追求简约，让教具真正服务于教学

朱灿

【摘 要】“易获取、低成本”的材料是科学探究的首选。教师要在研读教材的基础上，重新审视探究实验，利用身边的常见材料，开发出“精于心、简于形”的教具，让趣味的教具、改进的教具、创新的教具服务于教学。

【关键词】常见材料；简约教具；探究

2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》指出，“易获取、低成本”的材料是科学探究的首选。科学家麦克斯韦认为，从某种意义上来说，仪器的教育功能与其复杂程度呈反比。但近年来，在各地公开课和自制教具比赛上涌现出的新教具出现了越来越明显的高成本、大制作倾向。科技在发展，与时俱进地使用新材料、新工艺、新技术本无可厚非，但要让这些“高大上”的新教具广泛应用于日常教学，姑且不讨论其是否适用、实用，经费不足也是一个难以回避的难题。发展和创新并不意味着可以丢弃“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的传统。对小学生来说，材料越常见、结构越简单的教具往往越有吸引力。教师要独具慧眼，善于利用身边的常见材料，或模仿他人、或二次改进、或自主创新，尝试开发出“精于心、简于形”的教具，服务于教学。

一、趣味教具激发探究热情——以热水瓶的学问为例

小学生对周围世界具有强烈的好奇心和求知欲，这种好奇心和求知欲是推动他们进行科学学习的内在动力[1]。教师要善于利用生活中司空见惯的事物和现象，创设生活化、趣味化、魔术化的问题情境，让学生处于“心求通而未得，口欲言而弗能”的愤悱状态，激发学生的探究热情，引导他们在愉快的学习氛围中探索其中蕴含的科学奥秘。

在学习《探索尺子音高的变化》前，学生已经在前一课的学习中了解了声音有强有弱、有高有低，但对声音高低变化的认知还处于混沌状态。此时，笔者出示一个空热水瓶，同时请一个学生蒙住眼睛，用听声音的方式判断热水瓶何时被灌满了水。活动结束后，请该学生说明判断理由。学生指出，水即将被灌满时，热水瓶会发出不一样的声音。其他学生也各抒己见，开展激烈讨论，学生对音高变化的探索便在不知不觉中开始了。

在学习《空气的热胀冷缩》一课时，教材上有一个“比较空气和液体热胀冷缩的效应，谁更显著”的问题。教师往往用喷泉实验来启发学生的思维，但因为空气是看不见的，再加上受惯性思维的束缚，学生总认为是水自身受热膨胀使得烧瓶内的水喷射而出。为此，笔者向学生出示两个空热水瓶，分别往瓶内灌入沸水，然后盖上瓶塞。过了一会儿，只见其中一个瓶塞弹了起来。笔者请学生推测瓶塞弹起来的热水瓶是因为水装得太满了还是水没装满。学生异口同声认为是水装得太满了。笔者请一个学生上来查看热水瓶的水位，结果该热水瓶只装了一半的水。此时，学生如堕烟海，思维陷入了谷底。笔者追问学生：没装满水的热水瓶里除了水，还装着什么？学生瞬间恍然大悟，原来是热水加热了热水瓶内的空气，空气受热膨胀顶起了瓶塞。

二、教具改进助推科学探究——以金属热传递实验为例

万变不离其宗。吃透教材提供的科学原理，重新解读实验现象和概念建构之间的关系是教具改进的不二法宝。教师要以探究为核心，深入思考实验探究活动传达的科学信息对学生思维发展的影响和作用，找准教具改进的切入点，做出有针对性的改进，更好地服务于探究。

在學习《热是怎样传递的》一课中，教材安排了“热如何在金属条、金属片中传递”的实验。但这两个实验在操作上存在一定的难度，很多教师在改进实验时，都用到了一种新型材料——温变油墨。具体做法是，把温变油墨均匀地涂在金属条和金属片上，热量传递到哪里，油墨的颜色随之改变。[2]从表面上看，改进后的实验，热传递动态变化过程的现象确实变得直观明了。在学生的欢呼雀跃下，很多教师以为找到了终南捷径，如获至宝。但笔者认为这个改进值得商榷，因为他们忽略了一个前提，即五年级的学生对温变油墨的认知是零，而有关温变油墨的所有信息均来自教师的告知。这就相当于问题解决的同时又产生了一个新的问题，而这个新问题对学生来说同样触不可及。[3]

