NO2.學生發明創造指導(3 / 3)

……

隨著大家的問題越來越多,教師就要趁機選中一個較容易解決的問題著手,啟發學生思考:文具盒放在桌麵上,確實容易掉下,那麼有沒有辦法使它不容易掉呢?布置大家回去把自己想到的辦法寫下來作為作業交給老師。

接下來第二次,教師要選擇學生中提出的一些可行性的辦法。如製作課桌時,在桌麵上安置一塊磁鐵,文具盒會被吸在桌麵,在文具盒的底部加上吸盤。采取這樣一些方法,與學生一起探討,請大家點評是否行得通,或者說大家還有沒有其他辦法。這樣,學生又在不知不覺中對各種辦法提出了自己的見解,還會想出其他辦法的。

最後老師告訴學生們:你們想到的辦法,製成實物或模型就是小發明。

學生一聽,頓時歡呼道:原來小發明小創造這麼簡單,我也能行!

經過多次這樣探討,使學生們知道:凡是別人沒有做過、想過的事或別人沒有做好的事,自己想了、自己做了,這就是發明,這就是創造。即使別人做過,但自己不知道,自己把問題解決了,對於自己來說也是發明創造。

采取這種方法使學生對小發明、小創造的認識能夠達到水到渠成的效果,徹底揭開學生心理認為發明創造隻有科學家、工程師才能辦得到而自己不是這塊料的神秘麵紗,徹底掃除學生心理第一障礙。

掃除思維障礙

所謂思維障礙,在明白了何為發明創造後,很多學生對自己提出一個問題、一個新的思想,總怕別人笑話,缺少對舊事物否定的勇氣,不敢大膽地破舊立新,或者想到的老是些別人想到過的問題,甚至說我想不出一件思路來。

該障礙形成原因是盡管發明創造活動多種多樣,但其創造過程是有規律可循的,而學生就是沒有掌握這種活動規律。針對這種思維障礙,應該采取相應的措施。

1.提供信任和支持

老師首先要為學生提供必要的支持和信任,使其明白成功之路積累了或多或少的失敗;其次主要原因是學生沒有掌握發明創造方法、原理,所以要指導學生掌握各種常用的簡單的發明技法。

(1)克服缺點法。明確每種物品都有或多或少的缺點,改正了其不足缺點就是發明。

(2)希望發明法。設計出能滿足某種需要的物品,就是發明。

(3)組合發明法。將不同物品組合在起,增加了功能或減少了材料也是發明……

2.提供信息知識

如果學生信息不足、思維定勢,老師就要指導學生多看些青少年科技教育的課外書籍、科技教育電視片等多角度收集信息。如《小學科技》中的“小小發明家”、《小愛迪生》中的“挑戰愛迪生”、《少年發明與創造》等欄目內的發明創造作品,中央電視台少兒節目“大風車”欄目中“奇思妙想”、“異想天開”等開闊思路的節目,從中找出別人的發明思路來源,啟發和開闊自己的思維。

3.開展實踐活動

同時,引導學生廣泛地多參加或接觸各種活動,多觀察周圍的事物,從不同人、不同地點、不同時間活動中找出它們的不足和需要,尋找發明課題。

當然,對學生來說,根據他們的知識結構,我們要求的隻能是些小發明、小創造,哪怕隻是一個想法,隻要是有別與其他的,都是值得肯定,關鍵是讓他們的思維得到鍛煉、想象能“飛”起來。

經過這樣一係列的學習,學生的思維活躍了,不再膽怯了,從原來不敢想,變成了大膽地想了,好點子層出不窮。

掃除技能障礙

所謂技能障礙,是指有了一個好的發明課題,但就是由於主觀、客觀等條件限製,就是不知怎樣動手完成作品,或者是動手了難以達到預期目的,導致經常失敗,最後幹脆與它說聲bye-bye。

