中學(xué)生在發(fā)明創(chuàng)造過程中問題解決能力培養(yǎng)與提升的實(shí)施策略

王建忠　朱梅

摘? 要 以西鄉(xiāng)中學(xué)創(chuàng)客夢(mèng)工廠中30名高中生為研究對(duì)象，針對(duì)他們?cè)诎l(fā)明創(chuàng)造過程中遇到的主要問題，如缺乏時(shí)間、缺乏創(chuàng)新意識(shí)、缺乏相應(yīng)的知識(shí)和技能、缺乏指導(dǎo)和幫助等，提出在實(shí)踐摸索中培養(yǎng)和提升學(xué)生解決問題能力的操作策略。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)客室;創(chuàng)客教育;科學(xué)素養(yǎng);校本教材;發(fā)明創(chuàng)造;創(chuàng)客素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G635.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）15-0073-03

1 前言

西鄉(xiāng)中學(xué)的創(chuàng)客夢(mèng)工廠是深圳市教育局授予的“深圳市中小學(xué)創(chuàng)客實(shí)踐室”。筆者負(fù)責(zé)學(xué)校的創(chuàng)客教學(xué)，學(xué)生在歷屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽上表現(xiàn)優(yōu)異，獲得國(guó)家專利20多個(gè)，筆者被廣東省授予“十佳優(yōu)秀科技教師”稱號(hào)。學(xué)生在發(fā)明創(chuàng)造過程中遇到的問題和困難很多，而他們解決問題的能力普遍比較弱，除了簡(jiǎn)單地使用網(wǎng)絡(luò)資料以外，就只能依賴教師來幫助他們解決問題。在培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的實(shí)踐摸索中，總結(jié)形成相應(yīng)的操作策略。

2 中學(xué)生在發(fā)明創(chuàng)造過程中問題解決能力培養(yǎng)與提升的實(shí)施策略

高中生學(xué)業(yè)緊張，教師、家長(zhǎng)、同學(xué)的支持問題以及學(xué)生從事創(chuàng)造發(fā)明的時(shí)間問題? 高中生從高一開始學(xué)習(xí)十多門學(xué)科，時(shí)間非常緊張，要讓他們利用課余時(shí)間從事創(chuàng)造發(fā)明工作，教師、家長(zhǎng)、同學(xué)的支持問題以及學(xué)生從事創(chuàng)造發(fā)明的時(shí)間問題都亟待解決。

1）營(yíng)造創(chuàng)客教育的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)全員參與創(chuàng)客學(xué)習(xí)。學(xué)校以創(chuàng)客教育為切入點(diǎn)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)校已將創(chuàng)客教育納入學(xué)校發(fā)展的總目標(biāo)，健全了創(chuàng)客教育管理體制，形成了較完善的管理網(wǎng)絡(luò)。學(xué)校每年定額投入十多萬元專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)完善創(chuàng)客教育所需的相關(guān)設(shè)備，為學(xué)生開展發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)提供基礎(chǔ)保障。為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與創(chuàng)客學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)校制定了激勵(lì)政策，對(duì)創(chuàng)客教育作出突出貢獻(xiàn)的教師，在各項(xiàng)評(píng)優(yōu)、業(yè)務(wù)考核中給予優(yōu)先考慮;對(duì)在發(fā)明創(chuàng)造活動(dòng)中表現(xiàn)突出的班級(jí)，授予“創(chuàng)客示范班”稱號(hào);凡獲得發(fā)明專利的學(xué)生，授予“發(fā)明能手”稱號(hào)。激勵(lì)機(jī)制的運(yùn)行，既調(diào)動(dòng)了廣大師生參與創(chuàng)客學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到普遍提高，又讓家長(zhǎng)看到了自己孩子的潛力，對(duì)孩子從事創(chuàng)客學(xué)習(xí)從一開始的不贊成到支持和鼓勵(lì)。

2）學(xué)生利用節(jié)假日或每天的休息時(shí)間參加培訓(xùn)和制作。創(chuàng)客室的教師為了學(xué)生能全員參加培訓(xùn)，每周日下午放棄休息，到學(xué)校為學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，提供進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明活動(dòng)的空間。學(xué)生周日下午提前三小時(shí)到校參加培訓(xùn)。平時(shí)學(xué)生利用晚修前一小時(shí)到創(chuàng)客實(shí)踐室參加活動(dòng)。由于學(xué)生在各個(gè)年級(jí)，每天的活動(dòng)時(shí)間不能統(tǒng)一，教師為了學(xué)生，就一直守在創(chuàng)客室，迎接每個(gè)時(shí)間段有時(shí)間來參加活動(dòng)的學(xué)生，經(jīng)常一個(gè)問題要重復(fù)和學(xué)生講很多次，用自己的辛苦換來學(xué)生能力的提升。

