俞成剛

【摘? ?要】創(chuàng)新是進(jìn)步的動(dòng)力。研究科學(xué)“小發(fā)明”是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要途徑。針對學(xué)生因缺乏觀察意識(shí)和創(chuàng)新能力而導(dǎo)致科學(xué)實(shí)踐難以開展的情況，教師以“小發(fā)明”為載體開展綜合實(shí)踐活動(dòng)，將創(chuàng)新元素融入其中。具體而言，教師“在研究前改變學(xué)生觀念，確定研究方向”“在研究時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考，指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)踐”“在研究后開展多元評價(jià)，肯定創(chuàng)新價(jià)值”，讓學(xué)生在豐富的活動(dòng)中獲得綜合素質(zhì)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新意識(shí);綜合實(shí)踐;小發(fā)明;指導(dǎo)

《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》倡導(dǎo)探究性、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。事實(shí)上，實(shí)踐創(chuàng)新也是《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的重要組成部分。開展綜合實(shí)踐活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生研究科學(xué)“小發(fā)明”，是培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要途徑。然而，學(xué)生因缺乏觀察意識(shí)和創(chuàng)新能力而導(dǎo)致科學(xué)實(shí)踐難以開展的情況屢見不鮮。為此，教師嘗試以“小發(fā)明”為載體開展綜合實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、實(shí)踐，活化思維，開闊思路，提升綜合素質(zhì)。

一、研究前：改變學(xué)生觀念，確定研究方向

學(xué)生對于“小發(fā)明”存在一定的偏見，教師應(yīng)在開展研究前，幫助學(xué)生消除偏見，而后引導(dǎo)他們明確研究的方向，為后續(xù)研究活動(dòng)的開展打下基礎(chǔ)。

（一）故事熏陶，改變觀念

教師剛開始組織學(xué)生研究“小發(fā)明”時(shí)，學(xué)生總覺得“小發(fā)明”有一種高不可攀的神秘色彩，不是所有人都能參與研究。為了消除學(xué)生的疑慮，教師向?qū)W生講述了中外科學(xué)家、發(fā)明家的事跡，滲透可貴的發(fā)明創(chuàng)造精神;向?qū)W生介紹了當(dāng)代中小學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的故事，使他們認(rèn)識(shí)到“自己并不渺小，發(fā)明創(chuàng)造我也能行”;通過舉生活中的例子，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到周圍還有許多事物等待他們?nèi)ジ倪M(jìn)、充實(shí)和完善。由此，學(xué)生對科學(xué)“小發(fā)明”產(chǎn)生了全新的認(rèn)識(shí)，也有了參與創(chuàng)造的信心。

（二）創(chuàng)意交流，分享智慧

在輔導(dǎo)學(xué)生研究“小發(fā)明”時(shí)，教師首先要向?qū)W生提問：你準(zhǔn)備發(fā)明什么東西？你的創(chuàng)意點(diǎn)是什么？你將根據(jù)什么原理來制作？制作的步驟是怎樣的？你想達(dá)到什么樣的效果？學(xué)生在回答完這些問題后，再上網(wǎng)查閱，看看是否已有類似的發(fā)明。如果有，還要思考如何改進(jìn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)自身的優(yōu)勢。教師要及時(shí)對有發(fā)明價(jià)值的想法給予肯定，進(jìn)行指導(dǎo);對沒有發(fā)明價(jià)值的想法進(jìn)行點(diǎn)撥，幫助學(xué)生尋找新的突破口。

（三）對比觀察，發(fā)現(xiàn)問題

觀察是研究科學(xué)“小發(fā)明”的第一步。任何發(fā)明創(chuàng)造都來自于發(fā)明家對事物的細(xì)心觀察。學(xué)生在觀察時(shí)，教師要引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)對同類或相似的事物進(jìn)行比較，了解它們之間的不同特征和相互聯(lián)系，在比較中發(fā)現(xiàn)問題，由此進(jìn)一步嘗試解決問題，構(gòu)思新事物。比如，生活中人們常常會(huì)遇到拖把清洗后沒有合適的地方進(jìn)行晾曬的問題。通過對普通拖把與掃把進(jìn)行對比觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，如果能讓拖把像掃把一樣“穩(wěn)穩(wěn)地立起來”，就能解決這一問題。由此，學(xué)生有了研究的方向。

（四）自由把玩，明確問題

玩是兒童的天性，是一種主動(dòng)學(xué)習(xí)的態(tài)度，可以激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。學(xué)生在課余時(shí)間把玩自己喜愛的東西，可以在“玩”的過程中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而產(chǎn)生研究“小發(fā)明”的念頭。比如很多學(xué)生都喜歡打乒乓球，可是，初學(xué)者大部分時(shí)間都在撿乒乓球。于是，學(xué)生想到了制作一個(gè)不用彎腰就能輕而易舉地將乒乓球撿起來的“神器”。

