第一篇：自制教具與創新能力的培養

自制教具與創新能力的培養

01511-28 周燁森

摘 要: 物理學是一門實驗科學,在中學物理教學中,自制教具是一項重要活動。本文從培養學生的認知能力、對科學敏銳的洞察能力以及豐富的想象能力、創新性的思維能力三個方面來闡述自制教具與創新能力培養。

關鍵詞: 自制教具 創新能力 培養

一、創新能力

隨著新世紀和知識經濟時代的到來,教育改革已成為世界注目的焦點。素質教育已深入人心,而創新作為素質教育的核心更是倍受關注。學校教育在培養民族創新精神和培養創新人才方面肩負著特殊的使命,是否重視學生創新能力的培養成了傳統教育與現代教育的根本區別之一。人們希望學校教育能幫助學生養成一種“以創新的精神獲取知識、運用知識的性格,使學生能創造性的應對未來的環境變化”。創新教育是以培養學生的創新精神和創新能力為基本價值取向的,使學生在系統地掌握科學知識的同時發展創新能力。創新教育追求在德智體美全面發展的基礎上,激發和培養全體學生的創新精神和創新能力,啟發學生創新性地學知識,創造性地應用知識,而不是使學生被動地接受知識、消極地貯存知識。其中物理學科的教學對于培養學生的創新精神和創新能力起著至關重要的作用,因為離開了具體的科學知識,創新教育的實施往往會落入空談，流于形式。在進一步深化素質教育的今天,眾多專家和學者都認為物理教學中學生的創新能力可以概括為對物理知識深刻的認知能力、對科學敏銳的洞察能力以及豐富的想象能力、創新性的思維能力的綜合體。其中深刻的認知能力是基礎，敏銳的觀察能力是關鍵，創造性的想象能力合創新性的思維能力則是其重要的支柱。

二、自制教具

眾所周知，物理學是一門實驗科學,教學儀器是物理教學的“魔杖”，是開展實驗教學的必要物質條件，而教具制作便是一種極為有效的途徑。在建國以來,我國一直提倡自制教具,廣大教育工作者也積極研制和推廣自制教具,并發表了大量的著作和論文,從而使我國自制教具久盛不衰,極大地培養了學生的創新能力，將廣大學生很好地領進了物理學的殿堂。現在隨著世界對教育事業的不斷關注和重視，實驗教學條件已經有了極大的改觀,在很多各種各樣設計精巧,制作精良的現代教學儀器,還有豐富的實驗教學軟件可供教師使用。自制教具是不是已完成了它的歷史使命,是否已經不在需要他來培養學學生的創新能力了呢? 對此請先看看當今世界中學物理教學自制教具(國外稱低成本實驗)的形勢,就可以剖析出自制教具今后發展的趨勢。現在歐美、日本、加拿大等發達國家的中學物理教學已將學生實驗作為教學的主要內容,如德國的國民教育中物理課程(相當我國初中)共安排實驗343個,其中除48個出于安全和技術設備等方面原因由教師演示外,其余295個實驗均由學生完成(占總數的86.1%)，目的就是為了極大得培養學生的創新能力。英國中學低年級物理教學也都以學生實驗開路,他們每節課有2-3個學生實驗。據英國對中學物理課的統計:低年級(11-14歲)學生實驗占課時70-80%,高年級(15-16歲)占25-50%，目的還是為了極大得培養學生的創新能力。我國香港初中物理教材中的每個問題幾乎都要由學生自己通過做實驗進行認識;臺灣省明文規定初中物理實驗時間不得少于物理上課時間的二分之一，目的也是為了極大得培養學生的創新能力。從國外考察歸來的一些人員說：在發達國家和地區的中學物理實驗室里,隨處可以看到一些簡單的自制教具,學生常用自己制作的教具做實驗,進行學習，他們的教師都非常注重對學生創新能力的培養。麥克斯韋也曾說過“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比,學生自制的儀器,雖然經常出毛病,但它卻會比用仔細調節好的儀器能學到更多的東西”。從這里我們都可以明顯地發現教具制作在當今物理教學中的巨大作用。我國目前正在貫徹素質教育,開展“活動課”和加強“邊學邊實驗”教學,這些教學活動需要大量器材,而這些器材又是多而雜,要全部靠學校來配備是不現實的,所以需要廣泛發動廣大師生來自制教具、學具來滿足教學的需要，這樣既解決了燃眉之急，又培養了學生的創新能力。

三、自制教具與創新能力

1、自制教具可以激發學生的自主獨立性，進而培養他們的認知能力。（１）、我們用國際ＩＣＰＥ委員、著名物理教育專家,美國馬里蘭大學的Ｒｅｄｉｓｈ教授等設計的一份旨在探查學生對物理課程的認知期望的調查問卷先后對我國的351名大、中學生和86名初、高中青年物理教師進行了調查和訪談,并對結果進行了分析,還與美國的調查結果進行了比較。研究表明:我們的學生包括教師在對學習的理解上與物理教育專家還有很大差距,特別是在對問卷中的“自主性組”問題的回答上,不止是與物理教育專家,我們的學生和教師與美國的學生和教師也有較大差距。問卷中的“自主性組”包括6個問題,分別從不同的角度探查學生對學習的態度“是主動建構對知識的理解,還是不加評價地相信權威資料(教師、課本等)”。我們調查的幾個樣本回答“同意/100同意不同意不同意”專家結果的百分比分別是:高中教師“47/35”,80初中教師“48/30”,四年級師范本科生“36/41”,高二60學生“43/30”,高三學生“29/38”。即我們的教師樣本

