自制教具与创新实验永无止境

BP（]今年九月中旬我有幸应邀参加全国第六届物理特级教师学术研讨会暨江苏省第二届物理名师论坛会议，并安排我做了题为“创设体验情境 促进知识内化”的交流发言.在会议期间遇到两个情节引起我执笔撰写此文.第一个情节，有一位专家在大会上做讲座时，对一个静电演示实验指出，“用塑料包扎带做摩擦起电演示实验，今天受天气湿度的影响无法演示.”当这位专家做完报告，主持人要求大家发表自己的见解时，近四百人的物理名师会堂显得异常寂静.此时我认为应该与这位专家及与会名师切磋自己对该实验的演示方法，随即提出自己的教研体会：仅用一根塑料包扎带（无需其他实验器材）就可以快捷、明了、生动的演示多个演示实验，包括摩擦起电演示实验，并且不受天气湿度的影响.我的现场精彩演示，赢得了会场的阵阵掌声，并且许多与会名师当场要求我“再请你多介绍一些教研成果……”，掌声和呼声给我们提出一个警示：自制教具与创新实验工作需要进一步加强，其研究成果需要进一步加强交流.第二个情节，在大会休息期间，除了有众多名师跟我探讨自制教具与创新实验永的工作外，我还听到另外两种声音.一种声音：有的老师说，“我们现在都在忙于学生的复习迎考，哪有时间去搞自制教具和实验创新工作？”另一种声音：有一个省级重点中学的校长说，“现在学校的实验配备相当不错了，能满足教材的需求，同时现在有多媒体等现代教学手段，自制教具是多少年前的玩意了.”这两个情节使我感慨万端，小实验为何能引起同行的极大兴趣？自制教具与创新实验过时了吗？是教学之外的事吗？对此我谈点个人看法：自制教具与创新实验永无止境.BP）]1自制教具与创新实验的地位及作用

自制教具是教师和学生为了改进教学方法，就地取材，自己制作的教具.自制教具是教具的重要组成部分，它具有教具的基本属性：教育性和直观性.它的特点是：取材方便，制作简单，成本低廉，贴近教学，易于推广.自制教具一般都是针对教学的重点、难点，或针对现有教具的品种、功能、数量的不足而进行研究制作的，因此它有很强的针对性.另外，自制教具还具有明显的创造性和灵活性，体现在自制教具的选题、设计、取材、制作和使用等诸方面，自制教具的创新导致实验内容的创新和实验方法的创新.它在教学过程中拓宽感知渠道、突出本质因素，促进理性升华发挥的作用是一般教具无法比拟的.开展自制教具与创新实验活动是物理实验教学活动的重要组成部分，在教育教学改革，实施素质教育和培养跨世纪人材等方面起着重要作用.

我国在二十世纪六十年代、七十年代，自制教具活动非常盛行，许多教师通过自制教具（学具），将学生领进了物理学的殿堂，为我国教育事业的发展起到了巨大的推动作用.那时自制教具工作倍受人们的重视，师生参与的热情都很高.而现在，虽然用自制的教具演示的创新实验能引起师生的极大兴趣，但是自制教具与创新实验活动的热情远不及以前，使自制教具活动有滑坡的现象.究其原因，主要是对自制教具与创新实验的地位及作用认识不足.因此，加强对自制教具与创新实验的地位及作用的认识很有必要.

1.1自制教具与创新实验有利于培养“研究型”教师

英国课程专家斯腾豪斯提出“教师要成为研究者”，这一理念已成为一线教师的共识.随着新课程改革的不断推进，对物理教师的素质要求越来越高，尤其是在引领学生进行“探究性学习”过程中，教具制作已经成为物理教师必需的一项技能.“研究型教师”就是指具备一定研究素质，在教学实践中勤于反思，善于反思，能不断发现问题，分析问题，解决问题，并能自觉运用先进的教育思想和方法来指导实践，改进自已实践行为，积极探索创新，提高教学效果.提倡、鼓励教师动脑动手改进和制作科学实用、得心应手的教具，不仅对提高教学质量，而且对培养教师开展教学研究、提高研究能力，都有其深远意义.

