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创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达不竭的动力。当前,“建设创新型国家”已经成为我国的重要国策。
然而,学生的创意源自何处?实践能力怎么培养?能否从小对学生进行发明创新意识的熏陶?能否在中小学开设一门发明创新活动课?怎么样开设这门课呢?本文从以下几个方面进行阐述。
一、灵感只对准有方法的人
人们普遍认为,发明靠的是灵感。而我的实践证明,方法才是发明创新的根源,灵感只眷顾有方法、有准备的人。
人们归纳的发明创新方法约有50多种。我认为比较适合中小学生进行学习实践的方法主要有组合创造法、改进创造法、逆向思维创造法、移植创造法、信息交合法、原理创造法、仿生创造法、联想创造法等。学生只有充分认识到这些方法的基本特征、掌握基本要领,才能灵活、有效地进行发明创新。
据《思维魔王》这本书介绍,许国泰运用信息标和信息反应场,竟然能说出曲别针有几万种作用!
我试着用这种方法让小学三年级学生设计新型香肠。起初,我让学生们把见过、吃过或想到的香肠说出来,大约有30多种。可是,当我用信息标把香肠分解出肠衣的种类时,学生马上能随口说出10多种新香肠;当我出示肠料信息标时(猪的不同部位的肉、内脏……),学生马上脱口而出:猪耳朵香肠、猪心香肠、猪筋香肠……
当两种交合时,学生们立即说出猪耳朵、猪心香肠……当进行三种交合时,每一位学生都能说出几百种、几千种香肠。
而当我再列出香肠的形状、味道、作用、人群、民族、国家、朝代等信息标时,每一位学生都能说出成千上万种新型香肠。有水果味香肠、保健香肠、56个民族特色香肠、世界各国的特色香肠……仅是水果味香肠就有成百上千种。最奇特的有减肥香肠、清真香肠、唐朝宫廷香肠等等,真是五花八门、无奇不有。(详见下图)学生们看到自己一下子产生众多奇妙的新点子,兴奋不已:原来发明创新并非神秘莫测,而是有章可循、神奇有趣。
由此可见,发明创造靠的是方法,发明创造完全可以“教”出来。发明创新教育可以当作一门新课程来开发。
二、课程定位
如何给课程定位,这是发明创新活动课亟待解决的问题。我认为,发明创新活动课与中国的传统课程有着本质的区别,它应侧重于智力开发、思维训练、创新意识和实践能力的培养,这是其他课程无法替代的;它是学校开展科技活动的重要依据,是现行中小学课程的重要补充,是综合实践活动课的一个重要分支。
三、课程目标
目前,国家的课程改革给我们留下了非常广阔的空间。根据实践需要,我给发明创新活动课制定了如下目标:
初步认识到发明创新是国家强大、民族发展的不竭动力,立志做创新型人才;掌握发明创造方法,明确人人都可以进行发明创新;激发学生发明创新的兴趣,初步养成创新思维的好习惯;掌握八种常用发明创造方法的基本原理和运用方法,尝试用这些方法解决学习、生活中的难题;学会提出问题、分析问题,学会制定解决问题的简要方案,在老师和家长的帮助下,制作一些小发明作品,在实践中提高动手能力;成综合运用知识、查询资料的习惯,促进学生全面发展。
四、内容选择
“巧妇难为无米之炊”。如何选择教材内容,让学生既感兴趣,又能有效地掌握发明创新的技能和方法呢?这是教学成败的关键。我选择教学内容时遵循以下几个原则:先易后难;由简到繁;有代表性;贴近生活、贴近学生;故事性强,学生喜闻乐见。
例如,我上《原理创造法》这一课的时候,首先用《把牛粪化为钻石》的故事引入,学生们听得津津有味,被科技创新把腐朽化为神奇的力量所震撼。接着,我降低难度,用大量的图片,把人们利用水的特性和原理进行的发明和创造:水的柔软性(水枕头、水床、水座垫);水的沸点是100℃(蒸锅、水心电烫斗);水的浮力(救生圈、小舟、轮船)。然后,展示学生发明作品“无频闪、无辐射的台灯”(把一个小型变压器和整流器装到台灯里,把交流电变成直流电用于照明)、发明故事《中国的爱迪生,未来亿万富翁的学生》;最后让学生用磁铁的同极相斥、异极相吸的原理做实验,运用这一原理进行发明创新……
选择这样的内容,既难易适中、生动有趣,又贴近生活实际,学生兴趣盎然。他们在学中玩、玩中学,从中受到了发明创新意识的熏陶和动手能力的训练。
五、教材体例
