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1、自制教具推动科学实验模型教学的探讨摘要：探究式学习是基础教育阶段科学学习的求要方法。为了奥合新时代科教兴国理念，增强青少年科学素养，科学教学的内容和要求也随之发生深刻的变革，如教学内容日趋开放、丰富、多元，教学要求不仅强调知识的积笈，更加重视学生素质的拓展等.然而，传统的成品实验教具一定程度上无法满足现阶段的科学实眩课程教学实际要求。本文基于小学科学实验教学现状，困绕一线教师应如何从教材中发现问题，寻求创意，设定目标，推陈出新，充分利用自制教具来探窕问题，推演实验，数据论证等方面展开讨论，并简要围绕自制教具的可行性及可能存在的问题作进一步分析.关铤词：自制教具，小学科学，模型演示，探究学习引言
2、：2021年6月21日4开的主题为“科学传播与科学教育的703次香山科学会议上，与会的科技界和教育界的学者认为目前我国青少年对科学学习兴趣、内在动机随年级增长持续卜.降，实骆探究类科学课程未得到重视，青少年的科学兴趣、好奇心在沉重持续的学业压力下消磨殆尽。北京师范大学科学教育研究院院长郑永和教授认为，基础教育阶段的科学教育不应主张将一切科学知识都交给学生，而是通过直接的自然的观察和实践活动，战于科学价值观认同的科学行为与科学思维的习惯养成，让学生将客观的知识学习内化为主观的科学认识论和行动力，从中体验和感悟科学过程，培养性格品质，激发学习兴趣和好奇心，提高解决问题的能力.众所周知，科学素养的全
3、面提升离不开科学实验，而科学实验的教具主要包括国家配置和师生自制两种模式，这两种模式在科学实验中都非常重要，它们互相促进，互为补充.由实验教学的目的主要是激发学生的兴趣，提升学生思考问题解决问题的能力，因此围绕特定主题自制简易教具来模拟实现科学目标，非常高效地促进科学知识的内化,也能很好地像炼动手能力以及从实践中发现问题，解决问题的能力，其正做到“情景教学”，“实践教学”，“以生为本”的教学模式和理念.本文将围绕一线教师应如何从教材中发现问题，寻求创意，设定目标，推陈出新，充分利用自制教具来探究问题，推演实验，数据论证等方面展开讨论，并简要围绕自制教具的可行性及可能存在的问题作进步分析。一、自
4、制教具的理论依据和实践意义国务院办公厅关于印发全民科学素质行动计划纲要实施方案中明确指出要全面实现青少年的科学兴趣、创新意识、学习实践能力明显提高。小学是基础教育的初级阶段，处于这个阶段的学生对身边的事物具有强烈的好奇心和探究兴趣，因此在科学这富含探究活动的课程学习中，如果教时j能够引导学生参与实验器材制作,实验现象演示，实验结果论证等活动，让学生经历发现问题，激发探究兴趣，分析解决问题策略，指定实验实施论证方案，利用模型进行实验模拟，就可以有效促进学生更好地理解科学概念，进一步发展学生的批判性思维能力、科学探尢能力，从而加深其对科学本质的理解。在小学科学的实验教学过程中，传统的教学模式是教师
5、利用标准的教具进行演示教学，然后结合实验现象讲解知识点，学生是实验操作和实验现象的观察者，也是实验分析和实验结果的被动接受者。虽然现成的仪器实验效果不错，但有些仪器价格昂贵，学校难以大量配置以供学生操作，或实验胧材适用性不广，无法针对同一大类但又具有差异的实验进行模拟。相比之下，教师就地取材自制的实验教具成本低廉，而且可以结合实验教学要求对同类实验进行整合设计，使得实验器材具有良好的适用性。自制教具一般指教师或者教师带领学生共同困绕某特定的实验目标，结合课程教学要求，对现有实肠器材进行必要的改进或者自行选材组装得到符合实验要求的新教具。自制教具一般取材简便，制作容易，实验的效果和试验的适用性很
6、好。因此，自制的教具在实验教学中就显露出其特殊的价值和意义。如文献2-5）从不同层面论证了科学教学中学生素养的培养以及自制教具对科学素养形成的积极作用。从更-般的意义上看，教和的自制教具演示实瞪很好地促发r学生的科学探究兴趣，以使学生的学习更加主动。二、自制教具实例分析1 .发现问题。在讲解空气的相关知识时,由于空气看不见摸不若，学生对空气的认知比较模糊，对空气的重大作用缺乏直观认识，对空气污染危需认识不够，为了能让学生更加直观具体多方位地感知空气，认识空气，同时乂能让学生参与到具体的实验模拟中来，我萌发r自制多功能空气实验演示教具想法，期里该教具能够较好地模拟空气质量检测，空气压强，声音在空
7、气中的传播等实验内容。2 .选材分析。自制教具需要器材如下：亚克力半球两个，小型空气检测报警器，密封圈，电动气泵，连接头，阀门，软管，手机等。3 .系列实验设计和实验现象。在空气实验课中，我主要围绕以卜.主题设计教学仪及和情境：自制教具实验1：将下半球放在底座上，将上下半球闭合，并用力压紧密封圈。将家用抽气泵连接半球软管，并打开连接管阀门。开启抽气泵抽出球内气体，约2分钟后，先关闭软管阀门，再关闭抽气泵。此时两球已相比压紧，形成马福堡半球。将学生分成两组，握住半球两侧固定手柄用力拉，学生通过实验感直观受大气压力的存在.将带有测址压力的实验软件的手机放入器材，在做马德保半球实验时可以通过数据变化
