《自制教具在初中物理有效教学中的应用研究》研究报告项目组一、项目建议书1、自制教具是教学过程中一个永恒的话题。从当今世界课程教学改革中，我们可以看到这样一个现象，无论发达国家还是发展中国家，都对教师和学生自己设计、制作的教具和低成本实验十分感兴趣，提倡使用现成材料进行实验已成为共识。自制教具在国际上通常被称为“无价”或“廉价”教具。“无价”是指它的使用价值，“廉价”是指它的经济价值。国内外教育界人士不但不会小看廉价教具，相反，还对其推崇备至、广泛提倡。国际上许多关于廉价教具的研讨会，都是作为教学原理和方法的学术活动而举办的。 有关资料显示，早在17世纪，人类开始建立学校制度时，就产生了教具。19世纪中叶，国际教育界就开展了自制教具的指导与评价研究，重视利用各种教具实现师生之间知识、信息的传递与转换，注重学生能力的培养和技能的训练。我国自制教具的发展也有着悠久的历史，始见于秦汉时期，但对自制教具的指导、评价与推广缺乏系统的研究，至今尚未建立起一套系统的自制教具指导、评价与激励体系与机制。2、自制教具的发展是落实基础教育课程改革理念的需要，自制教具的研究在广度与深度上都有着广阔的发展前景。
目前，我国基础教育课程改革如火如荼地展开，对于学生来说，使用自制教具进行实验具有亲切感、吸引力强、简单明了、容易凸显事物本质、富有创造性教育等特点，因此受到越来越多一线教育工作者的青睐，对其的研究也成为发展方向。为了实现教育目标、改革教学方法、提高教学质量，在全面贯彻教育方针、加强素质教育的实践活动中，自制教具贴近实体教学活动，生动活泼，堪称教育改革的“突破口”。但目前人们对实验用自制教具的研究，更多的局限于物理、化学等实验教学比重较大的教学学科，而忽视了它在其他学科可能发挥的更大作用；另外，目前的研究更多的是集中在操作层面，还没有上升到理论的高度，还没有形成完整的体系。因此，自制教具的研究在广度和深度上都有着广阔的发展前景。 3.研究依据 刘继明老师是江西省模范教师、省初中物理骨干教师、市级初中物理学科带头人、高级教师、理科教研组长。彭国新老师是市高中物理学科带头人、高级教师、县教研室副主任。王永根老师是省初中物理骨干教师、市物理学科带头人、中级教师。段春红老师是县初中物理骨干教师、中级教师、学校网络管理员。项目负责人刘继明老师曾参与省级科研项目2项（分别于2007年、2010年完成），发表教研论文30余篇。
彭国新主任在县物理教研室工作多年，具有丰富的教学科研经验，发表过多篇教学科研论文。王永根主任在学校工作多年，主持过市级科研项目2项，均已结题，发表过多篇教学科研论文。段春红老师发表过多篇教学科研论文。本课题组成员均具有本科学历，教育科研能力强，有参与科研项目的经验，是一支教学经验丰富、管理经验丰富、富有创新精神的团队，可以保证课题研究的顺利完成。二、理论基础1、课题定义自制教具包括教师自创教具和学生自创学具。有效教学是指初中物理教学要从学校和初中学生的具体实际出发，以学生充分进步发展为目标，制定适合学生进步的教学操作范式和更为全面的教学策略。 研究以行动中的研究、研究中的行动为研究重点，本课题研究致力于开展自制教具实践活动，提高教师专业水平，增强学生动手动脑能力和创造精神，将自制教具运用到物理教学中，力争促进有效、高效、效益的教学，实现相互学习，促进学生的全面进步和发展，培养学生基本的学术能力和健全的人格。2、认知结构理论：瑞典心理学家皮亚杰认为，任何认知活动都包含着一定的认知结构。 儿童认知的形成，既不是对外部对象的简单照搬（经验论），也不是主体内部预先形成的结构的独立展现（前形成论），而是主体与外部世界不断相互作用，通过同化（有机体把外部要素融入内部世界的过程）和顺应（有机体调整内部结构以适应特定的刺激环境的过程），引起个体内部图式—认知结构的变化，从而达到认知平衡。
