論教育工作者案例教學(xué)法有利于激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新力

陳有添

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新力，結(jié)合本人多年的教育體驗(yàn)，我選擇了案例教學(xué)法，優(yōu)點(diǎn)就是能更好的培養(yǎng)學(xué)生觀察力，并透過(guò)觀察力找到問(wèn)題的根源，并發(fā)揮想象力并自覺(jué)地去研究該問(wèn)題。本文中選用“一種人造龍卷風(fēng)風(fēng)洞能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)”就是基于貼近學(xué)生的生活體驗(yàn)，關(guān)心社會(huì)。龍卷風(fēng)很多人都停留在其破壞力上，在本人的科技創(chuàng)新活動(dòng)中，絕大多數(shù)學(xué)生的停留在對(duì)其破壞力的描述中。作為教師，我通過(guò)該案例引申到能源危機(jī)的話題上，將兩件看上去不相干的事物聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)該案例培養(yǎng)了學(xué)生的辯證觀。

一、如何選擇案例

好的案例事倍功半，低水平的案例甚至打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，結(jié)合本人多年的教學(xué)體驗(yàn)提出如下建議。

第一，選擇案例時(shí)輔導(dǎo)教師必須考慮自身的動(dòng)手能力以及是否具有科學(xué)性的數(shù)據(jù)支持。

第二，選好案例后必須讓學(xué)生進(jìn)行自由討論，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)言，并對(duì)于部分違反科學(xué)性的觀點(diǎn)用筆記錄下來(lái)，并規(guī)劃如何用科學(xué)數(shù)據(jù)去探究該問(wèn)題，不能簡(jiǎn)單的回答對(duì)錯(cuò)。

第三，討論過(guò)程涉及的問(wèn)題會(huì)比較多，這個(gè)時(shí)候是考驗(yàn)輔導(dǎo)教師的知識(shí)是否全面，教師對(duì)該問(wèn)題準(zhǔn)備的是否充分，能否用貼近學(xué)生的語(yǔ)言描述該科學(xué)數(shù)據(jù)，也考驗(yàn)教師的語(yǔ)言表達(dá)能力。以上工作稍微有些不足，將會(huì)破壞學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，更別談科技創(chuàng)新力了。

第四，學(xué)生科技創(chuàng)新時(shí)教師務(wù)必用實(shí)踐數(shù)據(jù)說(shuō)話，龍卷風(fēng)風(fēng)洞能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，本人通過(guò)探究法，讓學(xué)生用記憶去找答案，最終問(wèn)題的解決方案出來(lái)了——利用摩托車的時(shí)速表，通過(guò)改裝去測(cè)量。

第五，不斷的鼓勵(lì)，幫助學(xué)生解決問(wèn)題是科技創(chuàng)新活動(dòng)中的重頭戲，成功感在科技創(chuàng)新活動(dòng)中起到培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)體榮譽(yù)感。整過(guò)過(guò)程，要求達(dá)到的效果通過(guò)成功告訴學(xué)生：通過(guò)多次的失敗獲取最后成功的，是科技創(chuàng)新人員的必經(jīng)之路。

二、成功案例帶來(lái)的收獲是巨大的

（一）科技創(chuàng)新作品取得的主要成績(jī)

“自動(dòng)控制噴水技術(shù)裝置”獲23屆廣東省青少年發(fā)明創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)；“一種自動(dòng)防雨曬衣架”獲廣東省“華師杯”青少年發(fā)明創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)，“電話遙控開(kāi)光窗戶”等獲24屆佛山市青少年發(fā)明創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)；“電腦臺(tái)托手架”等二項(xiàng)獲佛山市25屆青少年發(fā)明創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)；“便攜式三用梯”獲佛山市26屆青少年發(fā)明創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。此外，不少作品分別獲順德區(qū)的歷屆大賽的不同層次獎(jiǎng)。

（二）本人和同事獲得的主要教育教學(xué)成果

《地震探測(cè)與自動(dòng)預(yù)警研究》《蜂毒化解的研究》《內(nèi)化在中職教育中的應(yīng)用與功效探討》《中職素質(zhì)教育中的創(chuàng)造性教育研究》《大氣污染成因與再造清新空氣的研究》《非數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與中職技能素質(zhì)教育現(xiàn)狀》《新能源的開(kāi)發(fā)與利用研究》《擴(kuò)展中職學(xué)生職業(yè)智慧與機(jī)械加工技術(shù)的教學(xué)研究》《提升中職學(xué)生職業(yè)能力與運(yùn)用WEBQUEST培養(yǎng)創(chuàng)新智慧的研究》《提升中職學(xué)生職業(yè)能力與數(shù)控技術(shù)的教學(xué)研究》等十多份科研成果及學(xué)術(shù)論文、研究報(bào)告、著作等，分別在《中國(guó)科技信息》《中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育》《中國(guó)教育學(xué)刊》《學(xué)園》等刊載和公開(kāi)發(fā)表，制作的課件“動(dòng)量演示器——橋墩保護(hù)裝置”獲國(guó)家基礎(chǔ)教育實(shí)驗(yàn)中心總課題組等單位舉辦的“新形勢(shì)下教育管理理論與實(shí)踐論壇”大賽一等獎(jiǎng)。

