高中生物自制教具基本知識與技巧陳水章西安書記郡芙蓉學校內容摘要一、新課程與自制教具二、自制教具選題的基本技巧三、自制教具的常用材料、工具和加工技法四、典型自制教具舉例一新課程與自制教具人們給教具做了如下的定義：“教具是在教學過程中，具有教學特性，彰顯教育思想，實現教育目標，完成教學內容和落實教學方式的實物、模型等直觀教學用的用具以及實驗訓練器材。”一、抽象的概念形象化；二、啟發思維；三、學生進行科學實驗的物質條件；四、學生實驗動手能力得到訓練；五、多感官剌激，能提高記憶；六、引導中學生親身體驗，敢于實踐；七、使中學生體驗宏觀和微觀世界；八、縮短時空界限。教具的功能顧名思義，自制教具是班主任和中學生，借助簡便易行的方式，就地取材，自己動手制做的教具。㈠自制教具的定義自制教具具有通常教具的共性，但因為制做方式簡單易行，不須要條件，技術易把握，材料易得，成本低。自制教具的特點1.自制教具有強的針對性。2.自制教具有很強的靈活性。3.自制教具有很強的創造性。4.自制教具有很強的廉價性。自制教具在教具中占有很重要的位置。從變革教學方式的角度看，它會比通常教具更有使用價值。國際上一般把自制教具稱之為“無價”或“廉價”教具。
這些尊稱只指花錢少，不是指教具本身的使用價值。國內教育界的人士，非旦不小看廉價教具，相反，還特別推崇它，廣為倡導。許多關于廉價教具的國際研討會都是做為教學原則和技巧的學術活動來進行的。可以毫不夸張地說“自制教具是教學過程中永恒的話題”。㈡自制教具的意義1.自制教具節省經費，可解決教育經費緊張自制教具的特征之一就是不花錢、少花錢。借助工業廢料和日常生活的廢舊物品制做或轉制成有用的教具，自然都會成為低成本教具或稱為廉價教具。在教育經費不足的情況下，可以填補教具經費之不足。這就是平時所說的“瓶瓶罐罐當儀器，拼堆砌湊做實驗”。非常是我們建設“節約型社會”。如：玻璃廢料做水槽，簡易酒精燈，報廢的顯微鏡加裝成多功能顯微攝像儀等。真鈔的變色文字假鈔的變色文字2.自制教具靈活實用，是教具的必要補充國家教育部頒行的《教學儀器配備目錄》所列品種都是最基本的，不同層次的最低限度要求。很其實，光靠這種教具是不夠的，還要由中學通過自制、自配的辦法去補充、完善，否則很難達到教育目標、完成教學計劃。初步統計：在1000多種中中學教學儀器中，能自制的就有430多種。全省開展過的七屆自制教具賽事中，每屆都有上千件作品，每屆還會有一些好的教具，經過建立后，就可投入到工業化生產。
自制教具就成為形成東正教具的優厚底泥和發展源泉。3.自制教具動腦動手，使素養教育真正落實自制教具從構思、設計到具體制做，試用改進，無不都由作者自行進行創意籌劃，創作和使用過程必然涉及科學知識與生產技術，在創造性思維物化的過程中，對人的科技意識會起到加強作用，是培養創新型人才的有效途徑。讓中學生的綜合素養得到實質性的提升，是素養教育的真正落實。如：反應速率測試儀4.自制教具深入教學，推動教育變革的發展在全省統一使用國家課程標準，準許各地選用不同出版社出版的教材，而各類版本的教材在實驗的設計和教具的選用上各取所需，各具特色。上級教育主管部門悉心編制的教學儀器配備標準，不可能也難以包羅萬象，假如機械地按標準配備，都會出現“配之無用，用者沒有”的情況。解決這些困擾惟一的辦法就是能通過大量的自制教具，保證基礎教育課程變革的勝利進行。㈢自制教具的設計與制做自制教具的設計是核心問題，是關鍵。有了好的構思、設計方案，再動手制做就不難了。自制教具是在創造性思維基礎上形成的，它的設計，是應用科學技術知識與教學經驗結合上去的創造性活動，這么它也應當遵照通常創造思維的共性：1.自制教具的構思與設計獨創性是前人所沒有的，從未出現的大膽構想，簡言之就是設計要新穎奇特，防止重復他人的勞動。
