一、善事利器——自制實驗器材的重要性

“工欲善其事，必先利其器”這句話運用到科學(xué)課堂之中也很合適?！吧剖隆笔侵篙^好地完成科學(xué)實驗，“利器”則是指合適的實驗器材。

實驗器材指因教學(xué)需要而運用的模型、實物、儀器、圖表等器材。根據(jù)環(huán)境條件、教學(xué)設(shè)計、師生需求而動手制作新的實驗器材或改進加工原有器材后所得的實驗器材稱之為自制實驗器材。

為什么要自制實驗器材？首先，實驗器材是進行科學(xué)實驗的必要條件，是科學(xué)實驗成功的基礎(chǔ)與保障，對實驗效果、實驗結(jié)論都將產(chǎn)生直接的影響。同時實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要手段之一，實驗器材的選取直接關(guān)系到科學(xué)學(xué)科的教學(xué)成效。

其次，自制實驗器材是教學(xué)發(fā)展的必然需求。不同的環(huán)境條件、不同的學(xué)生、不同的教學(xué)設(shè)計，都會對實驗器材提出不同的要求，所以實驗器材總是隨著教學(xué)的進步不斷發(fā)展的。在教學(xué)中現(xiàn)成的器材與設(shè)備往往難以完全滿足不斷變化的教學(xué)需求，使得自制實驗器材成為小學(xué)科學(xué)教師的一項重要工作。

二、壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗——實驗器材的制作

“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”是著名物理教育家朱正元教授提出的主張。這里的“壇壇罐罐”與“拼拼湊湊”，意味著因陋就簡，因地制宜，讓實驗器材的制作成為一種常態(tài)。

實驗器材的制作要經(jīng)歷以下幾個步驟：

1．定方案。這是制作實驗器材的基礎(chǔ)。制作方案可以是文本式的設(shè)計稿，也可以是教師和學(xué)生頭腦中的構(gòu)思。它是在深度解讀教材、了解學(xué)生的基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況制定的。設(shè)計方案要做到科學(xué)、全面、合理、經(jīng)濟，確保制作過程順利展開。

2．粗加工。這一步驟是制作實驗器材的主要操作環(huán)節(jié)，例如下表：

3．精加工。這一步驟主要包括兩個方面：一是為了達到最佳實驗效果對實驗器材進行調(diào)試；二是為了使實驗器材更加精美而進行再加工。

【案例1】蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級上冊第二單元第4課《七色光》。

《七色光》中有一個“單色光復(fù)合為白光”的實驗。教材中是這樣設(shè)計的：“在圓形硬紙片圓心處插一根鉛筆，制成簡易陀螺。在圓盤上涂紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色，快速旋轉(zhuǎn)圓盤，你觀察到什么現(xiàn)象？”但是在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)這一實驗器材存在明顯問題：由于陀螺旋轉(zhuǎn)速度較慢且不穩(wěn)定，很難觀察到這七種單色光復(fù)合成白光的現(xiàn)象。教師可以運用“改造妙用”法自制實驗器材解決這一問題。

實驗器材所需材料：小馬達一只，電池盒一個，五號電池兩節(jié)，開關(guān)一個，電線若干。涂有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的硬圓片一個。

制作步驟：

1．將圓片與小馬達相連。

2．將電池盒、開關(guān)、小馬達用電線連接起來。

3．在電池盒中裝上電池，用開關(guān)控制馬達的轉(zhuǎn)動與停止。

這一自制實驗器材有著明顯的優(yōu)勢。由于馬達的轉(zhuǎn)動快速而平穩(wěn)，用它帶動圓片轉(zhuǎn)動，學(xué)生可以十分清晰地看到“單色光復(fù)合成白光”這一實驗的效果，從而達到進一步認(rèn)識“光”的目的。

三、小人小馬小刀槍，真刀實槍做實驗——自制實驗器材的使用

小學(xué)生使用的實驗器材與科學(xué)家使用的實驗器材相比，只能說是“小人小馬小刀槍”了。但是，科學(xué)課正是要讓“小人”運用“小馬小刀槍”實實在在地做科學(xué)實驗。自制實驗器材究竟是優(yōu)還是劣，要在教學(xué)實踐中加以檢驗。

