自制教具与创新能力的培养

第一篇：自制教具与创新能力的培养

自制教具与创新能力的培养

01511-28 周烨森

摘 要: 物理学是一门实验科学,在中学物理教学中,自制教具是一项重要活动。本文从培养学生的认知能力、对科学敏锐的洞察能力以及丰富的想象能力、创新性的思维能力三个方面来阐述自制教具与创新能力培养。

关键词: 自制教具 创新能力 培养

一、创新能力

随着新世纪和知识经济时代的到来,教育改革已成为世界注目的焦点。素质教育已深入人心,而创新作为素质教育的核心更是倍受关注。学校教育在培养民族创新精神和培养创新人才方面肩负着特殊的使命,是否重视学生创新能力的培养成了传统教育与现代教育的根本区别之一。人们希望学校教育能帮助学生养成一种“以创新的精神获取知识、运用知识的性格,使学生能创造性的应对未来的环境变化”。创新教育是以培养学生的创新精神和创新能力为基本价值取向的,使学生在系统地掌握科学知识的同时发展创新能力。创新教育追求在德智体美全面发展的基础上,激发和培养全体学生的创新精神和创新能力,启发学生创新性地学知识,创造性地应用知识,而不是使学生被动地接受知识、消极地贮存知识。其中物理学科的教学对于培养学生的创新精神和创新能力起着至关重要的作用,因为离开了具体的科学知识,创新教育的实施往往会落入空谈，流于形式。在进一步深化素质教育的今天,众多专家和学者都认为物理教学中学生的创新能力可以概括为对物理知识深刻的认知能力、对科学敏锐的洞察能力以及丰富的想象能力、创新性的思维能力的综合体。其中深刻的认知能力是基础，敏锐的观察能力是关键，创造性的想象能力合创新性的思维能力则是其重要的支柱。

二、自制教具

众所周知，物理学是一门实验科学,教学仪器是物理教学的“魔杖”，是开展实验教学的必要物质条件，而教具制作便是一种极为有效的途径。在建国以来,我国一直提倡自制教具,广大教育工作者也积极研制和推广自制教具,并发表了大量的著作和论文,从而使我国自制教具久盛不衰,极大地培养了学生的创新能力，将广大学生很好地领进了物理学的殿堂。现在随着世界对教育事业的不断关注和重视，实验教学条件已经有了极大的改观,在很多各种各样设计精巧,制作精良的现代教学仪器,还有丰富的实验教学软件可供教师使用。自制教具是不是已完成了它的历史使命,是否已经不在需要他来培养学学生的创新能力了呢? 对此请先看看当今世界中学物理教学自制教具(国外称低成本实验)的形势,就可以剖析出自制教具今后发展的趋势。现在欧美、日本、加拿大等发达国家的中学物理教学已将学生实验作为教学的主要内容,如德国的国民教育中物理课程(相当我国初中)共安排实验343个,其中除48个出于安全和技术设备等方面原因由教师演示外,其余295个实验均由学生完成(占总数的86.1%)，目的就是为了极大得培养学生的创新能力。英国中学低年级物理教学也都以学生实验开路,他们每节课有2-3个学生实验。据英国对中学物理课的统计:低年级(11-14岁)学生实验占课时70-80%,高年级(15-16岁)占25-50%，目的还是为了极大得培养学生的创新能力。我国香港初中物理教材中的每个问题几乎都要由学生自己通过做实验进行认识;台湾省明文规定初中物理实验时间不得少于物理上课时间的二分之一，目的也是为了极大得培养学生的创新能力。从国外考察归来的一些人员说：在发达国家和地区的中学物理实验室里,随处可以看到一些简单的自制教具,学生常用自己制作的教具做实验,进行学习，他们的教师都非常注重对学生创新能力的培养。麦克斯韦也曾说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比,学生自制的仪器,虽然经常出毛病,但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西”。从这里我们都可以明显地发现教具制作在当今物理教学中的巨大作用。我国目前正在贯彻素质教育,开展“活动课”和加强“边学边实验”教学,这些教学活动需要大量器材,而这些器材又是多而杂,要全部靠学校来配备是不现实的,所以需要广泛发动广大师生来自制教具、学具来满足教学的需要，这样既解决了燃眉之急，又培养了学生的创新能力。

三、自制教具与创新能力

1、自制教具可以激发学生的自主独立性，进而培养他们的认知能力。（１）、我们用国际ＩＣＰＥ委员、著名物理教育专家,美国马里兰大学的Ｒｅｄｉｓｈ教授等设计的一份旨在探查学生对物理课程的认知期望的调查问卷先后对我国的351名大、中学生和86名初、高中青年物理教师进行了调查和访谈,并对结果进行了分析,还与美国的调查结果进行了比较。研究表明:我们的学生包括教师在对学习的理解上与物理教育专家还有很大差距,特别是在对问卷中的“自主性组”问题的回答上,不止是与物理教育专家,我们的学生和教师与美国的学生和教师也有较大差距。问卷中的“自主性组”包括6个问题,分别从不同的角度探查学生对学习的态度“是主动建构对知识的理解,还是不加评价地相信权威资料(教师、课本等)”。我们调查的几个样本回答“同意/100同意不同意不同意”专家结果的百分比分别是:高中教师“47/35”,80初中教师“48/30”,四年级师范本科生“36/41”,高二60学生“43/30”,高三学生“29/38”。即我们的教师样本

