《自制教具在初中物理有效教學中的應用研究》研究報告項目組一、項目建議書1、自制教具是教學過程中一個永恒的話題。從當今世界課程教學改革中，我們可以看到這樣一個現象，無論發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，都對教師和學生自己設計、制作的教具和低成本實驗十分感興趣，提倡使用現成材料進行實驗已成為共識。自制教具在國際上通常被稱為“無價”或“廉價”教具。“無價”是指它的使用價值，“廉價”是指它的經濟價值。國內外教育界人士不但不會小看廉價教具，相反，還對其推崇備至、廣泛提倡。國際上許多關于廉價教具的研討會，都是作為教學原理和方法的學術活動而舉辦的。 有關資料顯示，早在17世紀，人類開始建立學校制度時，就產生了教具。19世紀中葉，國際教育界就開展了自制教具的指導與評價研究，重視利用各種教具實現師生之間知識、信息的傳遞與轉換，注重學生能力的培養(yǎng)和技能的訓練。我國自制教具的發(fā)展也有著悠久的歷史，始見于秦漢時期，但對自制教具的指導、評價與推廣缺乏系統(tǒng)的研究，至今尚未建立起一套系統(tǒng)的自制教具指導、評價與激勵體系與機制。2、自制教具的發(fā)展是落實基礎教育課程改革理念的需要，自制教具的研究在廣度與深度上都有著廣闊的發(fā)展前景。
目前，我國基礎教育課程改革如火如荼地展開，對于學生來說，使用自制教具進行實驗具有親切感、吸引力強、簡單明了、容易凸顯事物本質、富有創(chuàng)造性教育等特點，因此受到越來越多一線教育工作者的青睞，對其的研究也成為發(fā)展方向。為了實現教育目標、改革教學方法、提高教學質量，在全面貫徹教育方針、加強素質教育的實踐活動中，自制教具貼近實體教學活動，生動活潑，堪稱教育改革的“突破口”。但目前人們對實驗用自制教具的研究，更多的局限于物理、化學等實驗教學比重較大的教學學科，而忽視了它在其他學科可能發(fā)揮的更大作用；另外，目前的研究更多的是集中在操作層面，還沒有上升到理論的高度，還沒有形成完整的體系。因此，自制教具的研究在廣度和深度上都有著廣闊的發(fā)展前景。 3.研究依據 劉繼明老師是江西省模范教師、省初中物理骨干教師、市級初中物理學科帶頭人、高級教師、理科教研組長。彭國新老師是市高中物理學科帶頭人、高級教師、縣教研室副主任。王永根老師是省初中物理骨干教師、市物理學科帶頭人、中級教師。段春紅老師是縣初中物理骨干教師、中級教師、學校網絡管理員。項目負責人劉繼明老師曾參與省級科研項目2項（分別于2007年、2010年完成），發(fā)表教研論文30余篇。
彭國新主任在縣物理教研室工作多年，具有豐富的教學科研經驗，發(fā)表過多篇教學科研論文。王永根主任在學校工作多年，主持過市級科研項目2項，均已結題，發(fā)表過多篇教學科研論文。段春紅老師發(fā)表過多篇教學科研論文。本課題組成員均具有本科學歷，教育科研能力強，有參與科研項目的經驗，是一支教學經驗豐富、管理經驗豐富、富有創(chuàng)新精神的團隊，可以保證課題研究的順利完成。二、理論基礎1、課題定義自制教具包括教師自創(chuàng)教具和學生自創(chuàng)學具。有效教學是指初中物理教學要從學校和初中學生的具體實際出發(fā)，以學生充分進步發(fā)展為目標，制定適合學生進步的教學操作范式和更為全面的教學策略。 研究以行動中的研究、研究中的行動為研究重點，本課題研究致力于開展自制教具實踐活動，提高教師專業(yè)水平，增強學生動手動腦能力和創(chuàng)造精神，將自制教具運用到物理教學中，力爭促進有效、高效、效益的教學，實現相互學習，促進學生的全面進步和發(fā)展，培養(yǎng)學生基本的學術能力和健全的人格。2、認知結構理論：瑞典心理學家皮亞杰認為，任何認知活動都包含著一定的認知結構。 兒童認知的形成，既不是對外部對象的簡單照搬（經驗論），也不是主體內部預先形成的結構的獨立展現（前形成論），而是主體與外部世界不斷相互作用，通過同化（有機體把外部要素融入內部世界的過程）和順應（有機體調整內部結構以適應特定的刺激環(huán)境的過程），引起個體內部圖式—認知結構的變化，從而達到認知平衡。
