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第7章 学生发明创造指导(2)

教授发明创造方法

常用的发明创造的方法有缺点列举法、联想法、移植法、偶然发明法、逆向思考法等。运用这些方法的目的在于提出创造性的设想和方案,一旦创造性设想和方案产生,就可进入验证和实施阶段,最终才能形成一件发明作品。

如有个同学利用缺点列举法发明的防流水菜板,就是看见妈妈在菜板上切菜时水经常流到地上,然后利用这个缺点,而产生了发明设想。所以说,让学生掌握一些常用的发明创造方法非常必要。

克服发明创造障碍

由于发明创造涉及到的面较广,事先很难预料,再加上学生自身的特点,肯定会出现或多或少的障碍。主要表现在以下几个方面:思维定势、知识面窄、信息饱和、自我过高要求、制作等。该怎么解决这些问题呢?

一是作为教师,就要使学生在平时打好知识基础的同时,尽早参与发明创造活动,从中积累经验,逐渐了解发明创造的原理。

二是学生在搞小发明创造过程中,如果遇到问题,教师要加以启发,但千万不能包办。同时注意发挥集体的力量,即共同研究、互相启发、相互补充。

三是要经常进行发散性思维训练,从而使学生的思维活跃,不呆板。如有个同学发明的“书式黑板”,最初她是根据宾馆的旋转门而想发明一种旋转式黑板,但是放在教室里,就不切实际了。后来教师根据书的制作方法来启发她,从而发明了“书式黑板”。

以上事例告诉我们:学生在发明创造过程中一但遇到自己不能解决的问题,只要教师加以适当的引导,一定会成功的。

培养创造思维的方法

小发明活动的选题主要来源于日常生活和学习用品。学生容易发现其缺点和不方便处,然后想办法改进,或对前人没有想过和做过的事,大胆地设想和创造,就能产生小发明成果。

学生通过小发明从而产生成功感,激发创造潜能。小发明活动作为提高学生创造能力的一个重要途径,对于培养学生的创造精神,创造性思维和创造个性起着极其重要的作用。对于培养未来科技人材以至提高全民族的创造能力也是十分有益的。

激发学生的创造欲望

提到创造发明,人们必然与张衡、蔡伦、爱迪生、瓦特联系起来,认为发明创造是发明家、科学家的事,普通人是搞不出发明创造的。学生也无一例外地认为创造发明就是从无到有,凭空想象制作一样有用的东西出来,而且必须惊天动地。学生们对创造发明怀着神秘感、神圣感,也充满着自卑,决不相信自己能搞发明创造。因此,要搞好发明创造活动首先要打破创造发明神秘论和学生的自卑感,激发学生对发明创造活动的兴趣和欲望。

在教学过程中,老师要时时通过浅显生动的方式激发学生的创造发明的兴趣,还可以把学校自己的创造发明作品和得奖情况进行展示,通过这些典型事例的介绍,使学生明白发明创造并不神秘,并不是高不可攀,发明创造就在我们身边。我们也经常引用教育家陶行知的一句话“处处是创造之地,天天是创造之时,人人是创造之人”来鼓励学生参与创造发明活动。在老师们的引导下,原来对发明创造不感兴趣的学生充分认识到了发明创造的作用,产生了别人能做到的,我为什么不能的创造欲望,试一试的念头也油然而生。学生对发明创造的兴趣被充分激发出来。爱因斯坦有句名言“兴趣和爱好是最好的老师”,学生的兴趣浓了,教师就能因势利导,充分发挥学生的积极性和主动性,把学生引入创造的天地。

注重学生创造思维训练

创造思维是发散思维与聚合思维的有机结合,发散思维是构成创造思维的最重要成份。因此,培养和训练学生的创造思维,就要着重训练学生的发散思维与聚合思维,特别是发散思维。同时,也应通过集中——发散——集中——再发散——再集中的思维活动过程,培养学生的集中思维的逻辑性与严密性。

比如,我们在训练过程中,让学生讲出更多的钢笔的作用,一开始同学们只讲钢笔能写字、可以画画。这时,教师就启发引导学生,把自己的思维扩散出去,你还能再找到些什么用途,或把钢笔改一改有什么新的用途。

这样,学生的思维一下子就会活跃起来,说出更多钢笔的作用。

比如,我们展示一支筷子或在黑板上画一圆,问学生这是什么?在学生只表面说出这是什么的基础上,引导学生的思维扩散出去,产生更多的联想。这样通过一段时间的锻炼,学生的扩散思维和想象能力就有很大的提高。

