淺談自制教具及其研制

劉世偉

【摘要】自制教具是教師、學(xué)生或其他人員根據(jù)教學(xué)需要，選用易得的材料，自行設(shè)計制作的教學(xué)用具或儀器，是教學(xué)設(shè)備的一塊重要的、不可缺少的領(lǐng)域。教具自制過程是一個潛心鉆研，改革教學(xué)方法，提高自身知識水平的過程。自制教具具有良好的教學(xué)法功能，它是教學(xué)活動中“永恒的課題”；自制教具活動可使教師和學(xué)生增長知識，提高動手能力，培養(yǎng)勤儉樸實的作風(fēng)；自制教具能為教學(xué)儀器的研究、改進(jìn)提供了豐富的源泉；自制教具具有良好的經(jīng)濟(jì)功能，可以節(jié)省大量的教育經(jīng)費(fèi)。新一輪課改呼喚自制教具，自制教具又能促進(jìn)新課改的深入開展。那么怎樣研制自制教具呢？具體可分為四個步驟----尋找課題、設(shè)計和論證方案、制作教具、實驗和改進(jìn)。自制教具還要遵循科學(xué)性、創(chuàng)新性、務(wù)于教學(xué)的原則。自制教具切記把簡單問題復(fù)雜化；還要注意安全、衛(wèi)生；更不能違反有關(guān)政策和法令，侵犯他人的權(quán)益。

【關(guān)鍵詞】自制教具 地位 作用 新課改 研制步驟 原則 注意事項

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）18-0252-02

自制教具是教師、學(xué)生或其他人員根據(jù)教學(xué)需要，選用易得的材料，自行設(shè)計制作的教學(xué)用具或儀器。自制教具屬于教學(xué)儀器設(shè)備范疇，但不是工業(yè)產(chǎn)品，這個名稱主要在我國和其它少數(shù)國家中使用，國際上一般將它歸為廉價教具 （Low-cost Teaching Aids）中。在歷史上，應(yīng)當(dāng)說，最初的教具都是自制的，當(dāng)有了一定數(shù)量的需求后，才轉(zhuǎn)為工業(yè)生產(chǎn)。至今，德國的一些大學(xué)仍保留有歷史上的大科學(xué)家親自制作的教學(xué)儀器。

一、自制教具的地位

1.自制教具在教儀器設(shè)備中的地位

上世紀(jì)八十年代教育部就已提出師資、教材、儀器設(shè)備是教育事業(yè)的三大基本建設(shè)。起先，教學(xué)儀器設(shè)備主要是物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)實驗教學(xué)的必備工具，它有利于學(xué)生建立科學(xué)概念、有利于學(xué)生探索科學(xué)規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生求實精神和實際操作能力，所以學(xué)校里都配備有大量由工廠生產(chǎn)的教學(xué)儀器。近些年來，不僅理化生和科學(xué)課教學(xué)離不開教學(xué)儀器設(shè)備，而且地理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、語文、英語和體育、音樂、美術(shù)、勞動技術(shù)課教學(xué)等也越來越需要教學(xué)儀器設(shè)備。但是在一般情況下，作為工業(yè)產(chǎn)品的教學(xué)儀器設(shè)備，具有既定的實驗方法和嚴(yán)格的操作規(guī)程，這樣，在很大程度上限制了教師和學(xué)生探索、創(chuàng)造的能動作用。而自制教具由于沒有固定的形式、實驗方法、實驗步驟，教師和學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)需要，開動腦筋，自己設(shè)計，采用易得材料，動手制作教具，直接用于教學(xué)。有時為了驗證、探索某個自然規(guī)律，不同的教師和學(xué)生可能設(shè)計制作出幾種形式完全不同的教具，運(yùn)用不同的實驗方法進(jìn)行實驗，殊途同歸，得出同樣正確的結(jié)論。顯而易見，采用自制教具比使用常規(guī)教學(xué)儀器，在開拓教師和學(xué)生的聰明才智，提高教學(xué)質(zhì)量方面，具有獨(dú)特優(yōu)勢。需要強(qiáng)調(diào)的是，有許多自制教具是無須或不宜工業(yè)生產(chǎn)的，因此說自制教具是教學(xué)設(shè)備的一塊重要的、不可缺少的領(lǐng)域。

2.自制教具在教學(xué)中的地位

大家知道，要想把教科書上講的全部科學(xué)道理全部用正規(guī)的教學(xué)儀器來進(jìn)行實驗是有困難的，有時需要由教師根據(jù)教學(xué)要求、學(xué)校的條件、學(xué)生的認(rèn)知能力，針對課程中的難點(diǎn)、重點(diǎn)內(nèi)容，自己制作教具，以加強(qiáng)這些薄弱環(huán)節(jié)。教師、學(xué)生在構(gòu)思、設(shè)計、制作教具的過程中，必須開動腦筋，運(yùn)用掌握的多方面知識，尋找大量的信息資料，經(jīng)過反復(fù)的試驗，甚至于經(jīng)歷失敗的體驗，方能獲得成功。這樣的過程，實際上是一個潛心鉆研，改革教學(xué)方法，提高自身知識水平的過程。因此，自制教具在教學(xué)中有著一定重要的地位。

