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        改進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)

        2023-11-29 08:53:06江蘇南京外國語學(xué)校仙林分校
        小學(xué)科學(xué) 2023年24期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)學(xué)生

        ◇吳 婷(江蘇:南京外國語學(xué)校仙林分校)

        發(fā)明,是對一種設(shè)計和一種新工藝、新產(chǎn)品、新方法的創(chuàng)造,這種創(chuàng)造可由一個發(fā)明者或由一個實(shí)驗組、實(shí)驗室或研究所做出,例如火藥的產(chǎn)生、造紙術(shù)的由來等。創(chuàng)造,是指將兩個或兩個以上概念或事物按一定方式聯(lián)系起來,主觀地制造客觀上能被人普遍接受的事物,以實(shí)現(xiàn)某種目的的行為。

        發(fā)明創(chuàng)造,簡單來說就是針對某一事物進(jìn)行的一種新的設(shè)計和革新,并將其付諸生產(chǎn)或?qū)嵤6l(fā)明創(chuàng)造教學(xué),則是指針對學(xué)生開展的、能夠使學(xué)生的發(fā)散性思維得到訓(xùn)練、促使學(xué)生產(chǎn)生新奇獨(dú)特的想法,并將其實(shí)施的教學(xué)方式。

        目前,發(fā)明創(chuàng)造在國內(nèi)已經(jīng)得到普遍的嘗試。然而,經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),目前在各個學(xué)?;驒C(jī)構(gòu),發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)更多的是以一種碎片化的方式開展,呈現(xiàn)出“東一榔頭西一棒”的面貌。這樣的教學(xué)方式不僅割裂了知識和方法的內(nèi)在連續(xù)性,也大大削弱了發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)的魅力,使教學(xué)流于表面,僅僅是“教”和“學(xué)”,而無法實(shí)現(xiàn)“改變學(xué)生思考問題、解決問題方式”的內(nèi)化目標(biāo)。

        針對這一現(xiàn)狀,我對發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)進(jìn)行了一些改進(jìn),使其教學(xué)和評價更加系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,并經(jīng)過長期實(shí)踐,獲得了一定的成果。下面謹(jǐn)將一些實(shí)踐方法和心得體會總結(jié)出來,以供探討。

        一、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的興趣

        興趣是最好的老師,針對學(xué)生開展發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)的第一步,一定是培養(yǎng)學(xué)生對發(fā)明的興趣。我常用的方法有這樣幾種。

        (一)激發(fā)好奇心

        好奇心是最好的老師。每個人生來就有好奇心,隨著年齡的增長,好奇心會逐漸減弱。伊恩·萊斯利在《好奇心》這本書中指出,擁有好奇心的人往往更聰明、更富有創(chuàng)造性,也更容易成功。因此,激發(fā)學(xué)生的好奇心,將好奇心的功能發(fā)揮到最大化,則成了發(fā)明創(chuàng)造的第一步。

        那么,如何激發(fā)好奇心呢?我在課堂實(shí)際教學(xué)中往往從任務(wù)入手,例如拋出任務(wù):“課桌還能具有更多功能嗎?”“怎樣解決油鍋里的熱油濺出來燙手的問題?”以任務(wù)的方式引發(fā)學(xué)生對事物的好奇心,進(jìn)而主動思考和提出解決方案。

        (二)榜樣刺激法

        在發(fā)明創(chuàng)造的道路上產(chǎn)生過很多優(yōu)秀的作品,例如“小鳥定量喂食器”“安全切菜板”“防燒手火柴”等等。這些作品都是由小學(xué)生構(gòu)思出來的,能夠?qū)W(xué)生起到良好的榜樣作用,他們所取得的好成績更會讓學(xué)生備受鼓勵,對自己做出發(fā)明作品更有信心。

        在教學(xué)中,我常會伺機(jī)介紹一些優(yōu)秀的發(fā)明作品,利用榜樣的正向刺激作用激勵學(xué)生。這種做法也確實(shí)收到了顯著效果:學(xué)生在欣賞作品時常常會發(fā)出驚嘆聲,并積極開動腦筋參與到作品改進(jìn)中。

        (三)降低難度法

        發(fā)明創(chuàng)造是一件需要靈感和毅力的事,有時一件作品需要經(jīng)過多次修改、反復(fù)打磨,無法一蹴而就,這也是導(dǎo)致很多學(xué)生不能堅持搞發(fā)明的原因。大多數(shù)學(xué)生一開始都興致勃勃,摩拳擦掌地準(zhǔn)備發(fā)明一件富有創(chuàng)造性的作品,但隨著一次次失敗而逐漸喪失了信心。

        我采用降低難度的方式,引導(dǎo)學(xué)生先從改進(jìn)性發(fā)明入手,針對一些現(xiàn)有的作品進(jìn)行修改,使學(xué)生更容易找到方向,成功率也更高一些。

