湖北省大悟縣陽平鎮(zhèn)中心學(xué)校(432800) 付自成

小學(xué)科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的義務(wù)教育階段的核心課程，科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)和技能、培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣、弘揚(yáng)科學(xué)精神的主要途徑?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生科學(xué)探究的主要方法，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開實(shí)驗(yàn)器材。從現(xiàn)在的教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)器材配備標(biāo)準(zhǔn)來看，即使學(xué)校配齊配足實(shí)驗(yàn)器材，也只能完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的部分內(nèi)容。要將科學(xué)探究落到實(shí)處，自制教具就成為一項(xiàng)非常迫切和重要的任務(wù)。筆者在長期的科學(xué)教學(xué)過程中，自制過許多教具。下面，以“水的三態(tài)”演示儀為例，淺談自制教具的心得。

1 發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決方案

自制教具是實(shí)現(xiàn)科學(xué)課堂有效探究的必要補(bǔ)充。教師只有在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，吃透教材，熟悉實(shí)驗(yàn)器材，認(rèn)識(shí)現(xiàn)有教具的不足，才能發(fā)現(xiàn)問題，并依據(jù)教材所要闡述的科學(xué)原理進(jìn)行合理想象，才能在苦思冥想中尋求到自制教具的合理方案。如在教學(xué)“水的三態(tài)”時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有教具不能將水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，極大地影響了學(xué)生對水的三態(tài)的直觀認(rèn)識(shí)。為此，筆者提出這樣一個(gè)問題：“能不能設(shè)計(jì)一種教具，將水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前？”要制作這樣的教具，最大的難點(diǎn)是“制冰”，什么樣的器材能夠“快速制冰”，帶著這樣的問題，我思索許久，在觀察了“車載小冰箱”后，才得出一個(gè)較為合理的解決方案。即利用車載冰箱中的半導(dǎo)體制冷機(jī)制出“固態(tài)的水”——冰，利用電熱絲加熱得到“氣態(tài)的水”——水蒸汽，將二者整合到一個(gè)箱體上，就可以達(dá)到同時(shí)呈現(xiàn)“水的三態(tài)”的目的了。

2 整體設(shè)計(jì)，方便實(shí)驗(yàn)觀察

有了創(chuàng)作思路后，就必須對所要自制的教具進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)教具時(shí)要注意3個(gè)方面的問題：①結(jié)構(gòu)簡單，方便操作；②效果明顯，方便觀察；③安全可靠，美觀耐用。在設(shè)計(jì)“水的三態(tài)演示儀”時(shí)，筆者曾為將制冰機(jī)放在儀器的左側(cè)還是右側(cè)困惑，結(jié)合教師的演示操作和學(xué)生的觀察兩方面考慮，最終將制冰機(jī)放置在(教師站位的)右側(cè)。這樣利于教師的實(shí)驗(yàn)操作，有效地避開“電燒水”部分可能給教師帶來的燙傷。這樣的放置同時(shí)也能夠給學(xué)生一個(gè)從左至右為“固——液——?dú)狻弊兓挠^察順序。

效果明顯是自制教具必須注意的問題，“水的三態(tài)”演示儀是一個(gè)矛盾的結(jié)合體，該儀器一邊加熱一邊制冷，如箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好，該儀器在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致加熱制冷的作用相互抵消，大大影響實(shí)驗(yàn)效果。為此筆者設(shè)計(jì)了箱體內(nèi)部加裝隔板的結(jié)構(gòu)，利用隔板阻止箱體內(nèi)部的熱交換。在箱體外部將液態(tài)的水放置在中間，利用中間的水阻擋外部的熱交換。

安全性是自制教具的重中之重，我在設(shè)計(jì)儀器時(shí)，對該儀器的箱體選用了防火阻燃材料，對儀器內(nèi)部的強(qiáng)電、弱電線路進(jìn)行了合理規(guī)劃，確保儀器的安全可靠。

3 精挑元件，講究配備合理

在進(jìn)行合理有效的整體設(shè)計(jì)之后，必須精挑細(xì)選，合理配備儀器的元器件，以保證儀器工作時(shí)效果明顯、安全可靠?！八娜龖B(tài)”演示儀弱電部分元件電壓配備一致，確保儀器運(yùn)行安全可靠。儀器的電加熱部分配備的是1個(gè)220 V 300 W小電爐，該電爐可在2 min內(nèi)將20 mL的水燒開。儀器的制冷機(jī)可在2 min內(nèi)將1 mL的水制成冰。這樣，可保證學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)看到水的三態(tài)同時(shí)呈現(xiàn)。

4 特制零件，突破制作難點(diǎn)

自制教具中最難的部分就是關(guān)鍵零件的來源，這些零件是市場無法尋找到的，必須自行設(shè)計(jì)，自己制作。制作“水的三態(tài)”演示儀時(shí)，制冰用的“小鍋”無處可尋，為此，筆者用車床車制了一個(gè)可盛放2 mL水的鋁合金小鍋。用導(dǎo)熱膠將它牢牢地固定在制冷芯片上，很好地突破了“制冰”的難點(diǎn)。在后來的實(shí)驗(yàn)操作中，筆者又用牙簽制作了一個(gè)取冰棒，這樣能保證全班學(xué)生及時(shí)看到“固態(tài)的水”——冰。

5 組裝調(diào)試，改進(jìn)教具不足

自制教具的組裝調(diào)試是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，在自制教具的預(yù)設(shè)功能下，教師要有的放矢地進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，收集和記錄數(shù)據(jù)，或借用儀器檢測，在應(yīng)用中比對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)要求的達(dá)成度，在展示和交流中征求學(xué)生的意見和看法。及時(shí)進(jìn)行教具的調(diào)整與改進(jìn)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。水的三態(tài)演示儀組裝好后，筆者進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，及時(shí)改進(jìn)了加熱部分燒糊箱體的不足，總結(jié)出加熱20 mL水、制冷1 mL水、用時(shí)2 min的實(shí)驗(yàn)量化控制方法，較好地達(dá)成了預(yù)期目的。

6 美化外觀，展現(xiàn)功能特點(diǎn)

教具改進(jìn)完善后，要對它的外觀進(jìn)行美化，還要對它的名稱、功能按鈕、安全警示進(jìn)行標(biāo)注，如果儀器箱體上有空位，最好將使用方法也標(biāo)示出來。筆者結(jié)合水的特點(diǎn)，對“水的三態(tài)”演示儀進(jìn)行了上色涂裝，標(biāo)注了名稱和功能按鈕等，并對它的使用方法作了簡要說明。至此，一個(gè)較為完美的自制教具就完成了。

7 小結(jié)

總之，只要潛心研究教材，吃透教材，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題，就一定能閃現(xiàn)出自制教具的靈感。在不斷自制、不斷改進(jìn)中，創(chuàng)造出結(jié)構(gòu)簡單、方便操作、效果明顯、安全可靠、美觀耐用的教具。