自制教具在小学科学教育教学改革中的作用

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小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程.亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学课的主要途径.科学探究需要足够的探究器材,也就是教具.而配备教具的研发滞后于教材内容的更新.因此,要把小学科学探究式学习落到实处,自制教具就成为一项非常迫切的任务.

小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程.在小学阶段,学生对周围世界有着强烈的好奇心和探究,乐于动手操作,是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期.

探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式.亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学课的主要途径.科学探究需要足够的探究器材,也就是教具.从现在的教材内容和教具配备标准来看,配备的教具无论是种类还是质量都还不能满足探究内容的需要,教具的研发和配备滞后于教材内容的更新和实验方法的变化.因此,要把小学科学探究式学习落到实处,自制教具就成为一项非常迫切的任务.做好这项工作,对优化教学过程、提高教学质量、培养学生的动手实践能力、创新精神和填补空白教具将起到不可替代的作用.

1自制教具在科学课教育中的作用

自制教具给学生提供了科学探究的必要条件.探究过程可培养学生注重事实,克服困难,善始善终,尊重他人意见,敢于提出不同意见,乐于合作与交流的科学态度.利用自制教具进行探究学习,能激发学生对科学学习的兴趣.在自制教具过程中培养了学生不畏艰难、坚韧不拔、持之以恒、勇于实践和大胆创新的优秀品质.

2自制教具有优化教学过程、提高教学质量的作用

小学科学课是以探究为核心的学科,要实现以探究为核心的学习方法和教学方式,必须有适合的且数量足够的教具.由于学校配备的仪器不足,加之有些仪器的实验效果不明显,要达到探究式学习的目标和方式,只有教师动手自制教具,才能真正把讲授式的教学方法转变成探究式的教学方式,使学生成为科学学习的主体,教师是科学学习活动的组织者和引领者.如在检测导体和绝缘体的实验中,教材中和配备教具都是采用一个简单电路来检测导体和绝缘体的,用这个装置能把内阻较大的导体检测成绝缘体,对于人体、大地、不纯净的水等导体就无法检测了,因而讲解人体、大地和不纯净的水是导体时,教师只能采用讲授式的教学方法,学生没有真正看到也没有亲身经历过这些物体的导电过程,因此,学生兴趣不浓、理解不深、记忆不牢.为了把人体、大地和不纯净的水的导电性能展现在学生面前,使学生经过探究实验能亲身经历这些物体是导体,笔者用音频振荡电路制作了一个导体、绝缘体检测仪,仪器通过声光显示物体的导电性能,检测导体时仪器有声光显示,导体的电阻越大仪器的声音越小,光也越暗,检测绝缘体时仪器无声光显示.教学时,笔者先让学生检测各种金属、橡胶、塑料、木头、铅笔芯等常见材料的导电性能,当学生明确什么是导体,什么是绝缘体之后,再让学生检测人体、大地和不纯净的水的导电性能.学生在轻松愉快的探究过程中掌握了知识,实验技能也得到了锻炼.

一件成功的自制教具的诞生,也是新的教学方法的诞生.教师研制教具的过程,就是研究改革教学方法的过程.教师利用自制教具教学,能发挥形象化教学的作用,容易突出教学重点,突破教学难点.学生能够集中注意力,认真观察,发现探究过程中事物发生变化的规律,有利于激发学生的学习兴趣.学生在亲身经历的过程中理解并掌握所学知识,对提高学生的记忆能力和理解事物的变化能力都有促进作用.学内容,因为所采用的教学方法不同,其教学效果就会不同,因为,听——会忘记,看——能记住,做——能理解.用自制教具进行教学,能够使学生由被动地听讲,改变为认真观察、主动实践的过程,获取并理解科学知识.教师照教材的内容只是把教学目标单一地定位于知识,用教具进行探究实验则是在更大程度上把学习知识和培养能力的进程统一起来,在进行科学探究实验教学同时,也在相当程度上提高了学生的科学素养,培育了正确的情感态度,清晰了科学的价值目标.因此,自制教具是优化教学过程、提高教学质量的重要手段之一.

3学生动手自制教具是培养实践能力的有效途径

自制教具在小学科学课中不仅仅是指教师自制教具,重要的是教师指导学生自制教具.学生自制教具不仅能在制作过程中巩固科学知识,还能使学生得到动手实践能力的锻炼.学生动手制作,开始会有一定的困难,只要教师认真准备与指导,学生的动手实践能力就能逐步提高.学生最初的制作,可能是发明的种子,发明家可能就在这种情况下诞生.

