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自制教具以其材料来源广泛易得、造价低廉等特点，为教师课堂教学提供了有效的支撑。一些简单教具的自制，经过设计可以成为学生学习知识的一种方式，制作过程或最终作品亦可作为学生学习过程的评价内容，是落实物理学科核心素养、激发学生学习兴趣、培养学生动手能力的良好载体。
一、学生自制教具活动的设计原则
实用性原则。学生自制教具活动是指学生在教师的组织或指导下利用生活中易得材料制作满足教学或学习目标的实验器材。因此，学生自制教具的材料要容易获得，如采用生活中的废旧塑料瓶、橡皮筋、一次性吸管、笔芯等。自制教具的结构和工艺要简单，便于学生制作。在学生制作活动的设计中，鼓励学生最好能够直接利用废旧物品自制教具，树立环保意识和可持续发展观念。
学习性原则。学生自制教具活動是以完成学习目标为目的，因此自制教具的设计制作要有一定的要求，如明确制作目的、制作思路、制作要求、验收指标等，利于学生更好地完成自制教具。通过活动，学生学习科学知识，掌握科学方法和实验操作技能，培养科学态度、科学思想和科学精神。
科学性原则。学生自制教具的活动内容应符合学生的认知规律，体现学生现有的学习水平和学习能力，体现初中物理学科内容和物理学习认知过程。教师不能设计违背科学原理的活动，不能设计与国家现行法律、法规、道德规范有抵触的活动，不能设计危害人身安全、破坏环境卫生的活动。
二、学生自制教具活动的应用举例
（一）学生自制教具在课堂活动中的应用
在课堂教学过程中，学生自制教具可用于教学过程的引入环节。在引入环节，学生以比赛或微实验的形式进行自制教具活动。通过制作和体验，可以快速地营造课堂学习氛围，提高学生的学习兴趣和求知欲望，也可创设物理学习情境，以此激发学生的学习热情。
例如，在人教版《物理》九年级“焦耳定律”的教学中，教师便可设计学生自制教具活动，进而创设教学情境，通过学生的感知和体验，结合问题引入新课。
师：同学们，寒冷的冬季，环卫工人凌晨就已经开始清扫街道，你是否能够根据我们学习的电学知识，利用1副手套、5Ω和25Ω的电阻各1个、导线若干、开关1个、电源1个，设计一副电热手套呢？请以小组为单位开始电路设计。
教师到各个学习小组观察、指导，直至电路设计完毕。
师：哪位同学愿意分享你们小组设计的电路？
生：各位同学，这是我们小组设计的电路，将电源、开关和两个发热电阻用导线串联在一起，再将发热电阻镶嵌在手套上。
师：下面就根据所给器材，依据设计的电路，进行电热手套的制作，并思考电热手套通电后越来越热还是恒温不变，在通电时间相同的情况下，5Ω和25Ω的电阻哪个更热。
制作体验结束后，学生回答问题。
生：电热手套通电后越来越热。在通电时间相同的情况下，25Ω的电阻更热。
以此结合生活经验引入本节课的实验探究：电流通过导体时产生的热量大小与哪些因素有关？
此类教学活动的设计，消耗时间不宜过长，所用器材应少而精。根据学习目标，教师可准备统一规格的器材或由学生根据要求准备生活中简单易得的器材。自制教具的工艺应简单，注重实验现象和突出实验体验，以达到良好的教学效果。
（二）学生自制教具在课后作业中的应用
作品评价是一种体现学生综合应用知识和技能解决实际问题能力的综合评价，其中包括学生的小发明和小制作。在设计学生自制教具作业时，应根据《义务教育物理课程标准（2011年版）》明确自制教具的学习目标，并围绕学习目标制定自制教具的制作要求（如下表），可对应提出问题，注重对相关物理原理的考查，引导学生进行深度思考和探究学习。关于自制教具作品的评价，可结合自评、互评、师评等环节，以“实物作品+”的形式，采用实物作品结合作品说明书、研究报告、反思总结、现场展示评比等方法，提升学生的综合能力。
在设计学生自制教具作业时，应充分了解学生的制作水平和制作能力，明确制作要求，不应布置工艺复杂、操作危险的自制教具作业。简单的自制教具作业布置可不限制材料，给学生发挥想象力和创造力的空间。稍有难度的自制教具作业，教师可根据实际情况，给定材料选择范围、制作步骤及工艺，也可鼓励学生进行小组合作制作，或根据学生的学习和制作能力进行分层布置自制教具作业。
综上所述，在自制教具的过程中，学生通过制作过程学习物理知识，既提高了学习物理知识的兴趣，也有助于增强物理观念。通过合理的设计，引导学生动手制作，提高思维能力，倡导交流，对学生学习物理兴趣和综合能力的提升都会起到促进作用。
[本文系2020年度河南省基础教育教学研究项目“初中物理实验创新的实践研究”的研究成果（课题编号：JCJYB20060130）及2020年度郑州市教育科学研究教育装备和实验教学专项课题“初中物理微实验教学实践研究”的研究成果（课题编号：2020-ZBZX-015）]