3.建构主义学习理论：建构主义者认为世界是客观存在的，但对世界的理解和意义是由每个人决定的，人们根据自己的经验建构或解释现实，因此人们对外部世界的理解是不同的。建构主义更注重如何根据已有的经验、心理结构和信念来建构知识，强调学习的主动性、社会性和情境性，对学习和教学提出了许多新的见解。4.课程理论：本课题的研究丰富了新的课程发展理论。美国后现代主义者多尔认为课程必须强调开放性、复杂性和变化性。通过本课题的研究和实践，证明了课程是在过程中不断生成的，而不是固定不变的，必须强调教师和学生在课程发展中的主体作用。一方面，教师不仅是课程的实施者，更是课程的建构者。 教师必须出于专业需要参与课程的发展，这样课程理念才能真正融入教学过程，课程才能真正落到实处。另一方面，学生不仅是课程的接受者，更是课程的发展者，应结合自己的生活经历和履历情境去理解和体验课程，在理解和体验课程的基础上建构和创造课程。三、研究目标与研究内容 (一)研究目标 通过本课题的研究，我们致力于： 1.解决新课程标准实施过程中，因教材变化而产生的教学设备滞后或不足的矛盾。
2.探索初中物理自制教具与有效教学的课程资源开发模式。 3.构建自制教具的科学评价体系和师生共同开发的物理教学资源库。 4.进一步深化素质教育，推进课程改革，营造充满创造力和活力的校园文化氛围，常态化自制教具开发，培养师生创新精神和创造力。 （二）研究内容 1.关注自制教具开发：致力于自制教具开发，研究自制教具的特殊性、常见的制作方法与工艺、评价体系，推动自制教具开发的常态化。 2.关注自制教具在实验教学中的运用：研究其在创造新课堂教学中的重要作用；探索师生共同参与设计、共建的课程资源开发模式。整合具有指导意义和推广价值的自制教具和优秀案例。 研究报告 第2页共9页 3.从应用与成果推广角度:通过座谈、评估、教具推广等形式的推广活动和研究方法,开发出创新性强、科技含量高、使用方便、贴近教学、能很好体现新课程理念的教具,建设学校自己的物理课程资源库。 4.从促进师生共同发展角度:自制教具不但有利于提高教学质量,而且有利于教学方法的改革和人的素质的培养。这就要求我们从改革、创新、质量、素质培养的角度看待自制教具的积极作用。
四、研究方法 1.行动研究法：是指实际教育工作者在自然真实的教育环境中，按照一定的操作程序，综合运用多种研究方法和技术，以解决实际教育问题为首要目标的一种研究模式。研究者运用现代教育理论，系统反思自己的教学实践，深入实际，从现实中发现问题，直接参与从策划到评估的实际工作过程，观察自制教具、利用生活中易得材料进行的低成本实验在突破教学重点难点中的作用，及时调整、改进教具，不断完善教学方法。 2.案例研究法：是在研究对象中找出一个具体对象，对其进行调查分析，明确其特征及其形成过程的研究方法。案例研究不等同于典型研究，它不是通过个案看全局，而是从个别结论中推导出整体结论。即其直接目的不是要建立一般规律，而是要明确具体对象的固有状态。 案例研究与整体研究在教育科学研究中相辅相成。3、调查分析法：在综合实践活动实施过程中留学之路，主要运用调查研究法，发现综合实践活动实施中存在的问题，为综合实践活动提供更有力的指导；通过收集综合实践活动的实际材料，总结、推广活动过程中取得的成功经验，更好地开展综合实践活动，改进活动的实施；在某些情况下，综合实践活动如何与某一课程相衔接。
