自制教具在教育教学中的作用研究

摘 要：文章以自制教具为研究对象，阐述了自制教具的发展概况，以及其在教育教学中的现实意义，并讨论了自制教具的应用原则，最后谈论了自制教具的发展现状和应用策略，希望能够为相关研究提供一定的参考。

关键词：自制教具;教育教学;作用;前景展望

作者简介：李明（1982—），男，天津市教育科学研究院。

自制教具是教师运用专业理论知识，为直观地解决教育教学中的重难点问题，引导学生利用身边常见的生活材料，经过构思、设计和完善，研制出的具有教学特点，能激发学生学习兴趣，发展学生创新思维能力，优化课堂教学结构，有效提高教学质量和效率的教学用具。在教育教学中，自制教具的应用能够发挥重要的作用，如丰富教师的教学手段，彰显教师的专业水平，减轻学生的学习压力，拓展学生的创新思维，提升学生的学习效果等。因此，在教育教学中积极开展自制教具活动具有很强的现实意义，广泛应用自制教具，能够稳步提高教育的质量和水平。

一、自制教具的发展概况

民国初期，浙江部分地区发动师生自制教具，改變了教学器具缺乏的局面。中华人民共和国成立初期，各级教育行政部门组织广大师生广泛开展自制教具活动，取得良好效果，为国家节约了大量的资金。20世纪中期，我国中学物理教学大纲明确指出，为更好地推动物理教学工作的开展，应积极组织和鼓励广大师生在结合实际物理教学内容的基础上，积极开展自制教具活动。20世纪70年代，我国著名的物理教育家朱正元教授提出了“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的思想，不但亲自设计了许多演示实验和自制教具，而且在十几个省市以报告的形式演示了使用“坛罐”仪器开展创造性实验教学的方法，得到了教育部门和物理学界的大力推崇。伴随着改革开放的春风吹遍神州大地，我国的自制教具事业也取得了显著的进步，这种进步不仅体现在实践层面，在理论层面也取得了突破性进展。相关部门举办的全国优秀自制教具评选活动，在国内掀起了自制教具的热潮，形成了一种具有中国特色的“自制教具”文化现象，不但培养了大批重视实验、热爱自制教具、善于创新的优秀教师，还培养了大批热爱科学、善于思考、勇于探究的学生，不仅改善了实验教学条件，而且促进了师生动手实践能力和创新思维能力的显著提升[1]。自制教具如今在中小学教学中也得到了广泛的应用。

二、自制教具在教育教学中的现实意义

（一）有利于彰显教师教学的专业性

教具制作是教师专业能力的重要体现，在实际的制作过程中，教师不仅需要掌握知识原理，还需要具备良好的动手实践能力、空间想象能力、创造能力等[2]。教具制作是一个反复的过程，需要教师反复进行实验。教师只有具备足够的耐心，不断改进教具，才能让教具日趋完美，从而更好地呈现知识原理。在制作、完善教具的过程中，教师教学的专业性能够得到有效彰显与提升。

（二）有利于减轻学生的学习压力

在实际学习过程中，学生面对一些复杂、抽象的知识原理或概念性知识时，通常会一头雾水，难以理解其中的奥妙。而教具能够将抽象的原理或知识概念以具体的实物呈现在学生眼前，为学生答疑解惑，减轻学生的学习压力，这对学生顺利完成学业有重要的现实意义。

（三）有利于激发学生的学习兴趣

中小学生好奇心强，思维比较活跃，能较好地学习、接受新事物，但注意力很难长时间集中，且做事容易三分热度。浓厚的学习兴趣是学生长时间保持专注的关键。中小学生尚未完成抽象思维的转变，大都对身边常见的事物存在亲切感，教师若能将这些事物改造组合后呈现出新的功能特性，更容易激发学生的学习兴趣。而教具制作，恰好能够满足这一要求。一方面，教师制作教具所采用的材料取自生活，可消除学生的陌生感;另一方面，经过教师的改装、整合制作而成的教具能突破学生原有的认知，由此激发学生的兴趣，集中学生的注意力，使学生愿意主动围绕教具进行知识学习和探索实践，促进学生学习效果的提升。

