例如,上海市和田路小學學生方黎,在上體育課時看到全班40幾個同學隻有一個籃球架練習投籃動作,這樣練習投籃就需排長隊。她想,如果能有一個可供幾個同學一起練習投籃的球架多好啊!於是,她決定以改革籃球架為發明課題,一心想設計一個可供多人同時使用並適合各年級同學使用的籃球架。
她找到了這一發明課題,並明確了發明目標及這個目標的具體要求之後,就把總目標分解成了以下兩個小目標:
①怎樣才能使多人同時投籃;
②籃球架的高度是多少才適合各年級同學。
她先思考第一個問題。
有一天,她和3個同學一起去吃早點,4個人各坐方桌的一方。突然,她靈機一動,想到,如果做一個東、南、西、北4個方向都有籃球筐的球架,練習投籃不就可以提高效率4倍嗎?方黎同學運用聯想的方法,將圍方桌吃飯和她要解決的發明目標聯係起來思考,將實現第一個小目標的困難解決了。
接著,她思考第二個問題。
籃球架的高度如果按照高年級同學的身高設計,低年級同學練球就不方便;如果按低年級同學的身高設計,對高年級同學又不合適。她在家裏冥思苦想的時候,忽然看到了落地燈杆。她想落地燈杆可以調節高低,如果球架也能像燈杆一樣可升可降,不就可以適應不同年級同學的身高了嗎?正如是,她運用移植的方法,將落地燈杆的升降技術移植到籃球架上,使第二個小目標中的問題迎刃而解。
就這樣,一張多用升降籃球架設計圖在她的筆下繪好了。這項發明參加了全國首屆青少年科學創造發明比賽,榮獲了二等獎,還受到了國家體委領導的讚揚。
在小學生構思的過程中,教師要注意以下幾個問題。
(1)是注意傳授發明技法。要向他們傳授構思過程中可能要用到的發明技法,如聯想法、組合法等,以便小學生靈活運用。
(2)是注意講解有關的科學知識。要向他們講解有關的科學知識。因為小學生所擁有的科學知識畢竟有限,發明過程中的許多問題是他們現有的知識解決不了的,因此,教師要預計他們突破這一發明課題需要運用哪些科學知識,對他們還未學過的科學知識,事先必須向他們傳授。
(3)是善於啟發思考。教師要善於啟發,引起他們思考,向發明目標一步步邁進。
(4)是及時出主意戰勝困難。當小學生在活動中遇到困難時,要給他們出主意、指方向,給予他們精神上的支持,使他們增強戰勝困難的勇氣。
設計引導
設計就是按照總體構思,製定這個課題的整體圖形和各部分的圖形。
由於中小學生沒有學過機械製圖,不要求他們繪製規範的機械圖,但是可以要求他們畫出示意性的草圖,包括整體的形狀、大小、外觀和色彩等,使這項發明有一個比較完整的雛形。為了使總體設計更加完善、合理,還可以利用紙片、木材、鐵絲、泡沫塑料和膠水等材料做出一個模型,再對模型進行改進,並進一步考慮先做什麼,後做什麼,如何按各部分尺寸、形狀進行裝配,使發明的總體設計更加完善。
製作引導
按照總體設計製作出樣品。樣品不是模型,而是一件能夠實驗使用的實物。樣品的各部分功能應符合總體設計。學生在製作樣品時。教師要在技術、材料等方麵給予支持。對於製作比較困難的樣品,教師或家長還要協助,使他們能順利地將樣品製作出來。但是,千萬不能包辦代替。
評估引導
任何一件發明,隻有經過實踐的檢驗,才能判斷它是不是合格。因此,教師要指導學生對發明進行評估,看這件發明是不是合格。
如何指導學生對發明進行評估呢?首先,看這項發明是不是前所未有的。即從時間上看,提出這項發明以前是不是出現過同樣技術內容的東西或方法;從公開方式看,在國內是否公開使用過或在商店銷售過,在國內外的報紙、雜誌。書籍、廣播、電視、電影和展覽會上是否公開發表過、展示過。其次,把這項發明與其他性能類似、用途相同的東西相比較,看是不是在原有的基礎上增加了功能、改進了方法和工藝。再次,看這項發明能不能解決生產、工作和生活當中的實際問題,產生良好的社會效益。最後,看這項表明的性能、原理構造和方法等是否符合公認的科學道理,有沒有違反科學的錯誤,對環境是否會增加汙染,對人的身心健康有沒有影響等。
