创新自制教具

创新自制教具
作者：王敬华
来源：《小学科学》2024年第07期
〔摘要〕我们以冀人版新教材为研究对象，总结在实验教学中遇到的问题，对问题实验进行自制教具的设计与创新研究，总结了一些自制教具的开发策略。

〔关键词〕小学科学；自制教具；创新
〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 07 052-054
新课标指出，探究和实践是科学学习的主要方式，要加强对探究和实践活动的探究与指导，设计和实施能够促进学生深度学习的思维型研究和实践活动。

小学科学进行探究式教学需要有充足的实验材料和教具，才能够保障科学探究活动的有效开展。

但是，由于教材的不断更新迭代，许多实验教具存在欠缺或与教材不适应的问题，因此，进行自制教具的研究就成为一项很有必要的活动。

通过自制教具能够克服实验教具不足或与教材不适应的问题，为进行科学探究创造了必需的硬件条件，可以有效培养学生的科学精神。

自制教具的使用对培养学生的动手操作能力有着重要作用，也是优化科学教学过程、提高小学科学教学效果的重要途径。

本校科学教师利用现有实验用具进行冀人版新教材的实验教学时，均遇到一些问题。

因此，我们对12本冀人版新教材中的实验进行分析，总结出比较突出的问题有这样三大类：1.材料不易得，有些实验教具仪器室中没有配备或者配备数量较少，不足以进行分组实验；2.实验现象不够明显或者不够严谨，导致在实际教学中学生获得实验结论有一定困难或疑惑；3.实验操作难度大，有些实验模型在学生进行操作时，容易操作失误或者发生危险。

依托教材，自制教具在何处进行创新？我们可以在课本空白处（课本上只有简单的一段文字描述或者一张图片）进行创新；在实验现象不明显处进行创新；在对学生来说操作难度大处进行创新；在材料不易得的地方进行创新。

一、在课本空白处进行创新
在小学科学教材中，部分科学探究活动只有一张简易的图片或者是一段简短的文字介绍，需要教师根据教学内容提示自制教具进行演示教学。

比如：《卵生与胎生》一课中，让学生自制孵化箱，尝试孵化小鸡，只有简单的示意图（图1），要求学生在家中自制孵化箱，很少有学生进行此项活动，家中具备孵化条件的学生就更少了，所以就只能是老师讲、学生记。

而我们由老师带领学生查阅资料，利用泡沫箱、加热垫、水袋、温控器等材料制作简易的水床孵化箱，并体验孵化的过程，使学生对孵化条件有了更详细和深入的了解（图2）。

否则，教师的课程教学仅仅借助语言描述，教学效果肯定会大打折扣。

通过自制教具的制作与使用，对教材内容进行优化，使科学课堂教学更加生动。

二、在实验现象不明显处进行创新
课本中有些实验的设计相对传统，未能与时俱进，还有一些相对简易的教具，导致实验效果不明显。

比如：《光的传播》与《光的反射》两课中，课本中采用手电筒照过纸板缝隙的方法来获取光束，光束在我们正常光照的室内环境下十分不明显（图3），我们用激光光源来代替手电筒，能够在白纸上看到清晰的光束，从而清楚观察到光的传播途径（图4），让学生获得光的传播与反射路径的直观印象。

还有的实验实际操作起来并没有出现课本描述的效果。

比如，《热在水中的传递》一课中有一个小实验要验证“热水轻、冷水重”，课本中将热水与冷水放入塑料小盒中，放入温水中，希望看到热水盒浮于温水的上部而冷水盒沉入水底，但是操作起来看到的冷水盒和热水盒并没有很明显的区别（图5）。

我们自制了一套实验教具，四个广口瓶，两个集气瓶中加入热水，滴入红色色素，两个集气瓶中加入冷水，滴入蓝色色素；A组将装热水集气瓶在下，用玻璃片盖住冷水集气瓶瓶口，倒扣在热水集气瓶上；B组将装冷水集气瓶在下，用玻璃片盖住热水集气瓶瓶口，倒扣在冷水集气瓶上；然后同时去掉玻璃片，观察一会儿；我们发现A组中蓝色的冷水流入红色的热水中，两个集气瓶中颜色混合了；B组中红色热水仍然在上方，蓝色冷水仍然在下方，没有混合（图6）。

