自制教具在教育教學中的作用研究

摘 要：文章以自制教具為研究對象，闡述了自制教具的發(fā)展概況，以及其在教育教學中的現(xiàn)實意義，并討論了自制教具的應用原則，最后談論了自制教具的發(fā)展現(xiàn)狀和應用策略，希望能夠為相關研究提供一定的參考。

關鍵詞：自制教具;教育教學;作用;前景展望

作者簡介：李明（1982—），男，天津市教育科學研究院。

自制教具是教師運用專業(yè)理論知識，為直觀地解決教育教學中的重難點問題，引導學生利用身邊常見的生活材料，經(jīng)過構思、設計和完善，研制出的具有教學特點，能激發(fā)學生學習興趣，發(fā)展學生創(chuàng)新思維能力，優(yōu)化課堂教學結構，有效提高教學質(zhì)量和效率的教學用具。在教育教學中，自制教具的應用能夠發(fā)揮重要的作用，如豐富教師的教學手段，彰顯教師的專業(yè)水平，減輕學生的學習壓力，拓展學生的創(chuàng)新思維，提升學生的學習效果等。因此，在教育教學中積極開展自制教具活動具有很強的現(xiàn)實意義，廣泛應用自制教具，能夠穩(wěn)步提高教育的質(zhì)量和水平。

一、自制教具的發(fā)展概況

民國初期，浙江部分地區(qū)發(fā)動師生自制教具，改變了教學器具缺乏的局面。中華人民共和國成立初期，各級教育行政部門組織廣大師生廣泛開展自制教具活動，取得良好效果，為國家節(jié)約了大量的資金。20世紀中期，我國中學物理教學大綱明確指出，為更好地推動物理教學工作的開展，應積極組織和鼓勵廣大師生在結合實際物理教學內(nèi)容的基礎上，積極開展自制教具活動。20世紀70年代，我國著名的物理教育家朱正元教授提出了“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的思想，不但親自設計了許多演示實驗和自制教具，而且在十幾個省市以報告的形式演示了使用“壇罐”儀器開展創(chuàng)造性實驗教學的方法，得到了教育部門和物理學界的大力推崇。伴隨著改革開放的春風吹遍神州大地，我國的自制教具事業(yè)也取得了顯著的進步，這種進步不僅體現(xiàn)在實踐層面，在理論層面也取得了突破性進展。相關部門舉辦的全國優(yōu)秀自制教具評選活動，在國內(nèi)掀起了自制教具的熱潮，形成了一種具有中國特色的“自制教具”文化現(xiàn)象，不但培養(yǎng)了大批重視實驗、熱愛自制教具、善于創(chuàng)新的優(yōu)秀教師，還培養(yǎng)了大批熱愛科學、善于思考、勇于探究的學生，不僅改善了實驗教學條件，而且促進了師生動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力的顯著提升[1]。自制教具如今在中小學教學中也得到了廣泛的應用。

二、自制教具在教育教學中的現(xiàn)實意義

（一）有利于彰顯教師教學的專業(yè)性

教具制作是教師專業(yè)能力的重要體現(xiàn)，在實際的制作過程中，教師不僅需要掌握知識原理，還需要具備良好的動手實踐能力、空間想象能力、創(chuàng)造能力等[2]。教具制作是一個反復的過程，需要教師反復進行實驗。教師只有具備足夠的耐心，不斷改進教具，才能讓教具日趨完美，從而更好地呈現(xiàn)知識原理。在制作、完善教具的過程中，教師教學的專業(yè)性能夠得到有效彰顯與提升。

（二）有利于減輕學生的學習壓力

在實際學習過程中，學生面對一些復雜、抽象的知識原理或概念性知識時，通常會一頭霧水，難以理解其中的奧妙。而教具能夠?qū)⒊橄蟮脑砘蛑R概念以具體的實物呈現(xiàn)在學生眼前，為學生答疑解惑，減輕學生的學習壓力，這對學生順利完成學業(yè)有重要的現(xiàn)實意義。

（三）有利于激發(fā)學生的學習興趣

中小學生好奇心強，思維比較活躍，能較好地學習、接受新事物，但注意力很難長時間集中，且做事容易三分熱度。濃厚的學習興趣是學生長時間保持專注的關鍵。中小學生尚未完成抽象思維的轉(zhuǎn)變，大都對身邊常見的事物存在親切感，教師若能將這些事物改造組合后呈現(xiàn)出新的功能特性，更容易激發(fā)學生的學習興趣。而教具制作，恰好能夠滿足這一要求。一方面，教師制作教具所采用的材料取自生活，可消除學生的陌生感;另一方面，經(jīng)過教師的改裝、整合制作而成的教具能突破學生原有的認知，由此激發(fā)學生的興趣，集中學生的注意力，使學生愿意主動圍繞教具進行知識學習和探索實踐，促進學生學習效果的提升。