對發明的評價貫穿於整個發明活動之中,並不是整個發明活動的最後一步。例如,在選擇好發明課題之後,就需要考慮所研究的這個課題是否有新穎性,如果失去了新穎性,就應當放棄這個課題,重新選擇新的課題。
6.學生科學發明素質的培養
小發明活動沒有什麼固定的模式,但是發明創造的知識可以學習,發明創造的方法可以傳授。隻要抓住規律,開拓思路,是能夠有所成就的。中、小學生首先應加強對自己創造素質的培養和鍛煉。主要辦法是:
要破除迷信,樹立信念
發明創造既然別人能夠搞成,自己也就有可能搞成,不要把它看得神秘莫測,以為隻是那些少數天才發明家才能做到的事。這樣樹立一個立誌發明創造的信念是非常重要的精神因素。
目標明確,有較強的好奇心
幹什麼事情,都要有個明確的目標,搞發明創造也是這樣,你要搞一項什麼創造,你想解決什麼問題,首先應哈中有個大概的輪廓。然後根據自己確定的目標去想問題,找竅門兒,就容易成功。目標又從何處去尋呢?應該在自己的生活中去尋,從自己身邊和所接觸的事物中去尋。同時還要從小培養自己對事物的好奇心理,這樣就可以幫助你選中目標。
善於觀察,勤做記錄
在第一章觀察和實驗活動中我們已經談到了勤觀察勤記錄的重要性。在發明創造中,觀察和記錄也是一個重要的法則。勤觀察,不僅能夠認識事物,而且能夠了解事物的優缺點,激發發明創造的動機。做記錄,主要是指當你有了什麼好的想法,好的構思時,就應該及時把它記下來,這樣可以幫助你成功。“猛然想起的好主意很容易被忘掉,所以一定要隨時做記錄。”這是一位心理學家的教導,請你記住它。
善於聯想,善於借鑒
人的生活中常常有這樣的事:甲事物與乙事物看上去好像不存在什麼聯係,但人們可以通過借鑒甲事物的長處去改變乙事物的不足。如果你平時經常注意把耳聞目睹的事物同你確定的目標聯係起來思考,進行多側麵的比較,把事物的“長處”接收過來,說不定就能解決你的疑難。
綜合思考,反複討論
搞發明創造要養成時時處處都勤於動腦子的好習慣。不僅要多一些設想,還要勤奮學習,掌握較多的知識,以便對事物進行多角度的綜合思考,綜合研究。當然,還要記住一句俗話:“三個臭皮匠湊成一個諸葛亮”,搞發明創造不能把自己關在小房子裏冥思苦想,還要借助眾人的智慧,大家的力量。你不妨把自己的某些想法、某些疑難講給大家聽,讓眾人反複討論,提出意見,這樣會更好些。
敢於突破,克服惰性
發明創造要敢於突破一些舊思想、舊習慣和舊勢力的阻礙。人們在生活中往往有一種情性,對周圍的事物和所使用的東西用慣了,看慣了,習慣了,不易發現缺點;另外也有一些人對什麼都要求不高,滿足現狀,缺乏改革熱情,這對發明創造是很不利的。因此,要想搞發明創造就得克服這些惰性。
勤於實踐,親自動手
實踐出真知,發明創造離不開實踐,很難設想,一個不動手腳、脫離實踐的人,會搞出什麼發明來。要想成功,就得勤實踐,勤動手。勤動手包括勤收集情報、資料,勤試驗,勤製作。
尊重科學,量力而行
發明創造本身就是科學,還要抱有科學的態度,既不能脫離實際去空想或抱僥幸心理,也不能好高騖遠看不起生活中的小事。同時還要根據自己的實際能力去努力,否則是不會有什麼成效的。
小發明活動的特點是新穎、合理、實用。關鍵在於合理。一切不尊重科學規律的“發明”設計,都是不會成功的。小學和少先隊組織的任務是要通過一定的組織形式,努力啟發隊員們的思路,讓隊員們充分討論和總結出一些摸索規律的辦法,在組織這類活動時,應抓住四個環節:
(1)是要向隊員們普及一些如何進行發明創造、革新的方法,啟發思路,啟發隊員明確什麼是發明創造;介紹有關樣品和資料,引導大家評議和剖析,從中得到借鑒和啟發。
(2)是倡導隊員們深人生活,提高觀察能力和發現新異現象的能力;鼓勵隊員們對周圍的事物、日常的生活進行觀察,遇到不順手、不方便、不滿意的事情,就想方設法去改革,去發明創造,而不要將就對付,得過且過。
(3)是鼓勵隊員們質疑問難,發現矛盾,尋找發明創造的目標,提出設想方案。四是指導設計,修改製作並注意培養隊員不怕失敗的毅力和頑強的意士。
小發明和大發明是聯在一起的,今天熱心於小發明的少年兒童,將來就有可能成長為真正的大發明家。