（四）有利于提升学生的学习效果

良好的学习体验是提升学生学习效果的关键，引导学生参与教具制作可以有效改善学生的学习效果。教师应与学生互动协作，共同经历发现问题、思考问题、解决问题、总结规律的过程，经过不断的尝试和改进，促使教具日益完善。在这个过程中，学生能够积累宝贵的制作经验，深刻、系统地领会与制作教具有关的专业知识，获得良好的制作体验，有效锻炼了动手实践能力，这对教学质量和水平的提升也有非常重要的作用。

（五）有利于培养学生的创造力

自制教具是由“创意+创造力+动手实践”凝结而成的工具，对于一些简单的教具，教师可引导学生亲自参与制作过程。教师指导学生将生活中熟悉的各种材料制作成教具，不仅有利于激发学生的学习兴趣，也有利于学生动手实践能力与创造能力的培养。在实际动手制作的过程中，学生会不断提出新的想法与创意，并不断地尝试与改进，促使教具的功能日益完善。在这一过程中，学生的创造意识被有效唤醒，自信心得到了增强，创造能力也得到了显著提升。

三、在教育教学中应用自制教具应遵循的原则

（一）遵循学生的认知特点

教具应尽可能接地气，不得超出学生的认知范围，如此才能更好地帮助学生理解教具蕴含的知识原理。教师在制作教具时，采用的制作方式不宜过于复杂，采用的教具材料也应为学生所熟知的东西，最好取材自学生的生活，使其更加符合学生的认知特点。并且在后续的教具演示过程中，教师要给予学生一定的认知冲击，使学生认识到普通的材料经过设计整合，能够发挥出很大的作用[3]。这种认知的偏差，有利于激发学生对探究学习的兴趣，促进学生对科学知识的理解，提高学生的学习效率。此外，教具制作选用生活中常见的材料，不仅能够让学生感觉制作出的教具既熟悉又亲切，还能够在无形中消除抽象知识的神秘感，消解学生对学习新知识的畏难情绪，拉近学生与知识之间的距离，发挥出自制教具在教学中的引导作用。

（二）满足教学需要

以往一些教师在制作教具时，为了吸引眼球，博得学生的关注，制作的教具通常花里胡哨、华而不实，其实际的教学作用并不明显，难以全面真实地将知识原理或者知识概念真正呈现在学生面前，导致教具制作本末倒置，自制教具的教学辅助功能被严重削弱。教师应深刻认识到，自制教具是为教学服务的，因此在制作教具时，必须要围绕教学内容展开，通过科学合理的整合设计，促使教具能够更好地展示相应的知识原理，帮助学生更好地掌握科学知识，开展探究学习，充分发挥自制教具的教学辅助价值，真正满足高质量素质教育教学的需求。

（三）彰显创新、经济特色

教具的制作必须充满创意，彰显创新特点，最好能够在原本教具的基础上，由学生结合实际，对原本的教具加以改进优化，从而达到通过自制教具培养学生创造能力的目的。同时，只有让自制教具富有创新性，才能有效地吸引学生的关注，激发学生的学习兴趣，增进学生对知识的理解。在制作教具时，教师还应注重教具的经济性，采用的材料不能太过昂贵，最好选取学生在现实生活中常见的材料，如此才有利于学生观察、学习、模仿和实践等，这对培养学生的创新意识和环保意识有较为深远的意义。

四、自制教具发展中存在的问题

（一）对自制教具的认识不到位

部分教师认为自制教具只是以前为了缓解教学仪器的短缺而出现的活动。如今随着科教兴国和人才强国战略的深入推进，教学仪器配备标准的颁布与实施，学校的教学设施已经得到了有效改善，基本实现了教学仪器的标准配套，导致部分教师忽视了自制教具已从最初的弥补不足向推动教学模式创新、培养创新型人才转变。

（二）教师自制教具的能力有待提高

一些教师习惯于使用统一配套的仪器和实验教材指导学生机械式地背诵实验步骤，甚至存在以视频演示实验替代分组实验的现象。之所以出现这种情况，主要是因为教师在专业理论知识水平、实验操作能力和自制教具能力方面存在不足。

