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用自制教具促进学生的科学探究

来源:网络收集 时间:2024-03-29 下载这篇文档 手机版
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曾宝俊

伟大的物理学家麦克斯韦说过:“实验的教育价值往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制的仪器,虽然经常出毛病,但它却会比用仔细调节好的仪器学到更多的东西。用仔细调节好的仪器,学生易于依赖,不敢拆成零件。”科学课程要求教师带领学生开展各种活动,需要为学生准备大量的活动器材和实物材料,自制教具、学具。自制教具就是教师和学生共同参与,利用身边的废旧材料,利用简单易行的方法,自己动手研制教具、学具、标本模型等。学校应为教师自制教具和学具提供物力和财力保障,支持教师搞好教学工作。日本学者大隅纪和在《教具的活用技术》一书中有一段关于设计自制教具的原则的论述:1.做大一些。2.使用信手可得的材料。3.结构简单。4.能进行鲜明的演示。5.教育目标恰当。6.做好一点。那么,在实践中如何开发、利用和创新自制教具呢?

教具开发要因地制宜

【案例1】用日常废弃物自制教具

1.杠杆尺:用废木条做杠杆尺、支架,用酒瓶盖做砝码。

2.电磁铁:用铁钉、废旧漆包线、电池制作电磁铁。

3.用硬纸片、水银镜片等制作潜望镜,在《平面镜成像》一课中使用。

4.用乒乓球做地球仪。

5.用废铁片做叶轮模型。

6.用塑料瓶、橡皮泥等制作不倒翁。

7.用易拉罐、细线、火柴梗等做土电话。

8.用铁丝、线轴做滑轮等。

科学实验中有些材料虽然实验室没有,但所需材料容易收集,教具制作又比较简单,我们可适当利用现有的资源自制。身边常见的易拉罐、小磁铁、小铁钉、小木块、细铁丝、雪碧瓶、塑料杯、注射器、橡皮管、玻璃片等,都可以用来做一些简易而实用的仪器。

【案例2】自制水火箭

用废旧的塑料可乐瓶,向瓶中灌一定量的水,用软塞堵紧瓶口,软塞中间打一个充气孔,装上气门芯、胶管和螺帽,用气筒向瓶内充气,充气到一定的压力,可乐瓶内的水受力膨胀,推出软塞,“火箭”腾飞。

【案例3】体验撬棍原理演示器

本教具将撬棍原理以数字化形式呈现给学生,分析杠杆因支点与力点距离的变化而省力、费力、不省力也不费力的规律。

制作材料:木板支架1个、滑轮1个,弹簧秤1个、pvc凹槽1根,木棍1根、细线1根、小木块1个、重物一组。

制作方法:在木板上安装凹槽和定滑轮,用小木块做一滑动支点安装在凹槽上,竖直支架安装弹簧秤,用定滑轮连接重物和撬棍(如装置图)。

使用方法:移动支点,在撬棍上用力,撬起重物,弹簧秤显示用力大小,通过数据对比,理解撬棍原理。

【案例4】简易天平

材料:酒瓶、胶塞或木塞、废刀片、筷子、大瓶盖、易拉罐皮、铁丝、沙。

制作方法:在空酒瓶内装半瓶沙子,瓶口塞上嵌有刀片的胶塞作为支撑横梁的刀口。将木条(竹筷)中间刻一个60度“V”形口,镶上薄铁片,放在刀口上做横梁,横梁两边各缠上几圈可灵活移动的铁丝,以便调节零点。取两个大瓶盖作吊盘,分别用细线系挂在横梁两端,定好位置,固定。

用细铁丝弯成指针,固定在刀口两侧等距离的横梁上;用易拉罐皮做成刻度盘,固定在指针下端的瓶体上;用铁丝弯成一个支架固定在瓶口部,作为支撑横梁的装置。组装好就成了一个吊盘天平。

【案例5】水果电池

如图所示,找一根5厘米长的铜片,再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮,刮净,把铜片和锌皮插入苹果里。取两根导线,把它们的一端分别接在水果电池的两极上,另一端接在电压表的正负接线柱上,同学们惊奇地发现电压表的指针偏转了,说明水果电池铜片与锌片之间有电压存在。

【案例6】化石石膏模拟盘

材料:lOOx60x30cm的铁盘、晒干的鱼或鸽子骨架、石膏粉、水。

制作方法:

1.取适量石膏粉加水搅拌均匀成泥状。将动物骨架裹上一层薄薄的石膏至石膏完全凝固。

2.将剩余石膏泥倒置在铁盘内,将已裹了一层石膏的动物骨架随机放置在铁盘内石膏泥的各个位置。

3.大约3小时后,盘中原本粘稠状的石膏完全凝固,并将“化石”牢牢地掩埋其中。

使用说明:在活动时,给每个小组提供这样一些材料:两把小榔头、两把小刷子、两把小铲子、两把镊子、每人一副一次性手套、两把放大镜、用来清理化石的盘子和用来复原化石的盘子,以及记录纸。

常听到许多科学老师发感慨:现在的科学课实验多,而且大多需要学生分组实验,有些学校实验器具配备不齐全,有些教具不适用现在的教学内容。在有些教学条件较差的偏远学校,甚至连常规的实验都缺少。的确如此,然而,从上面的案例不难看出,虽然现有的教具不能满足上课需要,但我们可以就地取材,寻找身边简单易取物品和器具,开动脑筋,自己动手,自制教具,因地制宜地解决实验所需教具,保证学生开展科学探究活动。

教具利用尽可能一举多得

【案例1】气球的使用

使用一:引导学生认识空气时,让学生用力对着气球吹气,可以看到气球的体积逐渐变大,这时,教师可以在旁边对这一现象进行阐述,同学们通过气球鼓起来的现象可以认识到空气无处不在,并且具备一定的体积,能够占据很大的空间。

使用二:反冲小车

1.认识实验器材:车轮、车轴、气嘴支架、组合底座、皮筋、小气球。

2.组装好小车。

3.把小气球套在气球支架上用皮筋扎紧。

4.把做好的气球支架插在车子底座上的孔内固定好(吹大气球捏紧后插入也可)。此时要注意,固定的时候不能把吹嘴套的喷口方向歪斜,以免影响实验效果。

5.选择一块平滑的桌面(地面也可),摆正小车,然后松开手放气,小车在气球的气体冲击作用下,会飞快地向前跑起来。此时,车子行驶的方向与气球喷气的方向相反。实验证明了车子向前行驶的力,是由于气球喷出来的气体与空气之间发生了冲击,形成了反冲的力量。

【案例2】《水的浮力》教学器具

A案例:老师在课前准备好4个分别装有砂子、清水、盐水、空气的乒乓球。在课堂上将4个球同时放人盛有水的水槽中,结果学生看到有的球沉入水底,有的浮在水面,有的悬浮在水的上半部分,有的悬浮在水的下半部分。这种教具的巧妙设计,使学生在疑惑中自然地进入到问题的思考中。

B案例:饮料瓶1个、藿香正气液瓶2个。

当饮料瓶装满水时,把两个藿香正气液瓶装不同量的水(半瓶左右),倒立放置在饮料瓶里,把饮料瓶盖子盖紧,此时两个小瓶均浮于饮料瓶顶部,用手捏饮料瓶,饮料瓶里的水进入藿香正气液瓶里,导致其重力增大,小瓶先后下沉(小瓶里装水多的先下沉),当手松开时,小瓶先后上浮(小瓶里装水少的先上浮)。

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