所謂自製教具，就是教師和學生根據課程教學內容的需要和學生培養目標的要求，在無法獲取成品化教具的情況下，自己動手設計製作的教具或對成品化教具做出較大改進後所形成的教具。自製教具是相對成品化教具而言的。
一、低成本實驗和低成本教具
為幫助學生形成科學的概念，掌握科學規律和理論，有時必須采用實驗教學的手段。在設計實驗時，可以采用成品化的或較貴重的教學儀器設備，也有可能采用簡單的教學儀器設備甚至是利用身邊的廢舊材料經簡單加工後的自製教具。
在完成一個獨立的實驗教學活動中，如果該實驗所選用的儀器設備、材料、工具的經濟價值很低，我們就將此類實驗稱為低成本實驗。
低成本實驗既可以選用低成本的教具，也可以不需要教具。有些實驗，無需教具，隻需要一些廢舊材料即可，實驗的效果也很好。例如，若在小學科學讓學生做摩擦起電的分組實驗，無須配置成套的教具，生活中的材料比比皆是。
低成本教具分自製的和成品化生產的。自製教具不完全是低成本的。有時，自製一件高成本的教具更能解決教學中的問題和更能節約實驗室裝備經費。例如，某校老師將淘汰的計算機製成了“計算機原理演示器”，這種教具實驗效果明顯，比購買成品的教具更省錢。
有些“低成本自製教具”，教具本身看似選材簡單、價廉，但如果在製作過程中需要特別先進的工具，製作的工藝特別複雜和製作所需要的時間特別長，教具在使用過程中需要配套昂貴的設備，也不能稱為低成本教具。例如，有人利用家裏廢舊的煤氣灶製成了實驗室使用的噴燈，就不能稱作為低成本教具；有人用紙製成了實驗室常用的“漏鬥”，肯定是低成本教具。
二、自製教具的意義
“用最平常的儀器獲得最優秀的成果才算真本事”，這是近代科學家的搖籃——英國卡文迪許實驗室的一種傳統。帕斯卡用酒桶和水管子這些日用器具做水壓實驗，得出液壓均勻分布的帕斯卡定律。湯姆遜發現電子的實驗就是用簡單的玻璃陰極射線管進行的。居裏夫人就是從瀝青的提煉中發現放射線的。一個科學巨人不可能得到超前於科學預言的完善設備，科學真知的萌芽常常憑借於舊有的溫床。李政道博士在國內參觀時曾說：“自己動手做的儀器，永遠比買來的好，這是一條定理。”
自製教具在中小學教育教學工作中和教學儀器設備工業發展中占有很重要的地位並具有重要的作用，突出表現在以下幾個方麵：
1.基礎教育課程改革的需要
新的基礎教育課程改革，在科學課程中廣泛采用了科學探究的方式引導學生學習科學。在這些科學探究過程中，需要使用大量的教具、藥品、材料和工具。其中，大部分是低成本教具和低成本材料。對低成本教具，有些可以購買到成品化的產品，另有一些必須自製。
在全國統一使用國家課程標準，允許各地選用不同出版社出版的教材情況下，各版本教材在實驗的設計和教具的選用上各取所需，各具特色。上級教育主管部門精心編製的教學儀器配備標準不可能也無法包羅萬象，如果機械而教條地按照這些教學儀器配備標準成套配置或更新教學儀器，就會出現“配之無用、用者沒有”的情況。如果不自製這些教材所特有的教具，就無法開齊開足必做的實驗，更不能全麵完成教育教學任務，基礎教育課程改革的目標也就不能全麵實現。
2.教育教學方法改革的需要