        二、教給學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的方法

        很多學(xué)生對發(fā)明創(chuàng)造有著很高的興趣,卻苦于沒有方法,在搞發(fā)明的過程中屢次失敗,始終不得要領(lǐng)。其實(shí)發(fā)明也是有章法可循的,掌握了正確方法,便能事半功倍。我將以往工作中的一些技巧進(jìn)行了總結(jié)和整理,總結(jié)成發(fā)明方法,以授課的方式教給學(xué)生。以下是其中的部分發(fā)明方法。

        主題附加法:以一個比較大、功能比較重要的物體為主體,以一個相對較小或功能較為次要的物體為附加物。在主體上添加附加物,便產(chǎn)生了新發(fā)明,例如帶燈的雨傘、帶橡皮頭的鉛筆等。

        分割創(chuàng)造法:將物體分割開來,或是對物體進(jìn)行分格,使不同的部位承擔(dān)不同的功能,這也是一種發(fā)明創(chuàng)造方法,例如分格餐盤、鴛鴦鍋底等。

        創(chuàng)新改變法:創(chuàng)新改變法就是設(shè)法改變事物的重量、長度、大小、形狀、材料、結(jié)構(gòu)、比例、原理等,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生新功能、新作用的目的。例如:皮球改變材料變成鉛球,直尺改變長度變成折疊尺,時鐘改變大小變成手表。

        A+A 創(chuàng)新法:把相同的、相似的東西組合在一起產(chǎn)生新發(fā)明的方法叫自身組合創(chuàng)造法。例如:一把刀有它的基本功能,當(dāng)兩把刀相加之后,基本功能發(fā)生了變化,具有剪切的新功能,這便是剪刀;一只放大鏡+一只放大鏡=望遠(yuǎn)鏡。

        反面突破法:把某種固定思維的事物逆向思考可以認(rèn)識事物的相反方面,揭示不同的現(xiàn)象,獲得不同的效果。例如:愛迪生從聲音產(chǎn)生振動的原理中,逆向思考出振動可還原聲音的創(chuàng)造,發(fā)明了留聲機(jī)。

        移植創(chuàng)造法:將一種事物的制造、使用原理應(yīng)用到另一個事物上,有時也能產(chǎn)生新的發(fā)明。例如:將發(fā)泡技術(shù)移植于肥皂制造過程,發(fā)明出能浮在水面上的象牙肥皂;將發(fā)泡技術(shù)移植于雪糕制造過程,發(fā)明出雪糕冰激凌。

        異想天開法:很多的發(fā)明構(gòu)想,在當(dāng)時科學(xué)技術(shù)水平還達(dá)不到制造這類東西的程度時被視為異想天開,但隨著時間的推移,日益發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一個又一個的構(gòu)想。異想天開法包含幾個要點(diǎn):要大膽想象;創(chuàng)造性地改變;充分運(yùn)用紙和筆;找?guī)讉€志同道合的人組成團(tuán)隊,介紹自己在創(chuàng)作過程中的思路和心得,將各自的精華收集起來,總結(jié)歸納,共同提高。

        空間聯(lián)想法:引導(dǎo)學(xué)生以某些常用空間為創(chuàng)造范圍,在空間內(nèi)搜索存在問題的事物,并加以改進(jìn)。例如以廚房為創(chuàng)造范圍,尋找廚房里不好用的物品并進(jìn)行改進(jìn)。我指導(dǎo)的學(xué)生作品“家用洗菜機(jī)”“安全切菜板”等就是這樣發(fā)明出來的。

        大膽想象法:事物之間存在著各種各樣的差異,人們難以把它們聯(lián)系在一起,而我們就要大膽地把它們聯(lián)想成一個整體?,F(xiàn)在看起來無關(guān)的事物,不一定永遠(yuǎn)無關(guān),比如酒味西瓜就是這樣創(chuàng)造出來的。大膽聯(lián)想法具有如下要領(lǐng):經(jīng)常將各種看似無關(guān)的事物盡可能聯(lián)系在一起;抓住時機(jī)動手嘗試;在詞典中,找任意一個代表事物的詞,當(dāng)作聯(lián)想觸發(fā)詞,然后去聯(lián)想;列舉生活中要解決的一個問題,寫出與問題有關(guān)的事物5~6種。

        三、對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練

        發(fā)明的源頭是靈感,只有先有了靈光一閃,才有進(jìn)一步發(fā)明的可能性。而能否產(chǎn)生這種珍貴的金點(diǎn)子,其實(shí)與學(xué)生平時的思維方式有關(guān)。有些學(xué)生富有想象力,善于從不同的角度分析問題、思考問題,這樣的學(xué)生往往比較容易產(chǎn)生金點(diǎn)子。而思維方式是可以通過后天的訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)的,因此,每隔一段時間,我便會系統(tǒng)地對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練,以糾正學(xué)生的思維方式。我常用的訓(xùn)練形式和內(nèi)容列舉如下。