40也只有不到50%的人与专家的观点一致,而美国同行的20这一比例为75%。

0上述调查结果表明,我们的教师和学生学习的自主独立教师师范生高三高二性还很不够,这将成为妨碍创新能力发展的重要因素。因为自主是创新的前提,没有自主就谈不上创新,创新实际上就是自主性的展现。只有自主与创新的统一才能形成适应时代发展的进取型的人格精神。为了解决这个问题我们就必须利用自制教具，来激发学生的自主性。

（２）、利用教具制作,以学生为主体由易到难循序渐进进行操作。例如:讲授“光的色散”时,可以让学生做这样一个小实验,用玻璃杯盛满清水,放在通过窗上射入窗内的阳光下,可以在墙上呈现出色彩绚丽的光。例如:讲到平动物体所受静摩擦力的大小和方向时,由于相互作用的两物体相对运动的趋势引起接触处的形变不易观察,不能从外部直接观察其内部状态的改变,因而学生缺乏形象的感性认识,导致思维障碍,不利于概念的建立,若指导学生利用图2特制的长毛刷来做实验。就能把接触处的形变模拟出来来,并在空间上加以放大,从实验中就可以判断静摩擦力的大小和方向,通过开发新实验,学生就比较容易掌握所讲内容。这样一来，学生的自主性就会又很大的提高。自然而然，认知能力必然也就加强了，创新能力也无形中得到了提高。

（３、）麦克斯韦说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比,学生自制的仪器,虽然经常出毛病,但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西”。在中学实验室里教学仪器数量有限,使用一般都强调要按步骤操作,如果非正常损坏,则要赔偿,甚至罚款。因此,学生普遍存在害怕心理,使用时小心谨慎,不敢越雷池一步。学生处于被动实验状态,学习的积极性和主动性受到了压制。而自制教具取材容易,制作简单,损坏了可以再制作,这是商品仪器无法比拟的,它能有效地提高了学生的学习积极性和自主性。另外,学生通过自制的教具,能加深对教材内容的深入理解。如在“音调”的学习中,学生通过课后的小制作,小实验,就可以知道古代的编钟为什么能产生美妙的音乐。

2、自制教具可以激发学生学习物理的兴趣，进而培养他们的对科学的洞察能力。让我们做一个试验，假如对某个人施行催眠术，给他一种所谓消极的幻觉的暗示，那么他就会连眼前的人和物都看不到。如果我们的物理教学长期迷失在理论之中，变成这种“催眠术”的教育，那将多么可怕。也就是说，我们的物理教学决不能使学生陷入这种消极的幻觉状态中。物理教育的真正目的，就是要学生打开智慧的天窗，培养学生对科学敏锐的洞察能力，进而认识世界，使他们走上社会能够敏锐地观察到社会上的坏事，洞察出社会上的矛盾与缺陷。因此也就需要自制教具将物理教学从枯燥的理论中解放出来。

（１）、然而现在,不少地方,在物理学习中,一味地用考试的方法和分数奖惩的手段,使学生与物理习处于对立状态,其结果难于形成持久的学习动机,喜爱物理学的人越来越少.这对物理教育工作者来说,不能不说是一种悲哀.。如何来扭转这种局面，使学生喜欢物理，钻研物理，精通物理，已经成为一个刻不容缓的问题，如何解决呢？这就需要教具来帮我们架起通往物理世界的的桥梁。

例如，在讲“大气压强”时,取两个粗细差别不大的试管套起来,并在它们的间隙中倒进些水,当把两套着的试管忽而倒过来朝下时,学生会想到细试管要掉到地上,可是,细试管却徐徐上升,意外的结果有力地诱发了他们的学习兴趣。再如我在做液体沸点和气压关系的实验时作了改进, ,演示过程如下: ①在两只烧瓶里装上适量的水,让温度计的玻璃泡完全浸没在水中,然后给左烧瓶加热,由于空气受热膨胀,左瓶中一部分空气通过导管流到右瓶里,使左瓶的气压减小,而右瓶气压增大,加热一段时间后,用夹子夹紧橡皮管。

②用酒精灯同时给左右烧瓶加热,直到水沸腾,读下左右温度计示数大约为94℃和105℃

③停止给右烧瓶加热, 松开橡皮管上的夹子,使右瓶里一部分气体流到左瓶里,此时,右烧瓶的水又会沸腾,而左烧瓶的水却停止沸腾。这充分说明了液体的沸点随气压的增大而升高,随气压的减小而降低。该实验直观性、对比性强,器材简单易得,效果特别好。