（四）有利于提升學生的學習效果

良好的學習體驗是提升學生學習效果的關鍵，引導學生參與教具制作可以有效改善學生的學習效果。教師應與學生互動協(xié)作，共同經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題、總結規(guī)律的過程，經(jīng)過不斷的嘗試和改進，促使教具日益完善。在這個過程中，學生能夠積累寶貴的制作經(jīng)驗，深刻、系統(tǒng)地領會與制作教具有關的專業(yè)知識，獲得良好的制作體驗，有效鍛煉了動手實踐能力，這對教學質(zhì)量和水平的提升也有非常重要的作用。

（五）有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力

自制教具是由“創(chuàng)意+創(chuàng)造力+動手實踐”凝結而成的工具，對于一些簡單的教具，教師可引導學生親自參與制作過程。教師指導學生將生活中熟悉的各種材料制作成教具，不僅有利于激發(fā)學生的學習興趣，也有利于學生動手實踐能力與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。在實際動手制作的過程中，學生會不斷提出新的想法與創(chuàng)意，并不斷地嘗試與改進，促使教具的功能日益完善。在這一過程中，學生的創(chuàng)造意識被有效喚醒，自信心得到了增強，創(chuàng)造能力也得到了顯著提升。

三、在教育教學中應用自制教具應遵循的原則

（一）遵循學生的認知特點

教具應盡可能接地氣，不得超出學生的認知范圍，如此才能更好地幫助學生理解教具蘊含的知識原理。教師在制作教具時，采用的制作方式不宜過于復雜，采用的教具材料也應為學生所熟知的東西，最好取材自學生的生活，使其更加符合學生的認知特點。并且在后續(xù)的教具演示過程中，教師要給予學生一定的認知沖擊，使學生認識到普通的材料經(jīng)過設計整合，能夠發(fā)揮出很大的作用[3]。這種認知的偏差，有利于激發(fā)學生對探究學習的興趣，促進學生對科學知識的理解，提高學生的學習效率。此外，教具制作選用生活中常見的材料，不僅能夠讓學生感覺制作出的教具既熟悉又親切，還能夠在無形中消除抽象知識的神秘感，消解學生對學習新知識的畏難情緒，拉近學生與知識之間的距離，發(fā)揮出自制教具在教學中的引導作用。

（二）滿足教學需要

以往一些教師在制作教具時，為了吸引眼球，博得學生的關注，制作的教具通常花里胡哨、華而不實，其實際的教學作用并不明顯，難以全面真實地將知識原理或者知識概念真正呈現(xiàn)在學生面前，導致教具制作本末倒置，自制教具的教學輔助功能被嚴重削弱。教師應深刻認識到，自制教具是為教學服務的，因此在制作教具時，必須要圍繞教學內(nèi)容展開，通過科學合理的整合設計，促使教具能夠更好地展示相應的知識原理，幫助學生更好地掌握科學知識，開展探究學習，充分發(fā)揮自制教具的教學輔助價值，真正滿足高質(zhì)量素質(zhì)教育教學的需求。

（三）彰顯創(chuàng)新、經(jīng)濟特色

教具的制作必須充滿創(chuàng)意，彰顯創(chuàng)新特點，最好能夠在原本教具的基礎上，由學生結合實際，對原本的教具加以改進優(yōu)化，從而達到通過自制教具培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的目的。同時，只有讓自制教具富有創(chuàng)新性，才能有效地吸引學生的關注，激發(fā)學生的學習興趣，增進學生對知識的理解。在制作教具時，教師還應注重教具的經(jīng)濟性，采用的材料不能太過昂貴，最好選取學生在現(xiàn)實生活中常見的材料，如此才有利于學生觀察、學習、模仿和實踐等，這對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和環(huán)保意識有較為深遠的意義。

四、自制教具發(fā)展中存在的問題

（一）對自制教具的認識不到位

部分教師認為自制教具只是以前為了緩解教學儀器的短缺而出現(xiàn)的活動。如今隨著科教興國和人才強國戰(zhàn)略的深入推進，教學儀器配備標準的頒布與實施，學校的教學設施已經(jīng)得到了有效改善，基本實現(xiàn)了教學儀器的標準配套，導致部分教師忽視了自制教具已從最初的彌補不足向推動教學模式創(chuàng)新、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變。

（二）教師自制教具的能力有待提高

一些教師習慣于使用統(tǒng)一配套的儀器和實驗教材指導學生機械式地背誦實驗步驟，甚至存在以視頻演示實驗替代分組實驗的現(xiàn)象。之所以出現(xiàn)這種情況，主要是因為教師在專業(yè)理論知識水平、實驗操作能力和自制教具能力方面存在不足。

