科学课堂实验教具制作与创新设计

2022-11-23浙江省台州市路桥区新桥镇中心小学施晓益李玲红徐梦扬

发明与创新 2022年3期

关键词：温度传感器纸袋塑料瓶

浙江省台州市路桥区新桥镇中心小学施晓益李玲红徐梦扬

一、实验教具的创新设计

（一）空气占据空间塑料瓶演示器

小学科学三年级上册第四单元“水和空气”中第六课《空气占据空间吗》的实验是：把纸团紧塞在杯底，将杯子倒置竖直压入水中，再竖直拿出来，杯中纸团不会湿，由此证明空气占据空间。

图1 教材中的实验操作

实验存在的问题：

1.学生因操作方法不当：杯子压入水中和拿出来时没有完全竖直，导致水进入杯中打湿纸团。

2.学生触摸纸团时手部较湿润，无法准确感知纸团的干湿程度。

3.实验抽象，超出小学生的认知范围。

为了达到实验效果，我们利用3 个空塑料瓶、透明软管、穿板塑料接头、热熔胶棒、红色水等材料设计出了空气占据空间塑料瓶演示器。

例如在教授学生九年级《出师表》时，我在上课之初，直接问了大家一个问题：“你们怎么看待《三国演义》中诸葛亮这个人物？”有的学生回答道：“诸葛亮很聪明，很有才华。”还有的学生说：“诸葛亮机智无比，雄才伟略。”“那我给大家讲一个和诸葛亮有关的故事，好吗？”学生们听到这里，开心极了，纷纷聚精会神地看着我，看到这样的情况，我将板擦儿往桌子上一拍，大声说道：“话说刘备死后，刘禅登上皇位，当时……”在我绘声绘色的讲述中，学生们的情绪也忽高忽低，上下起伏。随着时间的流逝，板擦儿再次一响，我结束了这个故事。看到大家意犹未尽的眼神，我直接打开书，开始为大家讲述《出师表》里面的内容。

实验步骤：

1.将3 个空塑料瓶分别标记为①、②和③，用透明软管将①号塑料瓶和②号塑料瓶的瓶身下方的同一位置连通。在两个瓶盖上打孔，安装穿板塑料接头，用透明软管将两个接头连接起来（如图2）。

图2

2.往①号塑料瓶里注入红色水（如图3）。打开①号塑料瓶瓶盖，让①号塑料瓶的水顺着透明软管流入②号塑料瓶，直到①号塑料瓶与②号塑料瓶中的水基本持平，再用已连接好的两个瓶盖盖在②号塑料瓶与③号塑料瓶上（如图4）。

图3

图4

3.用力挤压③号塑料瓶，将③号塑料瓶中的空气挤入②号塑料瓶，②号塑料瓶中空气增多，所占空间增大，里面的红色水被挤到①号塑料瓶中，验证空气占据空间，如图5 所示。

图5

优点：空气占据空间塑料瓶演示器操作简单、取材方便，变抽象为直观，既便于学生理解，又增强了课堂的趣味性。

（二）声音振动演示仪

小学科学四年级上册《声音是怎样产生的》这一课中的实验是：用力弯曲钢尺，钢尺并不发声，而在桌子边缘轻轻拨动钢尺，钢尺却能发出声音。

图6 用手弯曲钢尺

图7 在桌子边缘拨动钢尺，听到钢尺用力撞击桌面的声音

实验存在的问题：

1.在操作过程中，钢尺振动时间短，振动一旦停止，学生就无法听到声音。

2.受教室周边环境噪声的影响，振动的声音听不太清。

针对以上问题，我们用共鸣盒、钢尺、听诊器和不锈钢插销等材料制作了声音振动演示仪。

实验步骤：

用不锈钢插销将钢尺固定在共鸣盒上，一只手拨动钢尺一端，让其上下振动；另一只手将听诊头放在共鸣盒的出声口，如图8、图9 所示。将听诊器的耳塞放在入耳处，可以听到声音。

图8

图9

优点：改进后的教具让振动现象更加直观，振动发出的声音被扩大，不受嘈杂的环境影响，学生更容易理解声音是由振动产生的。

（三）光和热实验教具

小学科学五年级上册第二单元“光”中有个实验：准备5 种颜色或材质不同的纸袋，把它们放在阳光下，再将温度计置于纸袋内，使温度计与纸袋充分接触，统计相同时间内5 种纸袋受热升温情况（如图10）。接着，选择其中一种纸袋，在阳光下分别摆放为与地面水平、与地面垂直、与太阳光方向垂直三种状态（如图11），比较3 种摆放方式下纸袋的温度变化，探究物体在不同状态下的吸热能力。