自制簡易壓力計，探究水的深度與壓力大小的關(guān)系，弄明白了浮力是因物體在水中所受到的上下壓力差所產(chǎn)生的?？傊處熇蒙钪械娜粘Ｓ闷穼W(xué)具進行自主開發(fā)與創(chuàng)新，并引導(dǎo)學(xué)生廣泛開展科技小制作活動，能更有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)建以生活為起點進