自制教具讲座一.docx
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自制教具讲座一
自制教具讲座一
第一章教具
第一节教具史话
教育界的人士通常把教师、教材、教具统称为“教育中的三大基本条件”，意思是说校舍、校园建设固然要投入经费，被列为基本建设，但是办教育光有校舍和校园还远远不够，接下来，最具有教学特色的基本条件就是教师、教材、教具。
既然教具是重要的办学条件之一，我们就要认识它、利用它、发展它，使之在教育事业中发挥作用。
教具有它的特点和发展规律，有丰富的内涵和悠久的历史。
一般说来，凡是有教学过程的地方就可能有教具，只不过出现的形态、方式、功能、地位作用不同而已。
伴随着人类社会进步，科学技术发展，教育制度的变化，教具也由原始萌芽状态，逐步发展变化而日渐成熟化、系统化，从下面若干事例可以发现，教具也有一部发展史，在等待人们去发掘。
（课题：
“安徽教具发展史”）
早在秦汉时期，由于军事和耕作与生活的需要，人们比较注意观察天象。
汉宣帝时，耿寿昌以铜铸成演示天象的仪器──浑象。
后来，东汉杰出的科学家张衡（公元78－139年），用漏壶计时并利用它的等时性，使浑象每天均匀地绕轴旋转，自动地把天象演示出来，可以称得起现代学校使用天象仪的始祖。
到过甘肃武威的人，有可能看到雷台出土的东汉“马踏飞燕”，它是东汉名将马援养马时对马匹的外形研究后，制造的良马模型。
良马等级为“鸟”一级，属最上乘者，形容马快得可以同疾飞中的鸟相比。
这种模型，就其作用而言，和目前学校里保存的动物模型在本质上是一样的。
宋代科学家沈括（1031－1095）用纸人做共振实验，证明弦线的基音与泛间音的共振关系，这个声学实验比欧洲人做类似实验早好几个世纪。
沈括在野外勘察时利用木屑或蜡塑制成立体地图，回府后制成木刻的立体地图。
此事得到朝庭的重视，推广到各边州“皆为木图藏于内府”，这种立体地图的出现比西欧早七百多年，和目前学校里使用的立体地形仪同出一辙。
宋天圣四年（1026年）医学家王帷一铸造了铜人模型，刻示经腧穴位，又绘制十二经图“以诲后学”。
使用时向铜人体内注水，表面涂蜡，再给铜人穿好衣服，练习针刺穴位，刺中则漏水。
这是一件传授针灸术的绝好教具，当然也说明它是在针灸术非常发达的条件下，才能出现的工具。
西安碑林中有一块1136年的石碑，正面和背面分别刻有“华夷图”（相当于世界地图）和“禹迹图”（相当于全国地图）,二图长宽都各约0.77米。
“华夷图”上记有“岐学上石”等字样，说明这两幅图都是教学用图。
天文学家郭守敬（1231－1316年）同时又是一位仪器发明家，元代创建“授时历”时，郭负责仪器制造和天文观测。
他一生中创造出圭表、简仪、仰仪、七宝灯漏、星晷定时仪、水运浑象、明食仪、玲珑仪等为后代世人所敬重。
郭在组织大规模观测地球纬度和节气时，设了许多观测台，就是使用这些仪器传授天文知识和观测技艺的。
元末封建社会制度下，商业交往比以前发达，它带动了数学的发展，在算术上由筹算为工具，发展为珠算法，当时流行的算盘，一直传到今天仍是小学不可缺少的数学教学工具。
中国四大发明之一──指南针，在宋元时期的航海中得到使用，船上使用水罗盘，“磁针横贯灯芯涂于罗盘水面之上”，这种水浮磁针，传到欧洲得到充分肯定。
现在我国的小学生在做磁性实验时，也用塑料托起磁针，真可谓“异曲同工”。
明清时期为了计算降雨量，厘定的雨量计，是用黄铜做的园筒，可谓世界上最早的雨量计，现在学校里还使用相同式样的雨量筒，只不过使用的材料和尺寸不同而已。
类似上述事例在欧洲也不难找到。
近代力学的创始人伽利略（1564－1642），亲自制做了一架放大32倍的望远镜，首开用仪器直接观测天体的先河，同时给太阳中心说以有力的支持。