該障礙形成的原因是由於學生年齡較小,各方麵條件、技能等缺乏或欠佳,如工具缺少、金屬焊接技能等動手製作時會出現各種各樣的困難,又對成功過於心切。

但動手實踐是把構想變為現實必不可少的途徑,它是培養學生動手的最好機會,如果這一步沒有做好,學生會產生畏難情緒,甚至再也不走“回頭路”,逐步放棄自己的進行發明創造念頭。

俗語說得好“不怕做不到,就怕想不到”,在學生有了好的發明點子,要變成實物時,老師要根據實際情況,首先要求他們在腦中設計完成,並將他的想法用文字或簡單的圖畫表達出來。

然後,老師再與他一起畫圖紙、找材料、製作、改進,或者讓其告訴家長、同學,請家長或同學一起參與完成,有的由於當時條件不具備,甚至還請他人幫忙完成。

不過,在製作過程中,老師要有目的、有針對性的,係統地指導和訓練學生掌握發明的技能。在作品的完成過程中,老師也不能要求太高,以增強學生的信心。

經過多次實踐,一步一個腳印,水到渠成,學生的畏難情緒就會不翼而飛,最終完成的作品既有科學性,又具有一定的工藝水平。

掃除時熱障礙

所謂掃除時熱障礙就是活動剛開始充滿激情,但進行了一段時間後就變得冷淡,甚至興趣全無,對活動不能持續。產生這種障礙的原因是因為少年兒童的好奇心與探究環境的傾向,最初隻是潛在的動機力量。這種潛在的因素隻有通過實踐活動並在實踐活動中不斷取得成功才能逐漸形成和得到穩固。

經過一段時間的嚐試和實踐,學生們掌握了進行小發明、小創造的要領,特別是在學生完成作品的每一階段直至作品完成,都充滿著教師鼓勵、家長支持、學校表彰等不同的方式激勵學生從事小發明、小創造活動,讓學生體驗到進步和成功的喜悅。

如製作出現經濟困難,學校可以幫助解決,作品在省內外展出所有費用學校報銷,對學生作品獲獎、發表的學校給予嘉獎;同時學校建立活動展覽室,不定期開放讓學生參觀,讓學生互相觀摩參觀自己的活動成果,使他們產生成功感和自豪感,大大地激發學生的創造欲望,增強從事活動的信心,也提高了學生的創新能力。

通過了以上“四掃障礙法”的操作掃除了學生進行小發明、小創造活動途中的四個障礙,使他們不再對發明創造感到高不可觸,使得許多學生成功地走上了發明創造之路,從而使得學校小發明、小創造的活動取得了突破性的佳績,為培養學生的創新精神和實踐能力、提高青少年科技素質取到事半功倍的效果。

指導學生發明創造的技巧

學校的發明創造教育活動是指教師運用創造教育理論引導學生學習掌握簡單的發明方法和技巧進行發明創造,從而培養學生的創新意識、創新精神、創造思維、創新能力及個性品質,促使學生形成良好的創新素質。

營造發明創造氛圍

興趣是最好的老師。在對學生進行發明創造教育時,營造一個“人人是創造之人、天天是創造之時、處處是創造之地”的氛圍是非常有必要的。

學校在“科創”教育活動中,通過組織開展“小發明信箱”、“創新方案設計大賽”、“奇思妙想”、“金點子創意”、“亮眼睛行動”、“紅領巾發明俱樂部”、“講科學家發明家的故事”等活動來激發小學生的發明創造興趣,營造人人爭做“小問號”、“小發現”、“小能手”的創新氛圍,引導小學生在豐富多彩的實踐活動中發現問題、研究問題、解決問題。

在探究的過程中獲得實實在在的收獲,讓他們體驗到“處處是創造之地,時時是創造之機,以幻想為快樂,以創造為光榮”的發明樂趣,為學生創新意識和能力發展提供一個校園大氛圍。

同時,利用課堂對小學生進行教育,教學效果的好與壞關鍵也在於在課堂學習中創造性氛圍,如果教師能夠很好地引導學生積極思考,敢於表達自己的見解,會使其創造潛能得到最大限度的發揮。所以教師在教學中應注意激發興趣,鼓勵學生探索求異,為學生營造一個充滿創造性的課堂氛圍。