通过问卷、访谈等调查，了解研究情况并对这些原始资料进行科学分析，发现问题，寻找解决方案，不断优化研究方法。 4.经验总结法：总结经验教训，重视数据的积累，根据研究内容撰写阶段性研究报告和经验总结，建构科学的项目操作范式。 5.研究推进法：集中项目组的集体智慧，通过研讨会、成果推进会等方式引导项目健康、深入开展。 五、研究进展 本项目研究分为三个阶段 1.第一阶段：项目启动阶段（2011年11月—2011年12月）。 在项目准备阶段，由于项目组成员的积极配合，项目准备工作进展顺利，成立了由项目负责人和项目成员组成的项目研究组，项目组成员各司其职、分工负责。 （1）项目负责人集思广益选定研究课题，选定彭国新、王永根、段春红等具有项目研究能力的老师加入项目组。 （2）做好项目立项前的各项准备工作，完成项目申请工作。 2.第二阶段：项目实施阶段（2012年1月—2013年7月）。全面落实研究计划，对项目进行深入研究 （1）继续加强理论学习，提高教师理论水平。 （2）加大对教师专业技能的培训，如多媒体课件制作培训、网络技术培训、自制教具技能培训、实验技能培训等。 （3）致力于物理自制教具的开发，以及自制教具在有效物理教学中的作用研究，建设由师生自主开发的教学资源库。
开展一系列实践与研究活动： ①每学期初召开项目组成员研讨会，讨论本学期教材中哪些课题利用自制教具和现成材料进行实验可以达到最佳教学效果，列出教材实验和教具开发提纲。 ②组织实验精品课、示范课使用自制教具和现成材料。 ③组织学生自制教具展示评比，邀请专家点评、推荐优秀教具，供师生参加县级以上自制教具评选。 ④讨论某一具体教具的开发与应用。 ⑤召开自制教具及其在有效物理教学中应用的经验交流会。 （4）致力于研究巧妙利用生活中现成材料进行实验在根据课程需要突破重点难点中的作用，形成开发目录。 （5）探索自制教具与有效物理教学的课程资源开发模式，构建自制教具的科学评价体系。（6）通过座谈、评估、教具推广等研究方法，及时将项目成果应用到教学中，解决教学设备落后、缺乏的矛盾。每学期召开一次全校教具推广会：将教学过程中开发的具有普遍指导意义、对提高课堂教学效率有很大帮助的教具推广到全体教师。3、第三阶段：项目总结阶段（2013年8月-2013年9月）。整理、分析研究材料，撰写研究报告和论文，形成最终研究成果，顺利完成项目，争取获得优秀成果奖。
六、研究成果 两年来，课题组在各级领导的正确领导和专家的悉心指导下，理论联系实际，系统研究了自制教具在初中物理有效教学中的重要作用，取得了显著的成果。 （一）理论方面 1.通过本课题的研究，我们更加清晰地认识到自制教具对于新课程标准的实施具有十分重要的意义，自制教具的研究是一项值得大力推广的工作。 ①.自制教具的过程具有促进学生主动建构知识的意义。建构主义在当前国际教育领域有着广泛的影响。建构主义学习理论认为，学习是建构性的，学习的本质源于主体的实践活动，是主体通过活动内化经验，生成知识意义、建构人格精神的过程。比如，让学生自己动手制作一个简单的天平。 这一制作过程包括了学生在物理意义上对杠杆平衡状态的主动建构过程。自制教具活动实现了新课程标准要求的教学策略由以知识为中心转向以学生为中心，由“授课”转向“引发活动”，促进学生主体性的发展。 ②制作教具的过程可以培养师生的创新精神和科技意识。自制教具的设计是一项运用科技知识和教学经验的创造性活动。任何教具的设计者都要经过思考，然后提出想法、概念和设计。只要不是单纯的模仿，就会有创新。这种创新实践过程蕴含着制作者的创造精神。