有名的自由落体实验证明加速度与质量无关，推翻了被人们信奉1700年之久的亚里士多德关于落体加速度与质量成正比的臆说。
至今在中等学校里还在做自由落体实验。
牛顿力学三定律所做的实验被后人作为经典实验保留下来，目前学校里有成套的实验仪器。
十七世纪Ｊ、Ａ夸美纽斯用皮革制成人体模型进行教学，瑞士的Ｊ、Ｈ斐斯泰洛制成算术盘用于教学，这些都是初始的直观教具。
早年德国格里克市长利用两队马匹同时向两个相反方向拉动抽掉里边空气的由两个空心铜半球组成的园球，用来证明大气有压力。
至今仍在学校里进行这个有趣的实验，使用的教具和当初的差不多，只不过小了一些。
人们都知道瓦特发明了蒸气机，当时瓦特是在英国格拉斯哥大学当机械师，学校里有一种叫做“蒸气唧筒”的教具，受其启发，瓦特先研制了蒸气机模型，后来发明了蒸汽机。
教育界又把蒸气机模型列为中学实验仪器，从这个互相启发互为因果的故事，可以看到教具对人们成长和科技进步的影响力是无形的，也是巨大的。
十七世纪欧洲发生了产业革命和科学技术革命，自然科学随之进入到“近代科学阶段”。
与此同时，新的教育制度出现了，各地都在办学校。
为了向学生传授当代的科学技术知识，经过许多人的不懈努力，逐步研制开发出一整套教学仪器，主要是自然、物理、化学实验用仪器，还有数学、生物、地理、矿物等课程用的实验仪器、模型、标本、挂图，形成了新一代的，比较完整的教具体系。
由于十六、十七世纪的中国受封建社会的桎梏，科学技术落后于欧洲，到了十八世纪以后，差距越拉越大，民族工业和自然科学技术十分虚弱，清末明初，兴办新学，欧洲和美国的理化生仪器传到了中国，在新学堂里广为使用，此时的科学仪器馆，发挥了积极作用。
新中国诞生，为教具发展带来了勃勃生机，中国政府一方面集中对残存地教具制造力量加以改造，另一方面由教育部投资筹建了六个教学仪器制造工厂，配合当时的教材，成套开发生产教具，供销给学校使用。
为我国的教具振兴打下良好基础。
科技进步日新月异，教育改革日趋深化，教具在近一、二十年里，又发生了很大变化，主要表现为：
一、教具的使用范围扩大了。
过去教具主要在中学理科教学和小学自然中使用。
现在数学、语文、音乐、体育、美术、劳动技术、地理、特教、职教中都在使用。
二、使用者不限于教师，在更多的情况下是让学生做实验或练习。
三、使用场所不局限在讲台上或实验室里，在整个校园范围内，甚至走出校园。
四、品种规格比以前大大丰富起来。
不仅有实验仪器、模型、标本，还有各种实验设备、材料、工具以及各种声像设备、训练器材、多媒体计算网络等。
五、制造技术和材料选用上也提供了较好的条件，为发展使用新产品开创了良好的环境。
六、教具作为知识载体和传递媒介，包容的信息量越来越多，传递速度也越来越快。
七、随着教育改革和教育技术的发展，教具在教育事业中所占的地位正在提高，日益被人们重视。
上述变化说明了教具是在社会进步教育事业发展中成长的。
可以预计未来的教学活动，将越需要教具的支持，教具本身的发展也将越来越壮大，内容丰富、前景广阔。
第二节教具的定义
由于工作需要，我们有必要把教具的内涵和外延明确起来，对教具给予明确的解释。
《中国大百科全书》对直观教具的解释是“教学是为学生提供感知材料的实物、模型、图表等教学用具”。
《ＺＢＸ51001－88教学仪器产品一般质量要求》中对教学仪器解释为“教学仪器是具有教学特点，体现教育思想，主要在教学中使用的实物和模型等直观教学用具。
”
上述两种解释虽然对教具的内涵和外延说得并不十分严密，但都抓住了教具的基本特征，突出了教具的教育性和直观性。
教具的教育性包含着教育思想、教育目标、教学内容和教学方法等要素，它渗透在教学的全过程当中；直观性包含着人体感官的直接感受以及感知的方式方法。
教育性和直观性是教具的本质。
两者相辅相成，缺一不可。