讓學生充分理解創造力與知識的關係

教師在引導學生進行創造發明之前,必須讓學生明白:沒有深厚的文化基礎知識就不可能有所成就,也不可能成長為高素質的創新人才。

要從兩個方麵引導學生:一方麵要求每個學生必須掌握和理解一些發明創造的基本方法和技能,如缺點列舉法、組合發明法、聯想發明法、實例發明法、移植發明法,等等;另一方麵要求學生學會思考,要密切聯係生活,並運用所學發明創造的知識巧妙解決自己生活中遇到的難題。

對於那些愛好發明創造而不太注重文化知識學習的學生,教師可以以一些案例故事教育他們,例如發明家張開遜教授走向成功之路的經曆。也就是說,發明必須以紮實的文化知識做基礎,現代傑出創新人才必須是知識淵博者。

調動學生學習積極性

由於受年齡和知識掌握情況決定,小學生嚐試進行發明創造時最困難的是找到好的選題。教師在課堂引導時不能采用傳統的教學方法,隻憑一張嘴、一隻粉筆、一塊黑板來講授,這樣學生會感到枯燥乏味;教師應利用自己熟悉的優秀發明作品,引出問題,創設情境,活躍課堂氣氛,吸引學生積極參與。

如在講授“聯想發明法”時,特地設計了“用聯想發明技法進行發明選題”的活動課,先展示一些學生的優秀小發明作品,用幻燈片在屏幕上投影出這些作品選題產出的大致過程,讓學生根據自己的生活經曆,聯想出一個或幾個發明課題,再將部分學生聯想獲得的選題用幻燈片展示在屏幕上,讓學生思考,進行第二次聯想活動。

經過幾次反複,每位學生的課題都得到了展示,便讓學生根據自己的體會,總結出“聯想發明法”的要領。這樣,人人享受到了成功的喜悅,課堂主體作用得到了充分發揮,學習發明創造理論的熱情更加高漲,也為小學生進行發明創造活動時探求選題指明了方向。

注重思維訓練

開展小學生發明創造活動,對於訓練學生的創造性思維能力有非常大的作用。在活動中,教師要特別注重對學生進行係統的思維訓練,如進行發散、想象、聯想、類比、組合等思維的訓練,以促使學生創造性思維的發展。

通過訓練,重點幫助學生掌握創造性思維的兩種方法,即充分發揮想象力,突破原有知識圈而產生新設想的擴散思維方法和通過分析、比較、推理等手段,尋找最佳答案的集中思維方法。

鼓勵他們打破常規,多方聯想,以啟發式調動其“靈感”,激活他們的創造思維,直至達到“入迷”的境界,漸漸形成自己的創新思維方式,並獲得好的思維成果。

如有同學發明的“紫外線殺毒馬桶蓋”、“多功能的飲料瓶”等,就是他們通過觀察生活中的自然現象受到啟發,通過聯想思維方法獲得的創新成果;還有同學發明的“隱形可伸縮乒乓球網”、“桂花采集裝置”等,就是他們運用逆向思維技巧獲的好成果;而有的同學發明的“安全雨衣”、“姊妹小鼓棒”等,則是他們利用組合思維方式獲得的優秀成果。

消除學生畏難情緒

小學生由於受各種條件和能力的限製,發明創造對於他們來說,比中學生要困難得多。要采用多種形式幫助學生消除“發明創造高不可攀”的畏難情緒,樹立“別人能做到我也能做到”的堅定信念,啟發他們注意觀察身邊事物,從學習、勞動和生活中尋找課題,然後鼓勵他們大膽創新和發明。

學生在課題實施中遇到困難,難免會產生波動情緒,這就需要我們輔導教師加以理解,抓住時機進行適當的引導與學生共渡難關,應及時激勵他們:“這個難題你一定能夠解決好,多想想便可突破!”

