自制教具为学生搭建实验操作平台

张智磊

〔摘    要〕  科学是一门令人着迷的学科，对小学生来说，不仅要让他们学习其中的知识，更重要的是要培养他们的好奇心、观察力和实验能力。在日新月异、创新驱动的时代，科学教育在小学阶段起到了举足轻重的作用。传统的教学方式往往只注重知识的灌输，却缺乏学生的主动参与，而实验学习特别是与自制教具结合的实验学习，能够激发学生的学习兴趣，使他们从被动接受知识变为主动探究知识。可以说，自制教具为学生提供了实验操作平台，使学生可以亲手制作、观察和实验，真正做到“学中做，做中学”。基于此，本文从不同角度详细阐述小学科学自制教具及其应用的措施。

〔关键词〕  小学科学；自制教具；应用实践

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  10    070-072

小学生在科学课堂上会学习自然现象、物体的性质或生物的结构。培养小学生的科学素养有助于提高其逻辑思维、批判性思考和问题解决能力，这对他们未来的学习和生活都是非常有益的。自制教具在小学科学教学中已经展现出不可或缺的作用，不仅可以弥补教学资源的不足，提供丰富多彩的教学方法，更重要的是能为学生提供实践和探究的平台，培养他们的创新思维、动手能力和实践能力。在此过程中，学生的学习兴趣和积极性会得到极大的提高，科学素养和综合能力也能得到全面提升。

一、小学科学实验教学自制教具的意义

（一）培养学生的实践能力与探究精神

小学科学教学不仅仅是为了传授学科知识，更重要的是培养学生的科学精神和实践能力。在这一过程中，自制教具发挥着至关重要的作用。当学生参与到自制教具中时，他们往往会被其中的科学原理和工艺所吸引。例如，制作一个简易的风筝可能会激发学生对风力原理和航空动力的好奇，这种自发的好奇心是科学探究的第一步。自制教具让学生有机会亲手实践，直观地看到理论知识在现实中的应用。当然，在制作教具时，学生可能会遇到各种问题和挑战，如材料的选择、结构的稳定性等，解决这些问题需要学生进行观察、思考和尝试，这一过程可锻炼学生的问题解决能力和创新思维能力。

（二）有效践行理论与实践结合的原则

在小学科学教学中，理论知识和实践操作密不可分，而自制教具恰好为学生提供了桥梁，将书本上的理论知识与实际操作有效结合，使学生更容易理解。例如，为了学习浮力原理，学生可以使用塑料瓶和橡皮筋自制简易潜艇，通过这个模型，学生可以直观地看到物体在水中如何浮沉，从而更好地理解浮力的作用。制作和使用自制教具，让学生亲自参与到科学实验中来，这种亲身体验不仅能加深其对知识的印象，而且可以激发他们的学习兴趣。另外，自制教具往往需要学生自己设计、制作和调整，这一过程可以锻炼学生的观察、分析和解决问题能力。

（三）培养学生实验技能

小学科学教师除了要重视基础知识的传授，要培养学生的创新思维与手工技能，让他们具备面对未知的能力和勇气。每次制作教具，学生都面临选择材料、设计结构和解决实际问题的挑战，这种情境能够激励学生独立思考、自主创新。自制教具的过程涉及裁剪、粘贴、组装等一系列操作，这些操作既可锻炼学生的动手能力，也能培养其手工技巧。例如，在制作纸质风车时，学生需学习如何精确地裁剪、如何固定风车叶片，以及如何确保风车可以平稳旋转。自制教具常常不仅仅局限于单一的学科知识，如制作简易的音乐教具，可能涉及物理（声音的传播）、数学（音符的节奏）和艺术（制作的美观性）等多个领域，学生会进行跨学科的思考，拓展自身的知识边界。

（四）节约教学资源

专业的教学工具与设备往往价格昂贵，导致部分学校或地区因经济原因无法配置，这在某种程度上造成了教育资源的不平等。而自制教具作为一种有效的解决策略，不仅可以帮助学校和班级节约资源，还能使教育进程更为民主化。自制教具大多使用简单易得且低成本的材料，如利用回收的塑料瓶、纸板、橡皮筋等制作科学模型，这种方法显著降低了学校的教学开支，使更多的学校有机会为学生提供实验与实践的机会。因为自制教具的制作成本低，因此，无论是城市学校还是农村学校，都能够为学生提供实践机会，进一步确保所有学生，无论背景、地域或经济条件，都能享受到科学教育的乐趣和好处。

二、自制教具为学生搭建实验操作平台

（一）以探究为中心，设计情境学习活动

传统的教学方式往往只注重知识的灌输，而缺乏学生的主动参与。探究学习则鼓励学生主动提出问题、进行实验和寻求答案，这样的过程不仅使学习更加有趣，还能够培养学生的批判性思维、创新思维和问题解决能力。情境学习法是一种将知识融入实际情境中的学习方式，强调知识的应用与实践，不仅仅是理论的学习。通过情境学习法，学生可以直觀地感受到科学原理在现实中的应用，从而更加深入地理解知识，并激发自身的探究欲望和兴趣。自制教具还为情境学习法提供了物质基础。教具是情境的载体，使学生可以在真实的环境中进行操作和实验。如制作简易的植物观察容器，学生可以亲自观察植物的生长过程，感受到光合作用的神奇。自制教具常常会结合情境学习法，使学生从被动接受知识变为主动探究知识，学生不再只是教学的对象，更是学习的主体，这种方式不仅可增强学生的学习兴趣，而且能培养其实践和探究能力。