為進一步提高教學質量，培養學生的創新精神和實踐能力，很多老師從學校和本地區學生的實際情況出發，推出了很多經實踐證明的比較優秀的教學方法。在科學各課程教學方法改革的過程中，一些老師是從實驗設計入手進行的。這些科學的實驗設計，常常需要特定的教具作為支撐。由於自製教具更貼近各課程教學活動，利用自製教具改進實驗教學不失為教學改革的一個重要“突破口”。由於實驗教學改革的前期是個性化的，所需要的教具無法組織大批量生產。如果不製作，實驗設計乃至實驗教學和課程教學的改革也就無法實施。因此，有專家認為，“實驗教學改革是自製教具的原動力”。
3.實驗教學本身發展的需要
工業化生產的教學儀器，有時因成本、工藝等問題，往往做得很小、很緊湊、很複雜。由於這些非教育性因素的影響，必然會淹沒或削弱教具的直觀性和實用性。因此，工業化生產的教具有時實驗教學效果反而不如自製的好。這是實驗教學規律所決定的和所要求的。
一部科學發展史，實質上也是儀器設備的發展史。科學家發現科學規律的過程，也是儀器設備發展和實驗科學發展的過程。在中小學校，對課程標準中某一科學知識所選定的教學實驗項目不可能一成不變，也應隨著技術、材料、工藝的發展和教育科學、自然科學的發展而不斷改進，以進一步提高實驗教學的效果和質量。這就需要教師自製教具或對已有的教學儀器設備進行二次開發。
4.培養實驗教師的需要
通過自製教具，可以促使教師深入研究實驗教學方法，認真分析已有教學儀器設備的性能，精心設計實驗項目和自製教具，所有這些，無疑會提高實驗教師的教育教學水平尤其是實驗教學和自製教具水平。每次自製教具評選活動，都能推出一批自製教具能手並影響和激勵著其他學校的實驗教師。
5.學生素質發展的需要
為間接考查學生的實驗設計能力和實驗操作水平，在近些年的高考中，實驗設計已成為重要的題型。在無法將實驗操作考試納入到高考中作為學生評價的需要，這不失為一種有效的手段。如果學生平時不進行實驗尤其是不進行設計性實驗的操作，學生對最基本的儀器、設備、材料、工具都不了解，不可能在高考的實驗設計題上獲取高分。
最為重要的是，新的基礎教育課程改革下的科學各課程標準，從提高學生綜合素質出發，要求學校、老師和學生開展大量的科學探究活動。這其中的一些科學探究活動，要求由學生自主進行實驗設計，自主準備實驗材料，自己動手製作學具，自己完成探究過程。這正是自製教具在學生方麵的充分體現。
6.節約教育經費的需要
雖然我國社會和經濟的發展趨勢很好，但教育經費仍很緊張。因為沒有足夠的經費購買工業化的產品，隻能自製教具。即便是教育經費非常寬裕，不需要再提倡“瓶瓶罐罐當儀器，拚拚湊湊做實驗”，但仍應響應國家所倡導的建設“節約型社會”的號召，盡量自製教具，尤其是不自製就無法實驗的教具。
國際上通常把自製教具稱之為“無價”或“廉價”教具，這種說法忽視了“高成本自製教具”，但卻倡導著一種精神。到過國外考察過一些西方發達國家中小學校教室和實驗室的人都說，國外有很多學校的計算機和操場比我國的示範性高中要差，但在他們的教室和實驗室內有很多可供學生自製和實驗的低成本材料，對我們有借鑒作用。
7.促進教學儀器設備工業發展的需要
每次教具展示或評選，都會有一些好的教具產生，並可在實驗教學上取得好的效果。這些優秀的作品，隻需要進一步完善設計，就可以投入到工業化生產，能在更大範圍內得到推廣。改革開放以來，我國組織了六次全國性的自製教具評選，這其中就有一些教具被選用在國家配備標準中並通過行業標準方式被企業所采用。在平時，我國中小學教師自製的教具很難被企業所采用，其原因是多方麵的。
除科學學科自製教具以外，美術、音樂、體育、勞技甚至是語文、外語等，也都可以自製教具。
三、自製教具的步驟