自制教具与创新实验，是应用科技知识，结合教学经验进行创先性劳动的过程.是一项深入细致的教科研活动，需要教师熟练教学大纲要求，吃透教材内容，明确教学的重点、难点，钻研科学原理.它不仅需要深厚的教学经验的积淀，而且需要制作者为此付出潜心的观察生活中的事物，把自己所学的知识与实际生活联系起来，认真的思考、反复的论证、精心的制作和无数次的试验、修改与完善等等艰辛的劳动才能够完成.教师在这个过程中实现了自我学习和向学生学习，开拓了视野，提高了动手操作能力.因此，可以毫不夸张地说，一件好的自制教具，就是一个制作者心血和汗水、聪明与才智的结晶，更是一个教育工作者爱岗敬业、勤于奉献的例证.自制教具与创新实验能训练、考验和提高老师各方面的素质，也是培养“研究型教师”的一个有效途径.

1.2自制教具与创新实验有利于培养学生的创新精神和实践能力

基础教育要培养合格加特长的各类人才，其创新精神、操作能力和创造能力的培养是必不可少的，这也正是我国教育特别是基础教育工作中的薄弱环节.新课程标准重点关注学生创新精神的培养，强调科学世界观和方法论的形成.自制教具与创新实验在实施新课程标准的物理教学中有着十分重要的价值，在提升教学效果，培养学生创新精神等方面都有着很大的促进作用.自制教具是教师、学生针对教学中的重点、难点和急需解决的问题而设计、制作的教学器具，具有很强的针对性和灵活性.它不仅仅是自制教具，而且是实验教具的创新、实验内容的创新、实验方法的创新和实验手段的创新，整个过程中，蕴含丰富的创新思路，无不潜移默化的启迪学生.自制教具与创新实验能够引发学生用“科学”的观点去观察、认识环境中的事物和现象，加强学生自身体验.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”.学生通过自制的教具，能加深对知识的深入理解，因为制作仪器的过程就是一个运用知识的过程.自制教具绝不是简单的仪器仿制，制作方案的制定、制作材料的选取、制作工具和技术的使用都需要创造性思维的参与，从发现问题，解决问题到创造性地设计出新教具，都要经过深入思考和反复论证.自制教具与创新实验能使学生的能力和思维都得到极大的发展，从中可体验到创造的无穷乐趣.如摩擦力方向的确定是学生的难点，用海绵刷就能一目了然.用玩具弹力球创设教具，创新碰撞和能量守恒演示实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生比较熟悉，有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密.自制教具中体现的“一物多用，废物利用，借用它物”的思想，正是启迪智慧，开拓思维，调动学生创造性思维的金钥匙.学生通过“做中学”去体现新的课程理念，深化实验教学的内涵，增加学生的实验动手能力，启发学生的创新能力，能很好地培养学生的创新思维和创新精神.

1.3自制教具与创新实验有利于激发学生学习兴趣

新课程标准特别关注学生的兴趣与好奇心，特别关注学生的求知欲望.而自制教具贴近生活，有较强的针对性与趣味性，用它来呈现科学现象，探索科学规律，学生感到亲切，感到好奇，感到兴奋，学生从感性认识过渡到理性认识，学生容易接受，理解也容易，例如“色光的三原色”，只要制作“三色板”，快速旋转，学生就可以直观的观测到七颜六色，而且印象深刻，因此能激发学生的求知欲望，提高学习的主动性.