以简易火山喷发模型的制作为例，教师可以先向学生介绍火山的形成和喷发原理，然后鼓励学生提出自己的问题和假设，如“为什么火山会喷发？”“小苏打和食醋发生反应会产生什么？”等。在实验过程中，教师可以引导学生观察、记录并分析实验结果，从而得出结论。学生可以把泥土或湿沙堆砌成火山的形状，然后在火山的中心放入一个小瓶子，在瓶子内加入小苏打粉。当向瓶子中加入食醋时，就会产生气泡，模拟火山的喷发现象。通过这一活动，学生不仅能学到火山的相关知识，而且培养了观察和实验能力，也会掌握如何提出问题、设计实验和分析数据的方法，这对于其未来的学习和生活都是非常有益的。

（二）组织合作学习，鼓励学生团队合作

在当今的全球化背景下，团队合作的能力变得尤为关键。无论是工作、学习还是日常生活，人们都需要与他人合作，共同完成任务或解决问题，特别是在复杂的工作场景中，单靠个体很难实现预期的目标。因此，学校教育应当培养学生的团队合作意识和能力，为他们未来的生活和工作打下坚实基础。在合作学习中，学生需学会如何有效地与团队成员沟通，传达自己的想法，听取他人的意见，面对团队中的冲突和挑战，学生也需学会如何协商、妥协，找到最佳的解决方案。自制教具提供实际的操作平台，使学生在团队中共同完成任务，践行合作学习的理念。制作教具可以让学生分工合作，让每个人都有自己的责任和任务，只有大家共同合作，才能完成制作，并使教具发挥其应有的作用。可见，自制教具结合合作学习，可以使学生在实践中体验到团队合作的乐趣和挑战。让他们不仅能学到科学知识，还可培养团队合作的重要技能，这对于其个人成长和适应社会都是非常有益的。

在学习显微镜的知识时，教师可以组织学生合作学习共同制作显微镜。学生可以利用透明塑料板和水滴的放大作用，制作简易的显微镜。底座可以用硬纸板制成，在塑料板上滴上一滴水，作为显微的部分，然后用夹子固定好。教师首先可以介绍显微镜的原理和应用，然后鼓励学生分组，每组制作一个显微镜。在制作过程中，教师可以引导学生讨论、分享材料和制作技巧，鼓励他们互相帮助，共同完成任务。这样，学生既了解了显微镜的基本原理和制作方法，也能体验到团队合作的乐趣，培养团结、合作的意识。

（三）联系日常生活，培养学生实践能力

小学生正处于形成对世界正确认知的关键时期，他们对身边的一切充满好奇，将学习与生活实际情境结合，可以帮助学生理解并将所学知识应用到实际生活中，让学习更加生动、有趣和实用。日常生活中充斥着各种现象，如季节更替、物体移动等，观察这些现象可以培养学生的观察力。生活中经常会遇到各种问题，如物体的摆放、时间的管理等，解决这些问题可以锻炼学生的思考和问题解决能力。面对生活的挑战，学生可以思考新的方法和策略，如自制玩具、设计新的游戏等。自制教具为学生提供了将理论知识与实际生活相结合的平台，通过制作和使用教具，学生可以更直观地理解和应用知识，培养实践和创新能力。自制教具结合实践还能使学生在动手操作的过程中加深对知识的理解，培养实践和创新能力，也能激发其学习兴趣，使他们更加积极地参与学习。

教师讲解完日晷的知识后，可以介绍日晷的原理和历史，然后组织学生自主制作。学生选择平坦的地方，最好是在户外阳光充足的地方，放一块平面板在中心插入一根竖直的棍子或铅笔，每隔一个小时，标记棍子影子的位置。这样，经过一天，就可得到时间刻度。在制作过程中，教师可以引导学生观察影子的变化，思考影子长度和位置变化的原因，并与学生一起讨论日晷的精确性，及其与现代时钟的区别。在这一过程中，学生既了解了日晷的工作原理以及地球自转和影子变化的关系，也体验到了学习科学的乐趣，会对自然现象产生更大的兴趣和好奇。

（四）进行扩展实验，鼓励学生自主创新

科学学习不仅要记住知识，更多的是探索和实验的过程。每个科学原理背后都有大量的实验和数据支持。对小学生来说，扩展实验不仅能帮助他们更深入地理解科学知识，还能激发他们的好奇心，培养其探究精神。通过扩展实验，学生可能会发现一些教材中没有涉及的知识或现象，这对于培养学生的观察和发现能力是非常有益的。扩展实验鼓励学生进行自主探索，尝试不同的方法，有助于培养学生的创新思维和问题解决能力。最重要的是，扩展实验可使学习变得更加有趣和生动，提高学生的学习兴趣和积极性。教师应根据教材目标和学生的具体学情科学选择扩展实验，这既可满足学生的好奇心，也能让学生感受到挑战性。

植物的生长充满神奇性，教师可以带领学生自制简易植物观察容器。教师首先可以向学生介绍植物生长的基本知识，如光合作用、植物的生长周期等，然后鼓励学生观察植物的生长过程并记录下来。教师还可以引导学生进行扩展实验，如改变浇水的频率、调整光照强度等，并观察这些因素对植物生长的影响。学生需选择一个透明的塑料瓶或玻璃罐作为容器，在容器底部加入一些土壤，在土壤中种植一些小植物，定期浇水，并放在阳光充足的地方，观察植物的生长变化情况。这一过程，可让学生既了解植物生长的基本知识，并通过实践加深对这些知识的理解，还能体验到学习科学的乐趣，对植物生长产生更大的兴趣和好奇。

三、结语

综上所述，成长在新时代下的小学科学教师，要高度认同自制教具在教学中的意义。在日常教学中，既关注科学知识的传授，更要鼓励学生积极参与实践，引导学生参与教具的设计和制作过程，从中体验科学的乐趣，培养创新和动手能力。

参考文献

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