學生聽了之後自信心猛增,很快便進入了獨立解決難題的興奮狀態,並通過不斷努力,最終找到解決難題的好方法。從而有效地培養學生的創新毅力,為學生完成自己的發明作品做好堅實的後盾。

小學生發明創造活動是一種實踐性很強的活動,教師要從學生生活實際考慮,合理安排其實踐的廣度和深度,否則就會走入發明創造的死胡同。

要從培養學生創新能力的需要著手,聯係生活組織學生進行了一係列的發明創造實踐活動;如運用調查法、參觀法、情報分析法、專利檢索法等尋找發明課題的實踐;運用組合法、移植法、智力激勵法、逆向構思法等進行解題的實踐;運用廢物利用、教具改革、學具創新等進行動腦動手相結合的實踐;應用實例發明法改進原來發明作品的不足的實踐,等等,使小學生的發明創造能力真正獲得提高。

總之,作為一名小學生發明創造活動的輔導教師,隻有自己在教育教學工作中不斷創新,努力探索輔導學生進行發明創造的方法和途徑,才能提高學生的發明創造能力,才能使學校的科技教育上升到一個較高層次,真正使學生的創新素質得到培養。

此外,培養小學生的科技發明創造能力不隻是學校和老師的任務,要靠社會和家長的大力支持。這樣,才能為孩子們創造一個更好的發明創造環境。相信通過我們對小學生從小進行發明創造教育,將來他們一定會肩負起曆史的重任,成為一名合格的建設人才。

科學實驗與製作的意義

小實驗與小製作活動是具有較強的實踐性和創造性的科技教育活動,它是學校課堂教學的一個重要補充,在培養學生科學素質方麵可以起到課堂教學難以起到的作用。

幫助學生加深理解自然科學知識

無論是在課堂教學還是在課外活動的教學過程中,教師都要引導學生形成一些科學概念,學製基本的科學原理。概念的形成、原理的理解,往往要從揭示事物的屬性入手。不少事物的屬性,隻有借助實驗和製作才能顯露出來,才能被認識。

例如,水是無色、無嗅、無味、透明的液體。這些屬性單憑教師的講述,學生很難理解,如果做一組實驗,把水同牛奶、豆漿、灑精等液體作對比研究,學生就很容易認識和掌握水的這些屬性。

再如,揭示空氣是不是一種單純的氣體。讓學生做一個實驗:把一根小蠟燭點燃,固定在盛有一層水的水槽裏,然後將玻璃杯倒扣在蠟燭上,蠟燭點燃了一會兒後就熄滅了,燒杯裏的水麵上升了一截。這個小實驗就說明了空氣中至少有兩類氣體,一類是能夠幫助燃燒的,另一類是不能夠幫助燃燒的。這樣學生就很容易認識空氣不是一種單純的氣體。

培養學生的科學誌趣

誌趣是推動人們成才的起點,也是推動學生進行學習活動的內在動力。一個學生對某一學科有了濃厚的誌趣,他們就會產生強烈的求知欲望,就會如饑似渴地學習和鑽研。曆史上許多有卓越成就的科學家,誌趣是成才的動力之一就是對科學的誌趣。

心理學家認為,誌趣是一個人力求接觸和認識某種事物的意識傾向。誌趣不是天賦的,而是在後天的生活環境和教育的影響下產生和發展起來。小實驗和小製作是培養學生科學誌趣的極好活動。

首先,小實驗和小製作能夠幫助學生更好地認識自然事物和現象。自然界許多奇妙的現象,許多奧秘都可以通過小實驗和小製作來揭示。學生經常進行小實驗和小製作活動,不斷揭示自然界的奧秘,對自然科學的誌趣就可以逐步形成。

其次,小實驗和小製作都是趣味性較強的活動,符合小學生喜歡動手,喜歡接觸新奇有趣的事物的特征,達到以趣激趣的目的。再次,小實驗和小製作大都是實用性較強的活動,它和工農業生產、科學研究、日常生活實際具有密切的聯係。

學生通過這些活動,可以把現實與理性聯係起來,這無疑對培養學生的誌趣是具有積極作用的。

培養學生的動作技能

技能是指完成一定任務的活動方式。實驗和製作技能屬於動作技能,其動作主要是由人手的活動來完成的。動作技能有初級和高級兩個階段,前者是初步學會階段,後者是技能形成階段。

