例谈小学科学学具应用策略

□宿 历

小学科学学具是学生开展探究活动的重要载体。学具的选择要立足于典型、方便，学具的使用要体现合理、有序，学具的改进要凸显直观、有效。这样才能减少实验操作和观察中的干扰，促进学生有效开展探究活动，有利于学生观察能力和科学思维的发展。

一、学具的选择：典型、方便

兰本达教授曾提出：“材料引起经历，材料促成思维。”在科学探究活动中，教师精心选择典型、方便的学具是探究活动得以开展的重要保证，是学生实现有效探究、正确建构科学概念的前提。

如六年级《放大镜》一课，学生观察空的透明塑料瓶和装满水的透明塑料瓶，发现装满水的透明塑料瓶能放大物体图像，并归纳出具有放大功能的物体，除了具备透明、中间厚边缘薄的特点之外，还必须是实心的。透明塑料瓶就具备这样的典型性特点。又如在研究“怎样的物体不容易倒”时，学生利用透明塑料瓶，通过空瓶、满瓶水、半瓶水、1/3瓶水等学具，采用正放、倒放、倾斜放等对比实验，很好地理解“上小下大、上轻下重的物体不容易倒”的科学原理。典型的学具能帮助学生有效理清思维，获得正确的认知。

由于寻找和准备学具，需要花费大量的时间，教师要尽可能选择既典型又方便的学具，提倡一物多用。以透明的塑料瓶为例，通过整理小学科学教材实验目录，发现有41个探究活动可以借助塑料瓶完成，仅五年级就有14个，如表1、表2、表3所示。

表1 采用塑料瓶全瓶使用的探究活动目录

表2 采用塑料瓶打孔使用的探究活动目录

表3 截取部分塑料瓶使用的探究活动目录

学具可以帮助学生从中获得直接和感性的认识，理性的思维、概念建构才能由此逐渐生发。塑料瓶作为一种唾手可得的学具，可以帮助学生认识材料特点，有助于学生实验的操作、观察、对比、分析。学生的认知是清晰和深刻的，概念建构才会是完善的。因此，教师要做一个生活的有心人，从生活中就地取材，对学具进行整理与归类，甚至引导学生参与学具的准备。由此，既丰富了学具的来源和种类，又在材料的选择中激发学生对科学学习的兴趣，促使学生去探究。

二、学具的使用：合理、有序

科学教学中，不仅要选择典型、方便的材料，还要合理、有序地使用材料。这样才能促进学生探究活动的有序开展，促进学生的认知建构，真正发挥学具的作用。

例如在科学实验中，经常会用到指南针、温度计、弹簧测力计等。合理的材料分配显得尤为重要，如果以小组为单位下发一套学具，人均接触、观察、正确使用学具的时间和机会就不多，显得不够合理。如果每个小组能提供每人一套学具，学生就有了充足的时间接触材料，掌握正确的使用方法，在成功中体验探究发现的喜悦，从错误中获取经验和教训。如在绿豆种子发芽、种植凤仙花、养殖蚕宝宝等活动中，每个学生都亲自动手。参与观察和实践，积累和整理的数据、图片等都是探究活动的学具，这样的学具能使学生获得直接体验，不仅丰富还具有个性化，其意义远超小组活动。

此外，学具的有序发放不仅利于学生在探究活动中进行观察，还有利于认知的建构。以《点亮小灯泡》的活动为例，如果教师不加选择地把所有的学具一次性发给学生，学生难以在短时间内认识、掌握各种材料的特性和作用，探究活动也会因学生盲目尝试使用各种材料而造成低效。此时，教师应考虑到学生认知的阶段性特点，先提供小灯泡、电池、导线三种材料，让学生探究利用这三种材料点亮小灯泡的办法。学生在操作中发现小灯泡虽然点亮了，但是双手却要按住连接处，无法进行下一步实验操作，继而引发对“解放双手”的思考。此时，教师再适时提供灯座、电池盒、开关等材料，不仅能让学生更容易操作，而且也能让学生认识到灯座、电池盒和开关的作用，使探究活动向深度推进。