（２）、例如，在讲述“二氧化碳的性质”时,两支点燃的蜡烛,一高一低,欲用一只透明的可乐瓶制的罩子将它图３们罩起来,问哪一支蜡烛先熄灭?绝大多数学生回答:“低的先熄灭”.也有少数人说高的先熄灭,但说不清理由.为什么说低的先灭呢?学生回答,因为二氧化碳不助燃,二氧化碳比空气重,它将沉于下方,因此低的先熄灭.但实验的结果却是高的先熄灭.学生感到惊奇和不可思议.似乎他们的论据是正确的,推证的逻辑也是正确的,为什么实验的结果却否定了这种判断呢?原来,他们把“二氧化碳比空气重”作为判断的论据,但却忽视了这一论据的条件,那就是必须保持相同温度,而实验中的二氧化碳是在燃烧中产生的,它的温度远比周围空气的温度高.通过自制教具的演示，学生这种惊讶和不可思议的感受，将大大激发他们学习物理的兴趣，提供他们对物理知识进行不断的学习的动力，使自身的洞察能力不断的得到增强。其实我们大家都知道在教学的实验中出现意想不到现象的例子是数不胜数的.正因为实验如此之“活”,学生的洞察能力才至关重要，只有具有良好的洞察能力，对于所获得的知识才不会僵死。

（3）、例如:初中物理教学中液体对容器底面压力问题历来是教学中学生难以理解的难点。相同底面的容器、相同质量的同种液体,由于容器形状不同,液体的深度不同,液体对容器底面的压力也不同,这个问题学生历来感到抽象不好理解,据了解有些学生通过观察和分析，自制了“液体对容器底部的压力演示器”, 整体装置如图:（尺寸单位ｍｍ）仪器所需材料及实验步骤:（１）、该仪器采用厚度为２-３ｍｍ无色有机玻璃板,尺寸见图所示,图中Ａ处采用自行车的内胎１片。

（２）、实验步骤:Ａ、安装好仪器各部件,用黄油涂在各抽板接口处,以防漏水。

Ｂ、把一定量的有色液体（可在水中注入少许的墨水）倒入容器内,指针即有一定数据（这数据大于一定液体的重量）。Ｃ、抽出两板Ｎ、Ｎ１,液体进入另一形状容器,指针指示另一数据（其值等于液体重量）。Ｄ、抽出另两抽板Ｍ、Ｍ１,液体则又进入另一形状容器,指针数据又一次变化（其值小于液体重量）。从本实验可以观察到,一定量液体对于底面积相同,形状不同的容器,底部所受的压力大小不同。其大小取决于液体到容器底部的垂直距离（即深度ｈ）,而与容器形状无关,且也与液体重量无关。直观形象地演示了液体对容器底的压力不一定等于液体的重量,在教学中取得了很好的效果,该演示器现象是非常的明显。这就需要学生具有很强的洞察能力，能够从实际出发、积极探索，大胆积极地改进或自制各种实验教具,提升自身的科学的洞察能力,把自己培养成高素质的物理科技人才。

历史上的各种发明创造,都是经过科学家做了大量的探索性实验的基础上,研究总结出来的,只有在善于观察,具有很强的洞察能力的情况下，新的发明和创造才有可能不断产生。例如法拉第在1821年受奥斯特发现电流磁效应的启发,敏锐意识到磁也应该能产生电。在这个洞察能力的帮助下,启动了创造性思维,选择了“磁生电”的创造性研究课题,进行了漫长艰苦的实验探索,终于在1831年发现了电磁感应现象,进而确立了电磁感应的基本规律。那么在中学物理教学中应该怎样培养学生敏锐的洞察能力？俗话说的好:“要想知道葡萄是不是酸的,可以亲口尝一尝”,要想把物理现象认真观察好,最好的办法是自己动手做实验教具来实践一下,初中物理课本上序言中说得好“我们一定要懂得:,只有通过细心观察物理现象和动手实验,才能真正掌握物理知识。” 因此可以说不做实验的物理教学是没有完成教学任务的教学,不做实验的教师是不负责任的教师,不具备实验条件的学校是不合格的学校。我们要理解理论与实践的关系,要培养起实事求是的态度和精神，坚持和学生不断的利用和改善自制教具进行教学。

3、自制教具可以使学生拥有丰富的想象能力、同时培养学生创新性的思维能力

为了进一步说明自制教具对学生创新能力的培养,我们还用美国的Ｈｅｓｔｅｎｅｓ等精心设计的在美国被广泛使用的“力的概念测试”问卷对我国的361名大、中学生和81名初、高中青年物理教师进行了调查、分析和访谈,并与美国的调查结果进行了比较。问卷中的题目大部分都很简单,与我国的传统试题相比没有一道难题,但大部分题目都有一个真实的问题情境,而且同一个概念会在不同的情境中出现。调查表明:我们的教师和学生的总体表现欠佳,尤其是在一些需要运用概念进行推理和情境相对陌生的题目上更是如此。通过访谈和比较我们还发现,美国的学生即便是错了,也往往能说出一番自己思考的依据来,而我们的许多学生都是凭感觉解答。

上述调查表明,学生在知识的创新上还存在着很大的困难,有很多学生还存在着死记硬背，动手能力差，知识迁移难想象力不够，创新能力欠缺等问题，这也将成为阻碍学生创新能力发展的重要因素。事实上知识并不是拿来就用,一用就灵的。在知识应用的每个真实问题中,即便所涉及的概念、原理相同,这些概念原理的相互作用模式和背景也往往有其独特之处,知识的应用就是一个创新的过程,是以原有的知识为基础、针对具体情境的再创造。创新的关键不是知识的掌握,而是知识的功用性,即它被合理提取和组织以解决问题的可能性,以及对问题解决的过程、结果进行监控和评价的能力。上述调查结果反映了学生这些能力的欠缺。因此在我国迫切需要发展自制教具来培养广大学生的创造性思维能力。