教具的主要使用范围在于教育教学过程，但是作为一类物化了的器具，它又和仪器特别是科学实验用仪器有共同之处。
恩格斯说：
“仪器能够使人类的感官所不可感知的运动，转化成我们能够觉察到的运动”。
而我们设计制造仪器，实际是引进“媒介物”并运用一定科学原理和科学方法使各种运动量转化为感知的形态如空间刻度、数值显示、运动轨迹等等，它的产生凝结着或体现了科学道理，所以我们又可以说“仪器是人的理性方法的物化”。
仪器是如此，教具也如此，每一件教具都渗透、凝结和体现了科学道理。
那么，教具除了有教育性和直观性之外，还必须具有科学性。
只不过这些科学性寓于教育内容之中而已。
基于上述理解，我们给教具做如下定义：
“教具是在教学过程中，具有教学特点，体现教育思想、教育目标、教学内容和教学方法的实物、模型等直观教学用器具以及实验训练器材”。
需要指出的是这里对教具的定义是从教育学的根本原则出发去定义的。
有人从字面去理解，以为教具是“教师使用的器具”，从而把学生使用的东西叫做学具，这种按使用对象划分方法，会造成对教具的片面理解，事实是教具使用的对象包括着教师、学生两个方面。
还有按教具的繁简程度来划分，把比较简单的叫做教具，复杂一些的叫做教学仪器，显然这种看法没有抓住教具的本质。
在我国通常把教具、教学仪器、教学仪器设备等同起来使用，在不同场合下分别使用，三者没有本质上的区别。
随着时代的发展，大教具概念的出现，我们把教具、教学仪器、教学仪器设备三者比较起来，教具更富有概括性，更能反映教学过程中的需求。
第三节教具的功用
教育心理学指出：
“学生对知识的理解是通过思维实现的”，只有在丰富的、典型的、正确的感性材料的基础上才能更好地进行比较、分析、综合、抽象、概括、从而理解事物的本质与规律。
所谓正确的感性材料，首先应具有直观性，即通过实物直观、模象直观、言语与实物、模象直观相结合等形式去伪存真，由表及里，由现象到本质，由浅及深，由个别到一般的感性材料。
从知识的学习过程来看，一类属于认识过程；一类属于学习参与过程。
在认识过程中感觉和知觉是首位，是前提条件，没有它学习过程将无从开始。
在学习参与过程方面，首先必须充分调动学生学习的积极性、主动性，引导学生注意学习，保持饱满情绪。
培养顽强地学习精神和自觉性，提高学生的学习兴趣，轻松愉快地完成学习和训练任务。
特别在培养正确的学习习惯、良好的学习方法时期，正确把握学习参予过程尤其重要。
在以上两类学习过程中，正确运用教具会产生奇特的功效。
一、抽象的概念形象化
学生在学习过程中，要在较短的时间内，接受人类的认识成果，为进一步认识和改造世界打好基础。
人类的认识成果是由许许多多的概念表述的。
即使是接受初等教育的小学生，所学的知识很浅，但也都是抽象的，在以形象思维为主要思维方式的小学生中，建立概念光靠教师讲述是不行的。
很多看不见摸不着的东西是要靠教具把它们演示出来。
例如，地球是圆的、中国在北半球、四季的成因、磁铁的性质、肺能呼吸、根能吸水，圆周率、恐龙等等，很难用语言讲述清楚。
如果使用地球仪，月地运行仪，磁铁、钟罩、烧杯、尺子、恐龙模型或挂图，教师就能运用这些教具引导启发学生顺利地、准确地理解上述概念。
二、启发思维
教具的直观性并不满足于提供感性材料。
其重要的目的之一是启发积极的思维。
充分和典型的感性材料会促使学生顺利地实现正确思维,从而进一步理解事物的本质与规律。
用摩擦起电的方法使塑料板吸着纸片，使氖管发出闪光，摇动起电机打出电火花，学生通过积蓄电量产生空中放电发出光和声等现象，会进一步思考雷鸣闪电的道理。
通过空气对流的实验会理解大气中风的形成。
对不同物体通电的实验会使学生理解到物体分为电的良导体、不良导体和绝缘体。
