小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教具制作手冊前言小學(xué)科學(xué)教育的核心在于引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、操作、思考構(gòu)建對自然現(xiàn)象的認(rèn)知。自制實(shí)驗(yàn)教具以其材料易得、操作簡便、貼近生活的特點(diǎn)，能有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣，幫助他們在動手實(shí)踐中理解科學(xué)原理。本手冊精選了多個適合小學(xué)階段的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教具制作方案，涵蓋物理、化學(xué)、生物、天文地理等領(lǐng)域，每個方案均包含材料準(zhǔn)備、制作流程、科學(xué)原理、教學(xué)應(yīng)用及安全提示，力求為教師開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生自主探究提供實(shí)用的參考。第一章物理類實(shí)驗(yàn)教具1.1小孔成像儀：探索光的旅行軌跡材料準(zhǔn)備長方體紙盒（如鞋盒、餅干盒）半透明塑料膜（或描圖紙）剪刀、美工刀蠟燭（或手機(jī)手電筒模擬光源）細(xì)針（或牙簽）制作流程1.處理紙盒：將紙盒一端的面完全剪去，用膠帶將半透明塑料膜平整粘貼在開口處，作為“成像屏”；在紙盒另一端的中心位置，用細(xì)針垂直扎出一個直徑約2-3毫米的小孔。2.調(diào)試觀察：在黑暗環(huán)境中，點(diǎn)燃蠟燭（或打開手機(jī)手電筒），將蠟燭置于紙盒扎孔的一側(cè)，距離紙盒約20-30厘米；調(diào)整蠟燭、小孔、成像屏的位置，使蠟燭的光線通過小孔投射到塑料膜上，觀察成像效果。科學(xué)原理光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。蠟燭的光線通過小孔時，物體上部的光線會沿直線穿過小孔投射到成像屏的下部，物體下部的光線則投射到成像屏的上部，因此塑料膜上會呈現(xiàn)蠟燭的倒像。這一現(xiàn)象與日食、月食的形成原理相通——當(dāng)太陽、地球、月球三者位置呈直線時，光的直線傳播會導(dǎo)致影子區(qū)域的形成。教學(xué)應(yīng)用課堂演示：教師可通過該教具直觀展示小孔成像現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生觀察像的正倒、大小與光源距離的關(guān)系（改變蠟燭與紙盒的距離，觀察成像變化）。拓展探究：讓學(xué)生用不同形狀的小孔（圓形、方形、三角形）重復(fù)實(shí)驗(yàn)，探究“小孔形狀是否影響成像形狀”，理解“小孔成像成的是物體的像，而非小孔的像”。安全提示使用蠟燭時需在成人監(jiān)護(hù)下操作，避免燙傷或引發(fā)火災(zāi)；若用手電筒模擬，需選擇光線集中的光源。使用美工刀、細(xì)針時注意手部安全，避免劃傷。1.2浮沉子：玩轉(zhuǎn)浮力與壓強(qiáng)的魔法材料準(zhǔn)備帶蓋塑料瓶（如礦泉水瓶）吸管（硬質(zhì)塑料吸管為佳）回形針（或小螺母）清水制作流程1.處理吸管：將吸管剪至約3-4厘米長，在吸管一端放入1-2枚回形針（或小螺母）作為配重；將吸管另一端彎折，確保內(nèi)部空氣不會輕易逸出（或用膠帶封住一端，但需保留少量空氣）。2.調(diào)試浮沉子：向塑料瓶中加入約8分滿的清水，將制作好的吸管輕輕放入瓶中，確保吸管豎直漂?。ù蟛糠纸胨校瑑H頂端小部分露出）；擰緊瓶蓋，此時浮沉子應(yīng)保持漂浮狀態(tài)。3.操控浮沉：用手?jǐn)D壓塑料瓶，觀察浮沉子的運(yùn)動——它會下沉；松開手，浮沉子又會浮起。反復(fù)擠壓、松開，可控制浮沉子在水中“跳舞”?？茖W(xué)原理浮沉子的浮沉由浮力和重力的平衡決定。