40也只有不到50%的人與專家的觀點一致,而美國同行的20這一比例為75%。

0上述調查結果表明,我們的教師和學生學習的自主獨立教師師范生高三高二性還很不夠,這將成為妨礙創新能力發展的重要因素。因為自主是創新的前提,沒有自主就談不上創新,創新實際上就是自主性的展現。只有自主與創新的統一才能形成適應時代發展的進取型的人格精神。為了解決這個問題我們就必須利用自制教具，來激發學生的自主性。

（２）、利用教具制作,以學生為主體由易到難循序漸進進行操作。例如:講授“光的色散”時,可以讓學生做這樣一個小實驗,用玻璃杯盛滿清水,放在通過窗上射入窗內的陽光下,可以在墻上呈現出色彩絢麗的光。例如:講到平動物體所受靜摩擦力的大小和方向時,由于相互作用的兩物體相對運動的趨勢引起接觸處的形變不易觀察,不能從外部直接觀察其內部狀態的改變,因而學生缺乏形象的感性認識,導致思維障礙,不利于概念的建立,若指導學生利用圖2特制的長毛刷來做實驗。就能把接觸處的形變模擬出來來,并在空間上加以放大,從實驗中就可以判斷靜摩擦力的大小和方向,通過開發新實驗,學生就比較容易掌握所講內容。這樣一來，學生的自主性就會又很大的提高。自然而然，認知能力必然也就加強了，創新能力也無形中得到了提高。

（３、）麥克斯韋說過“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比,學生自制的儀器,雖然經常出毛病,但它卻會比用仔細調節好的儀器能學到更多的東西”。在中學實驗室里教學儀器數量有限,使用一般都強調要按步驟操作,如果非正常損壞,則要賠償,甚至罰款。因此,學生普遍存在害怕心理,使用時小心謹慎,不敢越雷池一步。學生處于被動實驗狀態,學習的積極性和主動性受到了壓制。而自制教具取材容易,制作簡單,損壞了可以再制作,這是商品儀器無法比擬的,它能有效地提高了學生的學習積極性和自主性。另外,學生通過自制的教具,能加深對教材內容的深入理解。如在“音調”的學習中,學生通過課后的小制作,小實驗,就可以知道古代的編鐘為什么能產生美妙的音樂。

2、自制教具可以激發學生學習物理的興趣，進而培養他們的對科學的洞察能力。讓我們做一個試驗，假如對某個人施行催眠術，給他一種所謂消極的幻覺的暗示，那么他就會連眼前的人和物都看不到。如果我們的物理教學長期迷失在理論之中，變成這種“催眠術”的教育，那將多么可怕。也就是說，我們的物理教學決不能使學生陷入這種消極的幻覺狀態中。物理教育的真正目的，就是要學生打開智慧的天窗，培養學生對科學敏銳的洞察能力，進而認識世界，使他們走上社會能夠敏銳地觀察到社會上的壞事，洞察出社會上的矛盾與缺陷。因此也就需要自制教具將物理教學從枯燥的理論中解放出來。

（１）、然而現在,不少地方,在物理學習中,一味地用考試的方法和分數獎懲的手段,使學生與物理習處于對立狀態,其結果難于形成持久的學習動機,喜愛物理學的人越來越少.這對物理教育工作者來說,不能不說是一種悲哀.。如何來扭轉這種局面，使學生喜歡物理，鉆研物理，精通物理，已經成為一個刻不容緩的問題，如何解決呢？這就需要教具來幫我們架起通往物理世界的的橋梁。

例如，在講“大氣壓強”時,取兩個粗細差別不大的試管套起來,并在它們的間隙中倒進些水,當把兩套著的試管忽而倒過來朝下時,學生會想到細試管要掉到地上,可是,細試管卻徐徐上升,意外的結果有力地誘發了他們的學習興趣。再如我在做液體沸點和氣壓關系的實驗時作了改進, ,演示過程如下: ①在兩只燒瓶里裝上適量的水,讓溫度計的玻璃泡完全浸沒在水中,然后給左燒瓶加熱,由于空氣受熱膨脹,左瓶中一部分空氣通過導管流到右瓶里,使左瓶的氣壓減小,而右瓶氣壓增大,加熱一段時間后,用夾子夾緊橡皮管。

②用酒精燈同時給左右燒瓶加熱,直到水沸騰,讀下左右溫度計示數大約為94℃和105℃

③停止給右燒瓶加熱, 松開橡皮管上的夾子,使右瓶里一部分氣體流到左瓶里,此時,右燒瓶的水又會沸騰,而左燒瓶的水卻停止沸騰。這充分說明了液體的沸點隨氣壓的增大而升高,隨氣壓的減小而降低。該實驗直觀性、對比性強,器材簡單易得,效果特別好。