因此，学具的使用要讲究材料的合理分配和发放时机，按不同阶段适时提供相应的学具。同样，在完成阶段性探究活动后也要及时回收学具，减少学生因材料造成的注意力干扰，让学生能够更加专注地进行研讨和交流。

三、学具的改进：直观、有效

学具作为教学活动的重要载体，是促使学生的科学思维从形象走向抽象的桥梁。教师应该根据学情、教材内容、教学目标，对学具进行改进。改进后的学具要使实验现象更明显，有利于学生观察，把不易见到的现象直观地呈现在学生的面前；要使学生操作更有效，确保学生科学观察的有效性，从而帮助学生建构科学概念。

以五年级上册《光的反射、折射》实验为例，教材中选用的学具是普通的手电筒。普通手电筒在实验中存在以下问题：一是在无遮光功能的教室环境下，手电筒的亮度不足，光线不明显。二是光的传播路径看不清楚。于是，教师用激光笔代替手电筒让学生进行观察，学生可以清楚地看到光在多面镜子间的反射与光透过凸透镜后折射的现象，为后面的科学概念建构奠定基础。

又如三年级下册《温度和温度计》一课，其教学难点是识读摄氏温度。日常教学环境所提供的可测温度缺少变化，更是无法提供零摄氏度以下的温度让学生进行识读。如何解决这一问题呢？教师自制的温度计读数演示器就起到很好的教学效果。教师将木板固定成一个L形的支架（如图1和图2所示），将一根玻璃细管固定在自制的刻度板上，玻璃细管的一端连接有软管和注满红色液体的针筒，由此形成一个模拟的温度计。当教师推拉针筒，红色液体注入玻璃细管，液面的停留位置就会发生变化，学生就可以清晰观察，进行各种温度的识读练习。自制温度计经济、简便、直观，能反复演示，有利于学生观察，对学习目标的达成起到事半功倍的作用。

图1 温度计读数演示器正面

图2 温度计读数演示器背面

此外，学具是否有利于学生在实验活动中的操作，影响学生的观察效果，也是改进学具的因素之一。

如六年级下册《化学变化伴随的现象》一课中，需要学生观察硫酸铜溶液与铁钉的变化来判断是否有新物质产生，是否属于化学变化。教材设计的实验是用镊子夹住一枚铁钉，将铁钉的一部分浸入硫酸铜溶液中观察2分钟。在实验中发现，用烧杯盛放硫酸铜溶液过于浪费，学生要保持夹住铁钉2分钟，使铁钉的一半浸在溶液中的动作是非常累的。怎样的材料既可以节约硫酸铜溶液，又能将学生的双手解放出来，使其专注于现象的观察呢？教师对学具进行了改进（图3所示），将铁钉一端用长度适当的细线系上，放入装有硫酸铜溶液的试管中，调整细线长度，使铁钉的一半浸没在溶液中。

图3 改进的铁钉放入硫酸铜溶液的学具

又如五年级上册“物体的颜色与吸热本领”实验，要求把不同颜色的纸折成袋状，分别插上温度计平放到阳光下，观察分析物体颜色与吸收热量的关系。学生在实际操作中出现了读数难、纸袋易脱落等困难。教师经过思考，用涂上不同颜色油漆的矿泉水瓶子来代替纸袋，在瓶盖上钻孔插入温度计，统一放在阳光下。瓶子既可以水平放置，又可以竖直放置，放在瓶子支架上还可以和阳光垂直放置，让学生可以检验多种情况下颜色对温度的影响，而且还方便读数，极大地提高了实验观察的效度，如图4所示。

图4 改进的颜色与吸热演示器

学具是学生科学问题与学习目标之间的桥梁。在教学中，教师要精心选择学具，巧妙使用学具，创新改进学具，提高学生开展探究活动的有效性，达到事半功倍的效果，对促进教学优化，帮助学生建构科学概念，发挥着重要作用。