在课堂教学中注重对学生创造思维的培养。在教学中,经常提一些开放式的问题,或者提一些有争议的问题,给学生思考的空间,让学生的思维活跃起来,发表自己的见解,或课后进行探索研究。这是思维训练的有效方法,而且这个方法可渗透于各学科。

在教学中提倡学生自由思考,大胆想象,灵活变通,使学生不仅习惯于单向思维,而且善于进行逆向思维、多向思维。有时候在上课之前,先给学生做一些脑筋急转弯或一些智力题。这样,一方面使学生的上课兴趣得到提高,另一方面,使学生的思维得到锻炼。布置一定量的具有创造思维的作业,也是开发学生的创造思维的有效途径。我们利用节假日的时间,布置一定的作业,如:爱鸟画的设计,玩具的设计、漫画的设计、小报/板面的设计、利用废旧物品制作一些小玩具等。这样既丰富了学生的课余生活,又使学生的思维得到锻炼。

教师在指导学生进行创造性思维实践的过程中,一应尊重学生的首创精神,爱护他们的积极性,鼓励他们“异想天开”,不求一开始就成熟;二应支持学生大胆实践,学中干、干中学,逐步总结提高,不求一下子就成功;三应指导学生选准重点,总结提高,做到有所取舍,集中集体智慧,不求一揽子都解决。四应欣赏学生,不但欣赏成功,而且欣赏错误。

实施发明创造的步骤

小发明是我们科技活动的重要组成部分,也是全国青少年科技创新大赛的比赛项目之一,其内容广泛、趣味性强,深受中小学生的欢迎。

小发明活动又是提高学生创造能力的一个重要途径,对于培养学生的创新精神和实践能力起着及其重要的作用。当你具备了一定的发明创新的方法后,还要在开展小发明活动中作到:勤积累、多观察、巧动手、善交流、精制作、巧命名。

勤积累

积累和掌握一些基本科学知识和技能是小发明的重要前提,要利用课余时间阅读科普书籍,作好学习笔记,通过运用再学习就能逐步提高科技能力为小发明的开展奠定基础。

好的习惯决定人的一生,为培养学生的良好习惯,我们的作法是准备一个小本子,命名为“灵感集”,当灵感产生时马上记录下来。美国心里学家研究得出灵感产生于大脑,只能保存三秒钟,好的灵感你不记录下来,到用时你是无法找到的。甚至强制自己每天提出几个问题,一周后反思归纳,选出具有研究价值的问题,再进行探讨研究,也许你就能找到发明的素材。

多观察

小发明的选题主要来源于日常生活和学习中,我们要多观察生活和学习中的不便,选择各种来自身边而又有研究价值的实际问题进行探索、构思和设计,然后实施验证,最后形成结果。让他们把自己的想法说出来,虽然有许多奇特而不切合实际的幻想。

这是很正常的,人类的发明创造就是在前人幻想的基础上实现的。学生的观察力是多角度的,不要把我们的思维强加给他们,让他们自由的发挥,你就会有惊喜的发现。比如,我校武婷同学发明的“雨夜照明伞”就是一个很好的例证。

巧动手

有了好的发明设想,你还必须亲自动手制成样品,许多设想、方案经你反复修改,你认为很完善,似乎是可行的。但一付储实践,就会出现一些异想不到的缺点或解决不了的实际问题。

所以,一件小发明还应将他制成样品,在制作过程中对你的方案进行修改、验证,发现问题及时解决。如不能解决的还要提出改进意见。

善交流

把你的想法,设计方案及制作中出现的困难讲出来,既能营造一个小发明的浓厚氛围,又能在分享成功快乐的同时,对你的设想方案提出修证的意见、建议,集思广议,使你的作品更加完美。

精制作

你的样品尽可能精致。从今年参加第二十二届科技创新大赛展品看,我们以前所有作品都太粗糙。当你的发明已经定型时,你最好不要怕麻烦,尽可能地选择好的材料,精心进行制作,把以前制作中存在的问题,即美观性、灵活性、制作工艺等进一步改进,甚至可以请一些专门的生产人员利用比较先进的工艺,加工成最精品。

巧命名

给你的作品取一个很时尚的引人入胜的名字,会使你的作品增色不少。这个名字既要能概括作品的特点,又能引起人们的注意,特别是引起评委的注意,你的作品就成功了一半。

施行发明创造的措施

学校的发明创造教育活动,是指教师运用创造教育理论引导学生学习掌握简单的发明方法和技巧进行发明创造,从而培养学生的创新意识、创新精神、创造思维、创新能力及个性品质,促使学生形成良好的创新素质。