（三）存在重参评、轻使用的现象

为全面推进素质教育，有关部门组织开展了系列中小学优秀自制教具展评活动，旨在充分发挥自制教具在教育教学中的作用，进一步提高我国自制教具的质量和水平。但如今“重参评、轻使用”的现象屡见不鲜，一些教师只关注哪类自制教具更容易获奖，在赛前进行效仿赶制，把参赛作品当作个人发展的筹码，忽视了其在教育教学中的巨大价值。只有少数教师站在更高的维度，将自己的时间和精力放在开发和利用身边的事物和材料制作教具，并推广和使用它们，进而提高学生的动手实践能力方面。

（四）学生参与自制教具的程度不够

教师组织学生开展自制教具活动，通常是利用课外时间，而且一些教师给学生提供的专业指导有限。另外，虽然国家已出台政策减轻学生的课业负担，但对师生、生生互动，如共同探究、设计、体验等促进学生发展的学习方式，尚未给予足够的重视与支持。

（五）参与自制教具的学科范围有限

参与自制教具的多为物理、化学、生物等学科，而语文、美术、音乐等学科参与度较低，很少有多学科融合的成果。

五、自制教具在教育教学中的应用策略

（一）积极开展自制教具展评活动

随着教育教学改革的不断深化，教师要利用好自制教具的教学性、直观性、科学性、创新性、启发性特点，坚持以学生的发展为根本出发点，加强自制教具展品活动的宣传力度，提高学生对自制教具活动的认识，着力培养学生细心观察、善于思考、勇于尝试、敢于创造的习惯，积极组织开展自制教具研制活动，充分激发学生的实践创新能力。

（二）开设自制教具课程

要改变以往教师讲授实验原理、方法和步骤，学生按部就班操作的教学模式。教师需以学生为主体，使学生自发组成教具研发小组，开展个性化教育和学生选择性学习的自制教具课程。教师要给予学生专业的指导，引导学生提出假设、开展研究、寻求答案、修改完善、总结升华，在探究的过程中进一步提升学生的科学素养。

（三）多学科融合转变

以探究为目的，在各学科专业领域中寻找知识的契合点，尝试设立涉及多个学科专业知识的自制教具研究课题，由不同专业的教师指导学生开展各专业领域的研究。

（四）与信息技术相结合

1.新技术的融合

在将新技术融入自制教具时，其数字化、信息化、智能化的特点便会在信息表示和处理方式等方面展现出独特的优势。例如，教师通过使用传感器、红外感应器、计算机和无线网等，就能够快速采集、传输信息数据;或是通过物联网技术实现人与物、物与物之间实时的信息交换和通信，达到智能化识别、分析判断、监控管理的目的[4]。

2.新设备的引入

随着新设备的引入，自制教具既包含教学属性，又具有现代元素，设计更加新颖，操作使用更加简便。例如，新型的快速成型3D打印技术在教育领域发挥着积极的作用。与传统的制作方法相比，3D打印技术无须购置新的机械设备和制作模具，便能够根据模型数据，快速制作出具有较高精度和复杂程度的满足教学需要的一体化立体模型。其不仅制作周期短、成本低，而且能满足学生多样化和个性化的需求，充分发挥师生专业技术方面的优势，彰显师生的创新设计能力。

3.社会产品的整合

随著科技的迅猛发展，社会通用电器在自制教具中的使用比例显著增加，智能手机、激光笔、血压表、充电器等为自制教具的制作提供了便利且高效的选择。例如，我们在设计制作教具时可以选用充电宝作为教具的外部电源，它方便携带，在没有外部电源的环境下依然可以正常使用。

结语

作为教育的三大基石之一的教具，必须要与时俱进，因此，教师要积极开展自制教具活动，充分发挥自制教具的独特优势，促进各学科的有效融合，助力教育的高质量发展，为国家培养更多可靠的创新型人才。

[参考文献]

钱振华.基础与现代：新课标高中物理知识讲座集[M].上海：华东师范大学出版社，2015.

陈丽妹.浅谈自制教具在小学科学教学中的重要性[J].考试周刊，2019（1）：14.

肖启友，彭洪，肖丹，等.初中化学实验教学中自制教具的应用[J].中学化学教学参考，2021（9）：41-42.

杨建强，李学锋.信息安全基础[M].成都：西南交通大学出版社，2019.