对于学生而言，其实把生活中容易获得的材料、物品作为实验器材或稍加加工制成教具，运用到教学中，本身就是对学生的一种潜在的创造教育。重视和加强对学生创造能力、创新精神的培养，是新课程标准特别强调的重要目标，而自制教具活动在实现这一目标方面有着独特的作用。2、教具服务于教学，根据学生的实际情况，可以随意使用一些生活中的材料或物品，只要能最大程度满足教学的需要，对学生的学习有帮助，就是好的教具。很多物理实验都可以从生活中容易获得的材料中改编、借用，比如利用矿泉水瓶、水、锥体等，做液体压强与深度关系的实验。3、努力探索自制教具的评价机制，形成自己的评价模型。目前，国际上对自制教具的评价还没有一套完整的评价体系。 中国教育部在历次教具评估中都提出了一个最基本的选用条件，这个选用条件代表着最基本的要求，是指导地方评估教具的重要依据。虽然这个选用标准可能随着时代而变化，但可以借鉴历次自制教具评估的结果，作为评估的依据。评估标准：（1）教学性。应符合新课程标准初中物理自制教具集锦，有利于有效的实验教学，有利于学生理解和运用所学知识，有利于提升学生的实验动手能力。（2）科学性。
要符合科学原理，体现科学精神，有利于实验探索。（3）创新性。要设计新颖，制作巧妙，富有创意，启发性强。（4）实用性。要材料易得，制作简单，操作方便，现象明显，成本低廉，安全环保。（5）真实性。作品应是本人的成果，并已应用于物理教学实践，学生的作品可在老师、家长指导下制作，不得替代。我们评价教具时以此为依据，同时也注重动作评价，把实用性放在第一位。有推广价值的教具开发出来后，首先在教师中推广，如能被其他物理老师采用并用于教学，即为开发成功的教具。 （二）在开展部分初中物理教学中自制教具应用研究的过程中，项目研究人员认真学习教育教学理论，经常交流经验，边研究边总结，更新教学观念，提高理论水平和业务素质，构建新的教学方法。在研究过程中，注重培养师生创新精神和实践能力，终身学习的愿望和能力，培养敬业精神，养成尊重科技成果、尊重他人劳动的良好观念和习惯，解决了教育教学过程中的一些实际问题。1、自制教具节省开支初中物理自制教具集锦，在一定程度上缓解了新项目实施过程中由于教材内容变化快而造成的教具、仪器滞后的矛盾。自制教具的特点之一是不花钱或少花钱。
利用工业废料、日常生活废弃物制作或改造有用的教具，自然就成为低成本的教具或廉价的教具，在教育经费不足的情况下，可以弥补教具经费的不足。众所周知，随着教学改革的不断深入，教学内容也在发生变化，传统的教育已经跟不上教材变化的需要，很多教材在教学中已经不再适用，迫切需要增加新的教学仪器和实验设备，这是教学改革的需要，也是发展教育的需要。但新型教具的开发、研究、定型、生产需要一个漫长的过程，与教材相比，具有很强的滞后性，不能满足新的教学需要，自制教具就成为教师填补这一空白的重要手段。另外，现成的教具是工业品，在设计制造时要考虑成本和可加工性，往往做得很小、很紧凑、很复杂。 由于这些非教育因素的影响，教具的直观性和实用性必然会被淹没或削弱，因此有些工业教具的教学效果不如自制教具。两年来，我们通过多媒体课件评选、多媒体精品课教学等多种方式，积累了大量的优秀多媒体课件，初步建立了我校多媒体课件资源库。同时，充分利用学校资源，建设精品课和优秀教学案例资源库。课题组制定了利用自制教具和生活中易得材料改进物理实验的开发目录。师生们制作了许多优秀教具，其中大部分已在教师中推广。
2、在课题研究过程中，我们积累了一些自制教具开发的经验。首先，不要追求力、电、光、声、自动化等不容易制作的东西，也不要把它弄得越来越复杂。要正确处理课堂教学内容和演示实验的直观性、学生的接受度的关系，使它们相得益彰、相得益彰。研究报告第5页共9页课堂举例：段春红老师讲解浮力产生的原因时，老师演示实验的装置比较复杂，学生不容易观察清楚。课前，老师制作了如图所示的简单演示教具。把可乐瓶剪成漏斗状的容器，拧开瓶盖，用乒乓球轻轻堵住瓶口。往瓶里倒水，可以看到乒乓球浸没在水中，不浮起来。 盖上瓶盖，乒乓球因为底部充满水而浮起来，这种方式演示了浮力产生的原因，比实验室演示浮力的专用装置效果更好（专用装置操作难度大，故障率高，实验前还要讲一大堆关于它的结构的文字）。教具的作用是服务于教学的，而不是它有多漂亮，多专业，我们老师在制作和选择教具时一定要牢记这一点。随着信息技术的发展，电子教学媒体早已进入课堂，它弥补了传统教学在情境创设、时空转换、情感渗透、思维创新等方面的不足，显示出独特的优势，因此受到广大教师的青睐。但再好的东西，也不可能万能。教学千变万化，我们的教具也应该灵活多变，只要能服务于教学，帮助学生学习，就是我们应该追求的好教具。