（三）本人科技創(chuàng)新獲得的社會(huì)效益

本人研發(fā)的“一種橋墩保護(hù)裝置”等十個(gè)項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，本人研發(fā)的國(guó)家發(fā)明專利技術(shù)——一種仿生態(tài)水果自然休眠保鮮的方法獲廣東省三等獎(jiǎng)。目前有“一種地震探測(cè)系統(tǒng)及地震儀”“一種陽(yáng)光海水自動(dòng)化淡裝置”“人造龍卷風(fēng)發(fā)電裝置”“一種廢氣凈化裝置”等四項(xiàng)正進(jìn)入實(shí)審階段的發(fā)明專利，并協(xié)助企業(yè)成功地完成多項(xiàng)技術(shù)項(xiàng)目的改造及設(shè)計(jì)工程技術(shù)項(xiàng)目。其中，三項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)“不銹鋼彩印”“嬰兒尿床自動(dòng)報(bào)警——尿布褲”“自動(dòng)噴水技術(shù)裝置”被中外合資企業(yè)廣東江門奧杰衛(wèi)浴公司、廣東贊聯(lián)服裝有限公司采納，并以合作方式生產(chǎn)。

三、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，激發(fā)新、老教師的團(tuán)隊(duì)協(xié)助精神

第一，選用該案例，播放龍卷風(fēng)視頻，讓學(xué)生提出話題，通過(guò)該案例讓學(xué)生理解到龍卷風(fēng)是在極其不穩(wěn)定的天氣情況下，由兩股空氣強(qiáng)烈對(duì)流運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的一種伴隨著高速旋轉(zhuǎn)的漏斗狀云柱的強(qiáng)風(fēng)渦旋。

第二，利用科學(xué)數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生，自學(xué)并探究出如下知識(shí)點(diǎn)：氣流上下產(chǎn)生較大的溫差，中心氣壓遠(yuǎn)小于外部，從而形成強(qiáng)大的壓力差，在此壓力差的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流，風(fēng)速可達(dá)100m/s到200m/s，甚至可達(dá)300m/s。龍卷風(fēng)蘊(yùn)含強(qiáng)大的能量，自然龍卷風(fēng)的能量目前仍沒(méi)法利用。

第三，我們學(xué)生的實(shí)踐中采用以下技術(shù)措施解決本項(xiàng)目。

學(xué)生根據(jù)方案，漏斗狀的造風(fēng)外殼上部開(kāi)口直徑是下部開(kāi)口直徑的50至200倍；以我們?cè)O(shè)計(jì)的一款漏斗狀造風(fēng)外殼的上部開(kāi)口直徑D是25m，下部開(kāi)口直徑d是25cm，上部開(kāi)口直徑是下部開(kāi)口直徑的100倍計(jì)算，造風(fēng)外殼的漏斗底部的流速是漏斗上部流速的10000倍，故此，可以根據(jù)使用需要，設(shè)計(jì)合理的上部開(kāi)口直徑與下部開(kāi)口直徑的適當(dāng)比例。

作為更佳的方案，所述盤曲狀的引風(fēng)管系螺旋管；螺旋狀的引風(fēng)管可使進(jìn)入漏斗狀的造風(fēng)外殼的氣體形成逆時(shí)針螺旋狀前進(jìn)，在漏斗里由于氣體是螺旋前進(jìn)，內(nèi)部中心氣壓比正常的要低很多，形成明顯的龍卷風(fēng)效應(yīng)。

作為更具體的方案，所述進(jìn)風(fēng)外殼的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，其頂部開(kāi)有排風(fēng)口，引風(fēng)管的入風(fēng)口連接所述排風(fēng)口，風(fēng)葉位于進(jìn)風(fēng)外殼的進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口之間；這種進(jìn)風(fēng)外殼采用底進(jìn)風(fēng)、頂排風(fēng)的設(shè)計(jì)方式，且將風(fēng)葉設(shè)置在進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)之間，既有利于提高進(jìn)風(fēng)的強(qiáng)度，又可使風(fēng)葉高速旋轉(zhuǎn)效果更理想。

作為更佳的方案，所述進(jìn)風(fēng)外殼的進(jìn)風(fēng)口直徑大于其排風(fēng)口直徑，使風(fēng)葉高速旋轉(zhuǎn)效果更佳。

所述盤曲狀的引風(fēng)管與造風(fēng)外殼的下部開(kāi)口之間為整體連接結(jié)構(gòu)，既可避免煩瑣的接駁安裝，又可提高兩者連接的密封效果。

作為更佳的方案，所述發(fā)電機(jī)的輸出端連接有蓄電設(shè)備，以便發(fā)電機(jī)的電能可儲(chǔ)存到蓄電設(shè)備，供用戶使用。