研发教具，助力学生探究科学

孙玉红

“小学科学课程”是一门以培养学生科学素养为宗旨、突出活动性和实践性、倡导探究式学习的课程。探究式学习是指在教师的指导、组织和支持下，让学生积极参与、动手动脑、进行科学探究的过程。那么可以看出，教师能否为学生提供充足的时间、空间以及探究材料，对能否成功完成该课程起着决定性作用。

结合教学需求和教学思维，利用学生身边熟悉的、容易获得的材料，对教具进行设计开发。在开发过程中，引导学生一起动手做教具，如此一来，不仅满足了学生探究科学的需要，更让每个孩子像工程师一样，参与设计及和制作，体会到动手操作的成功和乐趣，养成通过“动手做”解决问题的习惯和能力。带来的这些附加值，让科学课程的教学目标得到了更好实现，效果事半功倍。

针对上述该课程所需教具的制作过程，我有以下创新。

一、设计创新，提高教具的科学性

运用以往的实验器材，再加以改进，就更加容易被学生掌握，实验教学的效果得到更好体现。学生在参与自制教具的活动中锻炼了意志，培养了研究性自主学习的能力和创新精神，提高了实验的制作技术和动手能力，达到了实验的预期目标。

青岛版六年级下册第三单元《地球的面纱》中第二课《风从哪里来》，让学生探究风是在冷热空气对流的条件下形成的。教学《风的形成》时，学生最难理解的就是风到底是从哪里来的。教具中有风的形成实验箱，可是在实际教学中这个实验效果并不是很明显，特别是香烟的飘动方向很难观察到，所以同学们就对这个实验箱进行了改进后，就更清晰明了地观察到了风的形成。

将玻璃罩大口部四厘米处打一个约一厘米的圆洞，把毛衣针弯成之字形，插在小圆盒上，再扣到玻璃罩小口上，用打火机点燃蜡烛，把纸杯做成风车倒扣在毛衣针上，燃烧后的蜡烛使瓶内的空气变成热空气，热空气比冷空气轻，会顺着瓶口上升，冷空气会从底部的小孔流进去补充，这样形成了风。风的流动使得风车慢慢转起来了。这个教具的创新设计点是：学生可以看到温度高的地方空气压力小，温度低的地方压力大。压力大的冷空气会向压力小的热空气方向流动，从而形成风。因为玻璃罩是圆形透明的，四周都可以观察，更加直观。实验操作简单，学生可以独立完成。

材料易得，结构简单，易于学生参与制作，效果明显，且可重复实验，能够激发学生自制教具和实验的兴趣，培养学生的动手能力。

二、材料创新，提高教具直观性

为了便于观察植物的根部生长变化的情况，用透明材质做培养器皿，再根据植物气生根的原理利用雾化的方法进行植物培育，突破了传统的土壤栽培方法，使学生能直观观察植物的全部生长过程，揭开了土壤下植物根怎么生长的神秘面纱，从根本上解决了本课的重难点。

如在学《植物的一生》这个单元时，需要对一棵完整的植物进行观察，但观察植物根部，是一个难题。一般植物都会种植在土壤里，种植的花盆都是不透明，如何观察根部的生长变化及了解向水性等问题？

同学们开始上网查找资料，访问专家并设计制作无土栽培植物种植教具。经过两周的实验，制做出了“雾化种植器”，这个教具不仅可以在实验中用，也可以在实际生活中运用。

“雾化种植器”的诞生是从班里的植物角得到的启示。班里的植物角种了很多绿色植物，其中有盆金钱草特别娇气，如果哪天忘记浇水，立马就会垂头丧气；及时浇水后又马上焕发精神。同学们上网查了资料，知道了这种植物在水里很快就会长出水生根。于是同学们一起做了这个教具——气雾种植器。

同学们把留兰香作为实验对象，这种植物好养，易生根。由于这次只是做简易实验，我们选择了超声波雾化器——在水位合适时会产生大量雾气。

然后，选用一个透明盒子作为实验主要道具，又选用KT板作为箱盖，刻出合适的圆洞将植物放进去。在每个洞放上一段留兰香的枝条，盒子里放合适的水，加入适量的水培肥料，通电后水里产生大量水雾，滋润着植物的根茎。