为了让老师便于操作、教得轻松,学生易于理解、学得愉快,我在编写教材和上课的时候,努力把貌似高深的发明创造的基本原理和方法,用浅显易懂的形式表达出来,从而减轻学生心理压力,以便孩子们一看就明,一教就懂,一学就会,一试就灵,一动手就兴趣盎然。教材分为四个部分。
第一部分:发明创造课。第二部分:中小学生发明创造实例。第三部分:国内外重要的青少年科技创新竞赛活动简介。第四部分:教育部批准自主招生的高校名单及其选拔方案中关于科技创新的有关内容。
例如,我编写《逆向思维创造法》这一课时,分为七个步骤:
1、名人名言。
2、发明趣事:德国著名设计师克拉尼根据鸟的翅膀向下弯曲,在一定速度下可以飞起来;而如果鸟的翅膀向上弯曲就可能飞不起来的原理,设计了一种底盘特殊、时速可达540公里汽车。
3、揭示概念:通过丰富多彩的图片,揭示什么是“逆向思维创造法”:(1)火箭发射倒计时:“5、4、3、2、1、发射!”(2)卡车往前拉,推土机向前推。(3)录放机(发声产生振动,振动还原声音)(4)电风扇向前吹,排气扇往后排(把扇叶反装就可以了)(5)冷暖空调。f6)跨越式跳高、背越式跳高……
4、中小学生发明作品展:新型饮水机;发明故事:“聪明蛋”的故事。
5、试一试:
(1)把你见过的所有事物和做不好的事情都反过来试一试,看看有什么新发现?①衣服、裤子、帽子反穿;②高跟鞋反穿;③把玩具车的电线正负极换接,然后驱动,有什么发现?
(2)看一看:①初步观察了解洗衣机正反方向转动的秘密和作用。②初步观察了解发电机和电动机的不同之处。
(3)温馨提示:你今天有什么疑问或遇到什么困难?请把它记录下来。
6、作业交流与评价。
7、课外链接。
六、课时规定与训练模式
目前,中小学课程越来越多,学校安排校本课程的时间相当困难。所以,我们必须在有限的时间里进行有效的教学,以点带面,触类旁通。
1、以课堂教学为阵地,普及发明创新的方法。以年级为单位,每个学期上三节大课,对全体学生普及发明创新方法,激发他们发明创新的积极性。
2、以兴趣小组为平台,培养发明创新爱好者。每个年级开办一个兴趣班,每个小组每周上一节兴趣课,对兴趣浓厚的学生进行提高训练。
3、以创新竞赛为契机,把发明创新推向辉煌。
七、教学效果
实践证明,学生们是喜欢发明创新活动课的,中小学生也能产生很多奇思妙想。几年来,我指导的中小学生在发明创新教育活动中成绩显著:先后3次荣获全国团体金奖,180多人次荣获国家、省、市级发明创造和科学论文比赛奖,有130多个项目获得国家实用新型专利。其中,小学生薛安艺发明的“新型水果摘取器”,荣获广东省青少年科技创新大赛一等奖、全国发明博览会金奖、“光华科技基金奖”,并转让了专利技术使用权,获益3,5万元人民币,成为当时全国年龄最小因专利而获益的人。
我校高中生周志荣也因为有一项发明获得国际银奖和在航空模型运动中成绩突出而成为2008年北京奥运会火炬
接力手;覃鹏程同学将自己发明的“便携环保热电池”捐献给四川灾区而轰动全国。
我校发明创新活动课也受到了家长、上级和社会的广泛好评。2007年6月,我撰写的中小学特色课程教材《发明创造乐园》共15万字,由中国少年儿童出版社正式出版发行,并荣获中国教育学会科研成果一等奖。
我认为,在中小学开设发明创新活动课是切实可行的,开设发明创新活动课对学校来说,是打造一个品牌;对于学生来说,是激活了一股喷涌不息的智慧清泉;对于国家和民族来说,是一项功在当代、利在千秋的基础工程,值得深入研究和推广。
然而,学生的创意源自何处?实践能力怎么培养?能否从小对学生进行发明创新意识的熏陶?能否在中小学开设一门发明创新活动课?怎么样开设这门课呢?本文从以下几个方面进行阐述。
一、灵感只对准有方法的人
人们普遍认为,发明靠的是灵感。而我的实践证明,方法才是发明创新的根源,灵感只眷顾有方法、有准备的人。
人们归纳的发明创新方法约有50多种。我认为比较适合中小学生进行学习实践的方法主要有组合创造法、改进创造法、逆向思维创造法、移植创造法、信息交合法、原理创造法、仿生创造法、联想创造法等。学生只有充分认识到这些方法的基本特征、掌握基本要领,才能灵活、有效地进行发明创新。
据《思维魔王》这本书介绍,许国泰运用信息标和信息反应场,竟然能说出曲别针有几万种作用!