（２）、例如，在講述“二氧化碳的性質”時,兩支點燃的蠟燭,一高一低,欲用一只透明的可樂瓶制的罩子將它圖３們罩起來,問哪一支蠟燭先熄滅?絕大多數學生回答:“低的先熄滅”.也有少數人說高的先熄滅,但說不清理由.為什么說低的先滅呢?學生回答,因為二氧化碳不助燃,二氧化碳比空氣重,它將沉于下方,因此低的先熄滅.但實驗的結果卻是高的先熄滅.學生感到驚奇和不可思議.似乎他們的論據是正確的,推證的邏輯也是正確的,為什么實驗的結果卻否定了這種判斷呢?原來,他們把“二氧化碳比空氣重”作為判斷的論據,但卻忽視了這一論據的條件,那就是必須保持相同溫度,而實驗中的二氧化碳是在燃燒中產生的,它的溫度遠比周圍空氣的溫度高.通過自制教具的演示，學生這種驚訝和不可思議的感受，將大大激發他們學習物理的興趣，提供他們對物理知識進行不斷的學習的動力，使自身的洞察能力不斷的得到增強。其實我們大家都知道在教學的實驗中出現意想不到現象的例子是數不勝數的.正因為實驗如此之“活”,學生的洞察能力才至關重要，只有具有良好的洞察能力，對于所獲得的知識才不會僵死。

（3）、例如:初中物理教學中液體對容器底面壓力問題歷來是教學中學生難以理解的難點。相同底面的容器、相同質量的同種液體,由于容器形狀不同,液體的深度不同,液體對容器底面的壓力也不同,這個問題學生歷來感到抽象不好理解,據了解有些學生通過觀察和分析，自制了“液體對容器底部的壓力演示器”, 整體裝置如圖:（尺寸單位ｍｍ）儀器所需材料及實驗步驟:（１）、該儀器采用厚度為２-３ｍｍ無色有機玻璃板,尺寸見圖所示,圖中Ａ處采用自行車的內胎１片。

（２）、實驗步驟:Ａ、安裝好儀器各部件,用黃油涂在各抽板接口處,以防漏水。

Ｂ、把一定量的有色液體（可在水中注入少許的墨水）倒入容器內,指針即有一定數據（這數據大于一定液體的重量）。Ｃ、抽出兩板Ｎ、Ｎ１,液體進入另一形狀容器,指針指示另一數據（其值等于液體重量）。Ｄ、抽出另兩抽板Ｍ、Ｍ１,液體則又進入另一形狀容器,指針數據又一次變化（其值小于液體重量）。從本實驗可以觀察到,一定量液體對于底面積相同,形狀不同的容器,底部所受的壓力大小不同。其大小取決于液體到容器底部的垂直距離（即深度ｈ）,而與容器形狀無關,且也與液體重量無關。直觀形象地演示了液體對容器底的壓力不一定等于液體的重量,在教學中取得了很好的效果,該演示器現象是非常的明顯。這就需要學生具有很強的洞察能力，能夠從實際出發、積極探索，大膽積極地改進或自制各種實驗教具,提升自身的科學的洞察能力,把自己培養成高素質的物理科技人才。

歷史上的各種發明創造,都是經過科學家做了大量的探索性實驗的基礎上,研究總結出來的,只有在善于觀察,具有很強的洞察能力的情況下，新的發明和創造才有可能不斷產生。例如法拉第在1821年受奧斯特發現電流磁效應的啟發,敏銳意識到磁也應該能產生電。在這個洞察能力的幫助下,啟動了創造性思維,選擇了“磁生電”的創造性研究課題,進行了漫長艱苦的實驗探索,終于在1831年發現了電磁感應現象,進而確立了電磁感應的基本規律。那么在中學物理教學中應該怎樣培養學生敏銳的洞察能力？俗話說的好:“要想知道葡萄是不是酸的,可以親口嘗一嘗”,要想把物理現象認真觀察好,最好的辦法是自己動手做實驗教具來實踐一下,初中物理課本上序言中說得好“我們一定要懂得:,只有通過細心觀察物理現象和動手實驗,才能真正掌握物理知識。” 因此可以說不做實驗的物理教學是沒有完成教學任務的教學,不做實驗的教師是不負責任的教師,不具備實驗條件的學校是不合格的學校。我們要理解理論與實踐的關系,要培養起實事求是的態度和精神，堅持和學生不斷的利用和改善自制教具進行教學。

3、自制教具可以使學生擁有豐富的想象能力、同時培養學生創新性的思維能力

為了進一步說明自制教具對學生創新能力的培養,我們還用美國的Ｈｅｓｔｅｎｅｓ等精心設計的在美國被廣泛使用的“力的概念測試”問卷對我國的361名大、中學生和81名初、高中青年物理教師進行了調查、分析和訪談,并與美國的調查結果進行了比較。問卷中的題目大部分都很簡單,與我國的傳統試題相比沒有一道難題,但大部分題目都有一個真實的問題情境,而且同一個概念會在不同的情境中出現。調查表明:我們的教師和學生的總體表現欠佳,尤其是在一些需要運用概念進行推理和情境相對陌生的題目上更是如此。通過訪談和比較我們還發現,美國的學生即便是錯了,也往往能說出一番自己思考的依據來,而我們的許多學生都是憑感覺解答。

上述調查表明,學生在知識的創新上還存在著很大的困難,有很多學生還存在著死記硬背，動手能力差，知識遷移難想象力不夠，創新能力欠缺等問題，這也將成為阻礙學生創新能力發展的重要因素。事實上知識并不是拿來就用,一用就靈的。在知識應用的每個真實問題中,即便所涉及的概念、原理相同,這些概念原理的相互作用模式和背景也往往有其獨特之處,知識的應用就是一個創新的過程,是以原有的知識為基礎、針對具體情境的再創造。創新的關鍵不是知識的掌握,而是知識的功用性,即它被合理提取和組織以解決問題的可能性,以及對問題解決的過程、結果進行監控和評價的能力。上述調查結果反映了學生這些能力的欠缺。因此在我國迫切需要發展自制教具來培養廣大學生的創造性思維能力。

