“技术具有跨学科的性质，综合性是技术的内在特性。”一般地，每一项技术都需要综合运用多个学科、多方面的知识。作为技术载体的教具，同样具有跨学科的性质。任何一种教具都人文、科学和技术三大知识因素，都是综合知识转化凝聚的交织体。所以，一件自制教具的设计制作过程，是综合运用多个学科、多方面的知识高度研磨和聚合的结果，是将有形材料转化、无形知识物化为蕴含技术思想和方法的创新实体的过程。毫无疑问，自制教具的技术内涵具有综合性。
【案例3】技术革新教具——受迫振动演示器
（一）发现和明确问题
人教版高二物理第37页“受迫振动共振”一节中，用教材图示装置做受迫振动演示实验时，振子上下振动时伴随水平方向无规则晃动，振幅不明显，影响实验效果。
（二）制定设计方案
针对教材图示教具的不足，革新教具的设计，应由曲轴摇柄机构、弹簧振子和透明刻度桶组成；应能束缚弹簧振子做上下振动时不伴随水平方向无规则晃动，具有振子平衡位置标记，有能观察振幅大小的刻度；还应价格低廉，制作简单，使用方便。
（三）制作装置原型
1.制作材料
500mL量筒1个，红色橡皮筋圈1个，乒乓球1个，J2110螺旋弹簧组中的0.5N弹簧1个，无盖的φ60mm有机玻璃培养皿1个，自行车辐条1根，螺母垫片1个，有机玻璃片等辅助物品。
2.制作方法
（1）将自行车辐条折成有摇柄的曲轴，中部穿上供拴线用的螺母垫片。
（2）加工好约为35mm×20mm的4块有机玻璃板，在三块板中心钻φ2.5mm的孔，并将其分别穿套在所制曲轴的适当位置处，然后将这三块板竖直用三氯甲烷粘在另一块板上。
（3）在φ60mm有机玻璃培养皿底部中心钻一个φ2mm的孔，将前一步所制部件粘在培养皿底外部，制成曲轴摇柄机构。
（4）将内装适量细沙且装有线套的加工乒乓球挂在弹簧下端的金属杆弯钩内，制成弹簧振子。
（5）将细线绳一端系在弹簧上端圆环上，另一端穿过培养皿底部中心孔系在曲轴的螺母垫片上，使曲轴摇柄与弹簧振子连接并调试好长度。
（6）将弹簧振子置入中间束有红色橡皮筋的量筒，把固定曲轴摇柄的培养皿扣在量筒口上，就组装成如右图5所示的受迫振动演示器。(www.xing528.com)
图5
（四）测试及评估
1.测试
（1）装配好受迫振动演示器，待振子静止不动时，调整量筒外壁上的橡皮筋与振子中部等高。
（2）一手扶量筒上部，另一手均匀摇动曲轴的摇柄施加驱动力时，振子便随着弹簧的伸缩变化开始上下振动。当驱动力的频率等于振子稳定的频率时，振子便开始了受迫振动。
2.评估
（1）制作附件（曲轴摇柄机构）容易，组装整体装置简单，成本低，使用方便。
（2）摇动曲柄施加驱动力时，量筒内壁束缚弹簧下端所挂振子做上下振动，避免了教材图示装置的不足，即振子上下振动时伴随水平方向无规则晃动，影响实验效果。
（3）给量筒的振子平衡位置处套上红色橡皮筋作记号，以量筒壁上的体积刻度线作为距离参照，学生可直观地看到振子在标记线上、下振动幅度的大小，有助于他们理解受迫振动含义。
（4）巧妙利用量筒的圆筒状、透明、有刻度等独有特性，将现有化学仪器依“拓宽—组装—低成本”模式开发改装成力学教具，克服原有力学仪器的缺点，明显提高了实验效果。
（五）制作工艺优化
经过试验测试和实验检验，虽说在设计上无需改进，但却发现弹簧的软硬性能、乒乓球内装沙的多少及曲轴摇柄机构的灵活程度，都将影响实验的质量。对这些制作工艺方面存在的不足，应在实际使用中在不断试验的基础上逐渐进行改进优化。
对三个教具案例进行比较性评价：
三种装置均具有材料易得、加工简单、制作容易、低成本、环保无污染、实验操作简单方便等特点；前一种属原创作品，后两种系革新作品；革新教具虽然制作难度不大，但内隐的技术含量和设计时所涉及的知识面、技术纷繁而丰富，综合性能不亚于原创教具。这两类三种教具都符合教具微型、环保、绿色化理念，处处渗透着技术的思想和方法。教具的优化过程，是多种知识的整合、应用及物化的过程，也是创造性想象与批判性思维能力的发展过程。吸收学生参与设计制作过程，可培养他们的实践能力，提高其技术素养。该物理实验创新与通用技术实践相互融合的案例，是依据技术在创新推动下不断发展的理念，运用技术思想和方法研制和优化物理教具，在实践运用中学习通用技术的示范性尝试。
通过介绍以上三种教具的研发和革新过程，达到了借用学科实验创新案例诠释通用技术必修1教材中技术的目的性、创新性和综合性目的。其实，原创性教具也具备专利性，只是这类低成本教具的开发目的是为适应教学需求和培养学生能力，并非盈利，没必要申请专利而已。至于技术的两面性，在教具这类物品上不明显或不存在，它只有价值的大小、教学效果的好坏之分。由此也说明技术内隐的多种性质不一定同时存在于所有技术作品之中。
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