摘 要：在小學科學教學中，把握科學學科和課程思政之間的聯(lián)系，依托科學課程內(nèi)容，深入挖掘思政元素，研發(fā)出一系列電磁類和承古啟今類教具。這些教具不僅有效解決了教學中難以達到的教學目標，化解教學重點難點，提升實驗探究效率;突破原有器材局限，拓展教學廣度深度;鍛煉師生學習能力，增強師生創(chuàng)新精神的優(yōu)勢，而且將課程思政融入教具研發(fā)的“ 點” “ 線” “ 面” 。

關(guān)鍵詞：科學;課程思政;教具;跨學科

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

《義務教育科學課程標準（2022 年版）》指出，小學科學課程的德育目標主要是培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀、價值觀和良好的行為習慣。因此，要將思政元素融入到科學教學中，進行跨學科教育[1，2] 。在小學科學教學中，許多抽象的概念，有時很難讓學生接受，而科學教具增加了科學課堂的視覺沖擊，提高了學生的注意力，起到了“化抽象為形象”的教學效果。學生科學學習的靈魂是實驗，而科學教具拓展了教學的廣度和深度。教師要從科學學科教學走向跨學科教育，打造高智慧課堂，成就高智慧學生，遵循科學性、安全性、簡易性、創(chuàng)造性等原則，以低成本器材引路，以課程思政護航，研發(fā)小學科學精品教具。

一、樹立育人目標，體現(xiàn)德育引領(lǐng)

思想政治理論課是落實立德樹人根本任務的關(guān)鍵課程。教師在科學教學中所研發(fā)的教具，要充分把握科學學科和課程思政之間的聯(lián)系，依托科學課程內(nèi)容，深入挖掘自制教具所蘊含的思政元素，使其與科學知識有機融合，將立德樹人貫穿于小學科學教具研發(fā)的始終。

在科學教具的研發(fā)中，要在習近平新時代中國特色社會主義思想的指導下，探尋科學教材中的重點、難點，做“有意義”“有深度”“接地氣”的精品教具，培養(yǎng)學生形成正確的價值觀。要讓科學課程同思想政治理論課程并肩同行，做到資源共享、優(yōu)勢互補。在教學中，要將這兩門學科形成合力，共同促進學生深度學習，協(xié)同培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)[3，4] 。

二、研發(fā)自制科學教具，滲透課程思政教育

（ 一） 教具“ 魔術(shù)盒” ———社會責任與健康生活

如圖1 所示教具“魔術(shù)盒” 可適用于任何版本、任何教材中與磁鐵相關(guān)的課程。對于小學科學學科，它可應用于教科版科學二下“磁鐵”單元中的任意一課。在變魔術(shù)時，首先將四個彩色骰子放入黑色骰子中，然后將其放入透明盒子里。當蓋上鑲有彩色鉆的蓋子后，搖一搖，黑色骰子便會消失，同時會出現(xiàn)四個彩色骰子。當用“魔術(shù)盒”變魔術(shù)的時候，學生們都會“哇”的一聲尖叫，極大的激發(fā)了學生們的學習興趣，把課堂帶入高潮。那這是為什么呢？為什么黑色骰子會消失？ 彩色骰子又是咋回事呢？ 學生們開動腦筋，各種猜測紛至沓來。有的學生認為是黑色骰子像變色龍那樣直接一分為四，變成了四個彩色骰子;有的認為是彩色骰子之前在黑色骰子后面，老師擋住了部分視線，很好的隱藏了彩色骰子;還有的認為盒子里原先沒有彩色骰子，是老師手速太快了，把黑色骰子迅速拿走，立即換成了四個彩色骰子……當教師把黑盒子打開，將吸有黑色骰子的黑盒子展示給全體學生后，全場震驚，隨即爆發(fā)出經(jīng)久不息的掌聲。偉大的成就來源于我們從小的熱愛和不懈的探究。而教師所要做的，就是要把這份興趣、這份科學探究的起點深深地埋在學生心中。