（1）、一件自制教具学具作品的完成,要经过构思、设计、选材、加工和调试等多个环节,并需要反复修改和试用,这是高师学生实践能力难得的锻炼机会;自制教具学具一般不是简单的仪器仿制,从立意、构思、设计到修改试用,在发现问题与解决问题的过程中,就包含有创造性劳动,需要创造精神,这对学生的创新能力的培养无疑是极为有利的。可以说自制教具学具更是中小学全面推进素质教育、培养创新精神和实践能力的一个重要载体。钱临照教授也曾说过:“在物理实验中,如果学生能自已设计一个新方法来阐明这个实验的物理概念,这个新设计的实验,不管如何粗糙,亦应当受到鼓励,因为其中有新思想在里面,表现了学生创新的积极性”。

自制教具其实也是一种设计性实验,是一种水平较高,综合性较强,对素质要求较高的实验类型。它主要是按照原理从多角度,多侧面地设计多种实验方法或方案。又根据实验方案科学地编写实验步骤,以实验的要求,自行选用合适的仪器,并创造性地使用器材。对实验原理、实验装置进行综合的分析并对实验加以改进。所有环节的完成都需要学生充分地调动创造性思维能力、敏锐的观察力和丰富的想象力。摆脱掉习惯性思维和传统观念的束缚,通过多方位,多角度思考,以达到理想的境地。在实验设计中要有一定的实验方法和实验方案才能实施,一个实验也往往有多种不同的实验方法。例如：在初中物理的“浮力产生的原因”这一章节中，课本中没有实验，学生对浮力产生的原因是“浸在液体中的物体受到上下底面的压强差”，没有形象认识。因此我们可以指导学生用用有机玻璃自制了一个教具，如图。实验时，把水倒入筒内，开始时，水在筒的上层，木块不浮起，这时木块只受到水向下的压力。当水从漏水孔流入下层，到下层水刚满时，木块立即浮起。说明木块下表面受到了水的压力，且大于木块上表面的压力，合力向上，使木块浮起。为了实验操作时教具美观，实验现象明显，其中器材选用也要讲究。（有机玻璃筒：高以40cm,内直径以16cm为宜。塑料薄板：不透明且有颜色，厚度、边长适宜，中间挖有孔，周围挖几个漏水小孔，用胶把塑料板固定在距离底1/3筒高处。方木块：用密度较小的木头制成，六面要平，边长适宜。排气管：细玻璃管（或塑料管）内径适宜，下端固定在塑料板上，与下层相通，上端与管口齐平。）在制作过程中，学生就会遇到许多书本中所没有的问题，他们就会想尽办法，来解决这些问题，从而可以拓宽学生的思维,增强学生的实验设计能力,培养创新性思维，是培养学生创新能力的有效途径。（2）、自制教具可以是学生拥有丰富的想象力。例如在“从匀速转动的伞面边缘甩出的雨滴”,在空中做平抛运动,对于这一运动的水平位移,不少学生认为是雨滴甩落地面形成圆的半径。学生错误的原因在于他们因缺乏空间想像力而未形成正确的立体图象,因此,我们不妨让学生自己动手用粗铁丝制成立体曲线模型,显示雨滴的运动轨迹及相关线段。如图所示。上下两个小圆相同,上圆表示雨伞边缘,下圆表示它在地面的投影。下面的同心大圆表示很多雨滴落地形成的圆。用铁丝制成雨滴下落的抛物线形,固定于相应位置,涂成红色。再固定相关线段,小圆半径、大圆半径及与小圆相切的弦,按图涂成不同颜色。通过这一立体模型,学生清楚地看到,雨滴下落轨迹抛物线的水平位移不是大圆半径,而是与小圆相切的大圆的弦的一半。在学习知识的同时，很好地培养了他们的空间想象能力。

（3）、自制教具是一种科学研究自制教具的过程，是一个创新的过程,它要根据教学需要结合实际,进行巧妙构思,找材料(特别是代用品)进行加工试验,不断改进探索的过程。优秀自制教具很受有关教育主管部门的重视,常被评为科研奖。有的优秀自制教具已被厂家采纳作为定型产品生产。如冲击摆实验器、平抛物体实验仪、气体定律实验器、压缩空气引火仪、可变内阻电池、光电效应实验仪等等。自制教具历来就是教学仪器研制、改进的源泉。我们提倡自制教具并不是说一切物理仪器都可以自制,有些基本物理仪器不易自制或不宜自制。如天平、刻度尺、量筒、电表、打点计时器、变阻器、低压电源、静电感应起电机等。据初步研究确定初中23种、高中35种仪器,需要集中财力有计划地逐步购置齐全,以保证广大中学顺利开展物理实验教学,其他部分一般都可以自制,以缓解经费不足的困境。

