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浅谈新课程背景下自制科学教具
关键词：自制教具 创新 策略
摘要：自制教具它是在教学过程中，结合教学内容和教学方法，使用简单的手段和信手可得的材料，自定选题，创造性的构思设计，自己动手制作而成。这样的教具虽然比较简单，但在教学中其针对性、灵活性、实用性却有很大优势。教师使用自制的教具自然会得心应手，增加自信心；学生参与制作发挥想象力，各有所长，自然会兴趣盎然。它在激发师生创新精神与培养实践能力方面具有独特作用。科学是一门以实验为基础的学科，科学实验在中学科学教学中具有十分重要的意义。但是，从中学科学教学的现状来看，科学实验教学还是一个薄弱的环节，主要是因为实验物质条件的不足给实验教学造成了困难，其中最重要的是教学仪器。随着科学技术的发展，教学仪器不断地更新和改进，但还跟不上教学的需要。在中学科学学科中开展教具的研究就显得尤为重要。
1、新课程背景下自制教具的现实意义
1.1有利于解决当前教具的不足，改善实验教学效果。
科学教学需要大量的教学仪器。目前仍有一些学校，尤其是乡镇学校的设备比较简陋，教学仪器缺乏，没能满足新课程中一些实验的需求。在这样的情况下，自制教具是改变这种状况的重要措施。
例如，“力能使物体发生形变”这一实验中，对气球、皮球、皮肤施加力，学生很直观地观察到物体受力时发生形变，但对坚固的固体表面施力时，学生很难察觉，可能导致学生对知识点的质疑。但在教学中可自制教具来到达教学效果，将一扁的黄酒瓶中灌满红黑水的水溶液，然后把一个带单孔橡皮塞的的毛细玻璃管塞入瓶口，此时看到毛细玻璃管中有一段红色的水柱，现将瓶的两侧施加压力，毛细管中的液面明显上升。通过这一实验，也使学生直观地观察到坚固的固体表面受力时发生了形变，加深了对学生的感性认识，从而提升了学生对知识点的理性认识。新的课程理念，多元的教材，不同的教学方法，以及由此带来的知识领域的拓宽，明显增多了的实验项目、多种多样的实践活动都将为自制教具提供了更为广阔的创作空间。
1.2有利于培养学生能力，使他们得到全面发展。
随着素质教育的不断推进，如何培养学生的综合能力和创新精神尤受人们关注。学生自主学习，“做中学”，必然涉及自制教具的问题。学生结合所学的课程内容，自己设计制作教具是重要的实践活动，在学生中广泛开展自制教具活动，使其好奇、好动的自然属性得以调动和引导，会大大激发学生的学习兴趣。不仅使枯燥的理论知识变得生动有趣，而且在教具制作过程中会经历失败的苦恼和通过不懈的努力获得最终成功的喜悦。有利于学习知识与技能；有利于培养创新思维；提高实验动手能力；还对培养克服困难的意志品质，科学求实探索精神等等大有裨益。例如，在做托里拆利实验时，万一不慎将水银撒落在地上，我们应尽量将它收集起来，以防缓慢蒸发而污染环境。一般收集的方法是将水银连同灰土一并扫入或用厚纸片生产入烧杯中。但在板缝中的细小的水银珠不易扫起，学生通过思考、研究，也可自制教具。如图所示的水银收集瓶
装置。收集瓶为锥形瓶，加上橡皮塞，塞上穿过两根弯玻璃管，一根短管接抽气机，另一根长管的一端通到瓶底，另一端用橡皮管接一尖嘴玻璃管，尖嘴可将地上或板缝中一些细小水银珠吸入瓶中。为了防止水银蒸发，可在瓶中倒一些水。
不少演示实验，由于受条件的限制，学生是很难看清，调动不起学生的积极性，不能很好地发挥学生的主体作用，学生的独立操作能力及创新能力也就难以得到充分的培养。研究影响导体电阻大小因素的实验，是一演示实验，现将生活中的电炉丝、铜丝、三夹板、图钉自制成教具，进行学生分组实验。通过自制教具实现演示实验变为随堂分组实验，不仅可以在课堂上增加学生动手和动脑的机会，有利于调动学生学习的主动性，提高实验观察的效果，利于学生观察能力和思维能力的培养，这种效果是单纯的演示实验所难以达到的。也可以配合教学把一些不太复杂材料又容易找到的教具放手让学生自已去制作，是则便能引起学生的兴趣。
2、自制科学教具的几种策略
2.1用模仿、替代的方法解决现有仪器的不足