（1）、一件自制教具學具作品的完成,要經過構思、設計、選材、加工和調試等多個環節,并需要反復修改和試用,這是高師學生實踐能力難得的鍛煉機會;自制教具學具一般不是簡單的儀器仿制,從立意、構思、設計到修改試用,在發現問題與解決問題的過程中,就包含有創造性勞動,需要創造精神,這對學生的創新能力的培養無疑是極為有利的?？梢哉f自制教具學具更是中小學全面推進素質教育、培養創新精神和實踐能力的一個重要載體。錢臨照教授也曾說過:“在物理實驗中,如果學生能自已設計一個新方法來闡明這個實驗的物理概念,這個新設計的實驗,不管如何粗糙,亦應當受到鼓勵,因為其中有新思想在里面,表現了學生創新的積極性”。

自制教具其實也是一種設計性實驗,是一種水平較高,綜合性較強,對素質要求較高的實驗類型。它主要是按照原理從多角度,多側面地設計多種實驗方法或方案。又根據實驗方案科學地編寫實驗步驟,以實驗的要求,自行選用合適的儀器,并創造性地使用器材。對實驗原理、實驗裝置進行綜合的分析并對實驗加以改進。所有環節的完成都需要學生充分地調動創造性思維能力、敏銳的觀察力和豐富的想象力。擺脫掉習慣性思維和傳統觀念的束縛,通過多方位,多角度思考,以達到理想的境地。在實驗設計中要有一定的實驗方法和實驗方案才能實施,一個實驗也往往有多種不同的實驗方法。例如：在初中物理的“浮力產生的原因”這一章節中，課本中沒有實驗，學生對浮力產生的原因是“浸在液體中的物體受到上下底面的壓強差”，沒有形象認識。因此我們可以指導學生用用有機玻璃自制了一個教具，如圖。實驗時，把水倒入筒內，開始時，水在筒的上層，木塊不浮起，這時木塊只受到水向下的壓力。當水從漏水孔流入下層，到下層水剛滿時，木塊立即浮起。說明木塊下表面受到了水的壓力，且大于木塊上表面的壓力，合力向上，使木塊浮起。為了實驗操作時教具美觀，實驗現象明顯，其中器材選用也要講究。（有機玻璃筒：高以40cm,內直徑以16cm為宜。塑料薄板：不透明且有顏色，厚度、邊長適宜，中間挖有孔，周圍挖幾個漏水小孔，用膠把塑料板固定在距離底1/3筒高處。方木塊：用密度較小的木頭制成，六面要平，邊長適宜。排氣管：細玻璃管（或塑料管）內徑適宜，下端固定在塑料板上，與下層相通，上端與管口齊平。）在制作過程中，學生就會遇到許多書本中所沒有的問題，他們就會想盡辦法，來解決這些問題，從而可以拓寬學生的思維,增強學生的實驗設計能力,培養創新性思維，是培養學生創新能力的有效途徑。（2）、自制教具可以是學生擁有豐富的想象力。例如在“從勻速轉動的傘面邊緣甩出的雨滴”,在空中做平拋運動,對于這一運動的水平位移,不少學生認為是雨滴甩落地面形成圓的半徑。學生錯誤的原因在于他們因缺乏空間想像力而未形成正確的立體圖象,因此,我們不妨讓學生自己動手用粗鐵絲制成立體曲線模型,顯示雨滴的運動軌跡及相關線段。如圖所示。上下兩個小圓相同,上圓表示雨傘邊緣,下圓表示它在地面的投影。下面的同心大圓表示很多雨滴落地形成的圓。用鐵絲制成雨滴下落的拋物線形,固定于相應位置,涂成紅色。再固定相關線段,小圓半徑、大圓半徑及與小圓相切的弦,按圖涂成不同顏色。通過這一立體模型,學生清楚地看到,雨滴下落軌跡拋物線的水平位移不是大圓半徑,而是與小圓相切的大圓的弦的一半。在學習知識的同時，很好地培養了他們的空間想象能力。

（3）、自制教具是一種科學研究自制教具的過程，是一個創新的過程,它要根據教學需要結合實際,進行巧妙構思,找材料(特別是代用品)進行加工試驗,不斷改進探索的過程。優秀自制教具很受有關教育主管部門的重視,常被評為科研獎。有的優秀自制教具已被廠家采納作為定型產品生產。如沖擊擺實驗器、平拋物體實驗儀、氣體定律實驗器、壓縮空氣引火儀、可變內阻電池、光電效應實驗儀等等。自制教具歷來就是教學儀器研制、改進的源泉。我們提倡自制教具并不是說一切物理儀器都可以自制,有些基本物理儀器不易自制或不宜自制。如天平、刻度尺、量筒、電表、打點計時器、變阻器、低壓電源、靜電感應起電機等。據初步研究確定初中23種、高中35種儀器,需要集中財力有計劃地逐步購置齊全,以保證廣大中學順利開展物理實驗教學,其他部分一般都可以自制,以緩解經費不足的困境。