通过许许多多教具的演示与实验，学生会对人类理性思维和分析、综合、归纳、演绎、抽象、比较、类比等思维方法，得到初始阶段的培养和训练。
并从小打下理论来源于实践的思维和活动的基础。
三、学生进行科学实验的物质条件
“科学实验是自然科学研究中心的一把解剖刀”。
小学生使用教具做实验，与成年人的科学实验不同，它是通过初浅的科学实验的实践活动进行学习，既可以验证一些定律、原理、法则，学好知识，又能养成尊重科学、树立科学的自然观。
使用教具制取氧气，并证明氧气可以助燃；通过拆装摆弄人体模型了解自己的身体；使用电器零件搭接成简单电路；使用机械零件了解杠杆原理和滑轮、斜面省力的道理；用几何形体帮助建立物体的空间概念等等，都离不开教具。
四、学生得到实验动手能力的训练
学生不单学习知识，还要接受训练，提高他们的能力与技能。
调查表明，我国学生的实验动手能力较差，应引起足够的重视。
学生使用酒精灯、喷灯、温度计、放大镜、显微镜、天平、弹簧秤、电池、电表等等做各种实验，无疑会提高他们的实验动手能力。
其他如写字、作文、打算盘、算术运算、外语学习、手工作业、图画、演奏、体操、劳动、文明礼貌、课外活动等等，都要有相应的器材和设备，而且这些器材和设备都要符合学生年龄特点和服务于教学目的。
缺乏实验器材或不使用基本的教具是很难完成教学计划，充分利用教具自然会强化能力和技能的培养。
五、增强记忆
心理学研究表明，学生手脑并用和多种感官的刺激，会强化大脑的记忆功能。
生动的、有意义的材料比抽象无意义的材料容易记忆并保持持久。
教具的使用就其使用过程和结果，自始至终都能较强地吸引学生的注意力和实验参与，它比单纯看电影、电视和老师讲述、板书的记忆延续时间要长得多，有些深刻的印象会终生难忘。
六、引导学生亲身体验，勇于实践
教具不单是人工生产的器具，许多自然物也可以作为教具来使用。
这就会促使学生去接触大自然，去联系实际。
在教师指导下，到野外捕捉一些昆虫或采集些植物来观察，这样做的效果要比在课常上把知识告诉给学生说“昆虫有六条腿”“叶片有网状叶脉”等要好得多。
如果让生活在农村的学生亲自观察昆虫的生活史是成虫─卵─幼虫─蛹─成虫，了解昆虫的生活习性，那么学生不仅学到知识，还能在预防和消除病虫害方面，联系实际发挥积极作用。
这时，学校要准备好采集捕捞工具、放大镜、显微镜等等教具。
七、使学生进入宏观和微观世界
科学实验对物体的观察往往要进入到宏观和微观领域。
在小学阶段需要用天文望远镜看星空，用摸拟的办法做出了月地运行仪和月相观察箱，看日蚀和月蚀。
要用显微镜观察水中的浮游生物、植物的细胞。
这些把被观察的物观放大和缩小的功能，只有教具才能办到。
当然，上述知识可以使用图片、音像资料，微机等实现，但毕竟以学生亲自参与观察为最好。
从大教具概念的角度看，图片及声像器村也是教具。
八、缩短时空界限
现代教育技术手段，能够跨越时间、空间的界限，传递大量信息。
用各种声像资料和计算机软件，采用现代信息传递技术，大大扩展了受教育面，计算机网络可以随时得到异地的学习材料和信息，电子评价器械可以及时了解学生学习进度和掌握学习内容的水平。
以上几点是教具在教学过程中可以发挥的主要作用，它的最终效果在于提高和改进教学方法、教学质量，增强教学效果。
在提高学生素质，培养科学求实精神，提高实验动手能力，在加强非智力因素以及美育等方面都有好处。
第四节教具的种类
教具的种类很多，其主要类别如下：
一、实验仪器：
按使用对象区分为教师演示仪器和学生实验仪器。
按学科可分为小学自然仪器、物理实验仪器、化学实验仪器、生物实验仪器、天文学仪器和气象仪器等。
二、模型：
人体生理卫生模型、植物模型、地理模型、天体模型、化学结构模型等。
三、标本：
浸制标本、剥制标本、干制标本、透明标本、玻片标本、岩石标本、矿物标本、塑封标本等等。
四、电教器材：
