李敏華

摘 要：創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。近幾年，在科創(chuàng)社團的教學實踐中，筆者確定了社團的建設方向，在社團前中后期建設中，讓學生通過模仿學習、以賽促學、交流分享等各種方式，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，并取得不錯的成效。

關鍵詞：創(chuàng)新思維;科創(chuàng)社團;教學實踐

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。那么，科技社團作為學校課程的一個重要補充。如何激發(fā)學生的學習興趣，更加有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力呢？對此，近幾年，筆者在科創(chuàng)社團中，不斷地去探索和嘗試。本文將從Arduino+3D打印社團的建設中，談談如何在社團中對學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力進行培養(yǎng)。

一、確定社團建設的方向

近年來，隨著開源軟硬件的普及，筆者學校選擇了建立以Arduino+3D打印為特色的科創(chuàng)社團。Arduino作為一款開源電子原型平臺，有較強的易用性和拓展性，具有重量輕、體積小的特點。并且通過自帶的I/0接口和拓展板，可以與各種傳感器、藍牙、電子元件等相連。通過讓學生學習Mixly開源圖形化編程軟件，用直觀的圖形化積木堆疊的方式，讓學生實現(xiàn)程序?qū)τ布目刂?，把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。再結(jié)合3D打印，給不同的作品設計外觀造型。兩個項目的結(jié)合教育，有利于激發(fā)學生的積極性和參與熱情，把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。

二、社團的初期建設——模仿學習，熟悉電子元件

一開始，學生對軟硬件都不熟悉。在課程設置中，筆者以實例為主線，讓學生熟悉編程軟件，同時了解不同傳感器、電子元件。例如：在學習三色LED燈模塊中，先讓學生模仿學習點亮一個LED燈，到兩個，再到調(diào)整紅、綠、藍三種光線的數(shù)值，混合出不同的顏色。模仿學習完之后，在學生的最近發(fā)展區(qū)適當增加不同的難度，讓學生進行思維碰撞。燈光可以與什么傳感器結(jié)合，實現(xiàn)什么效果，在哪些場合使用過？學生會聯(lián)想到教學樓的可控燈光、手機燈光不使用幾秒鐘后會自動黑屏、路邊白天不亮晚上亮的燈光等等。教師再引導學生加入聲控模塊、光線傳感器、旋鈕模塊等。通過新的任務和問題情境的呈現(xiàn)，讓學生逐漸產(chǎn)生模仿遷移效果。表現(xiàn)出一種創(chuàng)新性的模仿學習。初期教師通過加強學生的理論學習，從實例出發(fā)，鼓勵聯(lián)想生活，讓他們在模仿中產(chǎn)生想法，使他們意識到原來創(chuàng)新不難，生活的便利離不開科技，生活的便利需要他們腦洞大開。

三、社團的中期建設——以賽促學，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

每年市、區(qū)、學校都會舉辦不同的發(fā)明創(chuàng)造比賽。筆者會以此為契機，引導學生創(chuàng)作屬于自己的作品，讓學生學有所成，增強成就感。

首先，了解比賽規(guī)則，欣賞往年不同的優(yōu)秀作品。鼓勵學生說出作品中所用到的傳感器，讓學生進行分析、講解。學生不清楚的地方，教師再進行補充，讓學生感受到原來原理很簡單，他們都可以做到。在欣賞優(yōu)秀作品過程中，再引導學生進行思考。例如：疫情當下，學生看到學校每個洗手間里都提供了洗手液，但是有太多學生頻繁接觸洗手液，加之洗手液會因為裸露在外面或者太陽的長期暴曬而失去殺菌效果，所以學生想到制作一個免接觸洗手液，通過3D打印外觀，超聲波傳感器測距，控制兩個舵機實現(xiàn)免接觸。原理很簡單，但是讓我們的日常生活更方便。

然后，引導學生以組為單位，討論選題。愛因斯坦說過：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要?！笨梢?，一個優(yōu)秀選題決定著發(fā)明創(chuàng)造的方向和目標。筆者會啟發(fā)學生在生活、學習中去尋找。例如：使用這些傳感器可以方便大家的生活、學習，可以糾正日常中的一些不良習慣，等等。圍繞日常的需求，跳出局限，打破慣性思維，提出各種點子。讓學生善于觀察生活、樂于創(chuàng)新思考。