美國科學教育家赫德指出:“科學教育應與當代科學實踐以及科學特質相協調”,當今科學實踐的顯著變化之一就是“人們對于建立新的理論和定律的努力減少了,今天人們更加關注科學技術對人類福利、經濟發展、社會進步和提高生活質量等方面的作用”。這就是技術創新。技術創新能力是未來世界競爭的焦點和核心,因此美國的2061計劃將“技術”單獨突出,強調合理應用科學技術信息、工具和技能解決實際問題的能力。知識的應用就是創新的過程,而教具就是學生的創新的過程，因為從認知心理學的角度看,教具制作就是學生運用新的方法把知識結構與其他圖式結合起來產生新的聯結和意義的過程。自制教具培養學生的創新能力,可以改變傳統的自下而上的教學設計,而是使教學自上而下的展開。即首先呈現真實的整體性的問題,讓學生與教師一起通過探究來解決問題。在問題解決的過程中發現所需要的新的知識技能,并在掌握這些知識技能的基礎上最終使問題得以解決，使創新能力得以不斷提升。這樣不但可以使物理教學成為促進學生認知發展的動力,更重要的是可以使學生在共同探究問題解決的過程中真正形成知識的應用和創新的體驗，為學生的終身發展打下了一個很好的基礎。

四、引導學生積極參與教具制作，走進物理教學的新時代。

雖然自制教具在這些年得到了較好的發展，取得了很多成果，但是與發達國家的同行相比較，還很遙遠，與我們教學改革的目標也還有一段很長的距離。并且目前中學生對物理學習的概念即物理知識的獲取過程還存在著很大的誤解,在知識的應用上(不是指解標準化的題目,而是在新的情境下的綜合運用)還存在著極大的困難。因此在進行物理教學中以上二者成了阻礙學生創新能力發展的重要因素。針對這些問題，我們就必須利用教具這個良藥加以醫治，教師要改變傳統的知識觀，要用自制教具武裝我們的教學，要用教具來武裝學生的頭腦。

（1）、改變中學物理課堂滿堂灌的教學模式,增加自制教具的發展空間。主要目的是要學生領會自制教具學具在基礎教育中的重大意義;使學生明確自制教具學具的基本要求,如:科學性、教育性、安全性、創造性、經濟性等;向學生介紹自制教具學具的主要方法,如:缺點列舉法、希望點列舉法、聯想和移植創造法、替代法和模擬法。在此基礎上,以課外作業形式要求學生就某一實驗課題寫出自制教具學具的立項報告,交任課教師審閱,并選出優秀者在課堂上進行講評、討論。

（2）、開放中學物理教學法實驗室,為學生提供自制教具學具的條件，通過由學生親自制作的教具，提升教學質量。在中學物理教學法實驗室中配置電工、鉗工、焊接及玻璃加工等方面的工具設備,供學生課內外使用。在教師指導下,學生寓學于樂，利用中學物理教學法實驗室的條件,制作教具。所用材料包羅萬象,如:可樂瓶、易拉罐、泡沫塑料、乒乓球、氣球、電子表、氣體打火機、電燈泡、注射器等,實驗內容涉及中學物理實驗的各個方面。如遼寧省金縣海濱中學原是一所物理教學儀器設備很差的城郊小型初中,但通過師生共同努力,僅用四年時間自制教具68套,計2642件,其中27套儀器在1983年榮獲全國自制教具競賽一等獎。他們用自己的智慧和雙手創造的成果,完成了教學大綱規定的全部初中物理實驗,而且大幅度地增加了邊學邊實驗,明顯地提高了物理教學質量。

（3）、用自制教具學具進行模擬試教,并組織自制教具學具展示與評獎。在實驗課上,讓學生用自制教具學具在其他學生模擬的教學環境中試教,并引導學生就教具學具的科學性、教育性、安全性、創造性及經濟性等方面進行評價;每學年系上舉辦一次自制教具學具展覽,邀請相關教師和學生代表進行評分,對優秀作品給予獎勵。

“我聽說了就忘記了，我看過了就領會了，我做過了就理解了”——美國華盛頓大學的一條橫幅上這樣寫道，它深刻地說明了“做”的重要性。物理教學是以觀察和實驗為基礎的一門學科，更要注重“做”的重要性。而自制教具便是物理教學中“做”的很好的載體，它不僅是物理教學的重要手段，同時也是培養學生創新能力的重要途徑。通過將生活中一些簡單的材料、物品甚至廢棄品設計一些可行的實驗，并且利用這些設計的實驗與學生共同進行“主動·探究·合作”的研究性學習，讓學生感受成功的喜悅，在這個自制教具的過程中，學生除了學習物理知識之外，自然而然地提升了自身的創新能力。

學生的頭腦不是一個要被填滿的容器，而是一個需要被點燃的火把。通過教師創新這“星星之火”可使學生的頭腦——有創新潛能的火把燃燒，進而使教師的頭腦——也有創新潛能的火把燃燒，以形成創新的“燎原之勢”。這個“星星之火”就讓它從我們身邊的“自制教具”開始吧。

參考文獻：（略）

第二篇：重視自制教具制作 培養學生創新精神

重視自制教具制作

培養學生創新精神

介休五中

藺翠英

觀察和實驗是學習物理的基礎，也是物理教學的重要手段，而所有物理實驗的開展都離不開恰當、合適的實驗器材，隨著教學儀器配套與達標活動的開展，教學儀器日臻完善，為初中物理教學提供了便利條件.但是，一方面教學儀器不可能一應俱全，不能更好地滿足教學需要；另一方面經常使用成套儀器進行教學也會使學生失去新鮮感和對物理產生高深莫測的神秘感，從而影響了學生物理的興趣和信心，阻礙了學生創新思維能力的發展和動手操作能力的提高。但自制教具仍非常必要，它的作用主要體現在:

(1)自制教具能有效培養學生學習的主動性。

麥克斯韋說過“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比，學生自制的儀器，雖然經常出毛病，但它卻會比用仔細調節好的儀器能學到更多的東西”。在中學實驗室里教學儀器數量有限，使用一般都強調要按步驟操作，如果非正常損壞，則要賠償，甚至罰款。因此，學生普遍存在害怕心理，使用時小心謹慎，不敢越雷池一步。學生處于被動實驗狀態，學習的積極性和主動性受到了壓制。而自制教具取材容易，制作簡單，損壞了可以再制作，這是商品儀器無法比擬的，它能有效地提高了學生的學習積極性和主動性。另外，學生通過自制的教具，能加深對教材內容的深入理解。如在講解生活中的透鏡時，學生利用粗細不同的紙筒和透鏡制成了照相機，觀察窗外遠處的樹木，通過伸縮紙筒在后面的透明塑料膜上能清晰看到倒立縮小的像。然后讓學生觀察較近的物品又看到倒立放大的像。學生看到這個意想不到的現象，無不感到新奇有趣。繼而發問，為什么會有這樣的現象？其中有何奧秘？學生受到這種新奇的實驗現象的吸引，注意力集中，且教師的問題恰是他們腦中的疑問，激發他們積極開動腦筋。學生們邊實驗邊觀察，加深了對知識的理解，加上教師有針對性的提出問題，調動了學生學習的積極性和主動性。

(2)自制教具創設物理情境引入新課題，引導和誘發學生學習物理的濃厚興趣

“濃厚的興趣能彌補智能的不足，持久的興趣會導致發明創造”。教師要利用學生對實驗的熱愛，組織好實驗教學。根據教材要求和特點，精心組織教材要求的每一個演示實驗，同時還要想方設法自制教具，增設一些對學生具有吸引力的演示實驗，努力使物理課節節有物。如在剛講物理課做演示實驗：將一個事先在瓶底轉了一個小孔的洗發水瓶裝滿水，蓋好瓶蓋向學生展示，造成瓶子完好無損的假象，然后請一個學生上來幫忙舉起瓶子，教師很隨意的打開瓶蓋，由于學生沒有思想準備，看到水忽然從下面流出來，一定會有異常舉動，這樣既活躍了課堂氣氛，又讓學生產生了新奇感；老師再講解知識，學生一定會認真聽課。俗話說:“要想知道葡萄是不是酸的，可以親口嘗一嘗”，要想把物理現象認真觀察好，最好的辦法是自己動手實踐一下，初中物理課本序言中說得好:“我們一定要懂得，只有通過細心觀察物理現象和動手實驗，才能真正掌握物理知識?！痹诮虒W實踐中我們看到，學生對動手實驗的參與意識是很強的，而普通中學又沒有條件將實驗室全日開放，所以在觀察思考的基礎上，放手讓學生利用廢舊材料做實驗從中領悟一些物理知識，不失為一種好方法，如用普通鐵皮和電線做一臺小電動機模型，用健力寶罐做“針孔照相機”小玩具，用可樂瓶子和注射器制作潛水艇等等。當他們成功興趣大增，學生對學習物理有了興趣，他就會獲得成功，只要老師會選擇，巧安排趣味實驗，就一定會點燃“我愛學”物理的火花，從而激發學習物理的興趣。

（3）自制教具能充分培養師生的創新精神和能力。

著名物理教育家朱正元教授曾說過“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”，就是說在物理實驗教學中要大力倡導做簡單易行的替代性實驗。例如：塑料瓶是人們日常生活中用于裝礦泉水和飲料用的，我們可以十分方便地指導和啟發學生做很多的物理實驗，其演示效果明顯，為教學服務。探究聲音的音調：在幾只相同的塑料瓶中裝上不同深度的水，然后用嘴對著瓶中吹氣，會發出音調高低不同的聲音，從而

可以說明音調跟頻率的關系。摩擦起電：把一只小塑料瓶在頭皮上反復摩擦幾下，然后將其靠近一些小紙屑，發現小紙屑被吸引，說明用摩擦的方法可使物體帶電，帶電體能吸引輕小物體。光的直線傳播：在一只塑料瓶中裝入一定量的水，在其中加入適量的豆奶粉，擰緊瓶蓋，充分搖勻，將激光筆發出的光透過瓶底，對著瓶蓋照射，會看到光沿直線傳播的光柱，效果明顯。（此實驗還可說明光能在液體中傳播）探究白色和黑色物體吸熱能力的強弱：用白紙和黑紙包住兩個裝滿水的塑料瓶，在太陽光下照射相同的時間后，看看誰的溫度升得高。溫度升得越高，說明其吸收的熱量就越多，其吸熱能力就越強。讓學生自己動手制作教具，不僅可以提高學生學習物理的長久興趣，而且還可以培養學生的動手能力和創新精神，并使學生有意識的將物理知識應用到實踐中，解決實際問題，真正體現新課標“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

總之，自制教具天地廣闊，大有可為。它與學生的學習、生活密切相關，通過師生共同動手制作教具，既鍛煉了學生的實驗、動手能力，又開闊學生眼界、活躍學生思維、培養學生創新精神。，