科学的课程标准的基本理念中指出：“从生活走向《科学》，从《科学》走向社会”。“要让学生经历一些科学探索过程，学习科学方法，乐于参与科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠科学素养提高工作效率的意识”。加强科学实验的教学，要求我们将科学实验教学作为科学教学的重要任务加以落实，而不只是作为科学教学的辅助手段。因此改革演示实验，要让学生参与演示实验。而有些演示实验可以改为分组实验，为学生的亲身体验创造更多的机会。但在实验室可供选择的器材非常有限，这就要求我们仿制、设计教具，利用收集到的废钢锯条可以做许多实验，如振动发声、音调跟音频的关系、响度跟振幅的关系。力使物体发生形变、磁化、磁极间的相互作用等等。塑料盒可用做液体内部压强实验和马德堡半球模拟实验、探究浮力产生的原因等。2.2对原有实验仪器的不足加以改进
人类的希望、社会的需求和事物的缺陷，构成了发明和革新的不尽源泉。在教学过程中，我们应该从现在的实验器材的缺陷中寻找改进教具的方法，达到简化操作步骤、缩短实验时间、改善实验效果的目的。例如：“瓶吞蛋”实验，它能有力的证明大气层的存在，留给学生的印象特别深刻，但在实验中发现演示一次后到下个班再次演示时需另准备蛋。由于教材做法中吞进瓶的蛋不易取出，而易准备的蛋大小又不好发挥，可能导致演示效果不理想或演示不成功。为此做如下改进，先热水淋烧瓶使瓶内空气热膨胀，跑出一部分后，再放上蛋，便可清楚地看到“瓶吞蛋”。若再将瓶倒置，用热水淋烧瓶，又可观察到蛋被烧瓶慢慢吐出。这样既可使一蛋多用，又提高了实验效果。2.3自备器材、拓展创新
我们应注意对学生强烈的成就欲望进行适时引导，把学生对科技制作的兴趣变成科学教学的沃土。这不仅使科学教育变得生动、活泼、有趣，而且使学生更加相信科学的力量受到科学态度的教育。例如制作望远镜，实际的望远镜较复杂，学生看到望远镜的实际构造而感到兴趣勃然，其实了解望远镜的原理后，制作模拟望远镜非常简单，只要两个焦距不同的凸透镜就可以构成一个望远镜。两只手各持一个放大镜，调整凸透镜之间的距离，就可以像利用望远镜那样看清远处的物体。在对理论和相关知识比较熟练的情况下，研制一些教材中没有的仪器，对于解决教学中的重点，难点，提高教学效果是有很大作用的。
3、自制教具的几个注意点
3.1教具的制作应具有科学性，确保成功使用
科学教具是用来做科学实验的，是验证科学定律、原理、传授科学知识的工具。因此，要制作教学教具必须从实验原理入手，掌握实验的关键，操作的要点，合理地选择器材和装置，设计的教具能较直观地、正确地反映物理现象和规律。例如惯性是物体固有的一种属性，固体、液体、气体都有惯性。固体、液体有惯性，学生都有较多的感性知识，较容易接受。但对气体也有惯性，学生缺乏感性认识，所以必须自制较形象的教具进行演示。在一水平横杆上等距离系若干细线，细线下端各系上一小片的纸条。在横杆一侧对着纸条短促吹一口气，观察到近出的纸条被吹动，随后远处纸条也动了。表明空气被吹动后，虽不再用力吹气，但它并不会立即停止。说明气体有惯性。3.2教具的制作过程中应确保安全
自制的教具的过程中必须考虑到安全因素，如用可乐瓶底替代烧杯时，应将可乐瓶底的边缘修剪光滑，以防划伤手；如用衣服、食品包装中的干燥剂演示生石灰遇水放热实验时，不易取放过多的颗粒，以防水飞溅灼伤皮肤等等。3.3教具的制作应立足于生活，感受科学的真实性
设计教具应于科学，适用于教学，立足于生活，应从生活中的废旧物品中选材料做到结构简单、遵循操作简单易行、坚固耐用。这样可以拉近科学和生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。用酒瓶底代替透镜来研究成象规律，用鸡蛋壳代替碳酸盖。
自制教具是教师为适应教学需要，改革教学方法而自行设计的形象化教学器具，它弥补了商业不足，凝聚、体现着第一线教师丰富的教学经验，是教学科研成果的重要形式之一。新课程背景下开展自制教具有助于培养创新精神和增强实践能力，是教学改革的重要活动，也是实验教学中重要的指导思想。
文献：
《实验教学与装备》2006.第二期 《教师博览》2006