在学生中广泛开展物理学具自制活动，使其猎奇、好动的天然禀性得以调动和引导，会大大激发学生的学习兴趣.不仅使枯燥的理论知识变得生动有趣，而且在学具制作过程中会经历失败的苦恼和通过不懈的努力获得最终成功的喜悦.这对于促进学生非智力因素的发展和心理素质的增强，都起着十分重要的作用.“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”. 教师根据教材要求和特点，精心自制教具，增设一些对学生具有吸引力的演示实验，能有效地帮助教师突破教学中的难点，帮助学生理解相关概念，使教师教得轻松、愉快，学生学得扎实、透彻.如学生通过自制音乐贺卡，自制水果电池，不但更好地理解科学知识，更感受到了科学的魅力.有利于激发学生学习兴趣，提高教学效果.

1.4自制教具与创新实验是开发实验资源的重要途径

丰富课程资源则是新课程改革顺利进行的根本保证.实验资源是物理课程资源的重要组成部分，因为自然学科的探究离不开具体事物的支持.开发和利用实验课程资源将有利于物理教师的教学设计，有助于教师个性化的教学，它能进一步体现物理学科的实验特色，并有助于知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观三维课程目标的实现.没有课程资源作为改革的坚实后盾，再美好的愿望也只是空中楼阁.提倡用日常器材做实验，决不是权宜之计，而是丰富实验室课程资源和全面提高学生科学素养的需要，即使是发达国家，在实验条件相当优越的情况下，仍然将学生身边的各种器材列入实验室的课程资源.

自制教具与创新实验是贯彻教育创新的理念，促进教学内容和教学方法的改革，支持新课程的全面实施的重要举措，自制教具就是实验创新的一个方面的应用.自制教具与创新实验往往立足学生基础，借助常见的生活用品，为了突破教学重难点，经过大量的脑力和体力劳动创造出来的.因此，自制教具与创新实验是弥足珍贵的实验资源，是开发实验资源的重要途径.

2自制教具与创新实验认识上的几个误区

近年来，为何自制教具与创新实验活动出现滑坡现象呢？是因为一部分人对自制教具与创新实验在认识上、理念上存在一定的误区，主要表现在以下几个方面：

误区之一：有了多媒体，自制教具过时了

随着科学技术的高速发展，电脑、多媒体和互联网等现代化的技术手段已在教学中广泛应用.多媒体教学手段把文字、图片、视频、声音、动画等集于一体，能对学生进行多种感官刺激.它契合了学生仍以形象思维为主的思维特征，激发学生大脑思维.具有不受时空限制的再现性和运动变化的可控性、模拟性以及强大的交互功能.运用多媒体进行物理教学可以改变传统教学的信息传递方式，图文并茂，声像并举，能够有效地渲染课堂气氛，还能创设情景启迪学生的思维，同时也能更好地激发学生学习物理的兴趣，有效地提高课堂效率.因此，对于自然界罕见或肉眼不能观察到的现象，或在对于一些实验条件要求较高、常规实验条件下不能发生的（如牛顿第一定律、α离子散射）现象，我们借助计算机采用虚拟技术模拟出来，效果就特别好.

有人认为，当计算机及其网络出现之后，有了多媒体，什么样的实验、什么样的现象都能够模拟出来，实验教学似乎没有必要了，有人把“黑板上做实验”改为“屏幕上做实验”.这不仅是对教育信息化认识的一种误区，也是对自制教具与创新实验活动认识的误区.如果用多媒体取代亲历实验过程，那就本末倒置了.

因为课件只能在必要的时候作为教学的一种补充，而不能用多媒体课件完全替代传统教学.虽然多媒体教学尽管模拟实验有面面清晰、过程有序、结果准确完美等优点，但它毕竟是虚拟的，在一定程度上缺乏真实感.可对学生来讲，基础教育阶段，是科学启蒙的重要阶段，此阶段教育的重要内容就是要启迪思维、激发兴趣，教给学生探求知识的本领和方法，奠定他们未来投身科学事业的坚实基础.而要真正做到这一点，就必须注重培养学生勤于观察、善于思考、勇于实践的良好习惯.所以，对于众多的实验现象，必须让学生身临其境，进行实际观察，让他们通过自己的感官去获得第一认知、第一印象，惟有这样，才是真实的.