第三篇：自制教具領導小組

蒲場鎮大溪2012—2013學

師生自制教具領導小組

為了更好地實施素質教育，培養我校師生的創新精神和動手、動腦、操作實踐能力，調動廣大師生的積極性，使教師能深入理解教材，活躍課堂教學。根據鎮中心學校文件精神，經研究，決定成立大溪小學自制教具領導小組：

組 長：楊文勇（校長，負責協調安排工作）副組長：徐茂林（教導主任，負責具體安排工作）成 員：陳賢勇（實驗教師，負責教具的保管與使用）

梁建書（實驗教師，負責教具的保管與使用）賈家生（工會組長，負責工作的監督）李發威（后勤組長，負責經費的落實與使用）

辦公室設在教務處，由徐茂林同志負責驗收后交給實驗人員，并作好相關工作記錄，并及時投入使用。

蒲場鎮大溪小學

2012年9月

第四篇：自制教具論文

淺談自制教具在初中物理教學中的作用

《物理課程標準》要求我們物理老師要轉變傳統教育觀念，以培養全體學生的科學素養為根本，以培養學生的探究精神、實踐能力作為教學重點。物理學是一門以觀察和實驗為基礎的學科。在新課程的實施中，教材中設置了許多演示實驗和學生分組探究實驗，實驗室也配備了相應的實驗器材，還有豐富的多媒體實驗教學軟件可供教師使用，但在實際教學中，由于種種原因，有些實驗效果不太理想或預期實驗設計不完善，造成實驗資源不能滿足現有的教學需要，這就需要我們一線教師在教學中 進行自制教具的制作并運用于教學，深化實驗教學的內涵，自制教具在培養學生觀察分析能力、動手實踐能力、科學探究及創新精神等方面有著無與倫比的優勢。自制教具運用于物理教學在新的課程理念下是非常值得提倡的。下面談談自制教具在物理教學中的作用。

一、自制教具能激發學生的學習興趣

1、激發學生好奇心求知欲，培養學習興趣

心理學告訴我們：“濃厚的興趣能彌補智能的不足，持久的興趣會導致發明創造”。對初學物理的初中學生來說，只要激發起他們學習的興趣，他們就會以滿腔的熱情，積極主動地投入到物理學習中，物理課堂就會變得開放、活躍，氣氛熱烈，教學效果自然會倍增。由于自制教具和利用生活中易得材料進行實驗所用材料多來自學生的身邊，都可以成為自制教具和探究實驗的原材料。實踐證明自制教具中呈現出的新奇物理現象和成功的制作，能自然地引起學生濃厚的興趣，激發他們的探究心理。而且實驗一旦有所收獲，有所創新，有所前進，就會使趣味性更加穩定，就會繼續探索，繼續登攀，從而喜歡物理，熱愛科學。在新課導課時,為了吸引學生的注意力.激發好奇心和求知欲,我們可自制一些看似普通卻暗藏機關的教具,把教具工作部分先遮住,設下懸念,使看似普物品達到魔術般的效果,從而激發好奇心和求知欲.在講授新課時,再解剖教具,講授物理道理,進一步培養學生的學習物理的興趣.如：在第五屆全國中學物理教學改革創新大賽中，湖南省參賽選手歐陽風華做了個魔術表演：手掌吸盆。先給學生展現一個空金屬盆，再用一個不透明的杯子往盆中倒水，該杯中放兩個吸盤，吸盤隨水一同倒入盆中，擠出吸盤內的空氣，再用手指鉤住吸盤提起水盆。學生看不見盆中物體和手指動作，感受非常好奇，課堂氣氛一下子被激發起來了。隨著老師解剖該魔術，激發了學生的學習興趣。大家的好奇心求知欲一下子被激發起來了，整堂課學生都在聚精會神地聽，靜靜地想。

二、增強演示效果，改善實驗教學

麥克斯韋說：一次演示實驗所使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結果。雖然教育事業的發展、教育投入的增長，使得各校的教學儀器日臻完善，但適時使用生活中易得材料進行實驗卻能起到意想不到的好效果。在全國首屆中學物理學名師大賽上，獲獎選手陳超老師做了個演示實驗：將一小塑料袋（農村集市上賣的劣質塑料袋）盛滿已染顏色水，然后與一裝滿水的細輸液管相連，讓學生將細管舉到一定高度時，塑料袋“叭”地一聲碎了。學生驚訝不已，百思不得其解，教師趁熱打鐵，分析講解液體壓強的特點，使學生深刻理解了液體壓強與深度的關系，教學效果自然更加完善。三 化抽象為直觀，突破教學難點；

物理概念和規律多數很抽象，常規教學手段很難突破。我們就必須采用各種手段進行直觀教學，自制教具就是較好的方法。例如,凸透鏡成像規律的原理也可制作《凸透鏡成像原理演示器》演示，用兩根固定的直鐵絲表示平行于主光軸折射前后的光線，用一根可以移動的鐵絲表示經過光心的光線，當大小不變的物體沿主光軸移動時，物體上一個發光點也隨之移動，表示光線的鐵絲也像光線一樣變換位置和角度，在凸透鏡另一側會發現兩鐵絲相交，相交位置即像點位置。這樣，就使抽象的物理規律變得較為形象，教學難點被突破了，學生就容易理解 四.自制教具能有效激發學生的創新能力

自制教具從猜想開始到多方面論證，并動手設計、制作、反復試驗，到最后確定實驗模型，都是經過深入思考和對物理規律和概念的理解。從提出問題、發現問題，解決問題到創造性地設計出新教具，學生的能力和思維都得到了不同程度的發展，從學習中體驗，在體驗中學習，讓學生體驗創造的無窮魅力 培養創新意識