我试着用这种方法让小学三年级学生设计新型香肠。起初,我让学生们把见过、吃过或想到的香肠说出来,大约有30多种。可是,当我用信息标把香肠分解出肠衣的种类时,学生马上能随口说出10多种新香肠;当我出示肠料信息标时(猪的不同部位的肉、内脏……),学生马上脱口而出:猪耳朵香肠、猪心香肠、猪筋香肠……
当两种交合时,学生们立即说出猪耳朵、猪心香肠……当进行三种交合时,每一位学生都能说出几百种、几千种香肠。
而当我再列出香肠的形状、味道、作用、人群、民族、国家、朝代等信息标时,每一位学生都能说出成千上万种新型香肠。有水果味香肠、保健香肠、56个民族特色香肠、世界各国的特色香肠……仅是水果味香肠就有成百上千种。最奇特的有减肥香肠、清真香肠、唐朝宫廷香肠等等,真是五花八门、无奇不有。(详见下图)学生们看到自己一下子产生众多奇妙的新点子,兴奋不已:原来发明创新并非神秘莫测,而是有章可循、神奇有趣。
由此可见,发明创造靠的是方法,发明创造完全可以“教”出来。发明创新教育可以当作一门新课程来开发。
二、课程定位
如何给课程定位,这是发明创新活动课亟待解决的问题。我认为,发明创新活动课与中国的传统课程有着本质的区别,它应侧重于智力开发、思维训练、创新意识和实践能力的培养,这是其他课程无法替代的;它是学校开展科技活动的重要依据,是现行中小学课程的重要补充,是综合实践活动课的一个重要分支。
三、课程目标
目前,国家的课程改革给我们留下了非常广阔的空间。根据实践需要,我给发明创新活动课制定了如下目标:
初步认识到发明创新是国家强大、民族发展的不竭动力,立志做创新型人才;掌握发明创造方法,明确人人都可以进行发明创新;激发学生发明创新的兴趣,初步养成创新思维的好习惯;掌握八种常用发明创造方法的基本原理和运用方法,尝试用这些方法解决学习、生活中的难题;学会提出问题、分析问题,学会制定解决问题的简要方案,在老师和家长的帮助下,制作一些小发明作品,在实践中提高动手能力;成综合运用知识、查询资料的习惯,促进学生全面发展。
四、内容选择
“巧妇难为无米之炊”。如何选择教材内容,让学生既感兴趣,又能有效地掌握发明创新的技能和方法呢?这是教学成败的关键。我选择教学内容时遵循以下几个原则:先易后难;由简到繁;有代表性;贴近生活、贴近学生;故事性强,学生喜闻乐见。
例如,我上《原理创造法》这一课的时候,首先用《把牛粪化为钻石》的故事引入,学生们听得津津有味,被科技创新把腐朽化为神奇的力量所震撼。接着,我降低难度,用大量的图片,把人们利用水的特性和原理进行的发明和创造:水的柔软性(水枕头、水床、水座垫);水的沸点是100℃(蒸锅、水心电烫斗);水的浮力(救生圈、小舟、轮船)。然后,展示学生发明作品“无频闪、无辐射的台灯”(把一个小型变压器和整流器装到台灯里,把交流电变成直流电用于照明)、发明故事《中国的爱迪生,未来亿万富翁的学生》;最后让学生用磁铁的同极相斥、异极相吸的原理做实验,运用这一原理进行发明创新……
选择这样的内容,既难易适中、生动有趣,又贴近生活实际,学生兴趣盎然。他们在学中玩、玩中学,从中受到了发明创新意识的熏陶和动手能力的训练。
五、教材体例
为了让老师便于操作、教得轻松,学生易于理解、学得愉快,我在编写教材和上课的时候,努力把貌似高深的发明创造的基本原理和方法,用浅显易懂的形式表达出来,从而减轻学生心理压力,以便孩子们一看就明,一教就懂,一学就会,一试就灵,一动手就兴趣盎然。教材分为四个部分。