二、自制教具的作用

1.自制教具具有良好的教學(xué)法功能，它是教學(xué)活動中“永恒的課題”

教學(xué)實踐表明，即使是條件好的學(xué)校，僅靠購買教學(xué)儀器產(chǎn)品，也難以滿足教學(xué)法方面的需要。這是因為教學(xué)對象是有差別的，教學(xué)方法要隨教學(xué)對象的不同而改變，這是“因材施教”思想的體現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)的儀器只能滿足教學(xué)的一般要求，很難滿足具體教學(xué)的個別需要。從教學(xué)法的要求來看，工業(yè)生產(chǎn)的教具總比教學(xué)法的最新發(fā)展有一定的滯后性。為了解決教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，有經(jīng)驗的教師會采用與教材不同的教學(xué)方法，設(shè)計出新的實驗方法，這就要求制作出適合教學(xué)需要的自制教具。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家里，學(xué)校擁有的教學(xué)儀器無論在品種上還是在數(shù)量上都已能滿足要求了，但是，他們?nèi)匀皇謴?qiáng)調(diào)在教學(xué)中采用自制教具。由此可見，自制教具決不是為彌補(bǔ)教學(xué)儀器不足的權(quán)宜之計，而是教學(xué)活動中“永恒的課題”。

2.自制教具活動可使教師和學(xué)生增長知識，提高動手能力，培養(yǎng)勤儉樸實的作風(fēng)

因為在自制教具過程中需要不斷地動腦筋，想問題，查資料，找材料，畫圖紙，需要應(yīng)用木工、鉗工、電工以及機(jī)械加工的基本技能進(jìn)行制作，還需要向他人請教，不斷改進(jìn)。

3.自制教具為教學(xué)儀器的研究、改進(jìn)提供了豐富的源泉

自制教具來源于教學(xué)實踐，當(dāng)它有了一定數(shù)量的需求，并符合工業(yè)生產(chǎn)的要求，就可以開發(fā)生產(chǎn)成為正規(guī)的教學(xué)儀器。國內(nèi)有不少的教學(xué)儀器就是由自制教具發(fā)展而來的，另外有些教學(xué)儀器在教學(xué)實踐的檢驗中發(fā)現(xiàn)不能滿足教學(xué)改革要求時也要在自制教具活動中得到改進(jìn)和提高。

4.自制教具具有良好的經(jīng)濟(jì)功能，能節(jié)省大量的教育經(jīng)費(fèi)

很多教具都可以利用廢舊材料自行制作。例如，在初中物理教學(xué)中按照人教社出版的《初中物理自制教具》一書所介紹的制作方法自行制作教具，加上購買少量要求較高的儀器（如電表等），就可以完成課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的全部實驗內(nèi)容，從而節(jié)省大量的儀器購置費(fèi)用。另外，有些結(jié)構(gòu)簡單、價值低、或需求量少的教具不適合工業(yè)生產(chǎn)，使用自制教具較為經(jīng)濟(jì)合理。由于自制教具可以節(jié)省大量的儀器購置費(fèi)用，這對貧困地區(qū)的學(xué)校普及九年制義務(wù)教育尤為重要?，F(xiàn)在，自制教具的內(nèi)涵還擴(kuò)展到對現(xiàn)有儀器設(shè)備的維修上。教師對學(xué)校中損壞的儀器設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，或?qū)⑼愋蛢x器進(jìn)行拆拼，使死儀器起死回生，發(fā)揮出新效益。

三、自制教具與新課改的關(guān)系

在自然科學(xué)課程改革中有幾個基本理念，其中兩個重要理念分別是“體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)”和“突出科學(xué)探究”。大量的實驗探究成為了各科學(xué)課程新教材的主要內(nèi)容，在實驗探究中，除了要活用或改革現(xiàn)有的教學(xué)儀器外，還有許多是需要教師和學(xué)生通過自制教具來進(jìn)行實驗探究活動。因此，自制教具在這次課改中有著重要的地位和作用。以中學(xué)物理為例，課程標(biāo)準(zhǔn)確定的物理課程目標(biāo)為：“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”。物理新教材的特點(diǎn)表現(xiàn)為；強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探究活動，把科學(xué)探究的學(xué)習(xí)和科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)放到同等重要的地位，教材中包含許多開放性問題和實踐性課題，充分體現(xiàn)“STS”的思想，注意人文精神的滲透，注意廣大學(xué)生的知識面，形式生動活潑。顯然，上述課程目標(biāo)和新教材的特點(diǎn)大多與自制教具有關(guān)，因為探究活動、實踐性課題、STS等都需要自制教具。

新課改需要自制教具，自制教具又能促進(jìn)新課改的深入開展。新課改是全方位的改革，課程標(biāo)準(zhǔn)變活了，教材變活了，教法變活了，教學(xué)評價變活了。傳統(tǒng)的教學(xué)儀器難以滿足這么多的靈活要求，大量有創(chuàng)新的自制教具必將涌現(xiàn)，從而促進(jìn)新課改更深入的開展，因此自制教具在新課改中將起著重要的支撐作用。