可以是他人想不到的，或則是他人不敢想的，這樣的情況下做下來的東西，肯定是有獨創性的。⑴獨創性：如：溫室效應模擬探究裝置，通過巧妙的設計驗證大氣中氧氣的含增多，造成月球表面氣溫下降，進而形成溫室效應。有較嚴密的邏輯，能通過推理、分析，才能找出規律，或暴露內在矛盾。⑵邏輯性：如：葉綠素脫色處理酒精隔水加熱裝置，酒精容易濺到酒精燈上發生危險，按照這樣的推理剖析，我們能夠自制一種既簡易，又不會因為酒精濺出發生危險的實驗裝置呢？如：反應速率測試儀的制做，從同角度出發，逐漸考慮怎樣讓測試操作簡單、結果真實、準確、可靠、精確度高、穩定性好，可重復操作。為此，在設計是首先解決的問題，就是克服教材中的方案制做支架克服不穩定，之后由定性到定量測試，精確度能達到百分之1秒。再后又考慮怎樣測試通過不同方法導致的反應速率，最后考慮怎樣使測試的精確度進一步提升，能精確到千分之1秒。⑶發散性：從不同角度出發，采用不同方式，甚至是反向思維。如：多變量可控探究箱的設計，在探究箱上安裝有體溫計，溫度計，人工光，人工加熱裝置，人工增濕裝置等，就綜合性考慮到了氣溫、濕度、光等多種誘因對生物（如鼠婦）的影響，這樣通過控制某種變量，進行對照，既便捷，又科學。
⑷綜合性：把各類相關方面綜合上去考慮，尋求最佳方案。另一段關于設計自制教具的原則的闡述：一、做大一些()二、使用信手可得的材料(ls)三、結構簡單()四、能進行鮮明的演示(。)五、教育目標恰當(。nable)六、做好一點()②危害環保與健康材料：為了保證安全，不宜直接使用有毒、危害健康、污染環境或不安全的材料，如：微量放射線的螢光材料，水銀、火藥、含鉛量多的黏土、農藥、引起過敏、醫院廢棄用品、珍奇動動物、包括電流也應當在安全電流范圍內等等。不宜自制的教具或材料，舉例如下：①高度精密儀器。計量用的測度衡儀器，沒有專業的機器設備，保證不了儀器的精密度，非常是表頭表芯部份，通常不要自制。如：體溫計，安培表，顯微鏡，天平等。通常的中學沒有專用工具，不能自己制造。2.自制教具的制做因為自制教具的種類好多，形態結構各異，使用的材料和工藝技巧也各不同，幾乎每位教具都有它的個性，但是自制教具的材料和加工手段并不會這么順手，有時會出現找到哪些材料就用哪些，有哪些工具就用哪些工具，談不到“規范”、“標準”，制做過程也有較大的隨意性，邊作邊改，不好用再返工，呈現“手工作坊式”的模式，但綜合上去，還是可以找出共性的東西，總結出可供參考的規律。
這樣第一可以盡可能地降低盲目性，把自制教具的過程多賦于一些理智的思維和指導；第二是對制做者的一種鍛練和修養。明晰制做目的，雖然就是在制做前要弄明白為何要選這個項目，參考前一節的設計思路圖表，把制做目的搞明晰，盡可能地具體回答為何要自制，做哪些樣子的，達到哪些目的。⑴明確制做目的如：細胞膜結構模型，是變微觀為宏觀，達到直觀的目的。主要是弄清必要的結構，工藝技巧，了解現有制做條件及現有的制做水平，什么完全可自己可加工，什么工藝必須依靠外邊的專業技術與設備加工，什么材料可以找，什么材料須要買，這種方面在制作前都要比較明晰。⑵明確制做要領如：多功能顯微攝像儀，鏡頭與支架可借助報廢的顯微鏡，筆記本視頻頭必買，但是要是免驅的，象素較高的。制做的過程，可依照教具的實際情況，進行設計與安排，可采用先分后合，先制做各個所需的零部件，之后再將各個零部件按次序與要求組裝起來，制成完整的教具。也可采用合分合的方法，先制整個教具的整體框架，再依據整體框架的規格與要求制做各處的零部件，最后再將各個零部件組合到整體框架的相應位置，因而制成完整的教具。⑶確定工作次序和操作次序如：模擬括約肌運動的模型，就可以采用先分后合，先將各類材料與部件打算好，再組裝成完整的教具模型。