（三）存在重參評、輕使用的現(xiàn)象

為全面推進素質(zhì)教育，有關部門組織開展了系列中小學優(yōu)秀自制教具展評活動，旨在充分發(fā)揮自制教具在教育教學中的作用，進一步提高我國自制教具的質(zhì)量和水平。但如今“重參評、輕使用”的現(xiàn)象屢見不鮮，一些教師只關注哪類自制教具更容易獲獎，在賽前進行效仿趕制，把參賽作品當作個人發(fā)展的籌碼，忽視了其在教育教學中的巨大價值。只有少數(shù)教師站在更高的維度，將自己的時間和精力放在開發(fā)和利用身邊的事物和材料制作教具，并推廣和使用它們，進而提高學生的動手實踐能力方面。

（四）學生參與自制教具的程度不夠

教師組織學生開展自制教具活動，通常是利用課外時間，而且一些教師給學生提供的專業(yè)指導有限。另外，雖然國家已出臺政策減輕學生的課業(yè)負擔，但對師生、生生互動，如共同探究、設計、體驗等促進學生發(fā)展的學習方式，尚未給予足夠的重視與支持。

（五）參與自制教具的學科范圍有限

參與自制教具的多為物理、化學、生物等學科，而語文、美術、音樂等學科參與度較低，很少有多學科融合的成果。

五、自制教具在教育教學中的應用策略

（一）積極開展自制教具展評活動

隨著教育教學改革的不斷深化，教師要利用好自制教具的教學性、直觀性、科學性、創(chuàng)新性、啟發(fā)性特點，堅持以學生的發(fā)展為根本出發(fā)點，加強自制教具展品活動的宣傳力度，提高學生對自制教具活動的認識，著力培養(yǎng)學生細心觀察、善于思考、勇于嘗試、敢于創(chuàng)造的習慣，積極組織開展自制教具研制活動，充分激發(fā)學生的實踐創(chuàng)新能力。

（二）開設自制教具課程

要改變以往教師講授實驗原理、方法和步驟，學生按部就班操作的教學模式。教師需以學生為主體，使學生自發(fā)組成教具研發(fā)小組，開展個性化教育和學生選擇性學習的自制教具課程。教師要給予學生專業(yè)的指導，引導學生提出假設、開展研究、尋求答案、修改完善、總結升華，在探究的過程中進一步提升學生的科學素養(yǎng)。

（三）多學科融合轉(zhuǎn)變

以探究為目的，在各學科專業(yè)領域中尋找知識的契合點，嘗試設立涉及多個學科專業(yè)知識的自制教具研究課題，由不同專業(yè)的教師指導學生開展各專業(yè)領域的研究。

（四）與信息技術相結合

1.新技術的融合

在將新技術融入自制教具時，其數(shù)字化、信息化、智能化的特點便會在信息表示和處理方式等方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。例如，教師通過使用傳感器、紅外感應器、計算機和無線網(wǎng)等，就能夠快速采集、傳輸信息數(shù)據(jù);或是通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)人與物、物與物之間實時的信息交換和通信，達到智能化識別、分析判斷、監(jiān)控管理的目的[4]。

2.新設備的引入

隨著新設備的引入，自制教具既包含教學屬性，又具有現(xiàn)代元素，設計更加新穎，操作使用更加簡便。例如，新型的快速成型3D打印技術在教育領域發(fā)揮著積極的作用。與傳統(tǒng)的制作方法相比，3D打印技術無須購置新的機械設備和制作模具，便能夠根據(jù)模型數(shù)據(jù)，快速制作出具有較高精度和復雜程度的滿足教學需要的一體化立體模型。其不僅制作周期短、成本低，而且能滿足學生多樣化和個性化的需求，充分發(fā)揮師生專業(yè)技術方面的優(yōu)勢，彰顯師生的創(chuàng)新設計能力。

3.社會產(chǎn)品的整合

隨著科技的迅猛發(fā)展，社會通用電器在自制教具中的使用比例顯著增加，智能手機、激光筆、血壓表、充電器等為自制教具的制作提供了便利且高效的選擇。例如，我們在設計制作教具時可以選用充電寶作為教具的外部電源，它方便攜帶，在沒有外部電源的環(huán)境下依然可以正常使用。

結語

作為教育的三大基石之一的教具，必須要與時俱進，因此，教師要積極開展自制教具活動，充分發(fā)揮自制教具的獨特優(yōu)勢，促進各學科的有效融合，助力教育的高質(zhì)量發(fā)展，為國家培養(yǎng)更多可靠的創(chuàng)新型人才。

[參考文獻]

錢振華.基礎與現(xiàn)代：新課標高中物理知識講座集[M].上海：華東師范大學出版社，2015.

陳麗妹.淺談自制教具在小學科學教學中的重要性[J].考試周刊，2019（1）：14.

肖啟友，彭洪，肖丹，等.初中化學實驗教學中自制教具的應用[J].中學化學教學參考，2021（9）：41-42.

楊建強，李學鋒.信息安全基礎[M].成都：西南交通大學出版社，2019.