四、怎樣研制自制教具。

研制自制教具是科研范疇的工作，具體可分為四個步驟。

1.尋找課題：科研課題來源于教學(xué)實踐。研制者要吃透“課程標(biāo)準(zhǔn)”、吃透新教材，要有豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗，根據(jù)課改和教學(xué)的迫切需要尋找、論證、最后確定課題。選題好壞是科研能否成功、科研成果大小的前提條件。

2.設(shè)計和論證方案：確定自制教具課題后，首先要從科學(xué)思想、教具結(jié)構(gòu)原理、設(shè)計方案和技術(shù)方案及其可行性、材料和元件的選取、制作方法和工藝等方面進(jìn)行論證。科學(xué)思想是指要研究的教具所依據(jù)的科學(xué)規(guī)律、實驗原理、實驗方法等。然后畫出草圖或圖紙。這一步驟中，一定要對方案反復(fù)設(shè)計和論證，把問題盡量消滅在設(shè)計階段。

3.制作教具：為了降低成本，盡量自己制作，或者合作制作。在制作過程中，常常會發(fā)現(xiàn)上述第2步中的一些問題，需要及時修改方案或重新設(shè)計。

4.實驗和改進(jìn)：完成后的教具要經(jīng)過多次教學(xué)實踐去檢驗，要虛心聽取意見并不斷改進(jìn)。

五、研制自制教具的原則

1.科學(xué)性原則：自制教具作品不能存在科學(xué)性錯誤和問題。自制教具的科學(xué)性錯誤，

一種是用它做實驗時，不能正確的反映自然規(guī)律；另一種是該自制教具作品的結(jié)構(gòu)有科學(xué)性錯誤或問題；其次，使用的材料也可能帶來環(huán)保或安全方面的問題。

2.創(chuàng)新性原則。創(chuàng)新是自制教具作品的生命，怎樣實現(xiàn)自制教具的創(chuàng)新，我認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：

（1）實驗內(nèi)容、實驗方法、教學(xué)方法方面的創(chuàng)新：基礎(chǔ)教育中所要學(xué)習(xí)的自然規(guī)律是已知的，但是同樣的自然規(guī)律可以采取不同的實驗內(nèi)容、實驗方法、教學(xué)方法進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)，因此這方面創(chuàng)新非常重要。

（2）自制教具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新：設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)簡單、取材容易、易于操作、外形美觀、安全可靠、造價低廉，這些是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新所要遵循的。

（3）應(yīng)用新技術(shù)、新器件、新材料、新工藝方面的創(chuàng)新：這方面一定要經(jīng)濟(jì)，實用，不能嘩眾取寵。

（4）實驗室工具和教學(xué)用具方面的創(chuàng)新：近幾年來創(chuàng)新制作新型適用的實驗工具、教學(xué)用具也很受歡迎。

3.服務(wù)于教學(xué)的原則。自制教具作品要有利于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破；有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力；有利于學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)；有利于學(xué)生理解知識和訓(xùn)練技能；有利于培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力。

六、研制自制教具應(yīng)注意的問題

1.切記把簡單問題復(fù)雜化。自制教具最大特點(diǎn)就是構(gòu)思巧妙，取材容易，制作簡單。有的把自制教具搞成一物多用，一專多能，包羅萬象，結(jié)果使教具失去特色；有的把簡單的自然規(guī)律用復(fù)雜的工藝、昂貴的材料來制作，使用有十分繁瑣，讓人無法效仿，失去推廣意義，這就弄巧成拙了。

2.自制教具的使用對象是學(xué)生，甚至是幼兒，安全、衛(wèi)生、可靠十分重要。比如一些帶電操作的自制教具，絕緣保護(hù)要好；可能發(fā)生危險的部位應(yīng)有安全防護(hù)裝置；要避免采用有毒、有害人體健康的物資材料制作教具。

3.不能違反有關(guān)政策和法令，侵犯他人的權(quán)益。比如帶有無線電信號發(fā)射裝置的教具，不能干擾通訊、軍事指揮系統(tǒng)的正常工作；制作教具不可以會破壞自然環(huán)境、生態(tài)平衡；尤其是生物學(xué)科自制教具，決不能將國家規(guī)定保護(hù)的珍稀野生動物制成標(biāo)本。應(yīng)用他人科研成果或設(shè)計思路制作教具時，應(yīng)詳細(xì)了解該成果技術(shù)是否申請專利，應(yīng)用時屬不屬于侵權(quán)行為。

七、結(jié)語

以上是我對自制教具的一點(diǎn)膚淺的認(rèn)識和在研制教具過程中積累的一些不成熟的經(jīng)驗。在今后的教學(xué)實踐中，我會深刻領(lǐng)會自制教具的地位和作用，會繼續(xù)研制教具，為教育事業(yè)盡微薄之力。