做最好的实验装置开展学生科学探究活动

季亮

1背景与问题

新闻节目中曾报道：贵州省山区的小学科学教师一边翻教科书一边向记者诉苦，述说山区小学条件艰苦，与教科书中的教学内容相矛盾，书中编写的内容和山区实际情况不适应，没有办法正常开展科学教学工作。贵州山区小学出现的矛盾现象，在笔者的学校也具体存在。面对这种情况，科学教师必须发挥自己的作用，因地制宜地为学生学习科学做最好的实验装置，开展学生科学探究活动。

2研究的思路与方法

以原有下架的教学器材和生活中收集的材料作为基础。然后根据教学需要设计实验装置，购买实验教学用书，学习书中的设计，寻找自己的思路。找到出路，动手制作，在教学中验证使用。

操作过程中有以下2种做法：按照教科书的图样仿造教具学具；利用现有实验仪器改造使用自制教具学具。

3具体制作的实验装置及其使用效果

3.1制作复式滑轮组

图1滑轮组6年级上册滑轮组实验需要4个滑轮组成的滑轮组，而教育装备部门只配备了一个定滑轮和一个动滑轮的滑轮组。因为缺少现成的实验装置，许多教师选择放弃教学实验。笔者制作了复式滑轮组，如图1所示，组织学生完成科学探究滑轮组的活动。

制作过程：

（1）在木棒上钻2个孔，安装2个定滑轮。

（2）使用铁架台做支架，用铁夹将木棒夹住，安装在铁架台上部。

（3）使用2个同轴的滑轮作动滑轮并用棉线连接起来。

3.2组装水土保护实验盒

《影响土地被雨水侵蚀的因素》科学实验中缺少实验盒，学生无法顺利开展实验，笔者设计并制作了24个实验盒。

制作过程：（1）设计实验盒。在绿色实验盒底部钻2个孔，留作排泄水土的通道。

（2）布置实验盒。用小铁铲挖来沙土，装在实验盒内，使沙土的高度低于实验盒边沿1 cm。

（3）布置植被。因为条件限制和环保要求，不能乱挖草坪，只能用几层毛巾覆盖沙土代替种植在沙土中的植被，并用手巾将毛巾与盒体间的缝隙塞紧。

（4）降雨测量。用容量为450 mL的水瓶做降雨器，降雨时要缓慢且顺畅。用2 000 mL的量杯接住流失的水土。

3.3制作简易显微投影仪

在6年级下册微小世界单元的科学课需要學生使用显微镜观察细胞。学生在课堂上手忙脚乱，有的学生甚至没看清细胞的形状，只能根据书本中的插图和文字描述的内容描绘细胞。于是笔者研究怎样制作简易投影仪，把微生物和细胞的图像投射到屏幕上，让学生能够清晰的观察微观世界中的物质。

图2简易显微投影仪研究的思路：使用手电筒和放大镜放大玻片标本，用破旧的显微镜物镜作透镜放大标本中的图像。

具体做法：首先研究镜头、玻片标本和手电筒三者之间的位置关系。使用螺丝钉、木板、旧镜筒和调节旋钮组合安装在一起，做成投影仪的投影装置。其次选择一个三角架作为支架，最后做好投影屏幕。这样简易投影仪就做好了，见图2。

3.4组合光影实验盒

图3光影实验盒学生观察光的直射和反

射现象，必须看到光线，但利用太阳光会受到时间和季节的局限。为了解决这个问题，笔者设计了组合光影实验盒来完成实验。利用长25 cm高12 cm宽12 cm的透明塑料盒，在塑料盒一侧贴上平面镜，可以反射光线。塑料盒中装少量水，撒一些淀粉，搅拌成浑浊液。然后使用激光笔发射红色的光线。学生可以看到光是沿直线传播的。把激光笔的红光倾斜从侧面射进水槽，光线抵达平面镜面反射到另一侧水槽壁上。学生可以看到光的反射路线，如图3所示。

3.5制作科学单摆

为学生提供能直接观察的钟摆，制作科学单摆。

简易机械钟摆原理：在现实生活中，钟摆有多种，如果没有能量的补充，则由于阻力作用，就会停止摆动。各式钟表的动力有多种，最古老的钟摆动力，则是利用重物的重力，通过机械装置来实现能量的补充，钟摆才能保持等幅度运动。

材料：带眼的长短木条4根、螺母2个、重物一个、原木长短4根、六齿木轮1个、滑轮1个、U型铁卡1个、圆纸片1个、大头针1个、线1根。

图4一分钟科学单摆制作方法：①如图4所示，先把1个螺母拧入细木条的底部，按照图4把杠架插接好；②把六齿木轮穿入上部的大眼中，另一端把小滑轮插入圆木棍中，把线的一端拴在小滑轮上，另一端系在重物上；③把细木棍带U型卡的一端，用大头针插入上方的方木条小眼中固定，用双面胶把圆纸片粘在摆的下端。

使用方法：使用时，把线绕在小滑轮上，用手拨动一下钟摆，钟摆就会开始等幅摆动，直到重物到达底部。

3.6制作提高热效率的小铝锅

4年级下册《生的食物和熟的事物》一课的实验中用蒸发皿、酒精灯、三脚架组成的加热装置给鸡肉加热，耗时太长且浪费能源。使用易拉罐的罐体底部，制作成小铝锅只需3 min就能完成实验。制作提高热效率的小铝锅，为学生提供了充分的时间观察思考，同时也可以让学生交流质疑，共享成果。

3.7制作简单的木琴

教科书试验项目《观察比较声音高低的变化》。书中让学生分组，以小组为单位，用4个玻璃杯做实验。先把4个杯子标上1、2、3、4号；在1号杯里盛满水，2号杯里盛大半杯水，3号杯里盛半杯水，4号杯里盛少半杯水。然后让学生用小木棒依次敲击杯口，观察比较发出的声音，比较声音高、较高、较低、低。这样设计，学生很难比较区别，效果不好。为学生能准确听到声音的高低，笔者制作了简单的木琴。

图5木琴材料：琴管8个、方木条3根、圆木棍2根、线1根、羊眼圈2个。

制作方法：按图5所示，先把短的圆木棍插入短的方木条的孔中，再把框架插好，把2个羊眼圈拧在长木条的一侧，把线的一端拴在羊眼圈的孔中，把线从小孔中穿过再穿入最短的琴管，从另一侧穿过小孔呈S型，再穿第二根次短的琴管，依此类推，最后把线的末端拴在羊眼圈上，多余的线绕在羊眼圈上，顺时针拧在羊眼圈，可调节线的松紧。

使用时，用笔杆敲击琴管，可发出高低不同悦耳的声调。

4结论

教师专业标准里要求教师要以学生发展为本。培养学生科学素养，必须为学生建立科学大概念的模型。建立大概念的模型必须善于吸引学生，唤醒学生求知上进的欲望。学生的兴趣就是做好模型的导向。教师要擅于制作那些能够吸引学生，围绕学生科学探究学习的教具学具。这样才能为学生提供亲身经历的场景和实际操作观察的过程，为学生提供学生自主思考和集体交流论证的机会和时间，从而培养学生科学探究的能力和实事求是的精神。endprint