小学科学器材应用的递进式思考

摘 要：科学器材的开发，使教学仪器适应新课程实验教学的需要，在教学过程中有着自身不可估量的作用。本文从科学器材的常规方法进行改进、多元探究进行组合、创新求异进行开发这三方面进行应用研究。

关键词：科学器材； 应用研究； 递进思考

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）08-064-001

一切科学都来自实践，都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的，小学科学也不例外。现如今配套的学生实验材料包却存在着一些不足和欠缺，学生实验时缺乏可操作性，结果就是耗费教师学生的精力和宝贵的时间，长而久之就会挫伤学生科学探究的积极性。

因此，在探究学习中，教师能否为学生提供生活化、典型、合适、丰富、有结构的探究材料，是学生进行探究学习的基础和关键。

一、从科学器材的常规方法上进行改进

不同的材料有不同的制作方法，使用的工具也不一样，如玻璃教具、木质教具、模型教具等。通过改进现有不完美的仪器设备，包括从形态、结构、工艺、功能等方面改进。我们用找“功能缺陷”的方法，进行有效制作。

例如教科版五下第三单元关于摆的研究，一直是科学探究中的难点，原因有三：1.每次悬挂摆锤，学生都要消耗较多的时间。2.研究摆线的长度问题，每次换线，要么摆线的长度比例有偏差，要么就是系线不稳定。3.由于系线的角度问题，摆的过程中摆线摇摆不稳定，造成数据的不准确。这些问题不解决，所研究得出的数据就会有误差，影响学生的知识判断。

针对这些问题，教师进行器材的改进，在铁架台的支架上固定一长木棒，标记的A与B是摆绳改变时的参考标记。然后，置一铁夹，只需在木棒上左右移动，就可以方便的改变摆绳的长度，避免了反复打结的低效操作。在木棒的一端打上一个小孔，刚刚好可以让棉线在其中自由穿过。避免小孔太大的话让棉线在孔内来回晃动，而对摆绳实际长度产生影响。

通过改进，连接装置变成挂钩，大大提高在改变摆锤重量和摆线长度时速度，从而节省了很多时间，提高了实验效率，解决了课堂时间紧张的问题。

二、从科学器材的多元探究进行组合

科学学习要以探究为核心，自制教具要充分考虑到是否适合学生的课内外探究。如教科版五下第四单元中制作小车。因为本单元最后一课时制作的小赛车，很多学生都想到利用电力使螺旋桨旋转，产生推力让小车前进。

螺旋桨在发动机驱动下高速旋转，从而产生拉力，牵拉小车向前行驶。螺旋桨是怎样产生拉力的呢？教师自制相关教具，螺旋桨旋转时，桨叶不断把大量空气（推进介质）向后推去，在桨叶上产生一向前的力，即推进力。如果改变桨叶的角度方向，会不会把推进力转变为反推力呢？通过自制小车的设计，使学生理解螺旋桨正反桨的不同会产生不同方向的牵引力，学生研究得津津有味。

一辆小车就解决一个问题吗？显然未能充分利用器材，有浪费材料之嫌，为什么不再挖掘一下科学知识呢？教师提出一个设想，如果改变电机的电极接口，又会怎样呢？

引导学生思考：通过电机电极接口互换来解决小车的前进、后退，以及电极改变引起马达转动方向的研究，让学生通过自己的理解，动手体验，增强趣味性。

经过学生的反复测试，组装，很多小组制作了四辆外观一致的电动小车，乍看没有区别，只有启动才会发现其中奥妙，这是一种创新的想法，集操作性、连续性、保存性于一体。通过让学生开动小车来加深学生对推进力的研究，既培养了学生的动手能力，又增加了趣味性，在生动活泼的氛围中，让学生感知空气动力学、机械学的奇异世界。

三、从科学器材的创新求异进行开发

科学器材要不断有新创意，可以说它是科学器材开发的灵魂。有效利用先进的科学技术进行循序渐进的改善，在思考的过程中，逐步完善教学环节的缺陷和不足，便于学生观察、理解和记忆，给学生以感性的、形象而具体的知识，有助于提高学生学习的兴趣。

在《热是怎样传递的》课文中有这样一个活动：热在金属条中的传递。课文中的实验要求在一段铁丝上每隔一定距离用蜡粘上一根火柴，将铁丝固定在铁架台上，火柴都向下悬挂，用酒精灯给铁丝的一段加热。观察哪端的火柴先掉下来？课文的要求是用蜡粘，课前我让学生进行尝试，学生花了不少的时间，可一上课很多学生向我抱怨说粘不牢，成功的寥寥无几，上来展示时颤颤抖抖的又掉落了几根。那么简单的实验为什么会不成功呢？问题究竟出在什么地方？

找问题：通过了解和自己亲身实验，终于明白是怎么回事？虽然日常生活中我们都知道蜡烛燃烧时流下的蜡会在桌上凝固。由于蜡先要熔化成液体，然后滴在铁丝上，再往上粘火柴。但蜡的凝固时间快（指冬天，夏天正好相反），且熔化后粘性不大，所以很难粘上去，因此成功的不多。

改进：改蜡为航海船模里的润滑油。明白了其中的道理后，想了一想，什么东西粘性大呢？平时学生制作船模，在马达和转轴舱里抹“黄油”，有时自己也尝试过，这“黄油”能把转轴粘住，对，这东西可能行！就赶忙到科技室拿了一些交给学生去尝试，经过一番忙碌，教室里响起了阵阵欢呼声。

这只是器材的妙用，能更进一步吗？非常巧！学校正好引进了一套温度传感器，如果在铁丝的几点上连接好温度传感器，把温度数据显示在电脑上，又可避免火柴、润滑油等诸多琐屑的组装，课堂效果不是更好吗？再次改进，效果奇佳，数字化的教学凸显科技特色。

再思考，既然称为数字化教学，就要尽可能体现现代化教学的思想，求创新，显发展，能不能在原有探究基础上更合理，更符合教学的需求呢？设计一个方法替代酒精灯这一明火的器材，使用低电压的电热夹，固定在铁丝的一点，通电后，电热夹的温度通过铁丝延伸，再利用固定在铁丝上的几个传感器接口，把温度变化显示在电脑屏幕上，学生通过数据的折线图，清楚地了解热在铁丝上的传递，掌握了热传递的方向，从研究效果、实验安全、教学思路上都有了质的飞跃，原本耗时较多，材料繁琐的诸多问题也得到了有效解决。

学生只有对材料加以观察、操作和思考，才能形成合理的科学概念，产生正确的科学认知，感悟科学精神，而教师针对科学器材的开发，为学生的探究活动提供典型的教学材料，利用递进式的思考提升有限的器材价值，为培养学生的创新精神，动手能力，发扬自力更生精神提供了一种富有创造性的科技实践活动，研究前景大为可观。