随着新课改的开展和深入，我国的教学理念和教学手段也相应地发生了很大的变化，课堂上不再是一味的“填鸭式”灌输，而是开始关注到学生的个性差异，倡导学生主动探究，学生在课堂上自主性得到提高。相应的互联网、多媒体、视频、电子白板、录像等现代技术手段被充分应用到课堂上，课堂的容量和可操作性得到很大提高，但实验室的装备并没有得到相应的提升，很多学校使用的依然是十几年前甚至几十年前的仪器，根本满足不了新课改中强调的探究要求。究其原因主要有：1.受到传统教学思想——重理论轻实践的影响，认为物理教学只要会解题就行了，实验可有可无。2.受到评价机制的影响，国内物理实验的评价还只停留在书面形式，由于不需要去设计，不需要去动手操作，只要把实验原理弄清楚，去应付那些考题还是很容易的，一些老师出现了“黑板上做实验”、“以讲代做”等现象，所以实验教学的重要性和严肃性得不到保证，体现在教学仪器的开发上就表现在不像高考试题那样每个教师都会去倾力去研究、去推敲。3.由于国内的实验器材都是请专家设计、由厂家批量生产，实验教学严重忽视了“教学有法、但无定法”的原则，所以设计出来的实验仪器只能说能基本满足实验需要，但缺乏个性。4.在巨大的升学压力下，一线教师没有时间也没有精力去设计开发一些教具仪器。
一、为什么要去自制教具
究竟要不要去自制教具，答案是肯定的。一则自制教具可以补充我们实验室现有仪器的不足。二则教师可以根据自己的教学设计和教学风格自制一些个性化教具，不仅课堂上给人耳目一新的感觉，而且可以极大地提高上课效率。比如在讲两大小确定的力合成时，四根吸管一根铁丝就可以做成效果很好的教具，直观地把平行四边形法则以及变换展示在学生面前。在讲解压强时可以自制“水袋滚钉板”的教具，在轻松的氛围中就把压强和受力面积的关系演绎得清清楚楚。三则可以通过和学生一起自制教具改变课堂方式，突出动手探究环节。比如上滑动变阻器时，给学生一些简单的圆木棒（作用类似于滑动变阻器的瓷管）、漆包电阻线、金属薄片、连接导线等工具，让学生去自制仪器，在自制过程中怎么往木棒上绕线、怎样用金属薄片去做滑动片、在接触的地方怎样去剥开漆包线的绝缘皮，这些过程都是在培养学生的动手能力。学生会出现这样那样的问题，老师予以指导，师生很容易形成一种和谐的合作关系，当学生把滑动变阻器做好以后，也许做得很粗糙、很不完美，但在其中动手能力的提高和对成功的体验不是靠单纯的说教可以达到的。假如我们在物理课堂以及课外都能给学生提供一些动手的机会，就不会出现以前流传的某名校中文系的高材生连个电灯泡都不会更换的讽刺笑话了吧。再比如游标卡尺的读数在高中教学始终是个难点，尽管有大型的教学游标卡尺，还有很多读数的课件，但教学效果总是不太理想，主要原因是学生只不过在老师的指引下被动参与，是为了应付考试而被动学习，很多学生都是靠记忆读数，时间一长，记忆消退，当更换另一种分度，我们的学生就难以应付。假如换个方式，提供一些硬纸片、大回形针，要学生利用手边的刻度尺自己去做出10分度、20分度、50分度的游标卡尺，学生就会主动去思考，主要难点就是怎样在硬纸片上按要求标出刻度线，这就真正触及到这个实验的原理部分了，只有原理懂了才可能刻出正确的刻度线，而一旦能正确刻出刻度，学生对游标卡尺的原理就彻底弄懂，并且成为自己的一项技能而形成永久记忆，这样比单纯的读数训练要有效得多，上课形式要生动得多，学生更乐于接受。原教育部副部长韦钰对自制教具是这样评价的：“制作教具是一种教研活动，自制教具是一项教育科研成果，应该鼓励和保护”。
二、自制教具必须遵循的原则
1.自制教具必须取材简单、廉价、容易获取，如日常生活中的小玩具、瓶瓶罐罐。
2.需要学生初步的动手能力但工艺不宜太复杂。太复杂容易让学生失去信心，并且学生更易被仪器的复杂工艺所吸引，使学生对仪器本身的关注超过了对它功能的关注。麦克斯韦说过：“实验的教育价值与实验装置的复杂程度成反比”。