評價一件實驗器材優(yōu)劣的要素很多，我們應(yīng)該選擇其中主要的、起決定作用的幾個因素作為評價依據(jù)，大致上要遵循以下幾個原則：

1．科學(xué)性。必須符合科學(xué)原理，這是實驗器材使用過程中最為關(guān)鍵的原則。不論你的實驗器材做得多么精美，如果它違背了科學(xué)原理，那么就不是一件合格的器材。

2．創(chuàng)新性。能夠運用新材料、采用新工藝、制作出不同于傳統(tǒng)實驗器材且更適合實驗教學(xué)的新型器材。

3．滿足教學(xué)需求。具體包括：實驗器材與學(xué)生所學(xué)內(nèi)容直接相關(guān)，滿足學(xué)生探究科學(xué)概念的需求；實驗器材的使用有助于突破教學(xué)重難點，啟發(fā)學(xué)生思維，滿足高效教學(xué)的需求；實驗器材清晰明了，實驗效果明確，滿足學(xué)生直觀感受的需求；實驗器材易于操作，滿足學(xué)生在做中學(xué)的需求等等。

【案例2】蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級上冊第四單元第3課《地球的內(nèi)部》教學(xué)片斷。

一、研究“小球”

1.今天，老師帶來了一只球，同學(xué)們知道這只球的內(nèi)部是什么樣的嗎？不能打開它，你有什么辦法知道？

2.請同學(xué)們用你們所說到的辦法，去研究這些球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

3.討論交流：用的什么辦法，搜集到什么信息？根據(jù)這些信息判斷這只球的內(nèi)部是什么樣子的？

4.你能不能肯定這只球的內(nèi)部就是所說的那樣？老師再給大家提供一種工具——打孔器?？梢栽谇蛏厦娲蚩?，將取出的物質(zhì)擺放在白紙上，仔細(xì)觀察，判斷這些球的內(nèi)部形狀。

5.學(xué)生實驗、匯報。

6.小結(jié)：我們通過搖、敲、聽、打孔等辦法，研究這只球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。雖然我們不能直接看到球的內(nèi)部，卻得到了球內(nèi)部的一些信息，將這些信息經(jīng)過匯總，得出了初步的判斷。

二、引入研究地球內(nèi)部的方法

1.我們這里有一個更大的球，它的半徑是6378千米，時速100千米的汽車從它的表面沿直線行進，也得走60多個小時。猜猜看，這個球是什么？你認(rèn)為地球內(nèi)部是什么樣子的？

2.科學(xué)家怎么知道地球內(nèi)部情況的呢？他們用什么辦法進行的？科學(xué)家們會把研究剛才那只小球的方法用在研究地球的內(nèi)部上嗎?……

教學(xué)中使用的自制實驗器材：球

制作實驗器材所需器材：不銹鋼球一個、沙子、水、釘子、石膏、紅色顏料。

制作步驟：

1．在不銹鋼球中放入沙子、水、釘子，封住洞口。

2．在不銹鋼球外包裹兩層石膏，內(nèi)層為紅色石膏，外層為白色石膏。

本課的教學(xué)，不僅要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到地球的內(nèi)部有不同的圈層，更要引導(dǎo)學(xué)生了解地球內(nèi)部的構(gòu)造是科學(xué)家依據(jù)一些信息推測出來的。教學(xué)中學(xué)生通過各種辦法認(rèn)識、推測自制教具“球”的內(nèi)部是怎樣的，并將各種方法運用到對地球的內(nèi)部的研究中，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)家探究的過程，培養(yǎng)了他們科學(xué)探究的能力。這一案例中的自制實驗器材服務(wù)于教學(xué)、服務(wù)于學(xué)生的發(fā)展，在突破教學(xué)難點、培養(yǎng)學(xué)生探究能力方面起到了積極的作用。

動手制作實驗器材源于教學(xué)的需要，又服務(wù)于教學(xué)，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，更是教師與學(xué)生智慧的結(jié)晶。所以，我們應(yīng)該自覺地、積極地研制新型實驗器材，主動地使用、推廣自制實驗器材。

（成金燕，南京市小西湖小學(xué)，210006）