3.建構主義學習理論：建構主義者認為世界是客觀存在的，但對世界的理解和意義是由每個人決定的，人們根據自己的經驗建構或解釋現實，因此人們對外部世界的理解是不同的。建構主義更注重如何根據已有的經驗、心理結構和信念來建構知識，強調學習的主動性、社會性和情境性，對學習和教學提出了許多新的見解。4.課程理論：本課題的研究豐富了新的課程發(fā)展理論。美國后現代主義者多爾認為課程必須強調開放性、復雜性和變化性。通過本課題的研究和實踐，證明了課程是在過程中不斷生成的，而不是固定不變的，必須強調教師和學生在課程發(fā)展中的主體作用。一方面，教師不僅是課程的實施者，更是課程的建構者。 教師必須出于專業(yè)需要參與課程的發(fā)展，這樣課程理念才能真正融入教學過程，課程才能真正落到實處。另一方面，學生不僅是課程的接受者，更是課程的發(fā)展者，應結合自己的生活經歷和履歷情境去理解和體驗課程，在理解和體驗課程的基礎上建構和創(chuàng)造課程。三、研究目標與研究內容 (一)研究目標 通過本課題的研究，我們致力于： 1.解決新課程標準實施過程中，因教材變化而產生的教學設備滯后或不足的矛盾。
2.探索初中物理自制教具與有效教學的課程資源開發(fā)模式。 3.構建自制教具的科學評價體系和師生共同開發(fā)的物理教學資源庫。 4.進一步深化素質教育，推進課程改革，營造充滿創(chuàng)造力和活力的校園文化氛圍，常態(tài)化自制教具開發(fā)，培養(yǎng)師生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力。 （二）研究內容 1.關注自制教具開發(fā)：致力于自制教具開發(fā)，研究自制教具的特殊性、常見的制作方法與工藝、評價體系，推動自制教具開發(fā)的常態(tài)化。 2.關注自制教具在實驗教學中的運用：研究其在創(chuàng)造新課堂教學中的重要作用；探索師生共同參與設計、共建的課程資源開發(fā)模式。整合具有指導意義和推廣價值的自制教具和優(yōu)秀案例。 研究報告 第2頁共9頁 3.從應用與成果推廣角度:通過座談、評估、教具推廣等形式的推廣活動和研究方法,開發(fā)出創(chuàng)新性強、科技含量高、使用方便、貼近教學、能很好體現新課程理念的教具,建設學校自己的物理課程資源庫。 4.從促進師生共同發(fā)展角度:自制教具不但有利于提高教學質量,而且有利于教學方法的改革和人的素質的培養(yǎng)。這就要求我們從改革、創(chuàng)新、質量、素質培養(yǎng)的角度看待自制教具的積極作用。
四、研究方法 1.行動研究法：是指實際教育工作者在自然真實的教育環(huán)境中，按照一定的操作程序，綜合運用多種研究方法和技術，以解決實際教育問題為首要目標的一種研究模式。研究者運用現代教育理論，系統(tǒng)反思自己的教學實踐，深入實際，從現實中發(fā)現問題，直接參與從策劃到評估的實際工作過程，觀察自制教具、利用生活中易得材料進行的低成本實驗在突破教學重點難點中的作用，及時調整、改進教具，不斷完善教學方法。 2.案例研究法：是在研究對象中找出一個具體對象，對其進行調查分析，明確其特征及其形成過程的研究方法。案例研究不等同于典型研究，它不是通過個案看全局，而是從個別結論中推導出整體結論。即其直接目的不是要建立一般規(guī)律，而是要明確具體對象的固有狀態(tài)。 案例研究與整體研究在教育科學研究中相輔相成。3、調查分析法：在綜合實踐活動實施過程中留學之路，主要運用調查研究法，發(fā)現綜合實踐活動實施中存在的問題，為綜合實踐活動提供更有力的指導；通過收集綜合實踐活動的實際材料，總結、推廣活動過程中取得的成功經驗，更好地開展綜合實踐活動，改??進活動的實施；在某些情況下，綜合實踐活動如何與某一課程相銜接。