按確定的制做次序與制做工藝要求，完成教具的制做與組裝，教具就初具雛型，通過調試，使教具處于最佳狀態。⑷準備材料與工具根據設計的要求與制做工藝打算所有的材料與器具。為旁邊的制做作好一切打算。確保制做過程的順利完成。最好是列舉清單。⑸制作與調試⑹試用與改進調試后的教具，可以說已按最初的設計完成了制做，但教具的性能還須要反復試用→改進→再試用→再改進。在這個環節，要做到精益求精細胞膜教具圖，最須要磨練制做者的耐性與意志，最后使教具能達到結構最合理，性能最好。甚至經過多次改進后，會產生多個不同升級版本。如：魚的模型，制做過程中動力方面，模型的平衡方面，模型的比重方面等，都須要反復的調試。優秀的自制教具要能得到挺好的推廣使用，使之大眾化，為此，制做簡明有效的使用說明書是必不可少的工作。說明書中的內容要包括結構原理，主要用途，使用方式，注意事項等。⑺設計并制做包裝為自制教具設計并制做合理，美觀的包裝箱（盒），不但能挺好的保護與保存自制的教具，更能使自制教具在整體檔次與品味方面得取較大的提高。⑻制作使用說明書（四）自制教具的使用及評價1.自制教具的使用“自制教具貴在使用”，做就是為了使用，使用是自制教具的生命力所在。
⑴使用前要認識與熟悉教具根據教具的說明書與教具實物，認識并熟悉教具的結構原理、用途、使用方式及注意事項，還應重點了解教材內容，教具在課程中的信息位置，教具所起的作用，教具呈現的方法及時機，使用時所須要的環境和配合條件等等。⑵使用前要檢測與調試教具有使用前要進行必要的檢測與調試，使教具不但完好，但是是最佳狀態，防止“現用現抓”、“倉促上陣”。⑶使用時先示范后分組先由班主任或一、二名中學生做示范，示范當中穿插著講解，其他中學生找出中學生示范時正確與錯誤的操作。但要結合教學實際。⑷鼓勵人人大膽使用⑸使用后的反饋及建立2.自制教具的評價如何評價一件自制教具是很現實的問題。幾乎每件教具的創作者，都十分注重自己的作品，都能說出許多不同的益處和特征，這謂之主觀評價。并且最終的評價應當是客觀的，是以實踐結果的好壞勝敗為根據。評價一件教具的要素好多，教育性、科學性、簡易性、直觀性、實用性、參與性、重復性、經濟性、趣味性、必要性、安全性、參與性、工藝性等等。都有一定影響。在眾多誘因中，我們應當選擇主要的，起決定作用的幾個誘因作為評價的重要依據。⑴教育性原則主要彰顯在要符合教育方針、教育思想、教學大綱和課程內容的要求正確的現代教育思想、達到相應教育目標、完成相應的教育內容。
在教育方式方面，還應彰顯啟發式教學，借助自制的教具，有利于進行探究性的學習活動，或是能挺好的突出重點，或是能容易突破難點，或是能使教學方式得心應手。如：魚鰓的模型主要是指自制的教具符合正確的科學原理、法則。哪怕是很膚淺的、啟蒙性的知識內容都不應當違背科學道理，這是評價教具的首要標準，自然也是選擇教具的首要原則。簡單的說就是不能有知識性錯誤。⑵科學性原則如：細胞分裂過程動態演示模型主要是指自制教具結構，制做方式能簡就簡，因陋就簡，操作簡單，容易把握，以便演示或中學生動手實驗和訓練，容易顯示療效，保管便捷。