3.自制教具必须有一定创意，有创新性，并且易于仿制和推广。
4.能使实验现象更直观明了，实验成功率高，是已有仪器无法取代的。
5.最好能结合新技术、新材料。如传感器、相机、录像等开发一些传统仪器无法做到的实验，这一点上海的冯容士老师领衔的中小学数字化实验系统研发中心研制出的digita linformation system（简称DIS）实验室为我们作出了一种方向性的指引。利用传感器可以开发出一些在以前授课时一直想做但受制于现有测量手段没法去做、或者效果很不理想、或者只能定性研究无法定量研究的实验，如摩擦力的变化过程、超失重过程中力的变化过程、螺线管内部的磁场分布、向心力大小的测定等实验，极大地丰富了我们的课堂。
6.自制教具的用材及制作过程必须安全环保。自制教具所用的原材料必须是无毒环保的，不得使用有害材料，对于有电压要求、有温度要求的一定要选相应的原材料，不使用有辐射的材料。
三、实例：自制平抛斜抛仪
平抛演示仪在各种杂志上经常出现，不管是用了频闪照片还是录像等现代化的手段，都不外乎把平抛运动轨迹记录下来。但存在一个共同缺点，就是不能把平抛运动轨迹比较长时间地稳定显示在学生面前，而是由一个一个瞬间拼凑而成，而每一个瞬间在学生头脑里都是一闪而过。本自制教具旨在解决这个问题，能把动态的平抛运动长时间展现在学生面前，让学生很轻松自如地去观察、去研究。
设计思路以及过程：本实验要把平抛路径展示出来，很多同学都想到选择用水流，但最大的难点就是怎样保证平抛的初速度一样，为达到这个目的，学生设计了很多方案。有的学生提出用注射器射水，但要使出水速度一定，推水力道很难控制。也有同学设计出如下图1的装置，保持入水口和两个出水口的速度恒定，这样就能保证上面容器中的水位一定，从而射水孔的压强就能保证一定，就可以得到恒定的射水速度，这样设计基本上能满足要求，也在学生的已有认知之内，学生比较容易接受，不足之处就是三个孔的大小尺寸较难定，还因为一般教室没有通水，所以这套装置在教室里不太好操作。有学生突然想到在医院里挂水的时候药液是均匀地滴下的，能不能把它利用到本实验中？下面就对这种想法进行可行性论证。学生提出去找一些废弃的吊瓶装置来尝试，但老师马上进行了否决，因为这里面有安全隐患，假如是用过的吊瓶和针头，可能带有患者的病毒，如果直接拿来使用，会对学生健康造成威胁。所以到医院购买消过毒没使用过的吊瓶装置（要学校出示使用证明），如下图2所示，尝试下来完全满足实验要求，但为什么药瓶中液面下降却能保证针头出水速度一定呢？因为好奇，在自制教具时就生成了探索的动力，通过问老师、自己查文献参考，最终使自己的认知得到提升。
准备材料：吊瓶装置（整套、包括针头）、规则长木条、在木条上等间距地标上一些刻度线、一些细线、小铁环、透明胶布、铁夹。
实验装置：如图3用胶布把针头固定在长木板上，使针头前端与长木板上某条刻度线对齐，用软管把A、C连接起来。
实验过程：接通装置后，调节长木条高度，保持木条水平，使针头出水水流合适（水流便于观察但落到下面还不分散），用铁架台固定长木条，可以在长木条后面放置白色背景，用红水做这个实验效果更明显。如图4平抛运动的轨迹就很清晰地展示出来了，可以让学生尝试在每一条刻度线处挂上下端系着铁环的线圈，调整线圈长度，使水流可以正好通过下端铁圈，用铁夹在长木条上固定住线圈位置。
可以研究的问题：
1.在相同时间里面，测出平抛运动下落的竖直高度，求出比值。
2.求出水流的射出速度。
拓展：保持针头位置不变，把长木条向上或者向下倾斜一定角度，变成斜抛运动，我们会惊奇地发现水流还会穿过原先固定住的那些铁圈，这是为什么？可以进一步激发学生对斜抛运动的研究。
（责任编辑 郭振玲）