浅谈如何开发自制教具
自制教具是教师、学生或其他人员根据教学需要，选用易得的材料，自行设计制作的教学用具或仪器。
自制教具属于教学仪器设备范畴，但不是工业产品，这个名称主要在我国和其它少数国家中使用，国际上一般将它归为廉价教具 （Low-cost Teaching Aids）中。
在历史上，应当说，最初的教具都是自制的，当有了一定数量的需求后，才转为工业生产。
至今，德国的一些大学仍保留有历史上的大科学家亲自制作的教学仪器。
一、自制教具的地位
1.自制教具在教仪器设备中的地位
上世纪八十年代教育部就已提出师资、教材、仪器设备是教育事业的三大基本建设。
起先，教学仪器设备主要是物理、化学、生物等自然科学实验教学的必备工具，它有利于学生建立科学概念、有利于学生探索科学规律，有利于培养学生求实精神和实际操作能力，所以学校里都配备有大量由工厂生产的教学仪器。
近些年来，不仅理化生和科学课教学离不开教学仪器设备，而且地理、数学、信息技术、语文、英语和体育、音乐、美术、劳动技术课教学等也越来越需要教学仪器设备。
但是在一般情况下，作为工业产品的教学仪器设备，具有既定的实验方法和严格的操作规程，这样，在很大程度上限制了教师和学生探索、创造的能动作用。
而自制教具由于没有固定的形式、实验方法、实验步骤，教师和学生可以根据教学需要，开动脑筋，自己设计，采用易得材料，动手制作教具，直接用于教学。
有时为了验证、探索某个自然规律，不同的教师和学生可能设计制作出几种形式完全不同的教具，运用不同的实验方法进行实验，殊途同归，得出同样正确的结论。
显而易见，采用自制教具比使用常规教学仪器，在开拓教师和学生的聪明才智，提高教学质量方面，具有独特优势。
需要强调的是，有许多自制教具是无须或不宜工业生产的，因此说自制教具是教学设备的一块重要的、不可缺少的领域。
2.自制教具在教学中的地位
大家知道，要想把教科书上讲的全部科学道理全部用正规的教学仪器来进行实验是有困难的，有时需要由教师根据教学要求、学校的条件、学生的认知能力，针对课程中的难点、重点内容，自己制作教具，以加强这些薄弱环节。
教师、学生在构思、设计、制作教具的过程中，必须开动脑筋，运用掌握的多方面知识，寻找大量的信息资料，经过反复的试验，甚至于经历失败的体验，方能获得成功。
这样的过程，实际上是一个潜心钻研，改革教学方法，提高自身知识水平的过程。
因此，自制教具在教学中有着一定重要的地位。
二、自制教具的作用
1.自制教具具有良好的教学法功能，它是教学活动中“永恒的课题”
教学实践表明，即使是条件好的学校，仅靠购买教学仪器产品，也难以满足教学法方面的需要。
这是因为教学对象是有差别的，教学方法要随教学对象的不同而改变，这是“因材施教”思想的体现。
工业生产的仪器只能满足教学的一般要求，很难满足具体教学的个别需要。
从教学法的要求来看，工业生产的教具总比教学法的最新发展有一定的滞后性。
为了解决教学中的难点和重点，有经验的教师会采用与教材不同的教学方法，设计出新的实验方法，这就要求制作出适合教学需要的自制教具。
在经济发达的工业化国家里，学校拥有的教学仪器无论在品种上还是在数量上都已能满足要求了，但是，他们仍然十分强调在教学中采用自制教具。
由此可见，自制教具决不是为弥补教学仪器不足的权宜之计，而是教学活动中“永恒的课题”。
2.自制教具活动可使教师和学生增长知识，提高动手能力，培养勤俭朴实的作风
因为在自制教具过程中需要不断地动脑筋，想问题，查资料，找材料，画图纸，需要应用木工、钳工、电工以及机械加工的基本技能进行制作，还需要向他人请教，不断改进。
3.自制教具为教学仪器的研究、改进提供了丰富的源泉
自制教具来源于教学实践，当它有了一定数量的需求，并符合工业生产的要求，就可以开发生产成为正规的教学仪器。
国内有不少的教学仪器就是由自制教具发展而来的，另外有些教学仪器在教学实践的检验中发现不能满足教学改革要求时也要在自制教具活动中得到改进和提高。
4.自制教具具有良好的经济功能，能节省大量的教育经费
很多教具都可以利用废旧材料自行制作。
例如，在初中物理教学中按照人教社出版的《初中物理自制教具》一书所介绍的制作方法自行制作教具，加上购买少量要求较高的仪器（如电表等），就可以完成课程标准所要求的全部实验内容，从而节省大量的仪器购置费用。
另外，有些结构简单、价值低、或需求量少的教具不适合工业生产，使用自制教具较为经济合理。
由于自制教具可以节省大量的仪器购置费用，这对贫困地区的学校普及九年制义务教育尤为重要。
现在，自制教具的内涵还扩展到对现有仪器设备的维修上。