美国科学教育家赫德指出:“科学教育应与当代科学实践以及科学特质相协调”,当今科学实践的显著变化之一就是“人们对于建立新的理论和定律的努力减少了,今天人们更加关注科学技术对人类福利、经济发展、社会进步和提高生活质量等方面的作用”。这就是技术创新。技术创新能力是未来世界竞争的焦点和核心,因此美国的2061计划将“技术”单独突出,强调合理应用科学技术信息、工具和技能解决实际问题的能力。知识的应用就是创新的过程,而教具就是学生的创新的过程，因为从认知心理学的角度看,教具制作就是学生运用新的方法把知识结构与其他图式结合起来产生新的联结和意义的过程。自制教具培养学生的创新能力,可以改变传统的自下而上的教学设计,而是使教学自上而下的展开。即首先呈现真实的整体性的问题,让学生与教师一起通过探究来解决问题。在问题解决的过程中发现所需要的新的知识技能,并在掌握这些知识技能的基础上最终使问题得以解决，使创新能力得以不断提升。这样不但可以使物理教学成为促进学生认知发展的动力,更重要的是可以使学生在共同探究问题解决的过程中真正形成知识的应用和创新的体验，为学生的终身发展打下了一个很好的基础。

四、引导学生积极参与教具制作，走进物理教学的新时代。

虽然自制教具在这些年得到了较好的发展，取得了很多成果，但是与发达国家的同行相比较，还很遥远，与我们教学改革的目标也还有一段很长的距离。并且目前中学生对物理学习的概念即物理知识的获取过程还存在着很大的误解,在知识的应用上(不是指解标准化的题目,而是在新的情境下的综合运用)还存在着极大的困难。因此在进行物理教学中以上二者成了阻碍学生创新能力发展的重要因素。针对这些问题，我们就必须利用教具这个良药加以医治，教师要改变传统的知识观，要用自制教具武装我们的教学，要用教具来武装学生的头脑。

（1）、改变中学物理课堂满堂灌的教学模式,增加自制教具的发展空间。主要目的是要学生领会自制教具学具在基础教育中的重大意义;使学生明确自制教具学具的基本要求,如:科学性、教育性、安全性、创造性、经济性等;向学生介绍自制教具学具的主要方法,如:缺点列举法、希望点列举法、联想和移植创造法、替代法和模拟法。在此基础上,以课外作业形式要求学生就某一实验课题写出自制教具学具的立项报告,交任课教师审阅,并选出优秀者在课堂上进行讲评、讨论。

（2）、开放中学物理教学法实验室,为学生提供自制教具学具的条件，通过由学生亲自制作的教具，提升教学质量。在中学物理教学法实验室中配置电工、钳工、焊接及玻璃加工等方面的工具设备,供学生课内外使用。在教师指导下,学生寓学于乐，利用中学物理教学法实验室的条件,制作教具。所用材料包罗万象,如:可乐瓶、易拉罐、泡沫塑料、乒乓球、气球、电子表、气体打火机、电灯泡、注射器等,实验内容涉及中学物理实验的各个方面。如辽宁省金县海滨中学原是一所物理教学仪器设备很差的城郊小型初中,但通过师生共同努力,仅用四年时间自制教具68套,计2642件,其中27套仪器在1983年荣获全国自制教具竞赛一等奖。他们用自己的智慧和双手创造的成果,完成了教学大纲规定的全部初中物理实验,而且大幅度地增加了边学边实验,明显地提高了物理教学质量。

（3）、用自制教具学具进行模拟试教,并组织自制教具学具展示与评奖。在实验课上,让学生用自制教具学具在其他学生模拟的教学环境中试教,并引导学生就教具学具的科学性、教育性、安全性、创造性及经济性等方面进行评价;每学年系上举办一次自制教具学具展览,邀请相关教师和学生代表进行评分,对优秀作品给予奖励。

“我听说了就忘记了，我看过了就领会了，我做过了就理解了”——美国华盛顿大学的一条横幅上这样写道，它深刻地说明了“做”的重要性。物理教学是以观察和实验为基础的一门学科，更要注重“做”的重要性。而自制教具便是物理教学中“做”的很好的载体，它不仅是物理教学的重要手段，同时也是培养学生创新能力的重要途径。通过将生活中一些简单的材料、物品甚至废弃品设计一些可行的实验，并且利用这些设计的实验与学生共同进行“主动·探究·合作”的研究性学习，让学生感受成功的喜悦，在这个自制教具的过程中，学生除了学习物理知识之外，自然而然地提升了自身的创新能力。

学生的头脑不是一个要被填满的容器，而是一个需要被点燃的火把。通过教师创新这“星星之火”可使学生的头脑——有创新潜能的火把燃烧，进而使教师的头脑——也有创新潜能的火把燃烧，以形成创新的“燎原之势”。这个“星星之火”就让它从我们身边的“自制教具”开始吧。

参考文献：（略）

第二篇：重视自制教具制作 培养学生创新精神

重视自制教具制作

培养学生创新精神

介休五中

蔺翠英

观察和实验是学习物理的基础，也是物理教学的重要手段，而所有物理实验的开展都离不开恰当、合适的实验器材，随着教学仪器配套与达标活动的开展，教学仪器日臻完善，为初中物理教学提供了便利条件.但是，一方面教学仪器不可能一应俱全，不能更好地满足教学需要；另一方面经常使用成套仪器进行教学也会使学生失去新鲜感和对物理产生高深莫测的神秘感，从而影响了学生物理的兴趣和信心，阻碍了学生创新思维能力的发展和动手操作能力的提高。但自制教具仍非常必要，它的作用主要体现在:

