巧制教具 让理论活起来——以“怎样移动重物”一课为例

袁 俐

福建省厦门市集美区杏东小学(361022)

新颁布的小学科学课程标准中要求把探究活动作为学生学习科学的主要方式，强调从学生熟悉的日常生活出发，开展实践活动。这使得实验在小学科学教学中发挥着巨大作用。在实际教学中，为了吸引学生积极主动地参与到探究活动中来，使其对实验所产生的各种现象和变化有亲身体验，教师在准备实验器材时煞费苦心。而在这个过程中发现，配套的教学器材不能很好地适应实验教学的要求，存在一些问题。一是配套器材陈旧，当需要开展实验教学的时候，实验器材往往生锈、损坏或者数量不足。二是实验效果较差，配套的实验器材往往操作简单方便，但实验现象不够清晰或者误差较大，使教学效果大打折扣。三是实验效果不够直观，实验现象与学生实际生活相去甚远，或是学生并不能很好地理解实验原理，无法解释实验中的现象，这使得实验活动与知识学习相脱节，不能达到理想的教学效果。

实验器材能够发挥其最大的作用是实验教学效果最优化的有力保证，凭借直观的实验能够使教学中抽象的理论具体化，有效地提高学生学习的兴趣。

笔者以“怎样移动重物”一课为例，探讨实验器材的改进思路。

1 以学生日常生活为出发点，以前概念为依托

科学探究的内容与自己的生活实际成正相关——从生活中来， 到生活中去。这样的实验让学生感到亲切，感到新鲜，才会有吸引力。在传统的教学方案中，引导学生认识杠杆后，通过实验器材——“平衡尺”以及挂钩码，进行探究活动，探究杠杆省力、费力的规律。显然，理想化的“平衡尺”是生活中一些等臂杠杆的变形，并不是学生所熟悉的物件，使得学生在使用的过程中总是觉得与自己的前概念认知相去甚远。当一拿到实验器材时学生难免束手无策，就算能够发现一些实验现象，也无法很好地领会，更无法解释其中的关联。日常教学中，为了解决这一难题，教师不得不手把手地指导学生开展活动，学生探究的自主性就被忽略了。

鉴于以上难题，在设计本课实验活动时，笔者决定摒弃传统的“平衡尺”，而是模拟设计一把“杆秤”来进行实验。见到杆秤，学生便走入了生活情境中，每一个学生都懂得用它“称重物”，都愿意尝试制作一把杆秤，隐藏揭示杆秤之中杠杆原理的秘密。

2 取材方便，组装简便，易复制

在决定了将杆秤作为教学切入点以后，笔者思索如何设计一套实验器材，既能够复制杆秤的外形，使学生一眼就能辨认出，又能达到相应的实验效果。

为了制作杆秤，笔者查找了大量的资料，了解杆秤的制作方法及其应用原理。例如杆秤秤杆的选取，容易想到的物品有筷子和鼓锤，普通的筷子太细太短，实验效果不理想。加长的筷子或是常见的7 A(5 A)型号的鼓锤，虽能制作出美观的杆秤，却由于木棍过重，必须使用较重的重物作为秤砣，才能保证在有限的秤杆长度内达到较大的称量量程，这使得实验材料的选取更加困难。转而考虑降低秤杆自重，使其能够在模拟杆秤中既有较大的量程，又不会显得过于庞大。最后选定了办公室内常见的抽杆文件夹的抽杆，因为其具有一定的长度，塑料材质既轻巧又易改造，成为了理想的秤杆材料。

在选定了秤杆之后，又对杆秤的其他部件进行了配置，以实验室中配备的50 g钩码作为秤砣，将杆身包上白纸用于画刻度，悬挂的塑料碗作为秤盘，并适当增加其重量，确保杆秤的制作合理。同时考虑降低学生的制作难度，使学生将注意力集中在杆秤的刻度确定环节上，将秤杆进行改造，设计卡扣位置，组装一步到位。整个制作过程做到了取材方便，操作简便，可大量复制。

3 现象直观清晰，直击教学难点

在设计自制杆秤的时候，充分展示了杆秤的外形。而在设计教学流程的时候，则把对杠杆的认识融入制作杆秤的实践当中，尤其是在关键环节——“画出杆秤的刻度”的过程中，学生发现“当秤盘里的重物不断增加时，平衡时秤砣的位置即刻度的位置，不断向远离提纽的方向移动，而秤砣重量始终未变”。接着进一步的观察和讨论，学生纷纷发现利用杆秤可用一个秤砣的力提起越来越重的物体，这显然是一个省力的过程，而为了省力，做出的改变是施力点离提纽越来越远。最后得出结论，当施力点离提纽越远时，杆秤越省力。

这本是杠杆原理中最抽象的一个知识点，却在制作杆秤的过程中，自然而然地由学生自己归纳得出，教师仅在制作的过程中给予学生一些引导。这得益于杆秤结构，虽没有繁琐的实验记录，却利用一条条刻度线使得数据清晰明了，学生能在制作的过程中发现杆秤的秘密，经过小组讨论，形成共识。

在此基础上，教师再引出杠杆的概念，学生结合自己手中的杆秤，立刻辨别出了杠杆的结构。由于知识是由学生自己动手获得的，因而当杠杆原理再一次回归生活去解释其他杠杆省力的现象时，学生显得了然于心、手到擒来。

在本节课的最后，向学生提出了“利用现有材料，加大杆秤量程”的拓展问题。学生经过思考和判断，提出增加一个提纽的方案，这与现实生活中杆秤的制作不谋而合。小小的改变，既使杠杆的学习贯穿课堂始终，也令学生体会到了发明的快乐。

总而言之，在以器材改进为思路的教学设计案例中，应不再拘泥于传统的实验器材，从生活中发掘材料，改进或自制实验器材，使学生的探究过程不再枯燥，提高实验教学的效果。