教师对学校中损坏的仪器设备进行修复，或将同类型仪器进行拆拼，使死仪器起死回生，发挥出新效益。
三、自制教具与新课改的关系
在自然科学课程改革中有几个基本理念，其中两个重要理念分别是“体现科学本质”和“突出科学探究”。
大量的实验探究成为了各科学课程新教材的主要内容，在实验探究中，除了要活用或改革现有的教学仪器外，还有许多是需要教师和学生通过自制教具来进行实验探究活动。
因此，自制教具在这次课改中有着重要的地位和作用。
以中学物理为例，课程标准确定的物理课程目标为：“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”。
物理新教材的特点表现为；强调学生的探究活动，把科学探究的学习和科学内容的学习放到同等重要的地位，教材中包含许多开放性问题和实践性课题，充分体现“STS”的思想，注意人文精神的渗透，注意广大学生的知识面，形式生动活泼。
显然，上述课程目标和新教材的特点大多与自制教具有关，因为探究活动、实践性课题、STS等都需要自制教具。
新课改需要自制教具，自制教具又能促进新课改的深入开展。
新课改是全方位的改革，课程标准变活了，教材变活了，教法变活了，教学评价变活了。
传统的教学仪器难以满足这么多的灵活要求，大量有创新的自制教具必将涌现，从而促进新课改更深入的开展，因此自制教具在新课改中将起着重要的支撑作用。
四、怎样研制自制教具。
研制自制教具是科研范畴的工作，具体可分为四个步骤。
1.寻找课题：科研课题来源于教学实践。
研制者要吃透“课程标准”、吃透新教材，要有丰富的教学实践经验，根据课改和教学的迫切需要寻找、论证、最后确定课题。
选题好坏是科研能否成功、科研成果大小的前提条件。
2.设计和论证方案：确定自制教具课题后，首先要从科学思想、教具结构原理、设计方案和技术方案及其可行性、材料和元件的选取、制作方法和工艺等方面进行论证。
科学思想是指要研究的教具所依据的科学规律、实验原理、实验方法等。
然后画出草图或图纸。
这一步骤中，一定要对方案反复设计和论证，把问题尽量消灭在设计阶段。
3.制作教具：为了降低成本，尽量自己制作，或者合作制作。
在制作过程中，常常会发现上述第2步中的一些问题，需要及时修改方案或重新设计。
4.实验和改进：完成后的教具要经过多次教学实践去检验，要虚心听取意见并不断改进。
五、研制自制教具的原则
1.科学性原则：自制教具作品不能存在科学性错误和问题。
自制教具的科学性错误，
一种是用它做实验时，不能正确的反映自然规律；另一种是该自制教具作品的结构有科学性错误或问题；其次，使用的材料也可能带来环保或安全方面的问题。
2.创新性原则。
创新是自制教具作品的生命，怎样实现自制教具的创新，我认为有以下几点：
（1）实验内容、实验方法、教学方法方面的创新：基础教育中所要学习的自然规律是已知的，但是同样的自然规律可以采取不同的实验内容、实验方法、教学方法进行探究和学习，因此这方面创新非常重要。
（2）自制教具结构的创新：设计新颖、结构简单、取材容易、易于操作、外形美观、安全可靠、造价低廉，这些是结构创新所要遵循的。
（3）应用新技术、新器件、新材料、新工艺方面的创新：这方面一定要经济，实用，不能哗众取宠。
（4）实验室工具和教学用具方面的创新：近几年来创新制作新型适用的实验工具、教学用具也很受欢迎。
3.服务于教学的原则。
自制教具作品要有利于教学重点和难点的突破；有利于培养学生的创新意识和创新能力；有利于学生进行研究性学习；有利于学生理解知识和训练技能；有利于培养学生实验操作能力。
六、研制自制教具应注意的问题
1.切记把简单问题复杂化。
自制教具最大特点就是构思巧妙，取材容易，制作简单。
有的把自制教具搞成一物多用，一专多能，包罗万象，结果使教具失去特色；有的把简单的自然规律用复杂的工艺、昂贵的材料来制作，使用有十分繁琐，让人无法效仿，失去推广意义，这就弄巧成拙了。
2.自制教具的使用对象是学生，甚至是幼儿，安全、卫生、可靠十分重要。
比如一些带电操作的自制教具，绝缘保护要好；可能发生危险的部位应有安全防护装置；要避免采用有毒、有害人体健康的物资材料制作教具。
3.不能违反有关政策和法令，侵犯他人的权益。
比如带有无线电信号发射装置的教具，不能干扰通讯、军事指挥系统的正常工作；制作教具不可以会破坏自然环境、生态平衡；尤其是生物学科自制教具，决不能将国家规定保护的珍稀野生动物制成标本。
应用他人科研成果或设计思路制作教具时，应详细了解该成果技术是否申请专利，应用时属不属于侵权行为。
