2．发现问题，剖析材料使用的不足点。
教师在实验设计时，往往会发现预设教具有些无法在仪器室找到，有些难以让学生规范操作，有些会出现干扰实验结果，有些会出现操作安全等，这是进行教具研制的“导火线”。教师根据自身已有经验，在钻研教材中发现问题，合理剖析，然后进入课堂试教，为教具研制建构有价值的研究课题。例如：上面提到的“测量泡沫在水中受到的拉力”实验，我们按照教材预设进行课堂实验，遇到如下问题：
问题1：泡沫块下沉的体积大小不易控制。
问题2：小导轮不易被橡皮泥固定在水槽底部。
问题3：单导轮应用，钩住测力计挂钩的拉线不易竖直往上拉。
问题4：测力计的显示值不易稳定。
问题5：重复实验，细线两端钩住泡沫和测力计不方便。
问题6：泡沫排开的水量不易测量，数据误差偏大。
根据实验教学中教材预设的材料应用问题暴露，如何对实验材料进行生本、科学优化与结构性设计，自然成了教具研制的必要课题。
3．精心选题，确定需要研究的子课题。
在教具研制选题中，我们可以针对以上影响实验探究有效性的暴露问题，结合学生的年龄特征和教师的优化设计，从中选定研制的子课题。
（1）问题1研究子课题。
哪种形状的物体更容易被稳定的拉入水中，而且能让学生对物体不同体积浸入水中受到的拉力大小进行等条件的重复实验，我们可以选择研究的子课题《等分沉浮积件的设计与研制》。
（2）问题2研究子课题。
根据浮的物体在水中受到的浮力大小的不同，小导轮受到往上拉力的大小也不同。教材建议用橡皮泥去水中粘住小导轮，实验验证粘合力极小；用钩码或其它可以使线穿过的物体代替小导轮，同样存在位置不稳定或受外力作用被提起。因此，我们可以选择研究的子课题《“工”字卡扣式固定导轮装置的设计与研制》。
（3）问题3研究子课题。
弹簧测力计测量向上的拉力大小时，规范操作是要求竖直向上拉。观察（图1）中的操作，我们可以发现：测力计竖直向上拉，拉线与下沉物体接触产生摩擦力；测力计斜拉属于不规范操作规则，同时指针连接直杆与测力计外壳接触产生摩擦力。因此，我们可以选择研究的子课题《间距可调式双导轮装置的设计与研制》。