缺乏創(chuàng)新意識(shí)，提出問題的能力不足? 愛因斯坦曾說過：“提出一個(gè)問題往往要比解決一個(gè)問題更重要。因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許是數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新問題卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！痹趧?chuàng)客室的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生歷經(jīng)了小學(xué)、初中的應(yīng)試教育，到了高中，普遍缺乏創(chuàng)新意識(shí)。許多學(xué)生為了發(fā)明而去刻意“發(fā)明”，為尋找發(fā)明課題而犯難。他們不了解發(fā)現(xiàn)問題的方法，不清楚一個(gè)問題的價(jià)值，不了解前人已經(jīng)發(fā)明的成果……如何培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并找到有價(jià)值的發(fā)明課題，這是教師所面臨的最主要的問題和困難。

解決策略是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造思維，指導(dǎo)學(xué)生形成問題意識(shí)。高中生的知覺和觀察水平更有目的性和系統(tǒng)性，處于記憶力發(fā)展的最佳時(shí)期，思維從形象思維逐漸向抽象思維過渡，這一時(shí)期是學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展的黃金時(shí)期。在創(chuàng)客教學(xué)中利用這一黃金時(shí)期，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造思維，指導(dǎo)學(xué)生形成問題意識(shí)。

1）指導(dǎo)學(xué)生隨時(shí)記錄自己的創(chuàng)意火花，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察。創(chuàng)新源自生活，教師在創(chuàng)客教學(xué)中鼓勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生在生活中認(rèn)真觀察，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維時(shí)，會(huì)先講前人的發(fā)明事例，如味精的發(fā)明過程，愛迪生等發(fā)明家的故事，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，啟發(fā)學(xué)生從自己身邊的日常學(xué)習(xí)、生活中去尋找創(chuàng)客靈感。如清晨起床洗臉?biāo)⒀?，在刷牙的時(shí)候有沒有覺得牙刷有什么不舒服、不方便的地方？要不要進(jìn)行更新？已經(jīng)有人發(fā)明了電動(dòng)牙刷，還有沒有更新的地方？吃早餐的時(shí)候，有沒有覺得餐具、餐盤或餐桌哪里更新一下使用更舒適？背起書包，有沒有覺得書包哪里還可以更新？……教師讓學(xué)生隨身攜帶紙筆記下自己的創(chuàng)意，再把所有創(chuàng)意思想?yún)R總后進(jìn)行篩選，最終確定自己的選題。

王同學(xué)在寫給某高校自主招生的自薦信上這樣寫道：“……在我看來，創(chuàng)新源自對(duì)生活的觀察，隨身攜帶紙筆記下創(chuàng)意成了我的習(xí)慣……”

2）培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力，鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑。培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力，有質(zhì)疑，有求異，不人云亦云，對(duì)平時(shí)習(xí)以為常的各種事物要有懷疑精神，多問幾個(gè)為什么，勇于打破傳統(tǒng)思想的束縛。

江同學(xué)在上英語聽力課時(shí)，對(duì)大家都在使用的耳機(jī)產(chǎn)生懷疑，在對(duì)同學(xué)們進(jìn)行調(diào)查研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，戴耳機(jī)時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)對(duì)耳膜造成傷害。根據(jù)教師的鼓勵(lì)和啟發(fā)，切合自身和同學(xué)的實(shí)際情況，他的創(chuàng)意也產(chǎn)生了，要研制出一種保護(hù)聽力的耳機(jī)。他嘗試通過支架和支撐架將揚(yáng)聲器組件與耳機(jī)隔開一定距離，使聲音以類似自然音進(jìn)入耳朵，有效減少耳膜受到的強(qiáng)迫壓力。

劉同學(xué)在上學(xué)和放學(xué)的公交車上，發(fā)現(xiàn)公交車常常是人滿為患，門口的乘客極易被車門夾到，存在巨大的安全隱患。他對(duì)公交車門產(chǎn)生興趣，探索對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種防夾智能公交車門系統(tǒng)，在有乘客被夾到時(shí)，通過車門控制器控制車門自動(dòng)打開，通過車輛控制器控制車輛停止行駛，大大提升車門系統(tǒng)的安全性和智能化程度。