投影器材、电影器材、录音器材、录像器材、语言训练器材等。
五、体育器材：
学生体测器材、室内体育器材、户外体育器材、体能训练器材。
六、音乐舞蹈器材：
乐理示教器材、音乐教室设备，校内吹奏乐器、舞蹈训练器具等。
七、美术器材：
绘画、手工制作、泥塑器材。
八、劳技教育器材：
学生用手工工具、示教板、学生用机床工作台等。
九、计算机教学设备：
微机、多媒体教学网络等。
十、科技活动器材。
十一、挂图、卡片、活动挂图。
十二、教室、实验室设备。
由于教具的品种规格很多，一般采用复合分类法，即把按用途分类和按形态分类结合起来，国家教委公布的教学仪器配备目录多采用这种方法。
《小学数学、自然教学仪器配备目标》的分类如下：
0.计算仪器1.通用仪器2.专用仪器3.模型4.标本5.挂图6.玻璃仪器7.药品8.其他实验材料和工具
有时由于特殊需要，人们往往采取某些特殊的分类。
如日本就有下列分类法：
1.一般用教具：
教室和实验室备品，课桌椅、实验台、黑板、柜橱等。
2.直接经验用教具：
⑴计算器具⑵实验器具⑶野外、课外观察调查用具⑷标本⑸教学模型
3.间接经验用教具：
⑴模型：
人体模型、地球仪、花的构造以及其他直接观察有困难的的模型。
⑵投影器：
幻灯机、书写投影器、实物投影器。
⑶电影放映机⑷电视机⑸教育机器⑹计算机
4.准备用教具及消耗材料。
主要是工具容器、机械设备：
如金工、木工、电工工具箱、采集工具、捕捞工具、热合机、干燥箱等。
教具分类的目的有两个：
一是从中掌握规律，了解整体与个别的关系；协调各类教具的功能，互相补充、综合利用。
二是便于管理。
在教具的使用过程，任何教具都有科学技术知识寓于其中，这些知识要有一定的“载体”与教具相配合，通常我们把它比喻为“软件载体”。
从大教具概念出发，教具还有“软件”与“硬件”之分。
在教具使用中还要有一些辅助材料、消耗材料与之相配合，这些物料虽不能称之为教具，但其中在教学中使用并与实验仪器相配套的物料，应包括在教具范围之内，称之为“教具辅助材料”。
第五节教具与教材
教具与教材的关系十分密切，两者“形同手足”、“相辅相成”。
通常在学校里使用的教材，其内容是根据教育目标、教育计划、课程设置和教学大纲决定的。
使用对象是教师和学生，几乎人手一册。
教材的主要形式是教科书、辅导材料和参考书。
它的主要生产工艺是印刷技术。
随着科技进步，近年来出现了“电子图书”或称“电子出版物”。
在制造技术和使用方法上与传统的印刷出版物相比有很大差异。
尽管如此，教材的基本特点仍无大的变化。
教具的内容同样是根据教育目标、教育计划和教学大纲决定其取舍的。
这是教材、教具的共性，不同之处在于内容的表现形式、结构形成、制造工艺、使用过程、购置与管理方式等方面，两者有明显差异。
一套好教材必须有相应的教具与之配合才能相得益彰。
同样一套好教具可以使教材的结构合理化，内容更加生动有趣，节省文字叙述，教材可以使教具更有根据，并在理论概括方面赋予内在联系。
（课题：
华东版初中物理义教课本配套实验室的建设）
我国一直把教具与教材分别由不同部门和事业单位来管理。
其研究开发与生产供应的渠道也不同。
有的国家对教材的区别并不十分严格，常把它们相提并论。
日本的《教育事典》中介绍说：
“教具和教材区别并不明显”，特别在初等教育阶段里，“教材教具”，一词时有出现。
美国在初等教育中，虽然有教科书，但同时出版发行大量的教材教具合一的“教育材料”，广为应用。
我省要求中小学生自备学具和制作材料就是这个道理，虽然，学生在小学和初中阶段多花了家长几十无钱，但教育工作者不能没有主见。
随着技术进步，电化教学及计算机技术的发展，相继出现配套“软件”或称“声像教材”、“电子出版物”等等。
这些产品兼有教材、教具的两重性。
这种新出现的“结合部”，使教具的概念扩大化了。
