儿童拓展器材【巧用身边器材,拓展教学功能】

　　 由于农村初中科学实验室器材不够齐全，部分学生实验和演示实验会因为器材缺乏而不能正常开展。利用身边随手可得的材料进行实验，可以拉近科学与生活的距离，让学生深切地体验到科学的真实性，感受到科学和社会生活的关系，从而让科学课堂充满了生活的气息，强化了科学课堂教学功能。
　　 笔者倡导利用身边的材料进行科学实验，很多实验内容用教师和学生自制的教具和学具可随时开展，使学生变被动听为主动学，通过实验促进学生对科学知识的动态建构，让学生在动手中促进技能的形成，获得更多的直接经验和体验。利用身边材料完成的实验能使科学教学氛围更加和谐。
　　 一、巧用身边器材变魔术，提高学习科学的兴趣
　　 科学兴趣作为科学素质的一个重要组成部分，是学好科学最佳的动力。它对学生的科学认识过程具有驱动作用，诱发和树立学生正确的学习动机，是初中科学教学成功的重要条件。根据学生兴趣设计随堂实验，提高其自身学习科学的兴趣，为成功学习科学奠定基础。
　　 【实验1】课堂小魔术――“烧不坏的手帕”
　　 取一块棉手帕（不要用合成纤维的），在体积分数为70%的酒精溶液中浸泡，均匀湿透后取出展开。用坩埚钳夹住手帕两角，点燃。当火焰熄灭后，手帕完好无损。
　　 这样的小魔术让学生非常感兴趣，与生活中看到现象反差很大。通过烧不坏的事实来引起学生的学习兴趣，从燃烧的两个条件入手，学生容易理解燃烧时水分蒸发加快，从而吸收热量降低了温度，手帕上的温度达不到棉纤维的着火点，因而手帕烧不坏。学生们印象深刻，同时也掌握了燃烧的两个必要条件必需同时具备，缺一不可。
　　 【实验2】“魔力”沉浮子
　　 取一只圆珠笔帽，下端用透明胶粘上一个五角硬币，将它放入水中刚好能漂浮在水面上（如图1所示），然后装入密封的塑料瓶中，用手挤压它就沉下去了（如图2所示），松手后它又浮上来了。“魔力”浮沉子为什么能沉浮自如呢？
　　 请同学上台亲身感受它的沉浮，近距离地观察“浮沉子”运动状况。但是学生理解其中的“魔力”有点困难，笔者演示时，为方便班级中每位学生看到，就打开笔记本电脑的摄像头对准瓶中的圆珠笔帽，投影到大屏幕上。当用力挤压时提醒学生看笔帽中水位的变化，发现越用力挤压，笔帽中的水位就越高，里面气体的体积就越小；当手松开时笔帽中的水位就下降，空气的体积增加。同学们亲自观察，相互讨论后得出：当用力挤压瓶子时，瓶内的压力变大。笔帽里的空气被压缩，一部分水进入笔帽，导致“浮沉子”排开水的体积变小，受到的浮力减小，重力不变，浮力小于重力它就下沉了；反之，当松开手，瓶内的压力减小，笔帽里的空气体积增大，“浮沉子”排开水的体积随之增大，受到的浮力也增大，大于它的重力就浮上来了。
　　 同学们很好奇，都想自己感受它的魔力。笔者就布置两人一组做好一个“魔力”沉浮子，同学们很有兴趣，热情很高，效果很好。
　　 二、巧用身边器材制教具，突破科学学习的难点
　　 解题训练是课堂教学中不可缺少的一个重要环节。有些疑难问题，学生百思不得其解，教师反复讲解费尽口舌效果也不是很好。但对有些习题配以简单的学生实验，让学生通过观察分析，形象地理解，使学生学会运用实验的方法来分析和解决问题，激发他们的求知欲望，学生就能正确理解概念。通过实验能很好地突破科学学习中的难点，同时对训练学生解题思维方法是有很大益处的。
　　 【实验3】
　　 学生在学习额定功率和实际功率的关系时， 由于惯性思维总认为100W的灯泡比40W的要亮，同学们在练习时屡做屡错。针对这种问题，笔者用“220V 100W”“220V 40W”的灯泡制作串联和并联的电路板各一块，（如图3和图4）。图3是将“220V 100W”“220V 40W”并联在220V的电压上，图3中左边灯泡为“220V 100W”，右边是“220V 40W”。然后接通电源，合上开关。观察哪盏灯比较亮。很快学生就能对上号：“220V 100W”比“220V 40W”要 亮。但是不是在任何情况下，100W比40W要亮？然后，再展示同样两灯串联的电路板，（如图4所示）。图4中左边灯泡为“220V 40W”、右边是“220V 100W”。接通电源，闭合开关发现，两个灯的亮度都变暗了，而且“220V 40W”要比“220V 100W”亮很多，“220V 100W”的灯丝只有微弱的红点，而不能发光，“220V 40W”的灯能发光。
　　 这样的实验结果与实验前的想法不同，几种错误的想法不攻自破：①“100W”一定比“40W”的灯要亮。②灯泡有电流通过就能发光。③灯泡的亮度是不会变化的。
　　 大多数同学认为只要有电流通过电灯就能发光，只有电流达到一定值时，才能发光，虽然有电流，但是电阻小的灯泡也不能发光。同学们对实验现象亲眼所见，印象深刻，分析类似问题就会变得有条理。在黑板上画上电路要求同学计算比较一下，印象就更加深刻。
　　 三、巧用身边器材做实验，促成建立科学的模型
