聚焦“小發(fā)明”，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識

俞成剛

【摘? ?要】創(chuàng)新是進步的動力。研究科學“小發(fā)明”是激發(fā)學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生探究能力的重要途徑。針對學生因缺乏觀察意識和創(chuàng)新能力而導致科學實踐難以開展的情況，教師以“小發(fā)明”為載體開展綜合實踐活動，將創(chuàng)新元素融入其中。具體而言，教師“在研究前改變學生觀念，確定研究方向”“在研究時引導學生思考，指導動手實踐”“在研究后開展多元評價，肯定創(chuàng)新價值”，讓學生在豐富的活動中獲得綜合素質的發(fā)展。

【關鍵詞】創(chuàng)新意識;綜合實踐;小發(fā)明;指導

《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》倡導探究性、體驗性學習，強調創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。事實上，實踐創(chuàng)新也是《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》的重要組成部分。開展綜合實踐活動，帶領學生研究科學“小發(fā)明”，是培養(yǎng)學生探究意識，激發(fā)學生創(chuàng)新潛能的重要途徑。然而，學生因缺乏觀察意識和創(chuàng)新能力而導致科學實踐難以開展的情況屢見不鮮。為此，教師嘗試以“小發(fā)明”為載體開展綜合實踐活動，引導學生觀察、實踐，活化思維，開闊思路，提升綜合素質。

一、研究前：改變學生觀念，確定研究方向

學生對于“小發(fā)明”存在一定的偏見，教師應在開展研究前，幫助學生消除偏見，而后引導他們明確研究的方向，為后續(xù)研究活動的開展打下基礎。

（一）故事熏陶，改變觀念

教師剛開始組織學生研究“小發(fā)明”時，學生總覺得“小發(fā)明”有一種高不可攀的神秘色彩，不是所有人都能參與研究。為了消除學生的疑慮，教師向學生講述了中外科學家、發(fā)明家的事跡，滲透可貴的發(fā)明創(chuàng)造精神;向學生介紹了當代中小學生發(fā)明創(chuàng)造的故事，使他們認識到“自己并不渺小，發(fā)明創(chuàng)造我也能行”;通過舉生活中的例子，讓學生認識到周圍還有許多事物等待他們去改進、充實和完善。由此，學生對科學“小發(fā)明”產(chǎn)生了全新的認識，也有了參與創(chuàng)造的信心。

（二）創(chuàng)意交流，分享智慧

在輔導學生研究“小發(fā)明”時，教師首先要向學生提問：你準備發(fā)明什么東西？你的創(chuàng)意點是什么？你將根據(jù)什么原理來制作？制作的步驟是怎樣的？你想達到什么樣的效果？學生在回答完這些問題后，再上網(wǎng)查閱，看看是否已有類似的發(fā)明。如果有，還要思考如何改進設計，體現(xiàn)自身的優(yōu)勢。教師要及時對有發(fā)明價值的想法給予肯定，進行指導;對沒有發(fā)明價值的想法進行點撥，幫助學生尋找新的突破口。

（三）對比觀察，發(fā)現(xiàn)問題

觀察是研究科學“小發(fā)明”的第一步。任何發(fā)明創(chuàng)造都來自于發(fā)明家對事物的細心觀察。學生在觀察時，教師要引導他們學會對同類或相似的事物進行比較，了解它們之間的不同特征和相互聯(lián)系，在比較中發(fā)現(xiàn)問題，由此進一步嘗試解決問題，構思新事物。比如，生活中人們常常會遇到拖把清洗后沒有合適的地方進行晾曬的問題。通過對普通拖把與掃把進行對比觀察，學生發(fā)現(xiàn)，如果能讓拖把像掃把一樣“穩(wěn)穩(wěn)地立起來”，就能解決這一問題。由此，學生有了研究的方向。

（四）自由把玩，明確問題

玩是兒童的天性，是一種主動學習的態(tài)度，可以激發(fā)學生的興趣和好奇心。學生在課余時間把玩自己喜愛的東西，可以在“玩”的過程中發(fā)現(xiàn)問題，進而產(chǎn)生研究“小發(fā)明”的念頭。比如很多學生都喜歡打乒乓球，可是，初學者大部分時間都在撿乒乓球。于是，學生想到了制作一個不用彎腰就能輕而易舉地將乒乓球撿起來的“神器”。

二、研究時：引導學生思考，指導動手實踐

學生有了研究的方向，就要準備進行思考和實踐。此時，教師要帶領他們從生活中尋找依據(jù)，不斷嘗試，通過合作解決問題。

（一）放大用途，改進設計

教師引導學生分析物品的作用，對其進行改進，以放大其用途，改進其不足之處，如對生活用品、學習用品、勞動工具等常見物品的改造、革新。由此，學生將從不同角度去觀察某一物品，發(fā)展發(fā)散性思維。不同的想法為開展“小發(fā)明”活動打下了基礎。如“伸縮掃把”的設計，首先，師生明確掃把的用途和不足——掃地時，在課桌下、墻角邊等一些比較狹窄的地方，普通掃把無法伸入其中（如圖1）。于是，學生想到了改進掃把的功能。首先，學生思考如何調節(jié)掃把的大小。接著，學生找來一個撿垃圾的鉗子，這個鉗子的“嘴”的大小可以在手柄上進行調節(jié)（如圖2）。然后，學生將原掃把的柄拆下，把掃把面裝在垃圾鉗上（如圖3）。這樣一來，只要利用手柄就能自由調節(jié)掃把的大小，掃把就能輕松自如地伸進各個角落（如圖4）。