        反話正說:聽課后不復(fù)習(xí)、不做作業(yè),直接去上下一次課;下大雨時不打傘走出去;放寒假不回來,自己在外過一次春節(jié);讓電話鈴響著,不去接;買東西后,發(fā)現(xiàn)少找了10 元錢;愛喝鮮牛奶的你,錯買了不愛喝的酸奶;走在路上,發(fā)現(xiàn)褲子破了個洞;日記本弄丟了;出門迷路了;電腦和電視都壞了。

        駁你一駁:男人比女人有力氣;開卷有益;眾人拾柴火焰高;冬天比春天冷;用電腦寫作既方便又迅速;地鐵比公交車快和安全。

        奇思妙想:大雁為什么向南飛?天空為什么是藍(lán)的?浪花為什么是白的?熟人見面為什么要打招呼?花朵為什么顏色不同?魚為什么生活在水里?

        肯定視角:今天出門摔了一跤;疫情防控期間不能出門;自己剛配好的一副眼鏡摔碎了;在車上丟了一百元錢;工廠發(fā)生火災(zāi);自己期末考試三門不及格。

        否定視角:日用品價格降低;抽獎得了輛自行車;爸爸從處長升為局長;我撿到了一百元錢;考試得了滿分;找到了一份薪水很高的工作;爸爸給我買了一件很漂亮的衣服。

        兩種視角:全球性氣候變冷;撤除所有國家的國界;每個人都可以挑選任何一種職業(yè);廢除死刑;全國普降大雨;獲得一種魔力,想要什么就有什么。

        看你行不行:讓吵鬧的小孩安靜下來;迫使化工廠遷出居民區(qū);讓朋友主動還你錢;讓賣水果的人白送你幾個橘子。

        四、對學(xué)生的發(fā)明作品進(jìn)行評價

        評價在開展發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)的過程中十分重要。教師要善于利用評價對學(xué)生的正向刺激作用,通過評價了解學(xué)生在創(chuàng)作過程中的思路,發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,并鼓勵其繼續(xù)努力。

        評價的方式有很多種,例如:開展作品展示會、創(chuàng)新方案大賽、教師點(diǎn)評、學(xué)生互評等等?,F(xiàn)將學(xué)生互評表作為范例展示如下:

        五、取得了成果

        通過如此系統(tǒng)化的教學(xué),我的發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)也取得了一些成績。現(xiàn)列舉其中的一些。

        小鳥定量喂食器,發(fā)明人郝英涵,獲得獎項:南京市科創(chuàng)大賽一等獎,江蘇省中小學(xué)生發(fā)明展會,國家專利;

        安全切菜板,發(fā)明人黃今,獲得獎項:南京市科創(chuàng)大賽一等獎,江蘇省中小學(xué)生發(fā)明展會,江蘇省教育頻道專訪;

        防燒手火柴,發(fā)明人蔡愷文,獲得獎項:南京市科創(chuàng)大賽二等獎,棲霞區(qū)科創(chuàng)大賽一等獎,南京外國語學(xué)校仙林分校校園“小院士”。

        六、體會和思考

        作為一名努力奮斗在教學(xué)一線的科學(xué)教師,我并不敢因為這一點(diǎn)小小的成績而懈怠。在教學(xué)中,我也發(fā)現(xiàn)了這種教學(xué)模式存在的問題:由于課程性質(zhì)的特殊性,課堂上通常以激發(fā)學(xué)生興趣、教授發(fā)明方法、設(shè)計發(fā)明方案和思維訓(xùn)練為主,久而久之,學(xué)生容易產(chǎn)生倦怠情緒,甚至出現(xiàn)靈感枯竭的情況。為了解決這一難題,我嘗試穿插視頻學(xué)習(xí)法、動手制作模型于教學(xué)中,目前看來起到了一定的作用。

        經(jīng)過長期思考,我認(rèn)為發(fā)明創(chuàng)造教學(xué)還可以從以下幾個方面進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

        在校園走廊、食堂等區(qū)域設(shè)置發(fā)明作品展示架,陳列每年的優(yōu)秀發(fā)明作品,以促進(jìn)更多學(xué)生投入發(fā)明創(chuàng)造;

        在科學(xué)室開辟一個角落作為“創(chuàng)新方案展板”,在展板上張貼一些學(xué)生的創(chuàng)新方案設(shè)計,讓其他學(xué)生欣賞學(xué)習(xí),同時幫助修改完善;

        學(xué)校提供一間教室作為“發(fā)明小工廠”,提供老虎鉗、鐵絲、木板等基礎(chǔ)工具,使學(xué)生在有了方案之后能夠動手試一試;

        聯(lián)系其他學(xué)校,帶領(lǐng)學(xué)生相互欣賞學(xué)習(xí)發(fā)明作品,共同成長。

        我認(rèn)為,中國的發(fā)明創(chuàng)造只是剛剛起步,未來還有很長的路要走。只有不斷反思、不斷修正,才能夠?qū)⒅袊膭?chuàng)新之路鋪墊得更寬更遠(yuǎn)。

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