小学科学教材引进了法国“做中学”的教学思想.教材中有很多内容强调了“动手做”.小学科学苏教版教材要求学生动手制作的内容有35个.在五年级上册要求学生“动手做”的内容就有7个（“制作简易的太阳钟”“做小孔成像”“做潜望镜”“做万花筒”“做一个简单的红绿灯”“做一个磁铁玩具”和“做一个电磁铁”）.这些“动手做”的内容如果教师能够认真组织学生制作,通过他们的实践,学生的制作能力就会逐步提高,创新精神也会逐渐产生.学生动手制作,不必要求学生有创新才去制作,即使是仿制,对学生来说也是有益的实践过程.在制作过程中,学生会经历挫折与顺利、成功与失败的情感体验,这是学生感受科学、理解科学的过程.“动手做”是科学课的“灵魂”所在.

4自制教具有利于激发学生创新能力

创新是一种复杂的智能活动,在有创新气氛熏陶的环境中,人就能对创新产生好奇心,就有可能产生创新的和动机.“浓厚的兴趣能弥补智能的不足,持久的兴趣会导致发明创造”.要使学生有创新精神,教师必须积极鼓励创新,用创新成果来吸引、影响学生的兴趣,从而激发学生产生创新精神,逐步形成创新能力.

近几年,笔者研制了100多套件改进教具和空白教具,这些教具在市、省和全国优秀自制教具展评中获各种奖80多项.这些教具不仅给学生提供了探究的设施,还激发了他们的创新精神.如我们在探究风的形成时,为学生准备了装豆油用的大塑料瓶、蜡烛和小风轮.学生探究了风的形成后,制成了太阳能风的形成探究仪.学生把大饮料瓶的底部去掉,在饮料瓶内涂上墨汁,在瓶口处安装上小风轮,把这个装置放在阳光下,小风轮就能不停地转动.再如,我们在探究“形状与抗弯曲能力”这一单元的教学内容时,由于是新教材、新内容,按照教材中那样用书本作实验支架,这样操作,既不方便,可见度还很低.学生发现了这种实验方法的缺点后,便与教师一起研究制作.在教师的指导下,学生设计出了可调整支架距离的教具——“形状与抗弯曲能力”（这件教具在省和全国优秀自制教具展评中获奖）.学生的这些创新动机和创新能力,是在学生经常自制教具和学具的基础上,在教师经常自制教具并用这些教具教学的影响下逐步形成的.5自制教具能够填补空白教具,确保探究式教学全面顺利的开展

在科学课教学中,我们常常遇到有些实验本身非常重要,却缺少做这项实验内容的教具,一方面是学校没有配备这些教具,另一方面即使学校有心配备,却无法找到特别适合实验的现成教具.因此,要上好探究课只靠“配备”的仪器是远远不够的.为了实现探究式教学方式,培养学生的实践能力,只有用自制教具的方法来补充这些空白,确保探究式教学全面顺利的开展.学校的小学科学配备教具现在已达到省二级标准.用小学科学苏教版教材的探究内容与本校的配备教具相比较,本校应自制教具就有90多种.如果教师不研制这些教具,在教学这些内容时只能纸上谈兵,因此自制教具是填补空白教具、开发新教具的源泉.

如在探究七色光合成白光的实验中,一般用旋转七色光盘的方法来代替,而合成后的颜色不是偏黄就是偏紫.我们用彩色发光二极管,制成了“七色光”演示器,教具有7个光源,分别发出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色的单色光,将这7种颜色的单色光混合后变成白色光.用这件教具做实验,学生才真正看到了七色光合成白色光的实验.在探究“沉和浮”这一单元的教材时（教科版教材）,教材中有7个实验需要测出物体在沉或浮时排开的水量,但是无论是配备的教具还是自制的教具,都没有能准确测出物体排开水量的先例.对此,笔者设计了好几种制作方案,最后将容积20毫升的注射器用塑料管与塑料水槽的上部相连,自制了“沉浮实验盒”.实验时,让排开的水量流到注射器里,这样既看到了排开的水量又准确地测出了排开水量的多少,解决了探究过程中的难题.在基础教育课程改革的今天,教学方法在改革,教材内容在更新,教具也必须改进、更新.要研制新教具,只有教师在深入研究新教材、新知识的同时,才能不断探索研制出符合新知识的新教具,用新教具来完成新知识新内容的教学,从而达到教具与教材相匹配,教具与教法相吻合.

自制教具是教育性、科学性、实用性和创新性的综合体现.自制教具可以使学生得到探究能力、动手实践能力的锻炼,在探究过程中培养了学生注重事实,克服困难,善始善终,尊重他人意见,乐于合作交流的科学态度,也激发了学生创新精神和创新能力的形成.它可以丰富实验内容,拓展和改进实验方法,对教育改革、推进素质教育和创新人才的培养均有意义.

（作者单位：辽宁省盖州市徐屯学校）