　　 科学教学中的很多随堂实验对教学起到了很好的促进作用。它不必拘于一定的形式，有时只是教师和学生的一个很小的动作，却起到很好的辅助作用。
　　 【实验4】音叉实验
　　 在学习声音产生的条件时，笔者在用力敲击音叉时，同学们都听见声音，但是能真正看到音叉在振动的只有前面几个同学，大多数同学看不清楚。所以当笔者用橡皮锤有用力敲击音叉后用一个透明胶带连接好的乒乓球靠近时，同学们都能清楚地看到乒乓球会被不断地弹开（如图5所示）。这种辅助装置能帮助同学们清楚地看到音叉的振动。几秒后，同学们没有听到音叉发出的声音时，笔者再用细线连接的乒乓球贴紧音叉时，发现音叉与乒乓球亲密无间没有被弹开。
　　 通过一个实验的两次对比，同学们很容易得出结论：声音的产生需要物体的振动。通过这样的模型对实验现象的放大和比较，让全班同学亲眼看到实验的现象，感受实验中的科学道理，学习的气氛更加融洽。
　　 四、巧用身边器材改装置，激发学生思维的火花
　　 观察和实验是创新的基础，利用身边的实验器材改进实验装置，可让学生主动探索、学会思考、体会方法，在此过程中创新能力所包含的想象力、思维的精细性、提出问题的能力等都能得到有效的培养，使创新意识得到强化，实验能力得到锻炼，创新热情得到有效地激发。
　　 【实验5】金属与稀盐酸反应――金属活动性的探究实验
　　 书本上原有演示实验是：将镁条、锌粒、铁钉和铜片分别放入四只试管中，观察现象。这样的实验过程是四次实验分别依次完成，前面的实验与后面的实验有一定的时间差，不能同时观察现象，实验现象的可比性不强。
　　 对于这个实验的改进方法是：事先用木杆在上面绑上细线，每条细线下端分别系着一个自制网袋，里面分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片。再将四只相同的试管中加入等量同种的稀盐酸，将四种金属同时放入稀盐酸中。
　　 同学们就能同时看到四种金属与稀盐酸反应，通过观察产生气泡的有无和快慢来比较，现象非常明显，很快得出四种金属的活动性强弱顺序。而且这个实验操作更加简单、高效，可信度更高。
　　 【实验6】二氧化碳的制取
　　 细线控制反应的进程，制取二氧化碳气体的改进，（如图6和图7所示）。用双控胶塞，一个是气体导管，另一个是玻璃导管上面接橡胶管。将一条细线下端系着网袋，内装有固体碳酸钙，细线穿过带橡胶管的玻璃管至外面。当需要制取CO2时，将松开细线将网袋沉入稀盐酸中（如图7所示），让碳酸钙与稀盐酸接触，马上会看到有大量气泡产生。用夹子夹住橡胶管，阻止气体从这个橡皮管出去。不需要CO2时，可以将细线拉着网袋上提离开稀盐酸液面（如图6所示）。碳酸钙与稀盐酸不接触，气体就会停止产生。
　　 这样的装置可以控制化学反应进程。随时制取、节约盐酸和碳酸钙原料，而且一个装置在多个班级使用。同学们观察后容易理解物质在接触时会发生反应，物质不接触反应就会停止。长时间地与盐酸反应，网袋里的碳酸钙固体会逐渐减少，最终没有。亲眼看见碳酸钙的溶解，为以后表格计算题的分析打好基础。
　　 五、巧用身边器材拓实验，培养学生动手的能力
　　 有些实验并不是立刻就能得到显而易见的实验现象或结果的，但是随时间的推移实验现象逐渐凸显出来。这类实验只有老师做而学生旁观，对于学生而言没有亲身感受。在向学生说明实验的步骤和要点后，提供一些材料和器材，让学生分组进行实验，一边观察一边记录分析。学生既能自己动手做实验，又享受做实验的快乐，很有成就感。
　　 【实验7】
　　 如做“种子萌发需要什么条件”这一探究实验前，笔者不仅给学生提供易观察胚根、胚芽的蚕豆、花生等双子叶植物种子，还提供了较难观察胚根与胚芽的玉米、小麦等单子叶植物的种子。在学生准确认识了种子结构的前提下，笔者把课本中豌豆种子改成菜豆和水稻种子，让学生在教室里亲自探究“种子的萌发条件”。实验时，让学生把菜豆和水稻种子分成两组，每天在培养皿的湿棉花上，从左往右放上一两粒，10天后，就得到了一套种子发芽过程的标本，每位学生都能观察到种子发芽的动态过程，而且是自己的劳动成果，实验效果极好。
　　 实验取材于学生身边的生活用品和材料，生活中的一切材料、物品都是开展科学实验丰富和便利的素材。常见的如手帕、橡皮筋、板刷、网袋、乒乓球、纸盒、教鞭、弹簧秤等等。在实验教学中应用极为广泛。而此类材料的获取容易而便利，在实验教学中能很好地突破材料和时空等因素的限制。课余时间每个学生都可以自己动手来做，提高学生动手能力。利用身边材料完成的实验，可以让学生印象深刻，难点容易突破，能提高课堂效率。
　　 科学实践证明利用身边和生活的日常用品，进行课内外的小实验和小制作，不仅培养了学生的观察能力和动手能力，而且能让学生掌握一些实验的基本技能，培养学生的创新能力。最重要的是学生学会研究科学问题的实验方法，为培养学生的创新能力打好基础，收获实验给教学带来的丰硕成果。