通過問卷、訪談等調查，了解研究情況并對這些原始資料進行科學分析，發(fā)現問題，尋找解決方案，不斷優(yōu)化研究方法。 4.經驗總結法：總結經驗教訓，重視數據的積累，根據研究內容撰寫階段性研究報告和經驗總結，建構科學的項目操作范式。 5.研究推進法：集中項目組的集體智慧，通過研討會、成果推進會等方式引導項目健康、深入開展。 五、研究進展 本項目研究分為三個階段 1.第一階段：項目啟動階段（2011年11月—2011年12月）。 在項目準備階段，由于項目組成員的積極配合，項目準備工作進展順利，成立了由項目負責人和項目成員組成的項目研究組，項目組成員各司其職、分工負責。 （1）項目負責人集思廣益選定研究課題，選定彭國新、王永根、段春紅等具有項目研究能力的老師加入項目組。 （2）做好項目立項前的各項準備工作，完成項目申請工作。 2.第二階段：項目實施階段（2012年1月—2013年7月）。全面落實研究計劃，對項目進行深入研究 （1）繼續(xù)加強理論學習，提高教師理論水平。 （2）加大對教師專業(yè)技能的培訓，如多媒體課件制作培訓、網絡技術培訓、自制教具技能培訓、實驗技能培訓等。 （3）致力于物理自制教具的開發(fā)，以及自制教具在有效物理教學中的作用研究，建設由師生自主開發(fā)的教學資源庫。
開展一系列實踐與研究活動： ①每學期初召開項目組成員研討會，討論本學期教材中哪些課題利用自制教具和現成材料進行實驗可以達到最佳教學效果，列出教材實驗和教具開發(fā)提綱。 ②組織實驗精品課、示范課使用自制教具和現成材料。 ③組織學生自制教具展示評比，邀請專家點評、推薦優(yōu)秀教具，供師生參加縣級以上自制教具評選。 ④討論某一具體教具的開發(fā)與應用。 ⑤召開自制教具及其在有效物理教學中應用的經驗交流會。 （4）致力于研究巧妙利用生活中現成材料進行實驗在根據課程需要突破重點難點中的作用，形成開發(fā)目錄。 （5）探索自制教具與有效物理教學的課程資源開發(fā)模式，構建自制教具的科學評價體系。（6）通過座談、評估、教具推廣等研究方法，及時將項目成果應用到教學中，解決教學設備落后、缺乏的矛盾。每學期召開一次全校教具推廣會：將教學過程中開發(fā)的具有普遍指導意義、對提高課堂教學效率有很大幫助的教具推廣到全體教師。3、第三階段：項目總結階段（2013年8月-2013年9月）。整理、分析研究材料，撰寫研究報告和論文，形成最終研究成果，順利完成項目，爭取獲得優(yōu)秀成果獎。
六、研究成果 兩年來，課題組在各級領導的正確領導和專家的悉心指導下，理論聯系實際，系統(tǒng)研究了自制教具在初中物理有效教學中的重要作用，取得了顯著的成果。 （一）理論方面 1.通過本課題的研究，我們更加清晰地認識到自制教具對于新課程標準的實施具有十分重要的意義，自制教具的研究是一項值得大力推廣的工作。 ①.自制教具的過程具有促進學生主動建構知識的意義。建構主義在當前國際教育領域有著廣泛的影響。建構主義學習理論認為，學習是建構性的，學習的本質源于主體的實踐活動，是主體通過活動內化經驗，生成知識意義、建構人格精神的過程。比如，讓學生自己動手制作一個簡單的天平。 這一制作過程包括了學生在物理意義上對杠桿平衡狀態(tài)的主動建構過程。自制教具活動實現了新課程標準要求的教學策略由以知識為中心轉向以學生為中心，由“授課”轉向“引發(fā)活動”，促進學生主體性的發(fā)展。 ②制作教具的過程可以培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和科技意識。自制教具的設計是一項運用科技知識和教學經驗的創(chuàng)造性活動。任何教具的設計者都要經過思考，然后提出想法、概念和設計。只要不是單純的模仿，就會有創(chuàng)新。這種創(chuàng)新實踐過程蘊含著制作者的創(chuàng)造精神。
