四、完善设计——提炼教具设计的基本策略
有了创作灵感和设计雏形，这是创作的重要起点。如何进行深入开发，将设计方案精细化、高效化、简约化就是教具研发的重要路径。教具设计最终目的是达成实验效果的高效化，实验数据的标准化，实验操作的便捷化，实验材料的节约化，实验材料的功能挖掘等设计要求。教具设计需要遵循的基本策略包括：
教具设计需要达到的基本要求：
1、科学性：自制教具的设计原理和呈现方式应该以科学性作为创作的基本准则。
2、高效性：一具多用，有效提高作品的含金量，挖掘教具的内在潜质是完善设计的基本方向。
3、标准化：教具的目的是实验的标准化，唯有标准实验才能显示教具的价值。
4、简约性：简单有效的就是好方法，努力提高设计的简约性是教具设计的基本原则。
5、便捷性：操作便捷可以提高实验的使用效率，提高实验的趣味性，教具设计不可少。
6、节约化：能用较少的投入产出较好的效能，教具的潜质才能进一步提升。
7、小型化：受教具存储空间所限和学生实验特点，相对小型化的教具设计有利于提高教具的附加值。
教具设计形成策略的基本原则：
1、依托图纸，添砖加瓦
教具设计不求一气呵成，有时放长线才是不断完善的基本原则。对不同阶段的设计进展，需要依托图纸展开设计。图纸的使用便于记录、改进，且形象，更利于教具设计的不断积累。以图纸为载体，在长时间间断性的设计完善下，有利于设计蓝图的不断推进。
2、突破难点，先难后易
教具设计并不是全方位推进，它是有主次先后的。每一件教具都有其核心技术，围绕核心技术展开设计，然后再推进相关构件的设计，这样更利于设计的高效推进，更利于设计时间的合理统筹。
3、删繁就简，简约高效
材料设计的基本原则是简约有效，这是完善设计的良策。在长年的设计过程中，删繁就简可以有效引领设计图纸的设计动向，节约材料和有效达成的同时，简化材料结构和操作步骤更利于教具设计的不断完善。
4、多维设计，积极推进
创新设计的核心是建立在发散性多维思考基础上的，然后对各种思路进行辨析、批判和扬长避短，于是创新设计的方案就会不断在1+1＞2的点滴增效中不断推进，这是教具设计走向完型的重要方法。
5、试验跟进，推动设计
教具设计涉及到相关技术结构的有效性和可行性，这是需要通过试验来验证的，唯有试验可行才能为教具设计搭好必要阶梯。当然，如果遇到试验受阻，这时就需要从材料选择和结构设计上进行相关研究，直到达到设计要求为止。如果反复试验后不能通过，那么就要调整设计思路，另辟蹊径。
6、功能挖掘，提升实效
教具的价值很大程度上体现在使用功能上，包括基本功能和添加功能。作为一个主题下的教具设计，如何完成基本功能是研究的重点。积极拓展添加功能是教具研发中需要增效的设计思路，以期实现一具多能的设计效果。
7、制作预设，到位设计
“三军未动粮草先行”，看似设计阶段是需要未雨绸缪的，把制作的可行性进行充分论证，更利于教具的高效设计和制作预设。包括关键技术的试验、图纸的数据化和材料的选购、加工方法等都需要在设计阶段进行预设，努力达成万事俱备的设计效果。
8、统筹安排，事半功倍
为了提高设计的效率，不管是时间安排上，还是研发策略和研发流程等方面都要进行统筹安排。完善设计的过程是不宜急于求成的，而应该潜心研究、用心攻关。努力实现在有效的时间里完成更多的进度。
五、制作完善——统筹教具制作的基本方法
制作环节应该是万事俱备只欠东风的阶段，前期的预设为制作的有效推进搭建了桥梁。制作阶段要做的就是核查图纸方案的可行性，积极选购相关材料，尝试自主制作和外援制作的有效协调，侧重于制作过程中的不断修正，努力推进教具完型的达成。
1、核查图纸，确保完善
制作是依据图纸进行的，图纸的到位设计可以为教具制作保驾护航。图纸结构的合理性和有效性，图纸尺寸的精确性等都是需要充分检查的，尽量少走弯路。
2、材料选购，价廉物美
材料的选购虽然设计阶段已经有所预设，但是到了制作阶段，材料会较多购买。购买材料时，需要在不同制作阶段进行相关选购。在材料多的时候，需要用笔记记录，选购的基本原则是价廉物美，物有所值。
3、自主制作，统筹外援
教具设计和教具制作是一对协同体，它们都是需要研发者全程参与的。一般性自主制作需要选购电钻、切割机和工具箱等，自己可以做的坚持自己做。对于板材加工，木工制作，特殊材料加工等需要提前联系，以精确图纸为基本，交代制作要求，及时检查制作样品，一步到位是追求的目标。
4、及时修正，保质保量
教具制作过程中，应该遵循对制作问题的首先发现，首先解决的原则。避免制作后的问题堆积，在制作中及时修正制作进度，确保制作过程的合理推进。以实现较短时间实现更多的制作，避免制作重复，避免材料浪费，教具制作才更有价值。
5、有条不紊，有序推进
教具制作过程中，为了避免制作延期，实现高效制作，时间安排上要做好有序考虑。先难后易协同安排的制作原则，利用课余时间和业余时间进行制作，以不影响科学教学工作，不影响制作质量，劳逸结合的制作风格是值得倡导的。
六、检验应用——完备教具应用的基本路径
自制教具做得好，还要看用得好，因此对教具的检验应用既是教具设计的成果，更是对教具设计的改进和修正的过程。教具检验是基于现象和数据，基于过程和收效进行深入浅出的验证，将会使自制教具增光添彩。
1、反复测试，收集数据
教具的测试坚持在反复测试中不断收集数据，检验教具的使用稳定性，数据可靠性，过程简约化等都是检验的重要项目。通过数据、现象和效果的分析为教具的修正收集一手证据。
2、核对数据，鉴定效果
每一件教具在设计之初都有预期效果，设计的过程中在不断靠近预期效果，制作成型后还要对实际效果和预期效果进行核对。当实际效果高于或低于预期效果时都要查找内在原因，明确教具的试用效果和问题来源。
3、有效调整，推进完善
测试数据和经验感知的积累，为教具结构调整和使用方法的更新提供了直接的经验。在对原因的分析中，找寻问题症结，然后进行相应的调整和修正，使教具不断完善。
4、教学应用，鉴定实效
经过测试，对教具的基本数据和现象有了把握以后，教学应用正当时。针对实验教学任务的具体要求进行落实，考虑学生的操作水平，以及教具的基本特点进行权衡和推进。尤其是对实验现象和数据进行教学鉴定，为教具在教学中的使用实效提供有力证据。
5、反思应用，再次修正
试验和应用是教具推进的两个抓手，对试验应用的过程中获得的现象和数据进行分析和纠错，在结构微调、使用方法和教学落实上修正教具应用的相关细节和措施，使教具应用落地生根。
《光》单元三套自制教具的研制活动，经过多年的持续研究与突破，自制教具活动获得很好的效果。《光》单元自制教具研制活动是不会停止脚步的，将在不断实践中去检验和反思自制教具，然后针对具体出现的新问题进行再思考、再加工，以期不断修正和改进《光》单元自制教具。
参考文献：
[1] 教育部：《科学（3-6年级）课程标准》.北京师范大学出版院社.2001.7，第1版