例如：有學生提出，手骨折時，受傷部位是不可以濕水或有過多水蒸氣進入的，同時還要保證溫度不能過高，否則傷口就容易發(fā)炎。因此，通過討論制作了石膏溫濕度提醒器，作品能敏銳地檢測到當前環(huán)境的溫濕度情況，并在溫度或濕度過高的情況下報警提醒。有學生留意到學校的人工湖存在安全隱患，他們想到制作一個防跨欄提醒器。通過紅外傳感器來檢測是否有人靠近危險地帶，當檢測到有人靠近時，蜂鳴器發(fā)出響聲提醒當事人，同時還能把“有人跨欄了”的信息發(fā)送到保安的手機里。

創(chuàng)意的產(chǎn)生通常來源于積累和身邊的觀察。因此，在平時教學中，筆者會訓練學生留心觀察，養(yǎng)成愛觀察的習慣，發(fā)現(xiàn)生活中熟悉的事物有什么不方便、不合理的地方就記下來、提出來。同時，對于學生提出的選題，教師不輕易否定，與學生反復推敲溝通。當學生的思路受阻時，當學生的方案難以實施時，當學生的結(jié)論不能確定或有問題時，教師要進行適時的點撥和啟發(fā)。例如：學生發(fā)明了聾啞人智能說話手套，只要戴上手套，用自己的大拇指，依次連接其他四個手指，就能實現(xiàn)“說話”功能。在制作時，筆者給學生提出建議，表示現(xiàn)在的手套還存在語句量比較少等缺點，僅能限于一個場景的實用。學生就想到可利用手機藍牙連接網(wǎng)絡，錄入更多的場景，然后用手套切換場景，表達出來，讓聾啞人能表達更多的話語，豐富了手套的功能。

最后，教師將學生的作品進行整理，讓學生積極參加各級各類的創(chuàng)新比賽，為學生搭建實踐和展示自我的平臺。同時吸引更多學生積極參與科創(chuàng)社團活動，開發(fā)學生的創(chuàng)造潛能，提高學生的綜合素質(zhì)。

四、社團的后期建設——交流分享，拓寬知識視野

在作品制作過程中，筆者會展開交流活動。讓每組成員簡單介紹作品，包括能實現(xiàn)的功能、用到的傳感器等等。同時，讓其他同學獻計獻策，可以增加什么功能進行完善，外觀的設置如何改善等。在交流的過程中，學生可以更好地完善自己的作品。完成作品后，讓學生進行分享，詳細介紹作品，并制作成視頻，在年級或者往后的社團中給其他同學播放。宣傳身邊學生的創(chuàng)新成果，增強儀式感和學生的成就感。

讓創(chuàng)新成為校園的一道美麗的風景線，讓校園吹起創(chuàng)新之風。在交流、分享的過程中，一方面讓學生自信表達，獲得成就感;另一方面可以開闊視野，見多識廣，讓學生產(chǎn)生更多的想法和創(chuàng)意，為后續(xù)的作品制作作鋪墊。

五、社團的可持續(xù)發(fā)展——分層教學，引導合作共贏

為了讓社團里面的成員各方面得到不同的提升，筆者在第一學期采取了分層教學的方式。讓剛踏入社團的七年級新生進行Arduino的基礎學習，實現(xiàn)程序?qū)τ布目刂?，把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。而八年級的學生經(jīng)過一年的學習，已經(jīng)有一定的基礎，可以獨立地制作作品，但是對作品外觀的設置還欠缺，所以引導學生結(jié)合3D打印，激光切割，給不同的作品設計外觀造型。到第二學期，筆者采取以舊帶新的方式，由八年級的學生帶領七年級的學生，針對比賽制作作品。八年級的學生在去年的學習中已經(jīng)積累了一定的比賽經(jīng)驗，對作品的制作有了更明確的方向，可以指引七年級的學生一起完成。七年級的學生熟悉編程和硬件的連接，可以很好地協(xié)助完成作品。兩個年級的學生在相互交流學習中，思維碰撞，提升創(chuàng)新能力，合作共贏。

科創(chuàng)社團作為學校的重要組成部分，是激發(fā)學生的自發(fā)性、發(fā)展學生創(chuàng)新思維能力的有效途徑，同時也是對第一課堂的補充。讓學生能夠輕松自主地認識和發(fā)現(xiàn)新知識、新思想、新事物和新方法，可以為將來成為創(chuàng)新型人才奠定素質(zhì)基礎。筆者將繼續(xù)在社團中潛心探索，不斷增強自身能力，以期不斷提高學生的創(chuàng)新思維能力。

參考文獻：

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