五、利于教師樹立和傳授科技意識、節儉意識和環保意識

我們知道，絕大多數自制教具不是簡單的儀器仿制，要經過一定的思考、創意、構思和設計，這都是創造性的勞動，具有創新精神。在利用生活中易得材料進行實驗和教具制作中，教師要引導學生注意如何變“廢”為“寶”，利用生活中常見物品制作出各種各樣的教具，既節約了資金，降低了教育成本，又可樹立老師節儉意識，間接地對學生進行了品德教育。同時,在利用廢品的過程中,滲透環保教育,利于教師樹立環保意識；自制教具，除了利用和生活中易得材料以外，還要引導師生使用具有科技含量的新材料，有利于樹立科技意識。比如學生收集易拉罐里面放入醋和可樂進行簡單電池的制作

結尾；現行的新課標更加注重對學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的培養，更加注重能力的培養和創新意識的提高，在實驗教材中把各種實驗活動貫穿其中，規定的實驗內容多、跨度大，提倡探究式學習，設計一些探究實驗，并主張學生自主學習。在教改中，教材的多元化和教學方式的改變，無疑也對教師提出了更高的要求，同時也給了教師根據實際情況對教材進行分析、選擇、調整和再創造的機會。①因此，結合教學需要，合理地使用教具，講究教具與教材的匹配以及與教法的吻合，也是一種不可忽視的提高教學質量的途徑和方法。這就要求師范生必須深入鉆研課程標準，認真分析教材，弄清楚教學中可能會存在哪些難點，其中哪些是需要運用教具才能加以突破的，每一難點又具有什么特點，需要用什么類型、何種功能的教具。新課程的綜合性和生活化、整體化、情景化的特點為老師鉆研教材教法、潛心實驗教學研究提出了更高的要求。但是課程資源無處不在，只有用心探索，悉心教研，制作更多、更精良、更實用的教具，以彌補現有實驗儀器不足，才能體現新教材、新課程的優勢。

第五篇：自制教具計劃

伯都中學自制教具活動實施方案

為了進一步加強我校普及實驗教學工作，貫徹教育創新和課程改革的理念，促進教學內容和教學方法的改革，支持新課程的實驗和推廣，進一步推進素質教育的實施；發揮蘊藏在我校教師中設計制作各科教具和設計開發探究性實驗的積極性與創造性，收集、整理、推廣其成果，豐富教學內容；推動全校自制教具活動的開展；鼓勵學生積極參與自制教具和實驗活動，培養學生的創新精神和實踐能力；收集運用新材料、新技術，特別是信息技術與傳統教學儀器整合的經驗，推動教學儀器新產品的研發和教學手段的現代化；總結、推廣開展自制教具和實驗教學活動的經驗。特決定開放本次實驗教學自制教具的評比活動，現將有關

活動的事宜通知如下：

一、自制教具評比領導小組

組

長：劉喜春

副組長：趙斌

評

委：劉喜春

宋揚

趙斌

徐野

二、獎項設立

評選活動對參評自制教具設立一、二、三等獎各1、2、3名。

三、評選范圍及評比時間

各學科教學中使用的，由教師自己設計制作，在歷屆的自制教具評選中未獲獎的自制教具，或雖曾獲獎但對原作品有重大創新改進的自制教具(不含已經正式生產的產品和純計算機軟件及聲像資料)。教具不分類評比。

時間：2011年4月18日

四、活動要求

（一）參加人員：全體師生（教師必須參加）

（二）教師每人至少交一件作品，學生由各班任課教師及班主任根據學生制作教具的實際情況推薦學生作品參加，不限數量。

（三）自制教具均不限數量，2011年4月15日前上報作品。

（四）所申報的作品必須是自制教具，已經在教學活動中使用，有一定的教學效果。

（五）教具作品可以是團體也可以是個人，每個合作作品應確定一名第一作者，其他為署名作者。合作作品的制作者不得超過3人，每名制作者都須全面參與自制教具設計制作，作品應該反映出所有成員的共同努力。所報送的學生作品，必須是學生自己動手制作的教具。

（六）一個教具名稱只含一件教具，教具名稱應與其相應的教具相符。

五、評選條件

1．教學性。符合基礎教育課程改革的基本理念，有利于推進素質教育，培養創新精神和實踐能力，有利于實驗教學、提高師生的實驗動手能力。

2．科學性。教具所示實驗內容符合科學原理，體現科學知識和科學過程相統一的原則，有利于學習科學知識，樹立科學意識，掌握科學方法和實驗操作技能。

3．創新性。教具設計新穎，構思巧妙，體現新的實驗活動方式、方法和內容;應用新技術、新材料、新工藝方面有創新和發展；在信息技術與傳統實驗的整合方面有所創意。

4．啟發性。引發學習興趣和思考，適于探究式教學，有利于學生主動參與、互動、合作交流。

5．實用性。取材容易，結構簡單，易于操作，性能穩定，通用性好，安全可靠，造價低廉,外形美觀,便于自制推廣；有助于環保和可持續發展。

六、評選方法

1．學校領導組成評選委員會，具體負責評選工作。在現場操作、演示、評議的基礎上，評選出優秀自制教具的各個獎項。

2.獲得一等獎推薦參加縣自制教具評選活動。