3）發(fā)動(dòng)學(xué)生敢于暢想。在創(chuàng)客教學(xué)中，教師要經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生將生活中的現(xiàn)象用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋，如果遇到新奇的事物，要思考它新在哪里，成功在何處，并且要轉(zhuǎn)移思路，看看是否在別處也可用。

②培養(yǎng)學(xué)生分享交流的能力，提高問題解決的效率?！秳?chuàng)客：新工業(yè)革命》的作者克里斯·安德森提出創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)一個(gè)重要的特點(diǎn)就是分享。分享也是創(chuàng)客教育中一個(gè)不可忽視的組成部分，在學(xué)生完成作品之后，要與其他學(xué)生分享創(chuàng)作的過程、資源與心得，這不僅能夠?qū)⒅R(shí)與資源進(jìn)行共享，方便其他學(xué)生在此基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行制作，也提高了學(xué)生問題解決的效率。

每隔一個(gè)周期就會(huì)組織學(xué)生來分享作品、交流經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生主動(dòng)分享交流，是一種能力，也是最好的學(xué)習(xí)！師生、生生共同探究有待解決的問題，相互補(bǔ)充各自的思考，平等分享學(xué)習(xí)的成果，培養(yǎng)學(xué)生分享交流的能力，提高學(xué)生問題解決的效率。在學(xué)生交流時(shí)，鼓勵(lì)他們大膽說、仔細(xì)聽，互相提問并能吸收對(duì)方觀點(diǎn)中的正確因素為己所用，使思維得到完善。這樣經(jīng)常性的訓(xùn)練使學(xué)生逐步提高傾聽、表達(dá)與交流的能力，才會(huì)有學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。

羅同學(xué)想制作一個(gè)中醫(yī)開好藥后可以直接分藥、煲藥，最終直接打包給患者的產(chǎn)品，但此產(chǎn)品的研制成本太高，并不適合她現(xiàn)在研制。一開始教師和家長(zhǎng)都對(duì)她進(jìn)行勸說，但該生非常固執(zhí)，一定要進(jìn)行研制，經(jīng)過與同學(xué)們分享和交流，她也認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在研制的條件還不成熟。

2）教師要與時(shí)俱進(jìn)，不斷加強(qiáng)自身素質(zhì)。筆者為加強(qiáng)自身素質(zhì)，積極參加創(chuàng)客教師的各項(xiàng)培訓(xùn)，對(duì)創(chuàng)客教育的理念和技術(shù)的理解、掌握不斷提升。筆者在2016年被廣東省教育廳授予“廣東省十佳優(yōu)秀科技教師”稱號(hào)，在第30屆和剛剛結(jié)束的第32屆廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽中，均榮獲廣東省教育廳頒發(fā)的“科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果競(jìng)賽項(xiàng)目一等獎(jiǎng)”。

3）借助社會(huì)力量。教師不是全能的，也有未知的學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)于學(xué)生提出的問題也不能完全解決。經(jīng)過實(shí)踐研究，筆者認(rèn)為可以借助社會(huì)力量，建立兼職創(chuàng)客教師人才庫，向社會(huì)聘請(qǐng)一些超級(jí)創(chuàng)客來學(xué)校傳授創(chuàng)客知識(shí)和分享成功經(jīng)驗(yàn)。

3 結(jié)語

通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在發(fā)明創(chuàng)造過程中問題解決能力培養(yǎng)和提升的具體實(shí)施策略就是全面提升學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)。祝智庭教授認(rèn)為，創(chuàng)客素養(yǎng)與學(xué)習(xí)者人際溝通、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新問題解決、批判性思維和專業(yè)技能等方面的能力有關(guān)。創(chuàng)客素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新創(chuàng)造、動(dòng)手操作、協(xié)同合作、分享交流以及批判反思整合的能力。學(xué)生在發(fā)明創(chuàng)造過程中，通過自己和同伴的協(xié)同合作、分享交流，獲得成功體驗(yàn)，從而循序漸進(jìn)，不斷深入探究問題，最終在積極的體驗(yàn)中不斷提高問題解決能力。學(xué)生通過問題解決能力的提升，發(fā)明創(chuàng)造出一件件優(yōu)秀的作品，在歷屆省、市、區(qū)青少年創(chuàng)新比賽中獲得佳績(jī)。

參考文獻(xiàn)

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