(1)自制教具能有效培养学生学习的主动性。

麦克斯韦说过“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比，学生自制的仪器，虽然经常出毛病，但它却会比用仔细调节好的仪器能学到更多的东西”。在中学实验室里教学仪器数量有限，使用一般都强调要按步骤操作，如果非正常损坏，则要赔偿，甚至罚款。因此，学生普遍存在害怕心理，使用时小心谨慎，不敢越雷池一步。学生处于被动实验状态，学习的积极性和主动性受到了压制。而自制教具取材容易，制作简单，损坏了可以再制作，这是商品仪器无法比拟的，它能有效地提高了学生的学习积极性和主动性。另外，学生通过自制的教具，能加深对教材内容的深入理解。如在讲解生活中的透镜时，学生利用粗细不同的纸筒和透镜制成了照相机，观察窗外远处的树木，通过伸缩纸筒在后面的透明塑料膜上能清晰看到倒立缩小的像。然后让学生观察较近的物品又看到倒立放大的像。学生看到这个意想不到的现象，无不感到新奇有趣。继而发问，为什么会有这样的现象？其中有何奥秘？学生受到这种新奇的实验现象的吸引，注意力集中，且教师的问题恰是他们脑中的疑问，激发他们积极开动脑筋。学生们边实验边观察，加深了对知识的理解，加上教师有针对性的提出问题，调动了学生学习的积极性和主动性。

(2)自制教具创设物理情境引入新课题，引导和诱发学生学习物理的浓厚兴趣

“浓厚的兴趣能弥补智能的不足，持久的兴趣会导致发明创造”。教师要利用学生对实验的热爱，组织好实验教学。根据教材要求和特点，精心组织教材要求的每一个演示实验，同时还要想方设法自制教具，增设一些对学生具有吸引力的演示实验，努力使物理课节节有物。如在刚讲物理课做演示实验：将一个事先在瓶底转了一个小孔的洗发水瓶装满水，盖好瓶盖向学生展示，造成瓶子完好无损的假象，然后请一个学生上来帮忙举起瓶子，教师很随意的打开瓶盖，由于学生没有思想准备，看到水忽然从下面流出来，一定会有异常举动，这样既活跃了课堂气氛，又让学生产生了新奇感；老师再讲解知识，学生一定会认真听课。俗话说:“要想知道葡萄是不是酸的，可以亲口尝一尝”，要想把物理现象认真观察好，最好的办法是自己动手实践一下，初中物理课本序言中说得好:“我们一定要懂得，只有通过细心观察物理现象和动手实验，才能真正掌握物理知识。”在教学实践中我们看到，学生对动手实验的参与意识是很强的，而普通中学又没有条件将实验室全日开放，所以在观察思考的基础上，放手让学生利用废旧材料做实验从中领悟一些物理知识，不失为一种好方法，如用普通铁皮和电线做一台小电动机模型，用健力宝罐做“针孔照相机”小玩具，用可乐瓶子和注射器制作潜水艇等等。当他们成功兴趣大增，学生对学习物理有了兴趣，他就会获得成功，只要老师会选择，巧安排趣味实验，就一定会点燃“我爱学”物理的火花，从而激发学习物理的兴趣。

（3）自制教具能充分培养师生的创新精神和能力。

著名物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”，就是说在物理实验教学中要大力倡导做简单易行的替代性实验。例如：塑料瓶是人们日常生活中用于装矿泉水和饮料用的，我们可以十分方便地指导和启发学生做很多的物理实验，其演示效果明显，为教学服务。探究声音的音调：在几只相同的塑料瓶中装上不同深度的水，然后用嘴对着瓶中吹气，会发出音调高低不同的声音，从而

可以说明音调跟频率的关系。摩擦起电：把一只小塑料瓶在头皮上反复摩擦几下，然后将其靠近一些小纸屑，发现小纸屑被吸引，说明用摩擦的方法可使物体带电，带电体能吸引轻小物体。光的直线传播：在一只塑料瓶中装入一定量的水，在其中加入适量的豆奶粉，拧紧瓶盖，充分摇匀，将激光笔发出的光透过瓶底，对着瓶盖照射，会看到光沿直线传播的光柱，效果明显。（此实验还可说明光能在液体中传播）探究白色和黑色物体吸热能力的强弱：用白纸和黑纸包住两个装满水的塑料瓶，在太阳光下照射相同的时间后，看看谁的温度升得高。温度升得越高，说明其吸收的热量就越多，其吸热能力就越强。让学生自己动手制作教具，不仅可以提高学生学习物理的长久兴趣，而且还可以培养学生的动手能力和创新精神，并使学生有意识的将物理知识应用到实践中，解决实际问题，真正体现新课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

总之，自制教具天地广阔，大有可为。它与学生的学习、生活密切相关，通过师生共同动手制作教具，既锻炼了学生的实验、动手能力，又开阔学生眼界、活跃学生思维、培养学生创新精神。，