對于學生而言，其實把生活中容易獲得的材料、物品作為實驗器材或稍加加工制成教具，運用到教學中，本身就是對學生的一種潛在的創(chuàng)造教育。重視和加強對學生創(chuàng)造能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，是新課程標準特別強調的重要目標，而自制教具活動在實現這一目標方面有著獨特的作用。2、教具服務于教學，根據學生的實際情況，可以隨意使用一些生活中的材料或物品，只要能最大程度滿足教學的需要，對學生的學習有幫助，就是好的教具。很多物理實驗都可以從生活中容易獲得的材料中改編、借用，比如利用礦泉水瓶、水、錐體等，做液體壓強與深度關系的實驗。3、努力探索自制教具的評價機制，形成自己的評價模型。目前，國際上對自制教具的評價還沒有一套完整的評價體系。 中國教育部在歷次教具評估中都提出了一個最基本的選用條件，這個選用條件代表著最基本的要求，是指導地方評估教具的重要依據。雖然這個選用標準可能隨著時代而變化，但可以借鑒歷次自制教具評估的結果，作為評估的依據。評估標準：（1）教學性。應符合新課程標準初中物理自制教具集錦，有利于有效的實驗教學，有利于學生理解和運用所學知識，有利于提升學生的實驗動手能力。（2）科學性。
要符合科學原理，體現科學精神，有利于實驗探索。（3）創(chuàng)新性。要設計新穎，制作巧妙，富有創(chuàng)意，啟發(fā)性強。（4）實用性。要材料易得，制作簡單，操作方便，現象明顯，成本低廉，安全環(huán)保。（5）真實性。作品應是本人的成果，并已應用于物理教學實踐，學生的作品可在老師、家長指導下制作，不得替代。我們評價教具時以此為依據，同時也注重動作評價，把實用性放在第一位。有推廣價值的教具開發(fā)出來后，首先在教師中推廣，如能被其他物理老師采用并用于教學，即為開發(fā)成功的教具。 （二）在開展部分初中物理教學中自制教具應用研究的過程中，項目研究人員認真學習教育教學理論，經常交流經驗，邊研究邊總結，更新教學觀念，提高理論水平和業(yè)務素質，構建新的教學方法。在研究過程中，注重培養(yǎng)師生創(chuàng)新精神和實踐能力，終身學習的愿望和能力，培養(yǎng)敬業(yè)精神，養(yǎng)成尊重科技成果、尊重他人勞動的良好觀念和習慣，解決了教育教學過程中的一些實際問題。1、自制教具節(jié)省開支初中物理自制教具集錦，在一定程度上緩解了新項目實施過程中由于教材內容變化快而造成的教具、儀器滯后的矛盾。自制教具的特點之一是不花錢或少花錢。
利用工業(yè)廢料、日常生活廢棄物制作或改造有用的教具，自然就成為低成本的教具或廉價的教具，在教育經費不足的情況下，可以彌補教具經費的不足。眾所周知，隨著教學改革的不斷深入，教學內容也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)的教育已經跟不上教材變化的需要，很多教材在教學中已經不再適用，迫切需要增加新的教學儀器和實驗設備，這是教學改革的需要，也是發(fā)展教育的需要。但新型教具的開發(fā)、研究、定型、生產需要一個漫長的過程，與教材相比，具有很強的滯后性，不能滿足新的教學需要，自制教具就成為教師填補這一空白的重要手段。另外，現成的教具是工業(yè)品，在設計制造時要考慮成本和可加工性，往往做得很小、很緊湊、很復雜。 由于這些非教育因素的影響，教具的直觀性和實用性必然會被淹沒或削弱，因此有些工業(yè)教具的教學效果不如自制教具。兩年來，我們通過多媒體課件評選、多媒體精品課教學等多種方式，積累了大量的優(yōu)秀多媒體課件，初步建立了我校多媒體課件資源庫。同時，充分利用學校資源，建設精品課和優(yōu)秀教學案例資源庫。課題組制定了利用自制教具和生活中易得材料改進物理實驗的開發(fā)目錄。師生們制作了許多優(yōu)秀教具，其中大部分已在教師中推廣。
2、在課題研究過程中，我們積累了一些自制教具開發(fā)的經驗。首先，不要追求力、電、光、聲、自動化等不容易制作的東西，也不要把它弄得越來越復雜。要正確處理課堂教學內容和演示實驗的直觀性、學生的接受度的關系，使它們相得益彰、相得益彰。研究報告第5頁共9頁課堂舉例：段春紅老師講解浮力產生的原因時，老師演示實驗的裝置比較復雜，學生不容易觀察清楚。課前，老師制作了如圖所示的簡單演示教具。把可樂瓶剪成漏斗狀的容器，擰開瓶蓋，用乒乓球輕輕堵住瓶口。往瓶里倒水，可以看到乒乓球浸沒在水中，不浮起來。 