从而可以证明热水轻，浮于上方，冷水重，沉于下方。

外显化的实验结果可以让学生一目了然，从而加深对知识点的理解，帮助学生突破科学实验教学中的重点和难点问题，让科学课堂收获更优质的效果。

三、在操作难度大的地方进行创新
小学科学自制教具应以结构简单、操作安全且简单易行为主。

比如：三年级上册《分离盐和沙》一课中，实验模型是标准的过滤装置（图7），但是三年级学生操作调节铁架台并不熟练，无效的实验操作耗时过长，导致课堂效果不佳。

我们对仪器室现有仪器进行重新组合，用圆底烧瓶同时代替铁架台和烧杯，自制了一套实验教具（图8），这套实验教具组装十分简便，大大提高了实验效率。

因此，我们在进行实验教具的自制研究时，应考虑到学生的年龄段、思维方式、动手操作能力等因素，充分了解学情，符合学情的自制教具才能更好地为科学教学服务。

四、在材料不易得处进行创新
（一）就地取材
目前，自制教具的研究在本校并未获得专项资金支持，我们一般采用就地取材的方式。

仪器室中有许多仪器零部件，我们的生活中有许多可重复利用的材料：空的矿泉水瓶、废旧口琴、使用过的展板（KT板）、旧报纸、曲别针等等，这些全部都有可能用得到。

平时我们会留心积攒这些物品，一旦遇到有不合适的教具时，就可以思考用这些平时积攒的材料进行教具的改进或者制作，除非必需的特殊材料才去购买。

比如《地震》一课中，我们用平时收集的废旧KT板做的箱体，用弹簧和竹签来做振子等材料自制了一个模拟地震发生的装置（图9）；《四季的形成》一课中，仅用生活中常见的泡沫箱、牙签和超轻黏土等材料就可以制作出一套模拟四季形成的教具，用蓝色超轻黏土制作四个地球模型，用红色超轻黏土制作一个太阳模型，在每个地球模型上标注出赤道的位置，在南北半球上分别点一个点，代表南北半球的两座城市（如北京和墨尔本），将太阳模型插在泡沫板的中间，摆出北京是冬天，墨尔本是夏天的地球模型（太阳光直射南半球代表是夏天，斜射到北半球代表是冬天）；然后摆出北京是夏天、墨尔本是冬天的地球模型，还可以根据地轴永远指向北极星附近，分别摆出北京的春天和秋天两个季节；《风的形成》一课中用到的“线香”，我们在进行其他教具制作时也多次用到，用它来给塑料瓶等烫孔，比如：制作防毒面罩（图11）、模拟雨水降落的瓶子（图12），烫出的孔边缘圆滑，烫的时候也省力。

（二）去繁就簡
我们发现，很多教师对于教具的自制是有一定误解的，他们认为自制教具是很高大上的，自制教具一定是精美的或者很高科技的。

其实，只要不是仪器室配备好的、成套的教具，哪怕小到利用一个矿泉水瓶、一根皮筋、一枚回形针等制作的教具都可以算作自制教具，只是我们自己不知道而已。

自制教具既可以是对原有的教具进行优化改进，也可以是创新的教具；可以是传统器材重新组合的教具，也可以是一物多用、旧物新用的教具……我们看到网上或者优质课比赛中用到的一些自制教具十分精巧复杂，比如：今年在河北省科学优质课观摩时，《保护土壤资源》一课中实验“模拟水土流失”用到的自制教具十分精巧，授课教师说该教具是自己设计好交由别人制作的，这就失去了自制教具的应有之义，因为自制教具强调“制作者”和“使用者”的一致。

作为一线科学教师，我们的工作量都比较大，同时缺乏专业人士的指导，所以在进行自制教具研究时，不但要能优化实验效果，更要方便制作。

这样，自制教具的开发才能不再是一个难题，而变成日常教学中的一部分。

自制教具是教学实验仪器的补充，通过自制教具可以优化教材，改善实验效果，降低实验难度，让科学探究实实在在地开展起来，激发师生的创新意识。

【本文系河北省教育装备“十四五”规划课题“小学科学自制教具的设计与应用研究”的阶段性研究成果，课题编号：JYZB2204085】
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.
[2]李磊.自制教具在小学科学实验教学中的运用[J].天津教育，2022（31）：120-122.
[3]王静.小学科学自制教具的开发与优化研究[D].金华：浙江师范大学，2016.。