二、研究時(shí)：引導(dǎo)學(xué)生思考，指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)踐

學(xué)生有了研究的方向，就要準(zhǔn)備進(jìn)行思考和實(shí)踐。此時(shí)，教師要帶領(lǐng)他們從生活中尋找依據(jù)，不斷嘗試，通過合作解決問題。

（一）放大用途，改進(jìn)設(shè)計(jì)

教師引導(dǎo)學(xué)生分析物品的作用，對其進(jìn)行改進(jìn)，以放大其用途，改進(jìn)其不足之處，如對生活用品、學(xué)習(xí)用品、勞動(dòng)工具等常見物品的改造、革新。由此，學(xué)生將從不同角度去觀察某一物品，發(fā)展發(fā)散性思維。不同的想法為開展“小發(fā)明”活動(dòng)打下了基礎(chǔ)。如“伸縮掃把”的設(shè)計(jì)，首先，師生明確掃把的用途和不足——掃地時(shí)，在課桌下、墻角邊等一些比較狹窄的地方，普通掃把無法伸入其中（如圖1）。于是，學(xué)生想到了改進(jìn)掃把的功能。首先，學(xué)生思考如何調(diào)節(jié)掃把的大小。接著，學(xué)生找來一個(gè)撿垃圾的鉗子，這個(gè)鉗子的“嘴”的大小可以在手柄上進(jìn)行調(diào)節(jié)（如圖2）。然后，學(xué)生將原掃把的柄拆下，把掃把面裝在垃圾鉗上（如圖3）。這樣一來，只要利用手柄就能自由調(diào)節(jié)掃把的大小，掃把就能輕松自如地伸進(jìn)各個(gè)角落（如圖4）。

（二）增加功能，優(yōu)化設(shè)計(jì)

教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生從學(xué)習(xí)與生活的實(shí)踐中尋找創(chuàng)意點(diǎn)，時(shí)刻留意周圍的事物，及時(shí)捕捉靈感。如引導(dǎo)學(xué)生從生活用品中尋找功能的拓展點(diǎn)，說說自己的設(shè)想和改進(jìn)方案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適度提升，使物品的功能達(dá)到最優(yōu)化、最大化。以“攻防兩用安保叉”的設(shè)計(jì)為例，安保用具是確保師生安全的強(qiáng)大后盾，但是原來的安保叉只能防御歹徒的侵犯，不能對其進(jìn)行攻擊，無法起到制伏作用，存在安全隱患（如圖5）。于是，學(xué)生想到了做一個(gè)集攻防功能于一體的安保叉。他們在原來的安保叉上安裝了兩個(gè)鉤子（如圖6），使用時(shí)既可以防止歹徒的靠近，又可以迅速鉤住歹徒的手腳，從而起到制伏的作用，十分適合學(xué)校等人口密集區(qū)的安保工作人員使用。

（三）舊物改造，局部創(chuàng)新

改革創(chuàng)新就是讓學(xué)生在廢舊物品原有的基礎(chǔ)上尋找問題，對其進(jìn)行改進(jìn)，使其變成更有用、更好用的東西。例如，用普通的鍋煮粥或煲湯時(shí)，湯汁很容易從鍋蓋處溢出來。對此，教師帶領(lǐng)學(xué)生對普通鍋的鍋蓋處進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使它成為一個(gè)可以自動(dòng)掀蓋防溢的“安全鍋”。具體來說，師生利用磁鐵可以吸鐵的原理，在鍋的兩側(cè)各裝上兩塊吸鐵石。吸鐵石在煮粥、煲湯時(shí)將蒸汽頂起的鍋蓋吸住，讓鍋蓋不再完全蓋住，而是留出一道縫隙（圖7），這樣就能有效地防止湯汁往外溢出。

（四）物盡其用，組合創(chuàng)新

所謂組合創(chuàng)新，就是指把不同物體組合在一起，達(dá)到“一物多用”的目的。對學(xué)生來說，運(yùn)用“組合法”研究“小發(fā)明”比較容易入門。如“一按即落”的晾襪神器就是將普通晾衣架和夾子進(jìn)行巧妙組合?？紤]到平時(shí)收襪子時(shí)，一只一只地取下會(huì)比較麻煩，師生想到設(shè)計(jì)一個(gè)收取方便的晾襪器，即將普通的塑料夾子“穿”在晾衣架上。收襪子時(shí)，雙手從兩邊往中間按壓，所有的夾子就會(huì)同時(shí)“張開嘴”，一次性將襪子全部取下（如圖8）。