同学们又找到了“电冰箱保护器”，它可以工作5分钟休息20分钟，有规律的间歇性自己喷水。经过实验，第三天就有根毛生出，成活率达到100%。

通过“雾化种植器”这一教具，教学难点被轻而易举地克服，同时，实验也极大地培养了学生的创新能力，师生们深深感受到，创新能力比知识本身更重要。

三、方法创新，提高教具趣味性

在小学科学教学中，巧妙地运用一些与教材内容关系密切的科学魔术，可以给人以强烈的感官冲击，留下深刻的印象。

1.巧引魔术，激发兴趣

在科学课前，为了给学生创设良好的神秘氛围，可以通过表演与本节课所学内容相关联的科学魔术，制造悬念，引发学生兴趣。 魔术的神奇和不可思议，很容易让人产生惊叹：“怎么可能？”“为什么会这样呢？”学生的发问意味着他们在积极思考魔术的原理，意味着他们主动探究的开始，所以，可以尝试将科学魔术引入到科学课的实验教学中来。

例如在上《水的三态变化》这节课时，可以课前制作一根“魔术棒”： 取不透明的空心管， 一头密封， 一头开口。从开口的一端灌满维C粉， 再用薄纸把开口处封好。接着在课堂上將一只烧杯里装大半杯高锰酸钾药剂调成的像葡萄酒一样的透明紫色液体。这时取出魔棒，并且说：“ 我这根魔术棒有神奇， 能把紫色葡萄酒变成白色葡萄酒。”此时，把魔术棒伸进烧杯， 不停地搅拌， 紫色渐渐变淡，最后竟真的变成了透明的白色葡萄酒。利用类似的新颖小魔术，会把学生的思维和学习热情充分地调动起来，从而激发了学生学习科学的兴趣。

2.研究魔术，探究奥秘

对于科学教学来说，揭示魔术，主要是让学生使用科学的原理分析这些魔术。对于学生来说，想要弄清楚魔术的秘密，却不知道它到底包含哪些原理，强烈的好奇心促使他们保持较强烈的求知欲望。

比如，在学习《蜡烛的变化》这课，课前制作好一个用醋泡过的鸡蛋，把蛋皮揉成一团放在扇子上，用扇子上下扇动，一个鸡蛋出现在扇子上。这个《纸条变鸡蛋》的魔术原理是：将鸡蛋放入四分之三醋杯中。几个小时以后，蛋壳全变成白色的了，泡沫更多了。蛋壳消失了，只剩下内皮包裹着鸡蛋，柔软而有弹性。再用注射器把里面蛋清、蛋黄抽出来，圆圆的鸡蛋就只剩下一层外皮——蛋膜了。这是因为蛋放进醋中，有气泡产生，说明新物质生成，鸡蛋皮变软，转化成别的物质，只剩下包裹着蛋清、蛋黄的内皮了。这层蛋膜很软，能够折叠不破，只要扇子扇动，空气流动稍快，它就能自行充气而逐渐膨胀起来，最后恢复成鸡蛋的形状。

这个小魔术，既激发了学生的兴趣，又学到了科学知识，可谓一举两得。

3.设计魔术，激发潜能

在课外活动中运用科学知识设计出更多的魔术，可以作为课外延伸开发学生智力，激发潜在能力。

动手实验不但是科学赖以建立和发展的基础，也是学习科学必不可少的环节，是学生学习能力的一个重要组成部分。魔术作为一项既动手又动脑的活动，作为学生的课外延伸内容，不仅能开发学生智力，还能激发潜在能力。

课后，学生自己动手表演“魔术”给家长看，让科学与生活有机结合，让学生更加乐学、想学。如青岛版小学科学的《玩镜子》一课，可以让学生回家时表演《能使钱神秘消失的魔箱》的魔术。

一个大大的捐款箱，中间悬挂着一个小球，表演者把钱投进了箱子，明明有看着把钱投了进去，可瞬间不见了，像是掉进了无底洞，可检查箱子的四周是安好无损的，到底钱哪里去了呢？原来魔术箱是利用镜反射原理来制作的。在一个长方形的箱子里，把镜子斜放在箱子里，使箱子被平分成两个三角形。镜子的背面朝上，把半个泡沫做的小球粘在向下的镜面上，因为镜子有反射光的作用，只是一半的箱子，但视觉上看到的是整个箱子的空间和一个完全的小球。在箱子的顶部开个长条的可放入一张纸币的口子。钱放进去，看起来放在箱子里，其实是放在了玻璃的背面，无论放多少张票，都是看不到的。

孩子的魔术表演，不仅能够娱乐生活，融洽亲子关系，也能增强家长对科学的新认识，从而重视孩子对科学的学习，形成家校合一的科教氛围。

教师能够结合教材指导并发动学生自己动手制作教具，是提高学生学习兴趣的一条有效途径。如果学生能够通过老师的引导，并结合自己对所学知识的理解创造出相应的教具，不但可以解决学校教具有限的困难，还可以使学生进一步理解知识，掌握知识，扩展知识，培养学生的动手制作能力和操作能力，使学生全方位体验到创造的快来，以增进学生爱实验、爱科学的志趣。

【作者单位：青岛芙蓉山小学 山东】