优化 精准 创新例谈自制教具在小学科学教学中的开发与应用 论文.docx

优化精准创新例谈自制教具在小学科学教学中的开发与应用（MX1.小学科学是一门以实脸为基础的综合性探究课程。教学实践表明，实脸设计的好坏立接关系到教学的成功与失效.然而支撑探究活动的现有教具与学具却存在不能完全满足教学实际需求的问超。为此.针对小学科学教具与学具使用现状本人进行了深入调查和研究，并通过对多功能俾科摆演示器和基于先传感器的钟在实驻仪2个自制教具的案例分析，充分阐择了自制教其在加强小学科学课程资源工作中的拓展性、创造性与实用性等作用，以此来适应课棍改进的需要并提高小学科学般育教学水平。【关词】创新自制教具小学科学教学实践教学开发学生获取信息的过程常常离不开具体事物的支持，作为科学学科的探究更应如此.科学探究的目的在于充分,激发学生对T科学的兴趣，提而学生的科学素养，学生也能够在教师的指导下充分自主地参与课堂探究活动.然而现行教材中有很多课程存在无教具、教具不充足或有缺陷等情况，给师生的探究活动带来r一定的阻碍,这就需要教师在深刻理解教材的基础上，利用生活中可以被利用的材料进行教学具制作，以此来弥补现有教材和教具的不足。新课程标准指出：教学具是教学活动中供教师演示和学生操作所用的材料，科学探究离不开物质材料的支持。精心设计的教学具可以梢助学生更好的理解抽象、难懂的科学知识，体验科学探究过程，并能激发学生的学习兴趣，启迪思维，培养动手能力。本人将以多功能傅科撰演示器及4基于光传感器的钟摆实验仪两个自制教具为例，通过分析对比教材中教具及自制教具的优劣及自制教具的使用原理、方法等，浅淡自制教具在小学科学课程教学中的开发与应用。一、多功能傅科搜演示项目（一）项目背景1851年，法国著名物理学家傅科为r验证地球自转进行r一系列壮观的实验，那次实验所用的装置被人们称之为傅科摆，这也是人类第一次用实验来验证地球自转的装翼。该实验在教科版小学科学5年级下册笫4单元第3课“证明地球自转”中介绍。这一课中教材安排了2个活动：探究操的特点和傅科撰的原理。第一个活动存在4点不足：a整个装置没有以摆绳顶点为中心旋转，容易形成阅锥摆：b援在摆动过程中会撞到铁架台，导致实验失败：C整个装置不平稳，铁架台容易倒崩，不易操作：d证明过程不够科学严读.教材的笫2个活动仅以图片、文字及配套教材视嫉来让学生理解博科撰的原理，为什么不以实验的形式呈现呢？因为真正的何科摆撰锤重量高达28千克，携绳长达67米,这样20多层楼高的何科撰只有在北京天文馆等些专业科普场馆可见,这就导致学生不能在课堂上亲眼见证、亲手探究,理解起来相当困难，远离中心城市的学生更是连参观一次的机会都#常稀少。为了克服在教学中遇到的一系列困惑，本人制作了傅科摆模型来模拟该实验。（二）项目应用的科学方法和科学原理首先利用光沿直线传播的特点来证明投具有保持搂动方向不变的特点，餐莫转就可以让整个装置平稳的围绕摆锤锤心进行圆周旋转，完美的模拟了地球自转。摆搓动方向不变，但摆锤指示的刻度盘示数在不断变化，从而证明刻度盘在随岩地球自转.（三）演示器使用方法1.首先让摆沿着激光的照射方向摆动起来，缓慢而平稳的转动整个装置，可以观察到撰摆动的方向始终沿着光传播的方向,由此证明摆具有保持撰动方向不变的特点。2 .在装置底盘放上刻度盘，让摆再次摆动起来，接通电源让整个装置平桎匀速逆时针旋转，发现随着时间的流劭，住指示的刻度不断的发生变化。摆可以保持投动方向不变，但指示的刻度在发生变化，并通过摄像将整个过程展现出来，说明整个装巴在随若这个“地球”即圆盘底座一起转动，由此证明地球在臼转。3 .通过更换摆锤、用木塞及卷尺控制摆绳长度、用自制量用器改变摆珀大小来探究搜摆动快慢的影响因素。（四）该项目的创新点1 .利用光沿直线传播的特点来证明摆具有保持摆动方向不变的特点更科学严谋，也更加直观。2 .装置底座自动餐桌转盘加入，可使整个装置自动圉绕摆绳做圆周转动，从而有效模拟傅科摆原理，装置的开关插头等设计在底座外面操作起来更加方便。3 .