（五）變廢為寶，便利設(shè)計(jì)

輔導(dǎo)學(xué)生研究科學(xué)“小發(fā)明”時(shí)，少不了對其進(jìn)行環(huán)保教育。教師利用“變廢為寶”的活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生對日常生活中的廢棄物進(jìn)行再設(shè)計(jì)，如“按壓式自動(dòng)取墨器”的設(shè)計(jì)。學(xué)生知道，寫毛筆字時(shí)需要將瓶子里的墨水倒在硯臺(tái)里，有時(shí)會(huì)將墨汁滴到桌上，有時(shí)倒得太多，不僅浪費(fèi)，還難以清理。于是，學(xué)生想到做一個(gè)方便取墨的物件。他們用一個(gè)廢棄的洗手液瓶子盛墨汁，上面用可樂瓶做一個(gè)盛墨斗的按壓式自動(dòng)取墨器（如圖9），使用時(shí)像取洗手液一樣，只要用毛筆對準(zhǔn)按壓器輕輕按幾下，墨汁就能出來，用完后也可以繼續(xù)按壓使用。

（六）立足生活，遷移設(shè)計(jì)

生活是創(chuàng)造的源泉。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行選題、設(shè)計(jì)、制作、改進(jìn)，使生活更便捷，比如“踩線犯規(guī)”警報(bào)器的發(fā)明。該發(fā)明源于一次跳遠(yuǎn)比賽中關(guān)于運(yùn)動(dòng)員是否踩線的爭論。光憑裁判員的主觀判斷容易出現(xiàn)誤判，且裁判員需要高度集中注意力，目不轉(zhuǎn)睛地進(jìn)行觀察，很容易疲勞。如何解決這一問題？家里的門鈴“一按即響”的事實(shí)是學(xué)生的靈感來源。學(xué)生用塑料片做成“起跳線”，將一個(gè)門鈴開關(guān)裝在“起跳線”的一端。運(yùn)動(dòng)員的踩線動(dòng)作相當(dāng)于按門鈴開關(guān)的動(dòng)作，一旦踩線，警報(bào)器就會(huì)發(fā)出聲音，從而方便、公正地判斷運(yùn)動(dòng)員是否踩線（如圖10）。由于此“門鈴”與開關(guān)之間無需電線連接，警報(bào)器可以放在任意位置，十分方便。

（七）使用學(xué)具，解決難題

當(dāng)學(xué)生在上課時(shí)遇到很難理解的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以指導(dǎo)他們制作相應(yīng)的學(xué)具或教具，將抽象的知識(shí)具體形象地演示出來，將復(fù)雜的問題簡單化。比如六年級數(shù)學(xué)課上有這樣一道題：已知正方形邊長，求陰影部分的面積（如圖11），這道題難倒了大部分學(xué)生。學(xué)生利用之前發(fā)明的“求面積神器”，轉(zhuǎn)動(dòng)局部陰影，將陰影組合成新圖形，很快就能明白只要用半圓面積減去三角形的面積即可求出陰影部分的面積（圖12）。

三、研究后：開展多元評價(jià)，肯定創(chuàng)新價(jià)值

為了讓學(xué)生的“小發(fā)明”能夠得到展示，教師為其開設(shè)了活動(dòng)專題長廊，便于學(xué)生鑒賞、交流。專題長廊包括學(xué)生的“小發(fā)明”成果區(qū)、發(fā)明人士事跡資料宣傳區(qū)、問題認(rèn)領(lǐng)區(qū)、金點(diǎn)子分享平臺(tái)、科技動(dòng)態(tài)視頻欣賞區(qū)等。學(xué)生在展示中獲得極大的成就感，體驗(yàn)到創(chuàng)新活動(dòng)帶來的樂趣。與此同時(shí)，學(xué)生也學(xué)習(xí)和借鑒其他作品的優(yōu)秀之處，取長補(bǔ)短，獲得更大的進(jìn)步。

實(shí)踐證明，以“小發(fā)明”為載體開展的綜合實(shí)踐活動(dòng)能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察事物的敏銳性，激發(fā)學(xué)生參與活動(dòng)的積極性，使學(xué)生有了親自動(dòng)手美化生活的愿望和能力。“見物思理”這一理念逐漸根植于學(xué)生的心中，其綜合能力進(jìn)一步得到提升。

（浙江省嘉興市南湖區(qū)新豐鎮(zhèn)中心小學(xué)? ?314005）