對學生來說,不論是初級階段還是高級階段,都必須由學生親自動手進行操作練習才能形成。這是其他任何教學形式所不能取代的。

小實驗和小製作所涉及的實驗儀器和製作工具較多,這些儀器和工具對剛剛接觸自然科學的小學生來說是很陌生的。在實驗和製作過程中,學生通過觀察思考和動作操作,將會逐步熟悉儀器和工具的性能和使用方法,初步掌握某些技能。

在實驗和製作過程中,學生要手腦並用,要在操作的基本功上,技術上由學會過渡到靈活、準確、協調,甚至接近自動化的程度;更要明了該怎樣,不該怎樣,為什麼要這樣而不要那樣的道理,由操作練習的機械性轉變為理解性。這樣,實驗和製的技能就能逐步形成。

發展學生的創造精神和創造思維

在小實驗、小製作活動的初級階段,學生的操作往往以模仿為主。比如,重複教師做過的實驗,複製簡單的器具。但是,不要小看這些活動,它們是學生能夠獨立操作的先期準備,其中包含了技能、經驗、思維等方麵的因素。

隨著活動的深入展開,小實驗、小製作必然要求學生的主體的積極投入,小實驗必然逐步從一般操作練習過渡到驗證性實驗,過渡到探索性實驗,小製作也逐步由易而難,工藝逐步變得複雜,而且這種勞動逐步著上了有創造意味的色彩。在這個過程中,學生的創造精神得到了陶冶,創造性思維也必然獲得很好的鍛煉。

鍛煉優良的心理品質

小實驗和小製作並不是很容易完成的活動,它需要實驗和製作者克服許多困難。因此,小實驗和小製作能培養學生克服困難、堅忍不拔、百折不撓的毅力;在小實驗和小製作過程中,學生都努力爭取自己的實驗做成功,努力使自己製作的作品美觀、好用、受到教師的表揚和獎勵,這能激發學生的好勝心和進取精神;小實驗和小製作需要學生認真、細致、實事求事、團結協作,這對學生形成良好的學風,促進非智力因素向積極的方麵發展具有重要作用。

科學實驗的原則與意義

小實驗小製作活動的指導要依據一定的原則,針對活動過程的各個環節進行。

從鄉鎮實際情況出發

我國是一個農業大國,整個國民經濟穩定和發展的基礎是農業。鄉鎮小學科技活動中操作性強的小實驗小製作活動,除了要著眼於學生科學素質的培養以外,還應該研究當地的種植、養殖等狀況,從鄉鎮實際出發,樹立以農為主的思想,圍繞科技興農這一中心,開展豐富多采的小實驗、小製作活動。

加強活動室和實驗基地建設

小實驗小製作活動的順利開展需要一定的條件,其中尤其要重視利用學校的條件和社會力量從校內和校外兩個方麵加強活動陣地的建設。校內活動陣地主要是活動室,活動室一般可與自然教室共用,沒有自然教室的學校,可利用一些輔助用房,也可借用某些班級的教室,另外還可以利用校園的空地建立植物實驗園、動物飼養場等。校外活動陣地除了青少年科技活動中心等場所外,還應該充分利用博物館、公園、自然保護區、工人、農場等社會力量。

克服困難,因陋就簡

我國幅員遼闊,經濟文化發展很不平衡。盡管有些鄉鎮的生活水平已步入小康,但仍有一些地區還沒有很好地解決溫飽問題,當地的辦學條件也很艱苦,在這些學校開展小實驗小製作活動,存在著缺少器材的實際困難。而活動器材又是科技活動的物質基礎,傳播科技知識的媒介。因此,科技輔導員要發動學生一起克服困難,因陋就簡,自製簡易教具或利用代用品,解決器材問題。

著眼於活動的全程

為了充分發揮小實驗小製作的功能,還必須從活動的全程出發,針對學生的心理特點和年齡特征,並以全麵發展學生的科技素質為目的,製定整體活動、階段活動及每次活動的方案或計劃。