（二）增加功能，優(yōu)化設計

教師應帶領學生從學習與生活的實踐中尋找創(chuàng)意點，時刻留意周圍的事物，及時捕捉靈感。如引導學生從生活用品中尋找功能的拓展點，說說自己的設想和改進方案，并在此基礎上進行適度提升，使物品的功能達到最優(yōu)化、最大化。以“攻防兩用安保叉”的設計為例，安保用具是確保師生安全的強大后盾，但是原來的安保叉只能防御歹徒的侵犯，不能對其進行攻擊，無法起到制伏作用，存在安全隱患（如圖5）。于是，學生想到了做一個集攻防功能于一體的安保叉。他們在原來的安保叉上安裝了兩個鉤子（如圖6），使用時既可以防止歹徒的靠近，又可以迅速鉤住歹徒的手腳，從而起到制伏的作用，十分適合學校等人口密集區(qū)的安保工作人員使用。

（三）舊物改造，局部創(chuàng)新

改革創(chuàng)新就是讓學生在廢舊物品原有的基礎上尋找問題，對其進行改進，使其變成更有用、更好用的東西。例如，用普通的鍋煮粥或煲湯時，湯汁很容易從鍋蓋處溢出來。對此，教師帶領學生對普通鍋的鍋蓋處進行重新設計和改進，使它成為一個可以自動掀蓋防溢的“安全鍋”。具體來說，師生利用磁鐵可以吸鐵的原理，在鍋的兩側各裝上兩塊吸鐵石。吸鐵石在煮粥、煲湯時將蒸汽頂起的鍋蓋吸住，讓鍋蓋不再完全蓋住，而是留出一道縫隙（圖7），這樣就能有效地防止湯汁往外溢出。

（四）物盡其用，組合創(chuàng)新

所謂組合創(chuàng)新，就是指把不同物體組合在一起，達到“一物多用”的目的。對學生來說，運用“組合法”研究“小發(fā)明”比較容易入門。如“一按即落”的晾襪神器就是將普通晾衣架和夾子進行巧妙組合。考慮到平時收襪子時，一只一只地取下會比較麻煩，師生想到設計一個收取方便的晾襪器，即將普通的塑料夾子“穿”在晾衣架上。收襪子時，雙手從兩邊往中間按壓，所有的夾子就會同時“張開嘴”，一次性將襪子全部取下（如圖8）。

（五）變廢為寶，便利設計

輔導學生研究科學“小發(fā)明”時，少不了對其進行環(huán)保教育。教師利用“變廢為寶”的活動，鼓勵學生對日常生活中的廢棄物進行再設計，如“按壓式自動取墨器”的設計。學生知道，寫毛筆字時需要將瓶子里的墨水倒在硯臺里，有時會將墨汁滴到桌上，有時倒得太多，不僅浪費，還難以清理。于是，學生想到做一個方便取墨的物件。他們用一個廢棄的洗手液瓶子盛墨汁，上面用可樂瓶做一個盛墨斗的按壓式自動取墨器（如圖9），使用時像取洗手液一樣，只要用毛筆對準按壓器輕輕按幾下，墨汁就能出來，用完后也可以繼續(xù)按壓使用。

（六）立足生活，遷移設計

生活是創(chuàng)造的源泉。學生在教師的指導下進行選題、設計、制作、改進，使生活更便捷，比如“踩線犯規(guī)”警報器的發(fā)明。該發(fā)明源于一次跳遠比賽中關于運動員是否踩線的爭論。光憑裁判員的主觀判斷容易出現(xiàn)誤判，且裁判員需要高度集中注意力，目不轉睛地進行觀察，很容易疲勞。如何解決這一問題？家里的門鈴“一按即響”的事實是學生的靈感來源。學生用塑料片做成“起跳線”，將一個門鈴開關裝在“起跳線”的一端。運動員的踩線動作相當于按門鈴開關的動作，一旦踩線，警報器就會發(fā)出聲音，從而方便、公正地判斷運動員是否踩線（如圖10）。由于此“門鈴”與開關之間無需電線連接，警報器可以放在任意位置，十分方便。

（七）使用學具，解決難題

當學生在上課時遇到很難理解的知識點時，教師可以指導他們制作相應的學具或教具，將抽象的知識具體形象地演示出來，將復雜的問題簡單化。比如六年級數(shù)學課上有這樣一道題：已知正方形邊長，求陰影部分的面積（如圖11），這道題難倒了大部分學生。學生利用之前發(fā)明的“求面積神器”，轉動局部陰影，將陰影組合成新圖形，很快就能明白只要用半圓面積減去三角形的面積即可求出陰影部分的面積（圖12）。

三、研究后：開展多元評價，肯定創(chuàng)新價值

為了讓學生的“小發(fā)明”能夠得到展示，教師為其開設了活動專題長廊，便于學生鑒賞、交流。專題長廊包括學生的“小發(fā)明”成果區(qū)、發(fā)明人士事跡資料宣傳區(qū)、問題認領區(qū)、金點子分享平臺、科技動態(tài)視頻欣賞區(qū)等。學生在展示中獲得極大的成就感，體驗到創(chuàng)新活動帶來的樂趣。與此同時，學生也學習和借鑒其他作品的優(yōu)秀之處，取長補短，獲得更大的進步。

實踐證明，以“小發(fā)明”為載體開展的綜合實踐活動能夠培養(yǎng)學生觀察事物的敏銳性，激發(fā)學生參與活動的積極性，使學生有了親自動手美化生活的愿望和能力。“見物思理”這一理念逐漸根植于學生的心中，其綜合能力進一步得到提升。

（浙江省嘉興市南湖區(qū)新豐鎮(zhèn)中心小學? ?314005）