科学课堂实验教具制作与创新设计

施晓益 李玲红 徐梦扬

好的实验设计是实验课成功的基础。为了使实验顺利进行、课堂高效有序，很多教师会改进教具，本文介绍三类教具的改进方案，为教师改进教具提供新思路。

一、实验教具的创新设计

（一）空气占据空间塑料瓶演示器

小学科学三年级上册第四单元“水和空气”中第六课《空气占据空间吗》的实验是：把纸团紧塞在杯底，将杯子倒置竖直压入水中，再竖直拿出来，杯中纸团不会湿，由此证明空气占据空间。

实验存在的问题：

1.学生因操作方法不当：杯子压入水中和拿出来时没有完全竖直，导致水进入杯中打湿纸团。

2.学生触摸纸团时手部较湿润，无法准确感知纸团的干湿程度。

3.实验抽象，超出小学生的认知范围。

为了达到实验效果，我们利用3个空塑料瓶、透明软管、穿板塑料接头、热熔胶棒、红色水等材料设计出了空气占据空间塑料瓶演示器。

实验步骤：

1.将3个空塑料瓶分别标记为①、②和③，用透明软管将①号塑料瓶和②号塑料瓶的瓶身下方的同一位置连通。在两个瓶盖上打孔，安装穿板塑料接头，用透明软管将两个接头连接起来（如图2）。

2.往①号塑料瓶里注入红色水（如图3）。打开①号塑料瓶瓶盖，让①号塑料瓶的水顺着透明软管流入②号塑料瓶，直到①号塑料瓶与②号塑料瓶中的水基本持平，再用已连接好的两个瓶盖盖在②号塑料瓶与③号塑料瓶上（如图4）。

3.用力挤压③号塑料瓶，将③号塑料瓶中的空气挤入②号塑料瓶，②号塑料瓶中空气增多，所占空间增大，里面的红色水被挤到①号塑料瓶中，验证空气占据空间，如图5所示。

优点：空气占据空间塑料瓶演示器操作简单、取材方便，变抽象为直观，既便于学生理解，又增强了课堂的趣味性。

（二）声音振动演示仪

小学科学四年级上册《声音是怎样产生的》这一课中的实验是：用力弯曲钢尺，钢尺并不发声，而在桌子边缘轻轻拨动钢尺，钢尺却能发出声音。

实验存在的问题：

1.在操作过程中，钢尺振动时间短，振动一旦停止，学生就无法听到声音。

2.受教室周边环境噪声的影响，振动的声音听不太清。

针对以上问题，我们用共鸣盒、钢尺、听诊器和不锈钢插销等材料制作了声音振动演示仪。

实验步骤：

用不锈钢插销将钢尺固定在共鸣盒上，一只手拨动钢尺一端，让其上下振动;另一只手将听诊头放在共鸣盒的出声口，如图8、图9所示。将听诊器的耳塞放在入耳处，可以听到声音。

优点：改进后的教具让振动现象更加直观，振动发出的声音被扩大，不受嘈杂的环境影响，学生更容易理解声音是由振動产生的。

（三）光和热实验教具

小学科学五年级上册第二单元“光”中有个实验：准备5种颜色或材质不同的纸袋，把它们放在阳光下，再将温度计置于纸袋内，使温度计与纸袋充分接触，统计相同时间内5种纸袋受热升温情况（如图10）。接着，选择其中一种纸袋，在阳光下分别摆放为与地面水平、与地面垂直、与太阳光方向垂直三种状态（如图11），比较3种摆放方式下纸袋的温度变化，探究物体在不同状态下的吸热能力。

实验存在的问题：

1.实验只能在光照特别强烈的时候开展。

2.数据误差大，实验不够严谨。

为了凸显实验效果，我们用取暖灯、涂色金属盘、数显温度传感器和旋转底座等材料制作了光和热实验教具。

实验步骤：

把不同颜色的金属盘插在倒扣着的漏斗上，将漏斗等距离放在旋转底座上，在每个金属盘的背面都装上数显温度传感器。

先记录金属盘的初始温度，再打开取暖灯和旋转底座按钮，每隔一段时间记录每个数显温度传感器上的读数，比较不同颜色金属盘的升温情况，如图12。

优点：

改进后的教具不受时间、光照强度的影响;采用数显温度传感器同步读数，减小误差;数显温度传感器金属探头直接接触涂色金属盘，受热均匀且传热速度快，实验效果明显。

二、总结

尊重教材，突破难点。实验既遵循了教材中的实验原理，又突破了教学重难点。如声音振动演示仪扩大了声音的响度，让学生清楚地听到声音。

同步实验，节省时间。如光和热实验教具不仅避免了天气的影响，还能直观地展示实验现象，有助于快速得出实验结论。

取材容易，操作简便。如空气占据空间塑料瓶演示器的材料简单易得，实验效果明显，便于学生理解。