“魔術(shù)盒” 教具自制過程很簡單：首先，使用廢棄的棉簽盒用黑紙包裹做成黑色盒子，在盒子上粘一些彩色鉆作為裝飾;然后，尋找一些廢棄紙盒，用黑紙包裹做成黑色骰子。最后，在紙盒內(nèi)部和黑骰子內(nèi)部各粘一個環(huán)形磁鐵，用黑紙蓋住。簡簡單單的改裝，可取得錦上添花的教學效果。

“魔術(shù)盒” 教具融合了課程思政的社會責任與健康生活方面。黑盒子和黑骰子都是利用廢棄材料制成。廢棄材料的回收再利用，讓學生學會了減少丟棄，增強了環(huán)保意識，養(yǎng)成了綠色、低碳的生活習慣，這也為我國建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會打下良好基礎。

（ 二） 教具“ 火眼金睛辨硬幣” ———合作精神

此教具可應用于教科版科學二下“磁鐵能吸引什么” 一課，如圖2 所示。這里有十枚不一樣的硬幣，用雙面膠將硬幣粘到彩色泡沫棉上，彩色泡沫棉的上端粘到盒子上，下端不粘。若用磁鐵分別接近這些硬幣，可以發(fā)現(xiàn)磁鐵可以吸起一部分硬幣，但并不能吸起全部硬幣。磁鐵吸起的硬幣有：1 元硬幣、新版5 角、新版1角;磁鐵無法吸起的硬幣有：舊版5 角、兩枚舊版1 角和三枚分值硬幣。通過進一步探究，學生知道了這些硬幣的制作材料是不一樣的：磁鐵吸起的1 元硬幣是鋼芯鍍鎳，新版5 角硬幣是鋼芯鍍黃銅，新版1 角硬幣是不銹鋼;磁鐵不能吸起的舊版5 角硬幣是銅鋅合金，舊版1 角硬幣和三枚分值硬幣都是由金屬鋁制作的。所以，磁鐵能吸起的物體都有一個共性，那就是含鐵、鈷或鎳。由此，學生們對磁鐵可以吸引鐵、鈷、鎳有了一個更深刻的認識。

在教學中，這個教具深得學生喜愛。下課以后，學生們就會把老師圍住，一個勁兒提問：“老師，你這個咋做的呀？” “老師，你這個太神奇了，我也想做一個?！薄袄蠋煟氵@個用的是啥材料??？”“老師，你這個做得太漂亮了！” 學生們的表現(xiàn)，進一步激發(fā)了教師的探索精神，使教師鍛煉了自身能力，提高了專業(yè)素養(yǎng)，促進了師生的同學習、共進步，達到了教學相長的教學境界。教師有了繼續(xù)“做”下去的動力。

“火眼金睛辨硬幣”教具的實驗探究，培育了學生合作精神。學生通過小組合作的方式來探究實驗。通過分工操作、傾聽他人意見、協(xié)調(diào)分歧、相互支持與協(xié)作，從而達成共同目標，這無形中培養(yǎng)了學生們團隊合作精神，更好地發(fā)揮了協(xié)同效應，從而實現(xiàn)更大的成就。

（ 三） 教具“ 磁鐵推進器” ———客觀探究精神

這一教具可應用于教科版科學二下“磁鐵的兩極”一課，如圖3 所示。這節(jié)課要對條形磁鐵各部位磁力強弱做探究。想要讓學生探究此實驗，需要讓一根長條形磁鐵平行推進來接觸回形針，看一看哪一部位的磁鐵首先吸起回形針?？蛇@對于二年級的學生來說，有一定難度。如何能更好地做到平行推進呢？ 如果做不好平行推進，那實驗效果會大打折扣，不利于磁鐵兩極知識的講解?；诖耍稍诩埌迳袭嬕恍┹o助線來幫助學生更好地平行推進，于是研制出教具“磁鐵推進器”。