學生科學發明活動的意義

中小學生參加發明活動,是培養他們的發明創造意識。創造精神和創造能力的較好途徑。

發明活動是一項群眾性活動,所有小學生都可以參加。在活動中,小學生能夠明確什麼是發明創造,深刻認識發明創造的意義,從而樹立發明創造的意識。

發明活動是開放型活動,它不受教學大綱和教材的束縛,也不受時間、場地、設備等的限製,並且每一次活動都沒有固定的答案,中小學生可以在這個廣闊天地裏縱橫馳騁,這樣有利於培養他們的創造精神。

發明活動是一項創造性活動。在發明活動過程中,需要中小學生具有多種能力,特別是創造和想象的能力。因此,通過發明活動,可以培養學生的創造能力。

發明活動還可以培養學生熱愛科學技術的興趣,克服困難、戰勝困難的堅強意誌,樹立建設社會主義祖國的信念,養成小學生良好的科學態度,並能使學生受到審美教育、勞動教育以及團結協作、遵守紀律等方麵的教育。

學生科學發明活動的指導

啟發

啟發就是通過講清發明活動的意義,激發學生發明創造的興趣,使他們樂意參加發明活動,自覺接受創造思維和發明技法的啟蒙教育,增強創造精神和創造意識。根據學生的心理特點,在組織每次發明活動時,教師都要注意啟發,除了使他們明確每次活動的目的和意義之外,還要適時布置一些具體任務,盡量使一些個人活動轉化為集體活動。對他們在活動中所取得的成績,及時進行總結和表揚,使他們還不穩定的發明興趣和愛好逐步穩定。

示範

示範就是運用發明成果作為學生學習的典範,使他們從中得到教益。榜樣的力量是無窮的。學生的好勝心較強,而且善於模仿,因此,在活動中運用一些發明成果和講一些發明家的故事作為他們學習的典範,會對他們有很大的幫助。

發明成果最好是學生自己發明的,故事最好也是學生的發明故事。因為同是學生,年齡相仿,知識水平相當,他們容易接受,對他們的啟發幫助也最大。如果用本校、本班的學生的發明成果作示範,效果更佳。

在示範過程中,教師所選用的典範最好能對本次活動有一定的指導價值。比如,這次活動主要是讓學生學習“缺點列舉法”,那麼,作典範的發明成果最好是用“缺點列舉法”所完成的。對每一件作示範的發明成果,教師都要講清發明人是怎樣想到搞這個發明的,運用了哪些發明技法,他在發明過程中遇到了哪些困難,他是如何克服這些困難的,等等。

選題引導

學生通過啟發和示範,會產生發明的興趣和動機,這時,教師就要引導他們尋找發明的課題。

在學生中開展的發明主要是指:學生在日常學習、生活和勞動中針對那些感到不稱心、不順手及不方便的事物和方法,運用學過的科學技術知識,創造性地設計和製作出目前沒有的產品或生產方法,或對現有的產品和生產方法進行房進與革新,從而為人們的生活、工作、學習帶來方便。

因此,他們發明的課題種類不多,範圍也較狹窄。但是,學生的想象力比較豐富,他們發現的問題,提出的發明課題卻是五彩繽紛。

構思引導

選準了發明課題之後,要引導學生對發明課題進行構思。構思不是一下子就能形成的,一般要經過幾個步驟。第一步列出明確的發明目標,包括這個目標的具體要求。第二步剖析目標。對已確定的目標進行分解,分解成一些小目標,然後逐個解決為實現各小目標所必須解決的每一個小問題。第三步形成構思。為實現每個小目標和解決每一個小問題尋找可行的途徑和辦法。把可行的途徑和辦法進行組合,構思、製定出這項發明的總體實施計劃。第四步對總體構思進行補充的修正。

在小學生構思的過程中,教師要注意以下幾個問題。

(1)注意傳授發明技法。

(2)注意講解有關的科學知識。

(3)善於啟發思考。

(4)及時出主意戰勝困難。

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

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。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。