营造发明创造氛围

兴趣是最好的老师。在对学生进行发明创造教育时,营造一个“人人是创造之人、天天是创造之时、处处是创造之地”的氛围是非常有必要的。

学校在“科创”教育活动中,可通过组织开展“小发明信箱”、“创新方案设计大赛”、“奇思妙想”、“金点子创意”、“亮眼睛行动”等活动来激发小学生的发明创造兴趣,营造人人争做“小问号”、“小发现”、“小能手”的创新氛围,引导小学生在丰富多彩的实践活动中发现问题、研究问题、解决问题。

让学生在探究的过程中获得实实在在的收获,使他们体验到“处处是创造之地,时时是创造之机,以幻想为快乐,以创造为光荣”的发明乐趣,为学生创新意识和能力发展提供一个校园大氛围。

同时,利用课堂对小学生进行教育,教学效果的好与坏,关键也在于在课堂学习中创造性氛围,如果教师能够很好地引导学生积极思考,敢于表达自己的见解,会使其创造潜能得到最大限度的发挥。所以,教师在教学中应注意激发兴趣,鼓励学生探索求异,为学生营造一个充满创造性的课堂氛围。

营造学习知识氛围

教师在引导学生进行创造发明之前,必须让学生明白:没有深厚的文化基础知识就不可能有所成就,也不可能成长为高素质的创新人才。

我们要从两个方面引导学生:一方面要求每个学生必须掌握和理解一些发明创造的基本方法和技能,如缺点列举法、组合发明法、联想发明法、实例发明法、移植发明法等等;另一方面要求学生学会思考,要密切联系生活,并运用所学发明创造的知识巧妙解决自己生活中遇到的难题。

对于那些爱好发明创造而不太注重文化知识学习的学生,教师可以以一些案例故事教育他们,例如发明家张开逊教授走向成功之路的经历。张教授之所以能成为当代世界很有影响的发明家,是与他渊博的知识分不开的。也就是说,发明必须以扎实的文化知识做基础,现代杰出创新人才必须是知识渊博者。

调动学生学习积极性

由于受年龄和知识掌握情况决定,学生尝试进行发明创造时最困难的是找到好的选题,那么如何帮助学生确定选题呢?

教师在课堂引导时,不能采用传统的教学方法,只凭一张嘴、一只粉笔、一块黑板来讲授,这样学生会感到枯燥乏味。教师应利用自己熟悉的优秀发明作品,引出问题,创设情境,活跃课堂气氛,吸引学生积极参与。

如在讲授“联想发明法”时,可特地设计“用联想发明技法进行发明选题”的活动课,先展示一些学生的优秀小发明作品,用幻灯片在屏幕上投影出这些作品选题产出的大致过程,让学生根据自己的生活经历,联想出一个或几个发明课题,再将部分学生联想获得的选题用幻灯片展示在屏幕上,让学生思考,进行第二次联想活动。

经过几次反复,每位学生的课题都得到了展示,便让学生根据自己的体会,总结出“联想发明法”的要领。这样,人人享受到了成功的喜悦,课堂主体作用得到了充分发挥,学习发明创造理论的热情更加高涨,也为小学生进行发明创造活动时探求选题指明了方向。

注重学生的思维训练

开展学生发明创造活动,对于训练学生的创造性思维能力有非常大的作用。在活动中,教师要特别注重对学生进行系统的思维训练,如进行发散、想象、联想、类比、组合等思维的训练,以促使学生创造性思维的发展。

通过训练,重点帮助学生掌握创造性思维的两种方法,即充分发挥想象力,突破原有知识圈而产生新设想的扩散思维方法和通过分析、比较、推理等手段,寻找最佳答案的集中思维方法。

鼓励他们打破常规,多方联想,以启发式调动其“灵感”,激活他们的创造思维,直至达到“入迷”的境界,渐渐形成自己的创新思维方式,并获得好的思维成果。

如有同学发明的“紫外线杀毒马桶盖”、“多功能的饮料瓶”

等,就是他们通过观察生活中的自然现象受到启发,通过联想思维方法获得的创新成果。还有同学发明的“隐形可伸缩乒乓球网”、“桂花采集装置”等,就是他们运用逆向思维技巧获的好成果。而有的同学发明的“安全雨衣”、“姊妹小鼓棒”等,则是他们利用组合思维方式获得的优秀成果。

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