（王巧玲系郑州市第四十二中学教师，吴学利、喻景灿系郑州市第八中学教师）
（责编 马孟贤）
一、学生自制教具活动的设计原则
实用性原则。学生自制教具活动是指学生在教师的组织或指导下利用生活中易得材料制作满足教学或学习目标的实验器材。因此，学生自制教具的材料要容易获得，如采用生活中的废旧塑料瓶、橡皮筋、一次性吸管、笔芯等。自制教具的结构和工艺要简单，便于学生制作。在学生制作活动的设计中，鼓励学生最好能够直接利用废旧物品自制教具，树立环保意识和可持续发展观念。
学习性原则。学生自制教具活動是以完成学习目标为目的，因此自制教具的设计制作要有一定的要求，如明确制作目的、制作思路、制作要求、验收指标等，利于学生更好地完成自制教具。通过活动，学生学习科学知识，掌握科学方法和实验操作技能，培养科学态度、科学思想和科学精神。
科学性原则。学生自制教具的活动内容应符合学生的认知规律，体现学生现有的学习水平和学习能力，体现初中物理学科内容和物理学习认知过程。教师不能设计违背科学原理的活动，不能设计与国家现行法律、法规、道德规范有抵触的活动，不能设计危害人身安全、破坏环境卫生的活动。
二、学生自制教具活动的应用举例
（一）学生自制教具在课堂活动中的应用
在课堂教学过程中，学生自制教具可用于教学过程的引入环节。在引入环节，学生以比赛或微实验的形式进行自制教具活动。通过制作和体验，可以快速地营造课堂学习氛围，提高学生的学习兴趣和求知欲望，也可创设物理学习情境，以此激发学生的学习热情。
例如，在人教版《物理》九年级“焦耳定律”的教学中，教师便可设计学生自制教具活动，进而创设教学情境，通过学生的感知和体验，结合问题引入新课。
师：同学们，寒冷的冬季，环卫工人凌晨就已经开始清扫街道，你是否能够根据我们学习的电学知识，利用1副手套、5Ω和25Ω的电阻各1个、导线若干、开关1个、电源1个，设计一副电热手套呢？请以小组为单位开始电路设计。
教师到各个学习小组观察、指导，直至电路设计完毕。
师：哪位同学愿意分享你们小组设计的电路？
生：各位同学，这是我们小组设计的电路，将电源、开关和两个发热电阻用导线串联在一起，再将发热电阻镶嵌在手套上。
师：下面就根据所给器材，依据设计的电路，进行电热手套的制作，并思考电热手套通电后越来越热还是恒温不变，在通电时间相同的情况下，5Ω和25Ω的电阻哪个更热。
制作体验结束后，学生回答问题。
生：电热手套通电后越来越热。在通电时间相同的情况下，25Ω的电阻更热。
以此结合生活经验引入本节课的实验探究：电流通过导体时产生的热量大小与哪些因素有关？
此类教学活动的设计，消耗时间不宜过长，所用器材应少而精。根据学习目标，教师可准备统一规格的器材或由学生根据要求准备生活中简单易得的器材。自制教具的工艺应简单，注重实验现象和突出实验体验，以达到良好的教学效果。
（二）学生自制教具在课后作业中的应用
作品评价是一种体现学生综合应用知识和技能解决实际问题能力的综合评价，其中包括学生的小发明和小制作。在设计学生自制教具作业时，应根据《义务教育物理课程标准（2011年版）》明确自制教具的学习目标，并围绕学习目标制定自制教具的制作要求（如下表），可对应提出问题，注重对相关物理原理的考查，引导学生进行深度思考和探究学习。关于自制教具作品的评价，可结合自评、互评、师评等环节，以“实物作品+”的形式，采用实物作品结合作品说明书、研究报告、反思总结、现场展示评比等方法，提升学生的综合能力。
在设计学生自制教具作业时，应充分了解学生的制作水平和制作能力，明确制作要求，不应布置工艺复杂、操作危险的自制教具作业。简单的自制教具作业布置可不限制材料，给学生发挥想象力和创造力的空间。稍有难度的自制教具作业，教师可根据实际情况，给定材料选择范围、制作步骤及工艺，也可鼓励学生进行小组合作制作，或根据学生的学习和制作能力进行分层布置自制教具作业。
综上所述，在自制教具的过程中，学生通过制作过程学习物理知识，既提高了学习物理知识的兴趣，也有助于增强物理观念。通过合理的设计，引导学生动手制作，提高思维能力，倡导交流，对学生学习物理兴趣和综合能力的提升都会起到促进作用。
[本文系2020年度河南省基础教育教学研究项目“初中物理实验创新的实践研究”的研究成果（课题编号：JCJYB20060130）及2020年度郑州市教育科学研究教育装备和实验教学专项课题“初中物理微实验教学实践研究”的研究成果（课题编号：2020-ZBZX-015）]
（王巧玲系郑州市第四十二中学教师，吴学利、喻景灿系郑州市第八中学教师）
（责编 马孟贤）