把卷尺、自制量角器、吊线锤等与单摆结合，可以演示多种单摆探究实险。4 .整个装置采用白制木架结构，节约成本、牢固美观05 .摄像头的使用直观的展示摆锤指示的刻度盘示数的变化，真实的模拟1851年傅科做实验的场景。6 .该装置还具有证明方法科学严谨、体积小、操作方便、演示时间短、演示效果显著等优点。二、基于光传惠的锦攫实仪项目（一）项目简介该实险装置是一种结合红外发射器、数字光传感器、数字采集器、自制水平仪等设备对钟摆的运动进行信息收集和数据信息化处理分析的仪器。该装置可以应用在教科版五年级科学下册机械摆钟仃罢的研究£做一个钟摆等课程教学中，方便学生对于摆运动的数字化信息的收集，能充分降低教学难度，激发学生对于摆研究的热情，教学效果显著。（二）该项目的背景及基本思路1 .项目背景自从之前的研究过利用多功能傅科撰演示罂来证明地球自转后，我乂继续对小学科学课本中涉及到的关于机械摆钟&摆的研究做个钟摆等相关课程中关于撰的实验进行了深入探索。教材中关于投的研究涉及到了4i果时，每一课时都需要进行分组实验探究。然而学生在利用传统器材操作的过程会遇到诸多麻烦，如：摆绳长度的调整不便且不易测量、摆锤的重量不易把握以及搓动次数的计量不准等情况。生活中我发现很多地方利用到了光传感器来计数的装置，比如点钞机、口罩生产线等地方都使用的光传感器来计数，我就设想能不能招这样的装置应该应用到摆的计数上。于是通过多番改进我制作出来了这样的一套装置，整个装置也是基于摆钟上挖锤造型的启发，所以起名为一种基丁光传感器的钟摆实验装置2 .基本思路发现问题一寻找材料制作安装尝试使用发现缺陷改进装置再次组装使用一制作成型（三）项目应用的科学方法和科学原理当撰锤经过红外线时便遮挡住了光线，此时会输出个脉冲信号触发计数电路进行一次计数。摆锤使用橡胶材质，因其具有一定的弗性可以沿着摆绳上下移动来调整摆绳的长度并通过观察孔准确读数。（四）项目使用方法1 .接通电源，观察水平仪，招其调整至水平状态；2 .上下移动拭锤，调整摆绳至指定长度；3 .将计数器调零。4 .参照自制垃角器，移动援锤，使撰绳偏离中心线一定角度，让摆白由摆动5 .搓摆动起来后，计数器开始自动计摆摆动的次数.（五）该项目的创新点1 .利用红外发射器（输出波长为650nm）,光传感器和数据收集器组装成光电门用于数据的收集及统计，能够准确的记录单摆摆动的次数：2 .改变了钟摆的形状，克服/课本中“条形钟摆''空气阻力较大的缺点：3 .可以通过摆锤上的观察孔准确地读出摆绳的长度：4 .摆绳的长度可通过摆锤直接调整.（六）实睑数据记录摆氨顶点距心40厘米处，IO秒内摆动次数操绳顶点距篁心30厘米处，10秒内摆动次数摆绳顶点距篁心20厘米处，10秒内振动次数表110秒内摆动次数统计表次数实验次建、摆绳长20座米摆绳长30座米摆绳长40座米第一次241914第二次241914第三次231916平均伍23.61914.6平均值/211.89.57.3实限集论：在纯越长，按动速度越慢；把绳越姮，摆动速度越快。（七）项目的使用情况和进一步完善设想1 .使用情况该装置已在五年级课堂教学中尝试使用，有效地降低了教学难度，教学效果显著。2 .进一步完善设想（1）在观察孔外面嵌入合适大小的放大镜，使读数更加方便：（2）将铁架台更换成更高的支架，这样摆绳长度的调整范围就更大r三、结束语作为科学老牌，我们应从自身做起，在加强专业知识的同时，师生应该共同去参与群众性自制教具活动，培养广大师生的思维能力、研窕设计能力、动手操作能力和创新能力，从而拉近教师与学生之间的距离，拉近''教与学”的距离，激发学生学习科学的兴趣，提高课堂教与学的质量。口董礼.沃俣在科学实4中白凯传婉板具所采取的父略口.新坡有时代电子余志(教师版，2017（6）2付自成.浅谈小学料学枇具的自制口.中小学实验与裂备,20183周融燕.S制教具在小学科学实验教学中的应用分析J.3S1.(教育版)，2017(9)4许永生.农村小学科学实脸教学存在问题及解决途径J.现代中小学教弯.2018(8)