自制這個教具：首先，找到若干張廢棄紙片，將兩根廢棄吸管豎向粘在紙片上，兩根吸管之間的距離恰好可以保證讓長度為18 cm 的條形磁鐵通過;然后，將黑色卡紙貼在兩根吸管中間位置，并在紙上每隔1 cm 畫一條橫線。橫線與橫線之間保持平行;最后，在黑色卡紙下端貼上彩色“磁鐵放置區(qū)域”，紅色一端朝左，藍色一端朝右。在黑色卡紙上端貼上“1 號”“2 號”“3 號”“4 號” “5 號”，分別放置回形針。將實驗用到的長條形磁鐵和五枚回形針放到黑卡紙所對應的不同區(qū)域內(nèi)。在做實驗的時候，將條形磁鐵平行推進，看哪一部位的回形針先被磁鐵吸起，哪一部位的磁性就最強。通過實驗，學生得出條形磁鐵兩端磁力最強，中間磁力最弱。

“磁鐵推進器” 的使用突破了原有器材的局限，可提高學生做實驗的精準度。培養(yǎng)學生形成客觀探究精神，養(yǎng)成了實事求是、敢于質(zhì)疑、嚴謹治學的科學態(tài)度。

（ 四） 教具“ 自制圭表” ———工匠精神

“自制圭表” 既可應用于教科版科學五上“時間在流逝”一課，也可應用于教科版科學六上“影長的四季變化”一課。

圭表是古人研發(fā)的太陽鐘。為更好的講解圭表，教師模仿古人成果自制“圭表”。首先，找一個廢棄紙板，用黑紙包裹后，做成了一個可以豎起來的黑色面板。接著， 制作“ 圭” 和“表”。找兩張廢棄的卡紙，其中一張卡紙上用彩筆畫刻度，做成帶刻度的“圭”，而另一張卡紙用黑紙包裹，做成“表”。將“圭” 和“表” 分別粘在面板上。然后，用圓規(guī)在黑色面板上畫弧線，固定手電筒，先在面板上打一個洞，再用橡皮筋穿洞，橡皮筋一端懸掛手電筒，另一端掛一個廢棄材料來固定，使得紙板可以豎立不倒。最后，用熒光筆畫三個手電筒放置區(qū)域：冬至放置區(qū)域、春分和秋分放置區(qū)域、冬至放置區(qū)域。做好后，就可以用手電筒模擬太陽，對所制圭表進行測試。

在圖4 中，左圖、中圖和右圖分別展示了冬至、春分和秋分、夏至時的影子情況。在冬至時，太陽影子是最長的，春分和秋分時影子居中，而夏至時太陽影子最短。這個教具可以讓教學效果凸顯，以前在沒有這一教具的時候，講授這一課時只是理論講解，并沒有給學生留下深刻印象。有了自制圭表教具，學生對圭表有了更深入的理解。自制圭表教具雖然制作簡單，但它有效化解了教學重點、難點，提升了實驗探究深度，提高了實驗探究效率。這樣的教具很接地氣，深受學生喜愛。

在課堂上，通過圭表的講解，學生們感悟到我國古代工匠的工匠精神[5] 。我國古代的圭表、日晷、水鐘、大明燈漏、五輪沙漏等鐘表，都飽含著“精益求精、無私奉獻”的工匠精神。古代工匠精雕細琢的無數(shù)創(chuàng)造、發(fā)明，令西方世界高山仰止。鼓勵學生要傳承這種工匠精神，實現(xiàn)我們的強國之夢。

（ 五） 教具“ 一心跟黨走，共筑中國夢———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷” ———構(gòu)建課程思政環(huán)境

教具“一心跟黨走，共筑中國夢———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷”，可應用于教科版科學六上“推動社會發(fā)展的印刷術(shù)”一課，如圖5 所示?；钭钟∷⑿g(shù)是我國古代四大發(fā)明之一。為繼承和弘揚我國傳統(tǒng)文化，教師利用3D 打印技術(shù)打印字模，用現(xiàn)代科技再現(xiàn)古人活字印刷。