第三篇：自制教具领导小组

蒲场镇大溪2012—2013学

师生自制教具领导小组

为了更好地实施素质教育，培养我校师生的创新精神和动手、动脑、操作实践能力，调动广大师生的积极性，使教师能深入理解教材，活跃课堂教学。根据镇中心学校文件精神，经研究，决定成立大溪小学自制教具领导小组：

组 长：杨文勇（校长，负责协调安排工作）副组长：徐茂林（教导主任，负责具体安排工作）成 员：陈贤勇（实验教师，负责教具的保管与使用）

梁建书（实验教师，负责教具的保管与使用）贾家生（工会组长，负责工作的监督）李发威（后勤组长，负责经费的落实与使用）

办公室设在教务处，由徐茂林同志负责验收后交给实验人员，并作好相关工作记录，并及时投入使用。

蒲场镇大溪小学

2012年9月

第四篇：自制教具论文

浅谈自制教具在初中物理教学中的作用

《物理课程标准》要求我们物理老师要转变传统教育观念，以培养全体学生的科学素养为根本，以培养学生的探究精神、实践能力作为教学重点。物理学是一门以观察和实验为基础的学科。在新课程的实施中，教材中设置了许多演示实验和学生分组探究实验，实验室也配备了相应的实验器材，还有丰富的多媒体实验教学软件可供教师使用，但在实际教学中，由于种种原因，有些实验效果不太理想或预期实验设计不完善，造成实验资源不能满足现有的教学需要，这就需要我们一线教师在教学中 进行自制教具的制作并运用于教学，深化实验教学的内涵，自制教具在培养学生观察分析能力、动手实践能力、科学探究及创新精神等方面有着无与伦比的优势。自制教具运用于物理教学在新的课程理念下是非常值得提倡的。下面谈谈自制教具在物理教学中的作用。

一、自制教具能激发学生的学习兴趣

1、激发学生好奇心求知欲，培养学习兴趣

心理学告诉我们：“浓厚的兴趣能弥补智能的不足，持久的兴趣会导致发明创造”。对初学物理的初中学生来说，只要激发起他们学习的兴趣，他们就会以满腔的热情，积极主动地投入到物理学习中，物理课堂就会变得开放、活跃，气氛热烈，教学效果自然会倍增。由于自制教具和利用生活中易得材料进行实验所用材料多来自学生的身边，都可以成为自制教具和探究实验的原材料。实践证明自制教具中呈现出的新奇物理现象和成功的制作，能自然地引起学生浓厚的兴趣，激发他们的探究心理。而且实验一旦有所收获，有所创新，有所前进，就会使趣味性更加稳定，就会继续探索，继续登攀，从而喜欢物理，热爱科学。在新课导课时,为了吸引学生的注意力.激发好奇心和求知欲,我们可自制一些看似普通却暗藏机关的教具,把教具工作部分先遮住,设下悬念,使看似普物品达到魔术般的效果,从而激发好奇心和求知欲.在讲授新课时,再解剖教具,讲授物理道理,进一步培养学生的学习物理的兴趣.如：在第五届全国中学物理教学改革创新大赛中，湖南省参赛选手欧阳风华做了个魔术表演：手掌吸盆。先给学生展现一个空金属盆，再用一个不透明的杯子往盆中倒水，该杯中放两个吸盘，吸盘随水一同倒入盆中，挤出吸盘内的空气，再用手指钩住吸盘提起水盆。学生看不见盆中物体和手指动作，感受非常好奇，课堂气氛一下子被激发起来了。随着老师解剖该魔术，激发了学生的学习兴趣。大家的好奇心求知欲一下子被激发起来了，整堂课学生都在聚精会神地听，静静地想。

二、增强演示效果，改善实验教学

麦克斯韦说：一次演示实验所使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果。虽然教育事业的发展、教育投入的增长，使得各校的教学仪器日臻完善，但适时使用生活中易得材料进行实验却能起到意想不到的好效果。在全国首届中学物理学名师大赛上，获奖选手陈超老师做了个演示实验：将一小塑料袋（农村集市上卖的劣质塑料袋）盛满已染颜色水，然后与一装满水的细输液管相连，让学生将细管举到一定高度时，塑料袋“叭”地一声碎了。学生惊讶不已，百思不得其解，教师趁热打铁，分析讲解液体压强的特点，使学生深刻理解了液体压强与深度的关系，教学效果自然更加完善。三 化抽象为直观，突破教学难点；

物理概念和规律多数很抽象，常规教学手段很难突破。我们就必须采用各种手段进行直观教学，自制教具就是较好的方法。例如,凸透镜成像规律的原理也可制作《凸透镜成像原理演示器》演示，用两根固定的直铁丝表示平行于主光轴折射前后的光线，用一根可以移动的铁丝表示经过光心的光线，当大小不变的物体沿主光轴移动时，物体上一个发光点也随之移动，表示光线的铁丝也像光线一样变换位置和角度，在凸透镜另一侧会发现两铁丝相交，相交位置即像点位置。这样，就使抽象的物理规律变得较为形象，教学难点被突破了，学生就容易理解 四.自制教具能有效激发学生的创新能力