第一部分:发明创造课。第二部分:中小学生发明创造实例。第三部分:国内外重要的青少年科技创新竞赛活动简介。第四部分:教育部批准自主招生的高校名单及其选拔方案中关于科技创新的有关内容。
例如,我编写《逆向思维创造法》这一课时,分为七个步骤:
1、名人名言。
2、发明趣事:德国著名设计师克拉尼根据鸟的翅膀向下弯曲,在一定速度下可以飞起来;而如果鸟的翅膀向上弯曲就可能飞不起来的原理,设计了一种底盘特殊、时速可达540公里汽车。
3、揭示概念:通过丰富多彩的图片,揭示什么是“逆向思维创造法”:(1)火箭发射倒计时:“5、4、3、2、1、发射!”(2)卡车往前拉,推土机向前推。(3)录放机(发声产生振动,振动还原声音)(4)电风扇向前吹,排气扇往后排(把扇叶反装就可以了)(5)冷暖空调。f6)跨越式跳高、背越式跳高……
4、中小学生发明作品展:新型饮水机;发明故事:“聪明蛋”的故事。
5、试一试:
(1)把你见过的所有事物和做不好的事情都反过来试一试,看看有什么新发现?①衣服、裤子、帽子反穿;②高跟鞋反穿;③把玩具车的电线正负极换接,然后驱动,有什么发现?
(2)看一看:①初步观察了解洗衣机正反方向转动的秘密和作用。②初步观察了解发电机和电动机的不同之处。
(3)温馨提示:你今天有什么疑问或遇到什么困难?请把它记录下来。
6、作业交流与评价。
7、课外链接。
六、课时规定与训练模式
目前,中小学课程越来越多,学校安排校本课程的时间相当困难。所以,我们必须在有限的时间里进行有效的教学,以点带面,触类旁通。
1、以课堂教学为阵地,普及发明创新的方法。以年级为单位,每个学期上三节大课,对全体学生普及发明创新方法,激发他们发明创新的积极性。
2、以兴趣小组为平台,培养发明创新爱好者。每个年级开办一个兴趣班,每个小组每周上一节兴趣课,对兴趣浓厚的学生进行提高训练。
3、以创新竞赛为契机,把发明创新推向辉煌。
七、教学效果
实践证明,学生们是喜欢发明创新活动课的,中小学生也能产生很多奇思妙想。几年来,我指导的中小学生在发明创新教育活动中成绩显著:先后3次荣获全国团体金奖,180多人次荣获国家、省、市级发明创造和科学论文比赛奖,有130多个项目获得国家实用新型专利。其中,小学生薛安艺发明的“新型水果摘取器”,荣获广东省青少年科技创新大赛一等奖、全国发明博览会金奖、“光华科技基金奖”,并转让了专利技术使用权,获益3,5万元人民币,成为当时全国年龄最小因专利而获益的人。
我校高中生周志荣也因为有一项发明获得国际银奖和在航空模型运动中成绩突出而成为2008年北京奥运会火炬
接力手;覃鹏程同学将自己发明的“便携环保热电池”捐献给四川灾区而轰动全国。
我校发明创新活动课也受到了家长、上级和社会的广泛好评。2007年6月,我撰写的中小学特色课程教材《发明创造乐园》共15万字,由中国少年儿童出版社正式出版发行,并荣获中国教育学会科研成果一等奖。
我认为,在中小学开设发明创新活动课是切实可行的,开设发明创新活动课对学校来说,是打造一个品牌;对于学生来说,是激活了一股喷涌不息的智慧清泉;对于国家和民族来说,是一项功在当代、利在千秋的基础工程,值得深入研究和推广。