反思教材的实验设计，金属条热传递实验之所以难操作、易失败，主要在于实验材料的选择上。首先，蜡烛油黏性不大，凝固起来又很快，而铁丝和火柴之间的接触面又太小，这都导致了火柴很难顺利地粘在铁丝上。找到了症结所在，教师即可对症下药。笔者用钢锯条代替铁丝，用饮料瓶盖代替火柴，用猪油代替蜡烛油。因为钢锯条和塑料瓶盖之间的接触面比较大，而猪油的黏性又比蜡烛油好，问题就迎刃而解了。同时，金属片热传递实验也可以如法炮制。笔者把熔化的猪油均匀地刷在奶粉罐的盖子上，天冷时让其自然凝固，天热时放入冰箱中冷藏。使用时，将盖子固定在铁架台上，用酒精灯加热，即可观察到猪油以热源为中心向周围快速熔化。用奶粉罐的盖子代替金属片，在于利用其凸起的边沿，可防止猪油受热后流到外面。另外，要想让实验现象更显著，还可在猪油里加入脂溶性色素。综上所述，因为学生有猪油受热会熔化的生活经验，据此可轻松地判断热量的传递过程。

三、教具创新突破探究难点——以日食模拟实验为例

发现问题比解决问题更重要。教师要不唯教材论，敢于质疑教材。通过“下水实验”，教师要反思实验易失败或效果不理想的原因，找出实验设计的症结所在，探索实验装置的改造和创新，有效突破教学难点。[4]

在学习《日食和月食》一课中，模拟实验是学生解构日食形成原因的关键所在。教材建议用手电筒、乒乓球、玻璃球分别模拟太阳、地球和月球，以三者之间的相对运动解释日食的形成原因（见图1）。但笔者认为教材的实验设计存在很大的缺陷，且不说玻璃球因其透明性不适合模拟月球，用手电筒的光来模拟太阳也不够形象，更大的问题在于这个模拟实验要求学生在地球之外的太空来判断日食的发生，还引入了本影、半影等对学生而言闻所未闻的新名词。这超出了学生的思维发展水平，同时也不符合学生是在地球上观察日食的事实。

有鉴于此，笔者对这个模拟实验进行了优化重组。笔者先播放日食发生过程的视频，请学生从中找出遮住太阳的这个天体的具体特征。经过讨论交流，学生认为这个天体是和太阳一样大的、圆的、黑的、不透明的、自西向东运动的。同时，也有学生认为这个天体可能离地球很近，所以在地球上看起来很大。笔者追问学生：符合这些特征的最有可能是哪个天体？学生认为是月球。笔者出示一个一半涂黑的乒乓球，请学生判断这能否模拟月球。学生认为可以，而且指出涂黑的那一面要背对太阳。笔者随即把一个点亮的球形灯放在讲台上，学生马上指出球形灯可以模拟太阳。笔者追问学生：那用什么来模拟地球呢？一阵沉寂之后，终于有学生指出人的眼睛可以模拟地球上的观察者。在分组实验时，学生很容易地就观察到了日食发生的全过程。在全班汇报交流阶段，笔者用一个接入电脑的摄像头代替了人的眼睛，日食的发生过程就被更加直观地投射到了大屏幕上。一套好教具成就一堂好课，改进后的日食模拟实验（见图2）操作更简单、观察更方便、现象更显著，能帮助学生更好地解构日食的产生原因。

佛跳墙和西湖醋鱼是两道名菜，前者采用多种名贵食材精心炮制而成，后者只是用普通的西湖草鱼简单烹制而成，但两者均达到了一个相同的境界——鲜。可见，珍馐美馔不一定非要用名贵食材。教师要像高明的厨师一样，善于因地制宜、就地取材，用常见的、不起眼的甚至被丢弃的材料，信手拈来、推陈出新、变废为宝，化腐朽为神奇，开发出接地气而又实用的教具，促进探究，充实教学。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017：4.

[2]姚平.科学改进实验 提高探究成效[J].教学仪器与实验，2015（6）：17.

[3]姜志强.对高科技和数字化教具的冷思考[J].教学月刊·小学版（综合），2016（5）：13.

[4]金亚军.小学科学自制教具的研发[J].中国教师，2014（9）：29.

（浙江省江山市石门小学 324100）