8、更加直观的观察气压大小。自制教具实验2：点燃蜡烛或香烟放入半球内，放入家用空气质量检测器，盖上上半球，观察蜡烛火焰变化及熄灭瞬间产生烟雾对球内空气造成的影响。观察发现:蜡烛或香烟熄灭时产生烟算，瞬间甲醛和PM2.5含量急剧上升，检测器立即报警，实验效果非常明显。同时蜡烛或香烟逐渐熄灭，也说明了闷绝空气是灭火的有效途径。自制教具实验3：将手机音乐打开，将其放入半球内，将卜.半球放在底座上，并将上下半球合上，用力压紧密封圈，让学生感受此时手机发出的音量。将家用抽气泵连接半球软管，并打开连接管阀门，打开抽气泵抽气。约两分钟后先关闭阀门，再关闭气泵，发现手机声音越来越小。打开阀门，能明显的听到空气重新
9、进入球内的声音，同时手机声音越来越大。自制教具实验4：手机中下载PhYPhOX实验软件，调用手机中压强传感器，并放入半球内，将下半球放在底座上后，并将上下半球合上，并用力压紧密封圈,将家用抽气泵连接半球软管，井打开连接管阀门，打开抽气泵抽气。观察压强传感器示数开始从1.OXIO5Pa,逐渐变小，放入气体后逐渐变回1.0105Pa,从而进步让学生对空气压强有定员和相对深入的直观感知。打开音乐抽气后声音变小图三空r对声音的影响4 .教具应用分析。整套教具制作相对容易，效果明显。利用这套自制的空气实验教学具组能够模拟小型大气环境系统，能够抓住瞬间的数据变化，让实验现象更加直观，也使学生从被动接受知识
10、的状态变为积极主动的探究式学习方式。此外一个器材能够演示空气的多个实验，一材多用！三、自制教具的反思总结自制仪器历来是科学家的优良传统，如在牛顿发现万有引力定律的百年后，卡文迪许自制仪器进行了两个物体万有引力作用的实验室测定，证明了万仃用力定律的正确性.在教具的制作过程和使用过程中，经常公遇到各种各样的问题.比如在做模拟实验1时，如果密封圈密封性差或者操作不当，或者抽气泵性能不佳或使用不当,都会导致实验的失败。因此，实验器材的选取往往需要花费大量的时间来设计流程、分析问题、模拟实验、改良器材或改进方法等。从不断的实验实践过程中，可以让学生感知科学论证的必耍性以及科学实验的严避性，让学生深刻体会
11、到伟大科学家爱迪生的至理名言：成功是99%的汗水加1%的灵感。引导学生的知识生成是科学教育的近要任务和主要内容主体。在自制教具的制作过程和实验操作过程中，让学生能够充分体验教具的功能，探究教具在研尢科学现象中的关键作用，同时还要通过交流、研讨实验中H1.现的现象或齐现象不明显（实验失败）时可能的问题是什么,科学实险不仅需要成功，也要允许失败，成功的案例可以加深认识，失败的案例能够促进反思。在教学中要求老师根据学生的现有水平，结合学生的认知规律，给学生提供相关的现象，模拟知识发生的情境，为学生的认知提供合适的思考（或反思）素材和载体“这套自制的教具，虽然不是特别精致，但是却打开了学生思维的大门，
12、在不知不觉总生成了问题，又在不知不觉中解决了问题,学生在这个过程中完成了由简单到究杂、由现象到本痂的个完整的认知过程。朱正元教授曾积极倡导坛坛旅送当仪器，拼拼凑凑做实验”的确，就地取材，随时实验，可以使学生感到科学就在自己身边，枳极参与主动实验，从小养成进行实验验证的好习惯，提高了实验技能。自制教具能为自己的学生量身定做，激发学生动手操作，观察现象，探索规律，即让学生重演知识的发生过程。在获取实验知识的同时，更近要的是学会研究问题思路和方法，培养学生实验探究的实趣也是科学学科教育的重要目标，让学生经历尽可能多的参与实险体验活动，并对以后的学习产生有益的深远影响。要想真正抓住小学科学课程的本质，
13、在教学中更好地激发学生的探究兴趣，提高学生的科学素养是值得每个科学教学一线老师不断思考的问题.老师带领学生动手自制教学具，能有效地提高小学科学课程中科学知识论证的具体教学效果。自制创新实验教学模式，将会不断引领着教师结合实际的教学硬件条件、学生发展情况、教师科学素质、教学内容编排等开展形式多样的创新性科学实验教学.让自制的教具在实验中进一步激发学生的探究热情，引导学生生成更强有力的学习创新能力,从小全面提升学生科学素养.参考文献1国芬院.国务院办公厅关于印发全民科学家侦行动计划纲要实施方案(2016-2020年)的辿知N.国办发(2016)10号,2016.2邹兰.掂于科学论证的科学教学一一以办教版小学科学为例0.南京师范大学，2017.3李巧红.国外自制教育四则川.教育与奘备研究.2016(6)：77-79.4付白成.汴该小学科学教具的自制中小学实验与装备,2018:54.5办文建，李元清,自制“轮轴原理演示仪实验教学与仪器,2018(7)：112-113.
