浅谈教具的开发与设计

江飞

在小学科学课课堂教学中，教师、学生使用的教具是课堂教学的重要资源，是学生在课堂学习新知识过程中感知的主要对象，是学生认知的基础。好的教具还能促进学生动手、动脑探究能力的提高。因此，教具的开发与设计对提高课堂教学质量起到了举足轻重的作用。

一、设计合理、工艺精湛的教具的显著特征

1．对学生具有强烈的吸引力

兴趣是学生学习的动力，设计合理、工艺精湛的教具应对学生具有强烈的吸引力，能激发学生的学习兴趣和动手操作的欲望，便于学生在教师的引导下探究科学事实。因此，教具要尽可能做到色彩鲜艳、对比鲜明、结构有趣（如图1所示）。

2．能清晰地反映一个科学事实

感知是学生认知过程的重要阶段，学生的理性认知是建立在感性认知基础之上的。因此，教具应能清晰地反映一个科学事实，方便学生感知教材要求的全部内容，让学生准确地观察到真实、完整的变化过程，为学生科学探究提供重要支撑。图2所示的教具很方便地帮助学生认识不倒翁的秘密。

3．对学生的创造意识具有启迪作用

教具除了能帮助学生课上从实践到理论的学习外，还应能在课后帮助学生从再实践到新的理性认识，从而使课堂上的实验、观察、操作延伸到课后，使学生课上的学习发展为课后的再创造学习。因此，设计教具时要注意符合学生的认知水平，要有利于学生独立完成和课后探究。

二、教具开发与设计的原则

教具的开发与设计工作应由一个合理的团队来完成。这个团队除了主要设计者外，还应包括教学的研究人员、一线教师、学科专家等，大家从各自的业务专长角度为教具设计把关。教具的开发与设计应遵循相应的原则。

1．达标性原则

教具应能满足科学课程标准要求的各项指标，实现教材的设计要求，帮助师生高质量地完成科学教育教学任务。在开发教具前，设计者应认真研读课程标准，尽可能多地研读不同版本的小学《科学》教材。在此基础上来策划实验项目、确定实验项目名称、设计实验方法、选择实验材料。全套实验设计完成后，再将实验材料总清单比照“国家小学科学教具配备标准”，核查是否有缺失项目，以保证全套教具符合国家规定的各项标准。

2．科学性原则

教具所显示的实验结果和变化过程，不能出现科学性错误。教具必须能准确地模拟显示一个自然事实的变化过程，最终显示出准确的结果，从而使学生获取正确的感知材料，帮助学生建立正确的概念。

小学科学课上的实验绝大多数为定性试验，少数定量的观察也是为探究事物性质服务的，虽然在定量的精度上要求不严格，但还是基本符合国家政策法规要求和计量标准的。如在测力计的教具设计中，我们去除了质量单位刻度，强化了力的计量单位——牛顿。

每一件教具的设计稿完成后，都应由学科专家对科学性把关，从实验原理、实验现象、实验结果、学生的认知过程等方面分析推敲。同时，对实验产品的毛样进行反复实验，以求得100%的把握。

3．创新性原则

教具应随时代的发展而变化，在学生可能接受的前提下，适当选用一些具有现代化科学水平的素材和内容，使学生早点接触到一些先进的科学器材，如传感器、分贝计等。

除遵照课程标准提出的新要求自主开发新教具外，还可以引进国外优秀原型，契合国内实际情况使其本土化，或将全国优秀自制教具作品转化、提升为产品教具。

4．教学性原则

教具应能正确地显示教材要求学生认知的内容，并符合学生探究式学习过程的需要。这就要求教具不能只单纯地显示出结论，它还必须反映出某一结论产生的变化过程，使教具成为教师课堂教学中重要的组成部分。因此，在设计教具时，应考虑基本教学过程对教具的要求及学生在探究式学习过程中的认知特点，使学具符合课堂教学的需要，符合学生的认知水平。

科学教学中，一个很普遍的问题是：如何将验证性实验方法的设计转化为更受师生欢迎的探究实验？我们改变了原来只能用单一的方法做实验来验证结果的设计，变为提供实验材料，让学生用多种方法来探究变化过程、分析实验结果，使实验有机地成为学生科学探究的一部分。

为了便于学生在实验中的观察，教具的许多部件最好使用无色透明的材料，这样，实验过程中的变化现象就更加一目了然。

实验装置要组装简便，不能因为组装占用太多的课堂教学时间，稍复杂的组装过程建议由教师在课前完成。

教具还应设计出与课上学生所学习的概念有延伸关系的内容，启发学生课后开展创新活动，使教具具有做新实验的余地。

5．实用性原则

教具应尽可能设计得结构简单、操作简便、实验现象明显，使学生一看就明白（如图3所示）。

教具还应方便教师准备，便于按照课程标准知识体系分类的方法分箱保存，便于教师课前的准备和课后的整理。同时，教具还应外形美观、坚固耐用。

6．安全性原则

制作教具的原材料、在学习中所采用的实验方法及教具的生产工艺，都应考虑到师生的使用安全和个人卫生要求，教具表面不能有利刺、毛边，制作教具的原材料应无毒、卫生。凡要求学生用嘴吹的教具材料均应做好消毒，专人专用，防止传染病的交叉感染。

上海东方教具有限公司(201601)

（本栏目责任编辑陈文斌）