自制教具从猜想开始到多方面论证，并动手设计、制作、反复试验，到最后确定实验模型，都是经过深入思考和对物理规律和概念的理解。从提出问题、发现问题，解决问题到创造性地设计出新教具，学生的能力和思维都得到了不同程度的发展，从学习中体验，在体验中学习，让学生体验创造的无穷魅力 培养创新意识

五、利于教师树立和传授科技意识、节俭意识和环保意识

我们知道，绝大多数自制教具不是简单的仪器仿制，要经过一定的思考、创意、构思和设计，这都是创造性的劳动，具有创新精神。在利用生活中易得材料进行实验和教具制作中，教师要引导学生注意如何变“废”为“宝”，利用生活中常见物品制作出各种各样的教具，既节约了资金，降低了教育成本，又可树立老师节俭意识，间接地对学生进行了品德教育。同时,在利用废品的过程中,渗透环保教育,利于教师树立环保意识；自制教具，除了利用和生活中易得材料以外，还要引导师生使用具有科技含量的新材料，有利于树立科技意识。比如学生收集易拉罐里面放入醋和可乐进行简单电池的制作

结尾；现行的新课标更加注重对学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的培养，更加注重能力的培养和创新意识的提高，在实验教材中把各种实验活动贯穿其中，规定的实验内容多、跨度大，提倡探究式学习，设计一些探究实验，并主张学生自主学习。在教改中，教材的多元化和教学方式的改变，无疑也对教师提出了更高的要求，同时也给了教师根据实际情况对教材进行分析、选择、调整和再创造的机会。①因此，结合教学需要，合理地使用教具，讲究教具与教材的匹配以及与教法的吻合，也是一种不可忽视的提高教学质量的途径和方法。这就要求师范生必须深入钻研课程标准，认真分析教材，弄清楚教学中可能会存在哪些难点，其中哪些是需要运用教具才能加以突破的，每一难点又具有什么特点，需要用什么类型、何种功能的教具。新课程的综合性和生活化、整体化、情景化的特点为老师钻研教材教法、潜心实验教学研究提出了更高的要求。但是课程资源无处不在，只有用心探索，悉心教研，制作更多、更精良、更实用的教具，以弥补现有实验仪器不足，才能体现新教材、新课程的优势。

第五篇：自制教具计划

伯都中学自制教具活动实施方案

为了进一步加强我校普及实验教学工作，贯彻教育创新和课程改革的理念，促进教学内容和教学方法的改革，支持新课程的实验和推广，进一步推进素质教育的实施；发挥蕴藏在我校教师中设计制作各科教具和设计开发探究性实验的积极性与创造性，收集、整理、推广其成果，丰富教学内容；推动全校自制教具活动的开展；鼓励学生积极参与自制教具和实验活动，培养学生的创新精神和实践能力；收集运用新材料、新技术，特别是信息技术与传统教学仪器整合的经验，推动教学仪器新产品的研发和教学手段的现代化；总结、推广开展自制教具和实验教学活动的经验。特决定开放本次实验教学自制教具的评比活动，现将有关

活动的事宜通知如下：

一、自制教具评比领导小组

组

长：刘喜春

副组长：赵斌

评

委：刘喜春

宋扬

赵斌

徐野

二、奖项设立

评选活动对参评自制教具设立一、二、三等奖各1、2、3名。

三、评选范围及评比时间

各学科教学中使用的，由教师自己设计制作，在历届的自制教具评选中未获奖的自制教具，或虽曾获奖但对原作品有重大创新改进的自制教具(不含已经正式生产的产品和纯计算机软件及声像资料)。教具不分类评比。

时间：2011年4月18日

四、活动要求

（一）参加人员：全体师生（教师必须参加）

（二）教师每人至少交一件作品，学生由各班任课教师及班主任根据学生制作教具的实际情况推荐学生作品参加，不限数量。

（三）自制教具均不限数量，2011年4月15日前上报作品。

（四）所申报的作品必须是自制教具，已经在教学活动中使用，有一定的教学效果。

（五）教具作品可以是团体也可以是个人，每个合作作品应确定一名第一作者，其他为署名作者。合作作品的制作者不得超过3人，每名制作者都须全面参与自制教具设计制作，作品应该反映出所有成员的共同努力。所报送的学生作品，必须是学生自己动手制作的教具。

（六）一个教具名称只含一件教具，教具名称应与其相应的教具相符。

五、评选条件

1．教学性。符合基础教育课程改革的基本理念，有利于推进素质教育，培养创新精神和实践能力，有利于实验教学、提高师生的实验动手能力。

2．科学性。教具所示实验内容符合科学原理，体现科学知识和科学过程相统一的原则，有利于学习科学知识，树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。

3．创新性。教具设计新颖，构思巧妙，体现新的实验活动方式、方法和内容;应用新技术、新材料、新工艺方面有创新和发展；在信息技术与传统实验的整合方面有所创意。

4．启发性。引发学习兴趣和思考，适于探究式教学，有利于学生主动参与、互动、合作交流。

5．实用性。取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，通用性好，安全可靠，造价低廉,外形美观,便于自制推广；有助于环保和可持续发展。

六、评选方法

1．学校领导组成评选委员会，具体负责评选工作。在现场操作、演示、评议的基础上，评选出优秀自制教具的各个奖项。

2.获得一等奖推荐参加县自制教具评选活动。