科学自制教具的设计与制作

科学自制教具的设计与制作

一说到自制教具，很多老师会认为那是在实验教学器材还不十分完善的改革初期。在那个物资还比较匮乏的年代，很多老师努力创造条件，自制教具，以达到设想的教学效果。那是一

批让人尊敬的人民教师。

现在已经是二十一世纪了，特别是沿海一带，经济发达，各校科学实验室配备已经十分完善，很多学校都严格按照部颁标准来配备，制作自制教具还有必要吗？现在信息技术已经十分发达，很多实验现象只需上网搜索，很容易找到相关视频，有必要麻烦地制作自制教具吗？

事实上，我们的实验室配备标准其实有很大一部分是参照着中学物理实验室，在原有的小学自然教学器材室的基础上发展起来的。虽然各校科学实验室配备十分完善，但是作为第一线教师应该明白，实验室中真正能用起来很称手、效果很好的实验器材并不是很多。怎样的教具才是适用的教具，教师是最清楚的。

一、自制教具的设计原则

自制教具，是教师和学生利用简便易行的方法就地取材，自己动手制作的、用于学科教学的教具或学具，是教学仪器与实验器具的必要补充。

自制教具，不需要高深的专业知识，只需要我们的教学经验和体会，自制教具不追求结构的复杂，只是需要新颖的创意，良好的效果。

自制教具，是应用科学技术知识与教学经验结合起来的创造性活动，是在创造性思维基础上产生的。设计应根据以下几个方面进行：

1.教育性：具有一定的教育目的

自制教具要符合《小学科学课程标准（试用稿）》的基本精神，鼓励学生主动参与学习，要有益于学生健康发展。自制教具要符合学生探究活动和教育教学工作的需要。

教科版小学科学五年级下册第三单元中提到的受水型水钟（见图一），如果仅让学生通过图片是很难理解这个水钟的工作原理的。

但是如果要复原这么一个水钟，使其能精确测量时间也是不必要的。教学时教师只要做出模型来，学生就能理解这个水钟的工作原理了。这个教具的教育意义就大于实际计时的意义，也能取得良好的效果。

2.科学性：有一定的理论做基础

自制教具的本意是对实验仪器的填漏补缺以及功能的改进完善，其初衷和出发点是为了提高和增强实验教学效果。但如果自制设计发生了科学性谬误，那么无论用于演示还是分组实验，都会对学生产生误导，从而削弱甚至毁灭他们的科学信仰。

六年级上册小缆车实验中，计时始终是个难点，学生不能做到同步，也就得不出正确的科学数据。使用这套装置（见图二），学生就不用再手忙脚乱，比较容易得出正确结论了。

3.创新性、实用性：有亮点，破常规，有新特色、新功能

自制教具的创新性跟创造发明的创新性不完全相同。自制教具的创新性更多的是教学服务，解决的是学生学习时难以掌握的重难点。

在小学四年级天气单元中关于风向和风速问题的研究中，在我们成人看来很简单的问题，到了学生那里就不那么简单了。四年级学生对辨别方向还是有难度。对于风向（风向就是风吹来的方向）的概念还不是很清晰。况且课上不可能要什么风向的风就来什么风向的风。在这里制作一套有效的自制教具十分必要了（见图三）。

需要说明的是这是我班级一个学生的创意哦。不要以为自制教具只是教师的专利，其实学生的大胆设想，往往能给我们老师更多的灵感。

4.简易性：结构合理，制作方法简单，演示操作简单

随着近几年自制教具比赛的大量推广，看到了越来越多的自制教具，从整个自制教具的趋势上看，教具结构变得越来越复杂，越来越高科技化。这样的自制教具给教师也带来了不必要的压力。自制教具最初就是“不花钱”，或者说“少花钱”的教具。复杂的教具并不是我们所提倡的。切忌为了追求美化效果把教具设计得复杂，只要效果明显即可。

教科版小学科学五年级下册第三单元《摆的研究》。摆的研究是经典物理学的传统研究项目，从小学自然教材到小学科学教材都有涉及，各个版本的科学教材也都有涉及。但是摆的实验装置并没有根本性的改变。挂摆系摆绳始终是学生操作的难点。这里我们使用的实验室常见的环形磁铁可以很方便地改变摆锤的轻重，使用吊车吊臂原理可以很容易得到一倍绳长和两倍绳长，利用这套装置，学生就能专心进行实验研究了，再也不用为挂摆系摆费心了。这套实验器材加工也十分简便（见图四）。

二、自制教具的制作步骤

自制教具的整个制作步骤要经历选题、设计选材、加工制作、试用改进这么几个过程。以摆这个实验装置为例：

1.选题：选择这个内容就是因为这是一个经典课题，但是实验装置始终没有根本性的改变，学生在实验操作时十分困难，占用了大量时间，影响了学生思维的连续性。

2.设计选材：设计出图纸。这个设计是从吊车吊臂得到的启发，最大限度地减小学生实验操作的难度。

3.加工制作：选材问题解决之后加工就变得不是很难了。学校里有小机床可以加工出来。

4.试用改进：经过试用，发现学生实验更专注了，操作难度大大降低了，测得的数据也精确了。

但是竹棒不太好储存，往往到第二年竹子就发霉了，只能重新加工。后来改用了有机玻璃，但是太脆，容易折断，也不好。最后选择了铜棒，这样的效果最好，也易于储存。

三、结语

自制教具作为实验室内实验器材的有效补充，需要教师有很强的责任心，细致入微的洞察力，同时也要听取学生的建议，发现问题，改进、创新实验器材。让我们一起开动脑筋，动起手来，做出更适合小学科学教学的自制教具。

【作者单位：苏州高新区实验小学校江苏】