蓋上瓶蓋，乒乓球因為底部充滿水而浮起來，這種方式演示了浮力產生的原因，比實驗室演示浮力的專用裝置效果更好（專用裝置操作難度大，故障率高，實驗前還要講一大堆關于它的結構的文字）。教具的作用是服務于教學的，而不是它有多漂亮，多專業(yè)，我們老師在制作和選擇教具時一定要牢記這一點。隨著信息技術的發(fā)展，電子教學媒體早已進入課堂，它彌補了傳統(tǒng)教學在情境創(chuàng)設、時空轉換、情感滲透、思維創(chuàng)新等方面的不足，顯示出獨特的優(yōu)勢，因此受到廣大教師的青睞。但再好的東西，也不可能萬能。教學千變萬化，我們的教具也應該靈活多變，只要能服務于教學，幫助學生學習，就是我們應該追求的好教具。
在平時的教學過程中，我們教師要能隨時留心觀察生活，用發(fā)現的眼睛、思考的大腦去面對身邊的事物，這樣一定可以發(fā)明各種新奇獨特的教具，給教學帶來意想不到的好處。我們相信自制的教具在今天的教學中仍然發(fā)揮著很大的作用。二是要強調學生自己做、師生共同做。新課改強調教師是重要的課程資源，學生也是課程資源，要重視教師和學生在課程發(fā)展中的主體作用。一方面，教師不僅是課程的實施者，更是課程的建構者，教師要出于專業(yè)需要參與課程的發(fā)展，使課程理念真正融入教學過程，使課程真正得到實施。另一方面，學生不僅是課程的接受者，更是課程的發(fā)展者。 學生要結合自己的生活經歷和履歷情景去理解和體驗物理課程，在理解和體驗物理課程的基礎上建構和創(chuàng)造物理課程。自制教具是師生采用簡便易行的方法、就地取材自己制作的教具。教師自己制作教具是非常辛苦的，首先需要有職業(yè)精神，有目標、有追求，刻苦鉆研，攻堅克難，精益求精。制作教具這個過程是對教師專業(yè)素養(yǎng)的考驗。當學生參與制作時，哪怕是一件很簡單的作品，也會不同程度地凝聚他們的心血，再加上互相之間可以比較，看看誰做的更好，無形中會激發(fā)初中生上進心的欲望。
第三，我們必須堅持將創(chuàng)新與學校購買的正式教學輔助工具，并由國家教學工具和設備部門制作，不僅是合格的，而且缺乏某些AURA，因此他們缺乏適應學生的需求的特征。在使用正式的教學與教學中的實際問題時，他們應該敢于改善和完善正式的教學輔助工具，以便使“摩擦”的效果令人驚訝。不利于建立概念。 后來，學生可以在圖（a）中找到一個特殊的棕色刷子方式，學生的自主權將大大提高，認知能力將不可避免地得到增強，而創(chuàng)新能力也將得到改善。
①現代化設備的現代化提供了各種主題的教學方法。思維方式不足以建立許多無形的和無形的事物。例如，年輕的老師在質量階級的比賽中取得了良好的成績。 5.社會回應。多次，他們確認了我們的研究過程中的成就。
彭吉（Peng ）諸如彭吉（Peng ），劉·吉米（Liu ）和王·旺（Wang ）的教學輔助教學輔助工具，并獲得了很好的教學成果，并獲得了一致的稱贊，并獲得了班級的教師的良好成就，并獲得了輔助教學成果。在最大的范圍內，當前學校實驗室的實驗工具不足。了解物理概念和掌握物理定律。 他們中的兩個在市政和縣級贏得了一等獎； 16個學生制作的教學輔助工具贏得了學校級別的獎項。有5篇特殊的論文介紹了在市政級別以上的期刊上發(fā)表的3個課程，以實驗性的教學輔助輔助教學輔助工具，這些自我制作的教學涉及各種物理學的領域，并將這些自我制造的教學輔助工具納入實驗室。 S出生后，就將S進入學校實驗室，以便在教學中選擇。
研究團隊還一直在跟蹤兩年研究的自我制作的教學結果。 ADE的教學有助于自己完成教學的意識（4）。在他們的臉上。 自制的教學輔助工具的現象非常明顯，這有助于理解身體概念和掌握物理定律。3。自我制作的教學能力對學生的創(chuàng)造性影響很大。實用的能力。基于研究的學習是一種創(chuàng)造性的活動，并且在這種微妙的影響下，他們的發(fā)展空間是生動活潑的。很難確保按計劃的研究項目的進度得到充分進步。
2.缺乏必要的科學研究資金和激勵機制。螞蟻部門將注意解決這個問題。 5.教師有時無法放開他們的思想，項目研究僅限于實驗課程，并且與常規(guī)班級的整合并沒有得到很好的掌握。 IFIC研究。