由於自製教具的種類很多，形態結構各異，使用的材料和工藝方法也各有不同，幾乎每個教具都有它的個性，但綜合起來，還是可以找出共性的東西，總結出可供參考的規律。
自製教具的設計與製作和新產品的研究開發一樣，應遵守下列步驟：
（1）分析教材，按照實驗教學的需要，確定所要製作教具的教學目的。切勿為製作教具而製作教具、為參加評選而製作教具。
（2）設計教具自製方案。方案應包含自製教具的原因和目的，教具應實現的主要功能和應完成的實驗教學目標，教具的結構和所需要的材料與工藝，需要學校提供的資源和經費，自製教具分階段工作計劃等內容。
（3）先用簡易的材料（如紙板、包裝材料、玻璃片、三合板、鐵板等）做成“毛樣”，廣泛征求其他教師和學生的意見，看看設計是否合理，功能是否有可能達成。改進不足之處，或修改設計方案。
（4）根據設計好的方案和毛樣，選用材料進行試製，形成樣品。
（5）將製作的樣品在課堂上進行試用，看一看實際效果，包括是否有足夠的重複性。
（6）若有必要，可以製作成品。進行塗裝，畫出標誌或指示部位。寫說明書，內容包括使用方法、維修管理，務使他人看得明白，關鍵的地方要寫清楚。
（7）參加上級教育主管部門舉辦的自製教具展示和評選，在更大的範圍內推廣使用。若有必要，可申請專利並可向廠家推薦生產。
上述自製教具的過程看似複雜，但我們要成功地製作出一種教具，就必須按照上麵的步驟去考慮和實施。當然，由於教具的品種不同，具體的步驟會有所變化。有些簡單的教具，自製的步驟可簡化一些，有些複雜的教具可能會出現多次反複。如果已經有了比較成熟的樣品，依樣複製這種製作過程就更簡單了。
有些教具是在課堂上使用的紙板、塑料板、木條等簡易材料，談不上是教具。教師在上課之前先試用，做到胸有成竹。課堂上，教師主要精力應放在如何做好實驗或如何指導學生做好實驗上。
四、自製教具的選型
自製過教具的老師都深有體會，自製教具的選型有時比自製教具的難度更大。選型不當，一年半載也做不好一件教具；選型適當，一周或半月即可搞定。
自製教具在選型時應注意以下事項：
（1）自製教具是為實驗教學服務的。由於自製教具能夠承載一個和一組實驗的設計思想和教學方法，通常將自製教具變成了實驗教學改革最顯性的成果。在我們自製教具和評價自製教具時，不能“遺忘”自製教具所承載的實驗設計思想和實驗教學方法，否則，自製教具也就成了“無本之木”。
（2）有些教具是不能設計的。實驗科學是一門很嚴謹的科學，涉及到定量觀測和誤差分析等一係列科學性很強的過程，有些必需的儀器設備是不能自製的。例如：①測量儀器，由於教師手裏沒有合適的機器設備，保證不了儀器的精密度，特別是表頭、表芯部分，一般不要自製。②度量衡儀器。度量衡儀器需要符合計量標準，一般學校沒有製作條件。但是卡尺、千分尺、天平的模型不在此限。玻璃瓶的容器用標準的容量標定之後也可以在學校範圍內使用。③顯微鏡。一般的學校沒有專用工具，不能自己製造和維修光學顯微鏡。
（3）有些材料不可取。為了保證安全，不宜直接使用帶有微量放射線的熒光材料、水銀、火藥、含鉛量多的黏土、農藥等，沒有進行磨邊處理的玻璃片等也不宜使用。不要讓學生直接處理會引起過敏的植物、有毒的魚類，不要捕殺珍奇的鳥類作標本。為自製教具而搜集的日常生活用品應該是清潔的。不要使用發黴、變質的東西，不要使用印有不健康圖案的紙片，不要使用避孕器材作教具。厚度不均勻的玻璃瓶、塑料容器不宜設計成加熱容器。自製教具的電壓都應控製在安全電壓範圍之內。