误区之二：实验仪器充足，自制教具没有必要了

有一部分人（特别是省重点中学、县中的部分人）认为，现在实验教学的成品仪器已非常丰富，学校的实验设备配备充足，完全可以满足教学的需要，没有必要再花精力去搞自制教具了.

要知道，即使学校的实验仪器配备相当完善，我们也不能忽视自制教具的工作.因为自制教具有着购买产品教具所不能代替的深层意义.自制教具仍然是教学活动“永恒的主题”.这是因为自制教具的直接应用具有不可替代的功能：对于教学中的一些难点和重点，不同的教师会有各自不同的讲授方法和手段，用自制的教具授课更能体现教师的风格和特点；自制教具简单明了，易于揭示实验现象的本质特征；自制教具取材容易、操作方便，在教学中应用易使学生产生亲切感；与成品仪器相比，自制教具价格低廉，易于普及.

随着我国经济的快速发展，许多学校的办学条件有了重大改善，教学仪器设备逐年配套，教学仪器设备的配备无论在数量上还是在质量上，都有了根本性的改善，实验教学的条件得到了一定的保证.但是，我们也应该清醒的认识到：我国是一个发展中国家，是穷国办大教育，很多地区特别是贫困地区的中小学无力大量购买教学仪器，这是一个基本国情.许多中小学校实验室的教学仪器配置尚未达到甚至远未达到教育部《中学理科教学仪器配备目录》规定的现时最高标准――一类标准，实验室仪器装备现况也离“数量充足、质量完善”的理想要求还相距甚远，装备建设任务还相当繁重、艰巨.

批量生产的教学仪器往往会滞后于教改发展.教育要发展，教材的内容和教学的手段就必然要进行相应的改革，而教材的改革，必然会使实验教学的内容超前于实验仪器的更新.这样，势必会造成成品仪器的问世滞后于教材变革的现状，自然满足不了教学改革的需要.所以，因时制宜地自制教具，填补教材所需实验仪器的空缺，是深化教学改革的需要.教学第一线的教师，就地取材、变废为宝，与同学们一道制作直观教具，解决教学中的重点难点问题，既是培养学生动手能力和提高教学质量的一项重要活动，其作品往往也是教学仪器产品的雏形，自制教具能够成为研制教学仪器和改革实验教学的先导.世界上永远没有最好的东西，实验教学也是如此.当某项实验的装置或方法经历了长时间的应用和推敲之后，自然会发现其诸多的缺陷，此时惟有凭借教学实践的感触，进行开发和创新（自制），才能为其再注活力.

误区之三：搞自制教具会影响教学质量

由于受传统“应试教育”思想的影响，许多教育者将考试学科的成绩视为教学质量，片面追求分数和升学率在一些学校还普遍存在.不少教师认为自制演示实验教具费时、费工、费神，挤占学生学习时间，影响教学任务的完成，影响学生的学习成绩.致使学生无暇参与课堂以外的、各种对发展智力十分有益的自制教具与创新实验等活动，从而出现知识面狭窄，高分低能的局面.面对教育中的急功近利的种种现象，我们还得回过头来追问教育的本质是什么？这个问题不清楚，我们就会找不准教育前进的方向，我们就会犯南辕北辙的错误，就会远离教育的本质.

自制教具与创新实验的自创性、体验性、简易性、生活化等特点为学生在最大限度内自己动手、自主实践提供可能，实践的目标是将客体（生活材料或物品）生成具有物理意义的“新结构”或揭示现象的内在本质，该过程是学生通过自己独特的认知方式和生活经验对客体交互活动、对外在信息独特理解、感悟、体验和特定情境下的心理加工、构建知识意义和价值理念的过程.在我们的教育教学过程中，存在着一些不符合教育规律的问题，如过分强调学生的考试成绩，忽视学生的差异和内在需求；过分强调教师教的作用，忽视学生的参与和体验.