未擠壓瓶子時，吸管內(nèi)的空氣使它整體密度小于水，浮力大于重力，因此漂浮。擠壓瓶子時，瓶內(nèi)水的壓強(qiáng)增大，壓強(qiáng)通過水傳遞到吸管內(nèi)，將吸管內(nèi)的空氣壓縮，導(dǎo)致吸管排開水的體積減小（浮力減?。?；同時，水會進(jìn)入吸管，使浮沉子整體密度增大（重力增大）。當(dāng)重力大于浮力時，浮沉子下沉。松開手后，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，吸管內(nèi)的空氣膨脹，將水排出，浮沉子密度減小、浮力增大，重新上浮。這一過程直觀體現(xiàn)了阿基米德原理（浮力與排開液體的體積相關(guān)）和液體壓強(qiáng)的傳遞性。教學(xué)應(yīng)用分組實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生分組制作浮沉子，比賽誰能更精準(zhǔn)地控制浮沉子的運(yùn)動，在實(shí)踐中理解“壓強(qiáng)變化如何影響浮力”。原理延伸：結(jié)合潛水艇的工作原理，講解“潛水艇通過改變自身重力（水艙注水/排水）實(shí)現(xiàn)浮沉”，幫助學(xué)生建立“科技發(fā)明源于對自然原理的應(yīng)用”的認(rèn)知。安全提示選擇質(zhì)量較好的塑料瓶，避免擠壓時破裂；擠壓力度適中，防止瓶子變形或吸管彈出?；匦吾樀刃∥锛柰咨品胖茫苊庥變赫`食。第二章化學(xué)類實(shí)驗(yàn)教具2.1植物酸堿指示劑：從紫甘藍(lán)中提取“魔法藥水”材料準(zhǔn)備紫甘藍(lán)（或紅莧菜、紫薯）無水酒精（或白酒，濃度越高越好）紗布（或?yàn)V網(wǎng)）透明玻璃杯（3個以上）白醋（酸性溶液）小蘇打溶液（堿性溶液，將小蘇打溶于水即可）清水（中性對照）制作流程1.萃取色素：將紫甘藍(lán)洗凈、切碎，放入容器中，加入適量無水酒精（沒過紫甘藍(lán)即可），靜置2-3小時（或用玻璃棒攪拌加速色素溶出）；若用白酒，可適當(dāng)延長浸泡時間。2.過濾汁液：用紗布將紫甘藍(lán)和酒精的混合物過濾，得到紫紅色的萃取液，這就是天然的酸堿指示劑。3.測試溶液：分別向3個玻璃杯中加入等量的白醋、小蘇打溶液、清水；用滴管吸取紫甘藍(lán)萃取液，分別滴入3種溶液中，觀察顏色變化?？茖W(xué)原理紫甘藍(lán)中含有花青素，這是一種天然的酸堿指示劑?；ㄇ嗨卦谒嵝原h(huán)境中（如白醋）會呈現(xiàn)紅色，在堿性環(huán)境中（如小蘇打溶液）會呈現(xiàn)藍(lán)色或綠色，在中性環(huán)境中（如清水）則保持紫紅色。這一特性源于花青素分子的結(jié)構(gòu)會隨溶液酸堿度的變化而改變，從而吸收和反射不同波長的光，呈現(xiàn)出不同顏色。教學(xué)應(yīng)用趣味導(dǎo)入：以“魔法藥水變顏色”為情境，激發(fā)學(xué)生好奇心，引導(dǎo)他們觀察不同溶液中指示劑的顏色變化，總結(jié)“酸性、堿性、中性溶液對應(yīng)的顏色規(guī)律”。生活拓展：讓學(xué)生用自制指示劑測試生活中的常見液體（如檸檬汁、肥皂水、礦泉水），判斷其酸堿性，培養(yǎng)“用科學(xué)視角觀察生活”的習(xí)慣。安全提示無水酒精屬于易燃液體，需遠(yuǎn)離火源，操作時避免灑出；若用白酒，需提醒學(xué)生不可飲用。白醋具有一定刺激性，避免接觸眼睛和皮膚；若不慎接觸，立即用清水沖洗。第三章生物與環(huán)境類實(shí)驗(yàn)教具3.1生態(tài)瓶：打造微型“水下王國”材料準(zhǔn)備透明玻璃瓶（帶蓋，如廣口瓶、罐頭瓶）河沙（或細(xì)gravel）水草（如金魚藻、水葫蘆，選擇當(dāng)?shù)爻Ｒ娝参铮┬◆~（或小蝦、螺類，體型小巧、對水質(zhì)要求低的品種）靜置24小時以上的自來水（或河水、井水，去除氯氣）制作流程1.鋪設(shè)底層：在玻璃瓶底部鋪一層約2-3厘米厚的河沙，用玻璃棒輕輕壓實(shí)，作為“土壤層”，為微生物提供生存環(huán)境。2.注入清水：沿瓶壁緩慢倒入靜置后的水，避免沖散河沙，水位距離瓶口約5-8厘米（保留空氣層）。