在平时的教学过程中，我们教师要能随时留心观察生活，用发现的眼睛、思考的大脑去面对身边的事物，这样一定可以发明各种新奇独特的教具，给教学带来意想不到的好处。我们相信自制的教具在今天的教学中仍然发挥着很大的作用。二是要强调学生自己做、师生共同做。新课改强调教师是重要的课程资源，学生也是课程资源，要重视教师和学生在课程发展中的主体作用。一方面，教师不仅是课程的实施者，更是课程的建构者，教师要出于专业需要参与课程的发展，使课程理念真正融入教学过程，使课程真正得到实施。另一方面，学生不仅是课程的接受者，更是课程的发展者。 学生要结合自己的生活经历和履历情景去理解和体验物理课程，在理解和体验物理课程的基础上建构和创造物理课程。自制教具是师生采用简便易行的方法、就地取材自己制作的教具。教师自己制作教具是非常辛苦的，首先需要有职业精神，有目标、有追求，刻苦钻研，攻坚克难，精益求精。制作教具这个过程是对教师专业素养的考验。当学生参与制作时，哪怕是一件很简单的作品，也会不同程度地凝聚他们的心血，再加上互相之间可以比较，看看谁做的更好，无形中会激发初中生上进心的欲望。
第三，我们必须坚持将创新与学校购买的正式教学辅助工具，并由国家教学工具和设备部门制作，不仅是合格的，而且缺乏某些AURA，因此他们缺乏适应学生的需求的特征。在使用正式的教学与教学中的实际问题时，他们应该敢于改善和完善正式的教学辅助工具，以便使“摩擦”的效果令人惊讶。不利于建立概念。 后来，学生可以在图（a）中找到一个特殊的棕色刷子方式，学生的自主权将大大提高，认知能力将不可避免地得到增强，而创新能力也将得到改善。
①现代化设备的现代化提供了各种主题的教学方法。思维方式不足以建立许多无形的和无形的事物。例如，年轻的老师在质量阶级的比赛中取得了良好的成绩。 5.社会回应。多次，他们确认了我们的研究过程中的成就。
彭吉（Peng ）诸如彭吉（Peng ），刘·吉米（Liu ）和王·旺（Wang ）的教学辅助教学辅助工具，并获得了很好的教学成果，并获得了一致的称赞，并获得了班级的教师的良好成就，并获得了辅助教学成果。在最大的范围内，当前学校实验室的实验工具不足。了解物理概念和掌握物理定律。 他们中的两个在市政和县级赢得了一等奖； 16个学生制作的教学辅助工具赢得了学校级别的奖项。有5篇特殊的论文介绍了在市政级别以上的期刊上发表的3个课程，以实验性的教学辅助辅助教学辅助工具，这些自我制作的教学涉及各种物理学的领域，并将这些自我制造的教学辅助工具纳入实验室。 S出生后，就将S进入学校实验室，以便在教学中选择。
研究团队还一直在跟踪两年研究的自我制作的教学结果。 ADE的教学有助于自己完成教学的意识（4）。在他们的脸上。 自制的教学辅助工具的现象非常明显，这有助于理解身体概念和掌握物理定律。3。自我制作的教学能力对学生的创造性影响很大。实用的能力。基于研究的学习是一种创造性的活动，并且在这种微妙的影响下，他们的发展空间是生动活泼的。很难确保按计划的研究项目的进度得到充分进步。
2.缺乏必要的科学研究资金和激励机制。蚂蚁部门将注意解决这个问题。 5.教师有时无法放开他们的思想，项目研究仅限于实验课程，并且与常规班级的整合并没有得到很好的掌握。 IFIC研究。