开展自制教具与创新实验活动，是提高课堂教学质量的需要.教具作为教师辅助教学的用具，有着其它手段不可替代的作用.自制教具的使用可以更大程度地调动学生学习的积极性，培养学生的实践能力和创新精神.在物理教学中自制教具已经成为小组合作探究活动必不可少的实验装置.教育学心理学的研究成果表明，学生在形成知识的最初阶段，都必须借助于感觉，先把具体事物的观察和接触转化成与具体事物相关的感性认识，再把感性认识转化成为抽象、概括的理性认识.

学生利用日常生活手边身边的物品制作实验教具，通过自身体会，固有的好奇心与求知欲引导激发，产生进一步对日常生活的事物进行自主探究，研究的是日常生活中的问题，不会受到以往实验室的各种条款的限制，大胆猜想，按照自己的思维自主进行实验探究，从而产生了个性化的知识机构，摆脱了传统的固有的思维定势，体现出个性独立与创造性.如引导学生探究物体的沉浮条件的教学中，通过创新的手法很方便的使乒乓球可以沉在水下或浮在水上.在实验室中常会受到资源量、时间和规则的限制，学生很难发挥自主性与创造性，使学生失去学习的兴趣，大部分只能当作完成学习任务，使物理实验的真正的教学目标不能达到要求，有时还会起到负面作用.开展自制实验器材和科技制作可以调动大部分学生设计实验和动手操作的参与热情，培养了实事求是、尊重自然规律的科学态度，提高了探究能力，发挥了学生的自主性，培养了学生的创新思维，形成了学习上的良性循环.所以积极开展自制教具和科技制作活动为学生在学习物理过程中发挥主动性、自主性和创新性奠定了物质条件基础.

自制教具不但对提高教学质量有益，对教学方法的改革和人的素质培养也有益.这就要求我们从改革、创新、质量、素质培养的高度来看待自制教具的积极作用.教师本身必须具备创新意识，还得具备很强的操作能力与动手能力，才能制作出更加完美的教具.

3自制教具与创新实验永无止境

科技发展历史包含着自制教具发展历史，古代和现代、国内和国外都能清晰看到自制教具发展历程.随着科技进步、教育改革的日趋深化，自制教具正向广度和深度发展，发展的范围涉及理、化、生、科学、语、数、外、音、体、美等各个学科领域，使用对象既包括老师也包括学生；所使用材料和采用技术手段也越来越先进.开展自制教具的核心是创新，自制教具的发展也是创新.随着新技术、新材料、新方法、新产品的不断涌现，为中小学教师自制教具提供了广阔的天地和丰富的资源，手机、电磁炉、饮料瓶、笔记本电脑、塑料包扎带等都是创新实验的极好实验器材.例如，利用小功率日光灯管、几十厘米长的细铜丝等材料，可制作“静电除尘”演示装置；笔记本电脑现在已经是课堂常用的教学工具，用笔记本电脑可以做薄膜干涉实验、光的偏振实验，效果非常好.光学实验不太好做，主要原因是一般的光源不稳定，单色性不好，光源面积不够大等，而笔记本电脑屏幕就可充当一个很方便的可调光源.操作非常方便.笔记本电脑屏幕是液晶显示器，液晶显示就是通过偏振片来显示图文的，笔记本电脑屏幕发出的光就是偏振光，而且是全偏振，它是一个非常好的偏振光源.

实践永无止境，探索和创新永无止境，自制教具与创新实验也永无止境.科技在发展，社会在进步，教学内容也随之在不断变化，研制、改进和完善自制教具与创新实验工作就成为教师教学活动的一个重要的课题.自制教具与创新实验是一种最直接的创新活动，非常适合学生创新精神和动手实践能力的培养.自制教具与创新实验是一项科学、高尚、艰辛的探索性教科研活动，它不会由于经济的繁荣而却步，也不会因科技的高速发展而逊色.科教兴国战略决策的实施和新课标的全面推进，必将给自制教具与创新实验活动注入新的活力，让自制教具与创新实验之花开得更加绚丽多彩.