本书为2021“张謇杯”全国中小学优秀自制教具评选一等奖项目选编，共110篇。该评选活动涉及基础教育的数学、物理、化学、生物学、地理、小学科学、通用技术、劳动与综合实践、艺术体育、特殊教育等领域。作品来自教学实践，凝聚着广大师生的聪明才智，反映了在新的课程理念指导下，自制教具的新发展，具有很强的创新性和实用性。本书汇编了获得一等奖的118件作品的技术资料，对每件作品从教学意义和价值、装置图、特点及用途、制作材料、制作方法、使用方法等方面做了较详尽的叙述，并附有插图。本书的出版可为培养师生创新精神和动手实践能力，提升基础教育实验教学质量，建设高质量基础教育体系提供积极的作用。
教育部教育技术与资源发展中心，原教育部教育装备研究与发展中心，从事教育装备的理论、政策研究和技术开发，承担教育装备标准化、质量检测、咨询、培训等工作；根据教育部委托，制订教育装备发展规划，指导学校装备建设，提高我国教学实验技术水平和装备水平，促进教育装备行业发展，为教育事业发展提供技术支持。
1物理一等奖作品选编
1.1一种磁流体推进装置(3)
1.2电场线系列演示仪(7)
1.3光子秤及光悬浮实验装置(10)
1.4带电体在电场中运动的可视化实验装置(17)
1.5定量探究库仑定律(22)
1.6家庭电路及触电演示板(25)
1.7声波干涉演示仪(28)
1.8运用积木机器人开发系列初中物理实验(32)
1.9光影平面打点计时系列实验的改进(40)
1.10自制云室观察射线的径迹(49)
1.11相机和人眼成像原理演示器(52)
1.12平面镜成像仪器(59)
1.13多功能摩擦力方向演示仪(62)
1.14做功改变物体的内能(65)
1.15运动的合成与分解实验装置(69)
1.16眼球视物原理实验仪(72)
1.17法拉第电磁感应定律探究装置(77)
1.18多功能数字动能演示教具(84)
1.19DIS多功能力学实验平台(90)
1.20涡流、电磁阻尼和电磁驱动系列教具(97)
1.21线圈扭转演示器(103)
1.22探究“电流热效应影响因素”与“不同物质吸热能力”多功能实验装置演示仪(107)
1.23洛伦兹力可视化系列教具(111)
1.24探究“形杯问题”多功能演示仪(118)
1.25百变透镜(120)
1.26雾化式几何光学演示仪(124)
1.27一体化双缝干涉仪(131)
1.28简易交流异步电动机(134)
2化学一等奖作品选编
2.1电解水实验微观现象直观演示器(139)
2.2基于可视化技术的“金属树”标本制作(142)
2.3氯化铵分解产物的分离及检验装置(147)
2.4演示与探究实验电化学反应器(153)
2.5智能数字化系列教具(156)
2.6“π”形四通管(159)
2.7掌上分光光度计(162)
2.8多功能化学实验袋(166)
2.9模拟工业制备盐酸的演示装置(171)
2.10分子运动演示仪(177)
2.11新型多功能电解仪(181)
2.12电动胶塞打孔器(187)
2.13便携式金属元素检测装置(190)
2.14自制新能源微型氢能汽车(198)
2.15一种双控式乙炔演示实验装置(202)
3生物一等奖作品选编
3.1自制数码多功能显微平台(211)
3.2光合作用影响因素的探究实验专用装置(217)
3.3光合作用实验箱(224)
3.4数字化酶活性实验装置(229)
3.5探究多因素对光合作用强度影响的动态观测实验装置(233)
3.6重组DNA分子的模拟操作模型(239)
3.7“探究环境因素对光合作用强度的影响”的实验教具设计(244)
3.8透反射双模充电智能数码显微镜(248)
4数学一等奖作品选编
4.1多功能组合尺(255)
4.2数学立体图册（教具书）及三维图形动态展示(257)
4.3正方体的巧拆分(263)
4.4初中数学创新教具之几何直观系列(267)
4.5偏向距离测量仪(274)
4.6三维量角器(276)
4.7新型圆规(279)
4.8行程的秘密(282)
4.9乘除法运算板(286)
4.10植树问题及组合图形规律演示器(288)
4.11筑城高手(294)
4.12数学教学多功能转盘(301)
4.13四边形多功能演示圆规尺(306)
4.1424时计时法(311)
4.15可变圆——圆周率演示器(315)
4.16定量测数学组合教具(319)
5小学科学一等奖作品选编
5.1植物光合强度探究仪(323)
5.2多用途显微投影仪(329)
5.3能量的控制工作原理系列演示器(334)
5.4多功能光学演示器(347)
5.5“季节的形成”系列教具(354)
5.6海陆风成因演示实验装置(358)
5.7水的三态变化演示器(361)
5.8“为什么一年有四季”自制教具(365)
5.9多功能透镜研究装置(374)
5.10摆对比演示仪(381)
5.11水中微生物投影箱(384)
5.12研究光的强弱与温度关系实验装置(387)
5.13单摆演示器(389)
5.14自制齿轮传动系列教具(393)
5.15相对运动演示仪(399)
5.16组合型桥梁教学模型(407)
5.17金属热传递实验演示仪(410)
5.18超重、失重与能量转化综合演示教具(413)
5.19降落伞下降演示仪(421)
5.20探究磁极指向性(424)
5.21凸透镜、凹面镜聚光演示装置(427)
6地理一等奖作品选编
6.1月相变化观察模型(433)
6.2增强现实沙盘(438)
6.3第三代地理运动教学简易动态演示仪(443)
6.4三圈环流(454)
7技术与实践一等奖作品选编
7.1现代农村蔬菜大棚模型(459)
7.2扭矩与无人机控制探究平台(463)
7.3桌面型农业物联网实训平台(466)
7.4雨控开关窗装置模型(471)
7.5闭环控制系统演示器(474)
7.6基础木工制作台(479)
8其他一等奖作品选编
8.1埙系列自制教具(485)
8.2多功能唱词琴(490)
8.3湘西凿花光影绘本(496)
8.4中国画二十四节气系列教具(498)
8.5十二生肖换装圆盘(501)
8.6麦昆&玛丽大冒险(504)
8.7汉语拼音王国(507)
8.8清平乐·村居(511)
8.9琥珀标本系列(516)
8.10干支纪年转换钟(519)
8.11彩虹魔法箱(522)
8.12蜂鸣式光线定位器(538
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