这种新的发展更加密切了教材、教具的关系，形成了“大教具概念”的有力依据。
有人形象地比喻上述“结合部”的关系：
“假如不考虑教科书中的内容，把它看成是一叠纸，在实验中用几本书垫高仪器做实验，这时的教科书就成了教具；假如不考虑录音磁带的形式及使用方式，那么磁带里面的信号就是教材”。
教材的改革促进了教具改革，好的教具自然也会丰富教材的内容。
教师在选用教材的时候，要想到使用什么教具？
使用教具时，一定要明确它该表达、体现哪些教材内容？
二者必须兼顾，通盘考虑，也就是要充分发挥两方面的作用，真正做到“相辅相成”。
第六节教具与教法
“工欲善其事，必先利其器”，教具与教学方法是休戚相关的。
教师在教学过程中自觉或不自觉地使用某种教学方法，这时教具常常成为这种方法的“支持者”。
“因材施教”、“教无定法”，教学中虽然有各种各样的方法，但不应拘泥于一种方法。
同样，教具也不应该是单一的品种规格，同一个课程内容可能有多种教学方法并出现多种多样的教具。
教学方法的多样性决定了教具的多样性。
例如：
利用投影仪和投影片讲解地理知识，利用电视机收视外语讲座，这是电化教学方法；教师在授课时边讲解边演示指导学生在教室里操作，这是并进实验方法；在实验室里用显微镜观察叶子的气孔是一种实验观察法；利用仪器和药品制取氧气并观察其性质是实验教学法；学生利用硬纸板和小镜做潜望镜是结合自然科学知识的手工劳动教学法；师生带着采集工具和放大镜到野外采集观察生物，回来制作标本，这是直接接触大自然的考察方法，可以说教学方法多种多样，异彩纷呈，教具形式各有千秋，不一而足。
（课题：
中小学演示实验的改进和替代）
由于教学方法的实施需要教具，反过来教具也靠教学方法的变化得以有效地利用和发展，因此，教学方法的改革必然会带动教具的改革。
例如，针对我国学生的实验动手能力较差的情况，需要加强实验教学，应当特别注意充实和改善学生实验，由此带动了学生实验仪器的发展。
教具小型化，提高教具的可操作性就成为一种导向。
又如一些地方在提倡“愉快教育”，把启发式教学搞得更生动一些，从而对教具就产生了“一物多用”，“组合式”的变化，以便给学生提供更多动手机会，发挥他们的想象力。
安徽省“教坛新星”评选活动中，获奖者无一例外的都应用了大量的教具，丰富了教法。
近年来，随着微机教学渗透到各个学科，必然会促使教学方法发生很大变化，这也证明教具对教学方法的改革也有它的积极促进作用。
巧妙地利用教具，对缺少经验的教师来讲是要有一个学习摸索的过程。
教师首先要认识到教具是凝结科学技术知识的载体，它反映设计家的意图和教学内容，要想吃透它，就得充分认识它的重要性，了解它的各种功能，然后才能得心应手地使用它。
美国教育家布鲁纳在《教育过程》中指出：
“教师作为传播者，模范和典型人物，他的任务可以灵活地运用种种装置来支持，用这种装置（教具）扩大经验，阐明它并使它含有个人意义。
”说的就是这个道理。
第七节教具与实验观察
教具与实验几乎是分不开的。
使用教具除了形象化地讲解一些知识外，主要是用它来做实验。
没有教具，实验就成为一句空话；没有实验，教具几乎无用武之地，无的放矢。
观察虽然与实验有所区别，但是它们都对教具有很大的依赖性。
“仪器是人的感官的延长”，没有合适的实验观察手段，光凭人体感官很难进行实验与观察。
实验的全过程应该包括以下基本步骤：
一、明确实验目的二、进行实验的设计三、实验的实施四、实验结果的分析和处理五、对实验结果作出理论解释
观察至少包含有感知、判定和观察陈述等简单要素。
在实验与观察中，其成功与失败的关键，固然在两个步骤，即理性思维和准备工作的细致程度，但在第三项实验的实施当中，
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