关注科学课自制教具 学具的科学性

李志忠　姚朝祥

科学课的“实验探究型课堂”离不开教具和学具,否则就会“巧妇难为无米之炊”。 目前教材处于实验阶段,上课用的实验教具单纯依靠教具箱配备是远远不够的。而教具、学具的开发可以扮演“充盈实验用具”、“拓宽课堂探究途径”等角色,因此,教师的自主开发显得很重要。教具、学具是知识的载体,承载着探究的科学内涵。一旦忽视了这一点,即使很简单的教具、学具,也很容易发生科学性错误。如何提高教具、学具开发的科学性,笔者认为可从以下几方面加强:

一、钻研课程教材,认清探究内涵

教学目标是教学的灵魂,取决于教师的领悟和定位;实验设计是实验的关健,取决于实验用具的特性和定位。可以说,钻研课程教材是选择实验用具的基础。如果不能准确地解读教学目标,对于教具、学具选择的方向就可能出现偏差。备课时,可在确定教学目标的基础上结合现有实验的用具,思考实验的科学内涵。

如:《声音的变化》中拨弄松紧不同的橡皮筋,比较音响强弱的差异。这时候自制教具(附图1)如果比较粗糙的话,即没办法均匀分布铁钉与橡皮筋在木板上的距离,再加上大班教学,实验效果将大打折扣,这时候的自制教具效果就不明显。而《探索尺子音高的变化》也会碰到同样的问题。而在尺子的长度要求一致后,如果学生每次用力的程度不一样,就也没办法保证实验结果的科学性。因此控制力度的均匀,成为使用尺子探索音高变化科学性的重要条件之一。用教具箱中的同样材质、粗细相同,但长度不同的不锈钢管实验,首先保证了实验材料的科学性,具备了科学探究实验的基础。(附图2)

二、二度开发用具,寻找相同切点

强调教具开发的重要性,并不是认为现有的实验用具没有丝毫的价值。即使没有开发教具,也可以睁开慧眼寻找现有教具的“新价值”——即“现有教具的二度开发”。我个人认为这也是一种创新,也是对教具的开发。因为每一样东西的使用价值是多层次的,只有不被认识的,没有不可以用的。对于“现有教具的二度开发”的好处是:提高现有教具的使用率,减少实验费用,提高教师的创新能力等,对于实验室建设和教师成长来说是一件好事。

如:《磁铁的两极》是一节很多人演练过的教研课,很多人都在探究上下足马力,很少去思考用“铁架台”当“支架”的科学性。这也是缺少反思、缺少对课堂内涵鞭笞的一种结果。对于磁铁和铁的相互作用了解的话,可能你就会想到:1. 磁铁是否会将铁架台磁化,影响实验效果;2. 铁架台使用的时间一长很容易生锈,又容易损坏实验桌。至少基于这两点考虑,你或许可以找到这样的“灵感”——能否寻找一种轻便的“新型用具”代替?作为该实验的支架要考虑的因素有:稳固性、平衡性。我们寻找到了替代物——“大矿泉水瓶”和“小竹棍”,它们都具有取材容易、价廉的优点。用“烧红的大铁钉”在“大矿泉水瓶”颈部钻孔,刚好可以穿过长约为14cm的“小竹棍”;然后,在较长的一端系上细线,再根据需要系上“U型磁铁”或“长条磁铁”;最后,通过往水瓶里加水调节其稳固性,如果实验完了,还可以将水倾掉,既轻便又好收藏。(附图3、4)

三、多次实践发展,多方比较论证

实验用具或自主开发的教具,使用时不一定能一步到位。多次实践制作,才能符合实验的要求,达到科学课堂探究教学有效性。多次的实践筛选和比较论证,无形中完善了功能和提高了科学性,从中提高了课堂教学的科学性。

如:《改变物体的沉浮》中,可改变物体沉浮的途径有改变水体的密度、改变物体的重量、改变物体的体积三种。以改变物体的体积为例,可以充当教具的有橡皮泥(具有容易改变形状和体积的优点)等。但对于“只改变体积,不改变重量”这点,通过实践发现,橡皮泥虽然容易改变形状但容易吸水,而且不能多次使用,增加了实验成本。通过摸索,我们尝试了替代物“固体胶”。固体胶具有“胶水不易溶解于水”、“螺旋结构保证了改变体积不改变重量的特点”、“实验完还能保持原有的使用价值”的优点。这样既提高了探究课的科学性,又节省了材料。(附图5、6)

四、自制教具、学具中还需要注意的问题

 注意教具、学具自制的科学性是首要的,同时还应该注意:(1)可行性:如它的费用、工艺条件、材料的选择及学生知识的多少、能力的大小等。在达到同样教学目标的前提下,结构设计得越简单,效果越好。如自制学具的创意与设计只要从教学目的出发,在达到符合科学性进行实验的基础上做恰当的延伸即可,不能对学生提出不切实际的要求;材料的选择尽量考虑使用一些便宜的、便于取用的,甚至是一些废旧物品,如易拉罐、塑料瓶等等。(2)安全性。学生动手能力相对较弱,在制作学具的过程中容易出现一些安全方面的问题。教师在指导学生制作学具时,要反复强调,特别是关键处要多做指导。如在用使用锋利的刀具、腐蚀性液体、弹力很强的牛筋、易碎的玻璃器皿时,要教会学生正确的使用方法,养成良好的习惯;在用明火或使用化学药品等具有一定危险性的操作时,更要注意操作规范,以杜绝安全事故的发生。

除注意以上基本原则外,还应该在平时多加积累,才能更好地把握科学课自制教具、学具的科学性,才能更严谨地为探究实验奠定基础。■