切忌為了追求聲光電療效和數字顯示療效，把教具復雜化。⑶簡易性原則如：探究光合作用形成的二氧化碳是二氧化碳是實驗，借助一個可樂射手，是替換教材中的實驗裝置，簡單易行，管理便捷，療效顯著，材料易得。教具要有較強的直觀性，適宜教育對象的年紀特性和智力水平。主要是形體盡可能大一些，標線與示數要盡量大而清晰，重點觀察部位要能看得清楚，演示和實驗的現象顯著，層次分明。⑷直觀性原則如：用線纜模擬神經⑸實用性原則主要是有針對性，“做因而用”，不要追求方式“為自制而自制”，操作要簡便，力爭能以最簡單的方式與簡略的過程達到教育目標，完成教學內容。
惟有用才有自制與存在的價值。主要是指班主任與中學生要親自動手，“自己砍柴有雙重溫暖”，中學生積極參與制做，不僅得到知識以外，增強了能力，還有綜合性的教學療效。同時還要能休現全員性，不同層次的中學生都能使用。⑹參與性原則如：模擬探究生女孩女的機會均等⑺重復性原則自制教具，有些是作為教學用的工具，必須保證安全，性能可靠，要求使用的材材與制做的工藝，不但要價廉物美，更要結實耐用，更具有能重復操作的穩定性。自制教具，要考慮購置和使用材料投入的經費要少，要價廉物美，甚到可將廢物借助，變廢為寶，另一方面要考慮到投入的制做時間不能很長，花的精力不能太多，要充分考慮其投入與所發揮價值比。⑻經濟性原則如：借助缸子加熱棒轉制成恒溫培養箱二自制教具選題的基本技巧（一）彌補空白法彌補空白法就找出教學中須要進行的實驗而教材中又從未涉及的空白點，有針對性進行教具自制并用以完成該項實驗。如：探究光對鼠婦生活的影響草原生態系統食物鏈與食物網剖析裝置。（二）缺點列出法缺點列出技法是指通過開掘現有事物的缺陷，且一一列出，之后提出改進或革新的一種技法。通過觀察或使用現有的教具，從實驗器材的化學和物理性能角度，從外觀、結構、材料角度，從實驗方法、方法、教師演示和中學生觀察角度等，找出現有教具客觀存在的缺點，并針對缺點，進行改進，使原有教具有功能上，可操作性方面，精確度，穩定性，可靠性方面愈發精湛。
觀察或使用原有教具→發現缺點→找出缺點形成的緣由→設計改進的方案→對方案進行評價和更改→按方案施行改進→改進后試用→試用后再改進→改進成功。如：驗證呼出的二氧化碳氣體多的裝置伸縮式水槽如：檢測食物中的能量的實驗裝置每發覺現有教具的一個缺點，提出一個問題，也就找到了一個自制教具的課題。是在原有教學武器、技術手段基礎上，按照教學需求進行廣度和深度開發的方式，非常的對原有的教具或其他設備用具在原有功能主進行拓展的技法。（三）功能拓展法如功能多元化，一物多用、一機多用，匯集多種功能，使原有的功能更強更多。功能拓展可采用組合法，將兩個或兩個以上已有的技術原理或不同的形態結構，通過巧妙地結合或重組，以獲得具有統一的整體功能的新技術、新產品或新的功能。如：多功能顯微攝像儀對原有的教具、技術手段或其他設備用具在結構上，功能上通過放大延展或縮小、省略或減少重量的相關技術或獲新技術、新產品或新功能。（四）縮放法如：草履蟲的模型細胞膜模型溫室效應的模擬裝置任何事物都有其特定的結構要素，以表示一事物的特性和功能。假如更迭其相應的結構要素，便會新生新的功能或新的技術手段細胞膜教具圖，因而獲得新的產品或新的技術。（五）取代法①部件代替，更換某事物的關鍵部件，才能形成具有新功能的新的產品。