通過建模軟件建好模型，用3D 打印機打印出十個字模“一” “心” “跟” “黨” “走” “共”“筑”“中” “國” “夢”。打印出的模型方塊長、寬、高都是1. 5 cm，字都是凸出的反體字，它的凸出高度為1. 5 mm，字體為楷體，顏色為白色。這些打印成品（光敏樹脂材料）無毒無害、硬度強、光滑度好，非常適合長期使用。

活字印刷模擬實驗分四步進行。第一步，檢字。把字模在活字印刷版上按照順序排列整齊，每一行的字都要從右往左放。第二步，刷墨。在活字印刷板上均勻涂抹墨汁。墨汁量要適中。第三步，拓印。鋪上宣紙，拉平紙張，用拓印的壓板均勻壓印。第四步，晾制。用手將宣紙掀起，把宣紙放到向陽、通風處晾干。所有拓印后的宣紙都要單獨放置，不能重疊晾干。

“一心跟黨走，共筑中國夢” 字模，就是為了激發(fā)學生作為炎黃子孫的驕傲感、自豪感，讓學生堅定“一心跟黨走” 的信念，為“共筑中國夢”而努力學習！ 構(gòu)建了課程思政環(huán)境。學生們感悟到我國古人智慧和古代科技在全世界產(chǎn)生的深遠影響，樹立民族自豪感，激發(fā)了學生對祖國文化自信的情感認同。

三、深挖教材，將課程思政融入科學教具研發(fā)的點、線、面

電磁類教具“魔術(shù)盒”“火眼金睛辨硬幣”和“磁鐵推進器”完美融合了課程思政，在教學中發(fā)揮了很大的優(yōu)勢。這些教具彌補了實驗室原有器材的不足之處，使得學生們可以以更好地方式完成實驗，實驗成功率大大提高，使實驗變得簡單、高效;而承古啟今類教具“ 自制圭表”和“一心跟黨走，共筑中國夢———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷”在課堂上再現(xiàn)了古人的研究成果，承載著豐富的文化內(nèi)涵。這樣的教具“有意義” “有深度” “接地氣”。另外，很多學生在科學教具的啟發(fā)下，他們開始自己動手做各種各樣的科學小制作了，比如電磁鐵、雙控開關(guān)、太陽能熱水器、風車、編程精準足球發(fā)射器、3D 打印造小船、吹泡泡機……教師研發(fā)的這些教具竟然還起到了拋磚引玉的作用，它激發(fā)了學生學習興趣，提高了學生對科學的學習能力，使學生主動投入到深度學習中。

任何學科都不是孤立的。大科學教育觀下的科學教學在很大程度上就是要求科學課進行跨學科教學。課程思政視域下研發(fā)的小學科學教具有效解決了在教學中難以達成的教學目標，它化解教學重點難點，提升實驗探究效率;突破原有器材局限，拓展教學廣度深度;鍛煉師生學習能力，增強師生創(chuàng)新精神。在教具的研發(fā)中，要深入挖掘科學課程與課程思政相結(jié)合的眾多“點”，從這些眾多點中繪出很多“線”，從這些很多線中便可以搭出“面”，將課程思政融入教具研發(fā)的“點”“線”“面”。在教具的研發(fā)之路上，很多孩子展現(xiàn)出了他們的很多面，這讓我們看到了國家未來的希望。獨木不成林，林成樺木生，我們的未來不是夢！

參考文獻：

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[3] 倪麗萍. 指向?qū)W科核心素養(yǎng)的小學科學作業(yè)設計與實踐[J]. 教育與裝備研究，2022，38（8）：15-18.

[4] 宗若燦. 小學科學“ 疑思議探” 四步聯(lián)動教學模式———核心素養(yǎng)條件下小學科學教學模式的研究[ J] . 教育與裝備研究，2018，34（8） ：31-36.

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（ 責任編輯：加順花）