3.種植水草：將水草的根部埋入河沙中，葉片露出水面，確保水草能進(jìn)行光合作用（可多種植幾株，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性）。4.投放生物：待水澄清后（約1-2天），將小魚、小蝦等生物放入瓶中，觀察它們的活動狀態(tài)；最后擰緊瓶蓋，完成生態(tài)瓶的制作?？茖W(xué)原理生態(tài)瓶是一個封閉的微型生態(tài)系統(tǒng)，包含生產(chǎn)者（水草）、消費(fèi)者（小魚）、分解者（河沙中的微生物）。水草通過光合作用產(chǎn)生氧氣、制造有機(jī)物，為動物提供食物和氧氣；動物的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，為水草的光合作用提供原料；微生物則分解動物的糞便和殘體，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，重新被水草吸收利用。這一循環(huán)體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律。教學(xué)應(yīng)用長期觀察：讓學(xué)生每天記錄生態(tài)瓶中生物的狀態(tài)（如小魚的活躍度、水草的生長情況）、水質(zhì)變化（是否渾濁、有無異味），分析“生態(tài)系統(tǒng)平衡的影響因素”（如生物數(shù)量比例、光照時間）。對比實(shí)驗(yàn)：制作兩個生態(tài)瓶，一個放置在光照充足處，一個放置在陰暗處，對比觀察生物的生存狀況，理解“陽光對生態(tài)系統(tǒng)的重要性”。安全提示選擇健康、無傷病的小動物，避免過度擁擠（一般每升水養(yǎng)1-2條小魚為宜）。換水時需緩慢操作，避免溫差過大或水質(zhì)突變導(dǎo)致生物死亡；若生物出現(xiàn)異常，及時請教教師或家長。第四章天文與地理類實(shí)驗(yàn)教具4.1簡易日晷：用影子“記錄”時間材料準(zhǔn)備硬紙板（或木板，直徑約20-30厘米）竹簽（或細(xì)木棍，長度略長于紙板半徑）量角器、直尺、鉛筆指南針（或手機(jī)指南針APP）膠水（或膠帶）制作流程1.繪制刻度：在硬紙板中心畫一個點(diǎn)，以此為圓心，用直尺和鉛筆繪制半徑；用量角器以圓心為頂點(diǎn)，每隔15°畫一條射線（對應(yīng)1小時的時間刻度），并在射線上標(biāo)注時間（如6:00、9:00、12:00等，需根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥日{(diào)整，若為北半球，刻度可從東北向西南分布）。2.固定晷針：將竹簽垂直粘貼在紙板的圓心處，確保晷針與紙板平面垂直（可用直角三角板輔助調(diào)整）。3.校準(zhǔn)方向：在晴朗的白天，將日晷放置在水平地面上，用指南針確定正南方向（北半球），調(diào)整紙板，使晷針的影子與12:00的刻度線重合（或接近），此時日晷的方向即校準(zhǔn)完成。科學(xué)原理日晷的工作原理基于太陽的視運(yùn)動——由于地球自西向東自轉(zhuǎn)，太陽在天空中的位置會隨時間變化，晷針的影子也會隨之移動。影子的方位和長度與太陽的高度角、方位角相關(guān)，通過預(yù)先繪制的時間刻度，可根據(jù)影子的位置讀取大致時間。（注：簡易日晷的精度受緯度、季節(jié)、天氣影響，主要用于理解“時間與太陽位置的關(guān)系”，而非精準(zhǔn)計時。）教學(xué)應(yīng)用戶外實(shí)踐：組織學(xué)生在不同時間段（如上午、中午、下午）觀察日晷的影子變化，記錄影子的位置和長度，總結(jié)“一天中太陽高度角的變化規(guī)律”?？鐚W(xué)科聯(lián)系：結(jié)合數(shù)學(xué)中的“角度測量”、地理中的“地球自轉(zhuǎn)”知識，講解日晷的設(shè)計原理，培養(yǎng)學(xué)科融合的思維。安全提示操作時避免直視太陽，防止眼睛灼傷；建議佩戴墨鏡或利用