②材料取代，更換構成某事物構成的材料，因而能獲得新的技術或新的產品。如：借助鋼筆模擬演示魚的鰓絲在水底展開，離開水黏結在一起。巧用法就是在用廢舊物品進行自制教具時，巧妙借助材料的形狀或性能來獲取最佳療效的方式。把事物的特長和功能巧妙地加以借助，移植，反向，組合，縮放等等。（六）巧用法電話揚聲器的螺旋的電纜線模擬DNA經過反復螺旋，減短變粗。如：三自制教具的常用材料、工具和加工技法（一）自制教具的常用材料及加工技法1.金屬材料金屬材料分薄板、管材、型材和絲材。2.木材料木材料可分為天然木材，膠合薄板和人造薄板等。3.玻璃材料玻璃材料可分為普通平板玻璃、鋼化玻璃、浮法玻璃和磨砂玻璃等。4.紙材料紙按使用要求可分為書寫紙，圖畫紙，彩印紙，包裝紙和裝潢紙等。5.塑膠材料塑膠材料具有可塑性，密度小，硬度大，耐油、耐磨、絕緣、抗腐易塑成形等優點。有的塑膠透明性能好，有的彈性好。它可分為熱塑性、熱固性料兩種。3.玻璃材料玻璃材料可分為普通平板玻璃、鋼化玻璃、浮法玻璃和磨砂玻璃等。6.電子材料（器件）報廢的半導體收音機、錄音機、石英鐘、計算機和電視機等各種家電是取之不盡、用之不竭的電子器件的源泉。通常是指晶體三極管，晶體二極管，內阻，電容，集成塊，變壓器，開關，指示燈泡，音箱，導線，電瓶，玩具馬達和保險絲等。
等基本器件。自制教具可借鑒的材料也很豐富。如各類節慶小彩燈，各類發光小燈泡，各類玩具及廢掛鐘蝸桿，汽球，軟管，各類車的輪胎橡膠，廢珠子水筆，廢水筆管等，都是各類工藝和各類實驗可借鑒的較好材料。7.可借鑒材料（二）自制教具的輔助材料1.粘接材料粘接是采用白膠來進行聯接的。聚乙酸乙烯乳霜膠(亦稱白乳膠)，“502”膠，“914”膠，“100”膠，AB膠，2.釬焊材料釬焊常見的有電焊，氧焊，甲烷焊，銅焊、錫焊等。自制教具的點焊通常指的是用焊錫釬焊各類元件。4.結實零件3.涂料常見的涂料有油脂漆，天然樹脂漆，熱固性樹脂漆和甲基樹脂漆等。⑴螺釘⑵螺栓和螺釘(螺母)⑶墊圈⑷鉚釘（三）自制教具材料的來源訂購原材料是自制教具材料來源的一種有效的途徑，但通過廣泛搜集生活生產中的下角料及廢棄物，是自制教具材料的主要來源，這樣就能充分彰顯自制教具的經濟性，但是來源廣泛與充足。平時只要注意搜集，分類儲存，自制教具時才會得心應手的各類材料。總而言之，自教具的材料來源十分廣泛，獲得的方法與途徑也好多，可歸內成四個字：“找、拾、要、買”。1.量具2.劃線工具3.磨削工具4.刨削工具5.鉆鑿工具6.敲打工具7.夾持工具8.銼磨工具9.通用工具（四）自制教具的常用工具1.金屬板、金屬絲的加工⑴金屬板的整平⑵金屬板的彎制⑶金屬板的剪裁⑷金屬板的卷制⑸金屬板的咬合⑹金屬絲的加工⑺金屬板的錫點焊技術⑻金屬板上打孔（五）自制教具常用材料的加工技法⑴配料⑵刨料⑶劃線⑷打眼⑸粘合2.木材料的加工對木材料的加工主要有切，刨，鋸，鑿、鉆、拼，接等技法，⑴平板玻璃的切割⑵玻璃管件的切割⑶玻璃瓶的切割⑷玻璃上打孔的方式⑸玻璃的黏合3.玻璃的加工⑴紙的卷制⑵紙的嵌插⑶紙零件的轉動及與其它材料的邊接⑷紙的黏合⑸吹塑紙的加工⑹在紙或紙板上打孔4.紙材料的加工技法⑴塑料的切割⑵塑料的彎制⑶塑料的黏合⑷泡沫塑膠的制做工藝⑸塑料打孔5.塑膠的加工方法1.塑膠管直接與其他鐵、鋁罐聯接方式2.玻璃管、塑料管與鐵、鋁罐、玻璃瓶等聯接（六）塑膠管、玻璃管與其它物體的聯接1.頂珠的制做2.軸與殼體的制做（七）微型頂珠、軸與殼體的制做1.塑膠綁帶的制做2.鋁、鐵綁帶的制做（八）綁帶的制做四典型自制教具舉例㈠反應速率測試儀㈡多功能顯微攝像儀心：做有心人新：做創新事辛：不辭辛苦世人無難事，只怕有心人！只要思想不坍塌，辦法總比困難多！拜謝諸位！