小学科学实验器材的制作与使用

一、善事利器——自制实验器材的重要性

“工欲善其事，必先利其器”这句话运用到科学课堂之中也很合适。“善事”是指较好地完成科学实验，“利器”则是指合适的实验器材。

实验器材指因教学需要而运用的模型、实物、仪器、图表等器材。根据环境条件、教学设计、师生需求而动手制作新的实验器材或改进加工原有器材后所得的实验器材称之为自制实验器材。

为什么要自制实验器材？首先，实验器材是进行科学实验的必要条件，是科学实验成功的基础与保障，对实验效果、实验结论都将产生直接的影响。同时实验是学生学习科学的重要手段之一，实验器材的选取直接关系到科学学科的教学成效。

其次，自制实验器材是教学发展的必然需求。不同的环境条件、不同的学生、不同的教学设计，都会对实验器材提出不同的要求，所以实验器材总是随着教学的进步不断发展的。在教学中现成的器材与设备往往难以完全满足不断变化的教学需求，使得自制实验器材成为小学科学教师的一项重要工作。

二、坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验——实验器材的制作

“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”是著名物理教育家朱正元教授提出的主张。这里的“坛坛罐罐”与“拼拼凑凑”，意味着因陋就简，因地制宜，让实验器材的制作成为一种常态。

实验器材的制作要经历以下几个步骤：

1．定方案。这是制作实验器材的基础。制作方案可以是文本式的设计稿，也可以是教师和学生头脑中的构思。它是在深度解读教材、了解学生的基础上根据实际情况制定的。设计方案要做到科学、全面、合理、经济，确保制作过程顺利展开。

2．粗加工。这一步骤是制作实验器材的主要操作环节，例如下表：

3．精加工。这一步骤主要包括两个方面：一是为了达到最佳实验效果对实验器材进行调试；二是为了使实验器材更加精美而进行再加工。

【案例1】苏教版小学科学五年级上册第二单元第4课《七色光》。

《七色光》中有一个“单色光复合为白光”的实验。教材中是这样设计的：“在圆形硬纸片圆心处插一根铅笔，制成简易陀螺。在圆盘上涂红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，快速旋转圆盘，你观察到什么现象？”但是在教学中，我们发现这一实验器材存在明显问题：由于陀螺旋转速度较慢且不稳定，很难观察到这七种单色光复合成白光的现象。教师可以运用“改造妙用”法自制实验器材解决这一问题。

实验器材所需材料：小马达一只，电池盒一个，五号电池两节，开关一个，电线若干。涂有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的硬圆片一个。

制作步骤：

1．将圆片与小马达相连。

2．将电池盒、开关、小马达用电线连接起来。

3．在电池盒中装上电池，用开关控制马达的转动与停止。

这一自制实验器材有着明显的优势。由于马达的转动快速而平稳，用它带动圆片转动，学生可以十分清晰地看到“单色光复合成白光”这一实验的效果，从而达到进一步认识“光”的目的。

三、小人小马小刀枪，真刀实枪做实验——自制实验器材的使用

小学生使用的实验器材与科学家使用的实验器材相比，只能说是“小人小马小刀枪”了。但是，科学课正是要让“小人”运用“小马小刀枪”实实在在地做科学实验。自制实验器材究竟是优还是劣，要在教学实践中加以检验。

评价一件实验器材优劣的要素很多，我们应该选择其中主要的、起决定作用的几个因素作为评价依据，大致上要遵循以下几个原则：

1．科学性。必须符合科学原理，这是实验器材使用过程中最为关键的原则。不论你的实验器材做得多么精美，如果它违背了科学原理，那么就不是一件合格的器材。

2．创新性。能够运用新材料、采用新工艺、制作出不同于传统实验器材且更适合实验教学的新型器材。

3．满足教学需求。具体包括：实验器材与学生所学内容直接相关，满足学生探究科学概念的需求；实验器材的使用有助于突破教学重难点，启发学生思维，满足高效教学的需求；实验器材清晰明了，实验效果明确，满足学生直观感受的需求；实验器材易于操作，满足学生在做中学的需求等等。

【案例2】苏教版小学科学六年级上册第四单元第3课《地球的内部》教学片断。

一、研究“小球”

1.今天，老师带来了一只球，同学们知道这只球的内部是什么样的吗？不能打开它，你有什么办法知道？

2.请同学们用你们所说到的办法，去研究这些球的内部结构。

3.讨论交流：用的什么办法，搜集到什么信息？根据这些信息判断这只球的内部是什么样子的？

4.你能不能肯定这只球的内部就是所说的那样？老师再给大家提供一种工具——打孔器。可以在球上面打孔，将取出的物质摆放在白纸上，仔细观察，判断这些球的内部形状。

5.学生实验、汇报。

6.小结：我们通过摇、敲、听、打孔等办法，研究这只球的内部结构。虽然我们不能直接看到球的内部，却得到了球内部的一些信息，将这些信息经过汇总，得出了初步的判断。

二、引入研究地球内部的方法

1.我们这里有一个更大的球，它的半径是6378千米，时速100千米的汽车从它的表面沿直线行进，也得走60多个小时。猜猜看，这个球是什么？你认为地球内部是什么样子的？

2.科学家怎么知道地球内部情况的呢？他们用什么办法进行的？科学家们会把研究刚才那只小球的方法用在研究地球的内部上吗?……

教学中使用的自制实验器材：球

制作实验器材所需器材：不锈钢球一个、沙子、水、钉子、石膏、红色颜料。

制作步骤：

1．在不锈钢球中放入沙子、水、钉子，封住洞口。

2．在不锈钢球外包裹两层石膏，内层为红色石膏，外层为白色石膏。

本课的教学，不仅要引导学生认识到地球的内部有不同的圈层，更要引导学生了解地球内部的构造是科学家依据一些信息推测出来的。教学中学生通过各种办法认识、推测自制教具“球”的内部是怎样的，并将各种方法运用到对地球的内部的研究中，引导学生经历了科学家探究的过程，培养了他们科学探究的能力。这一案例中的自制实验器材服务于教学、服务于学生的发展，在突破教学难点、培养学生探究能力方面起到了积极的作用。

动手制作实验器材源于教学的需要，又服务于教学，不仅能够激发学生的学习兴趣，提高学习效率，更是教师与学生智慧的结晶。所以，我们应该自觉地、积极地研制新型实验器材，主动地使用、推广自制实验器材。

（成金燕，南京市小西湖小学，210006）