您好, 访客   登录/注册

构建学生发明创造的平台

来源:用户上传      作者: 彭交岭

  物理学科是以实验为基础的学科,它与工农业生产、人们的生活、现代高科技有着密切联系,以物理学科为基础的中学研究性学习课程,在培养学生的科学研究方法、培养学生创新意识、创新能力具有“得天独厚”的“先天优越性”。为此,本人在高中年级以物理科开展研究性学习课程的教与学的研究,探索出一条从研究性学习向中学生发明创造转变的指导方法,取得成效、形成模式。为中学生发明创造构建了有效的平台。
  物理学科研究性学习课程的研究方法,可以使学生在教师指导点拨下,采用科学探究的方法,通过学生组建研究性学习合作小组,同学们在研究性学习小组的合作中,用物理学科的“科学探究”的方式、教师指导学生通过观察物理与生活、物理与身边科技的联系,分析、提出问题,进行选题;通过尝试解析问题成因,并试图揭示规律,求得解决问题的方法和途径。在这个过程中发现创造发明的亮点,逐步培养学生的科技创新能力。
  学生的创造发明首先应有创新意识,创新意识是指一种愿意发现问题、积极去探求的心理取向,是创造发明的动力源泉。如何在中学物理研究性学习中激发学生对发明创造活动的兴趣和欲望?笔者认为,中学研究性学习课程的有效开展能为学生的创造发明提供一个很好的平台,如能与中学生发明创造有机的结合,对培养学生创新能力提供了很好的契机。
  笔者在高中阶段开展《高中物理研究性学习模式研究》把研究性学习课程与培养学生发明创造技能有机结合,探索出中学物理研究性学习课程的新模式。笔者通过几年对研究性学习课程的指导和实践得出:要使研究性学习开展的有特色,可从下几个途径实现:
  1.培养学生问题意识和探究意识,激发学生的研究欲望
  研究性学习,学生研究什么呢?这是研究性学习遇到的最常见问题。“研究课题要有意义,要符合自己的实际能力和客观条件。”虽然研究性学习的选题和学习方式是多样开放性的,但教师在指导学生选题中,要让学生仔细观察身边的人和事。如:我指导的高二学生章涵立通过观察发现,游泳池的深水区常见溺水事故,给家庭、社会带来巨大损失,急需提供一种安全可靠的救生系统,由于发生溺水意外的关键在于无法及时预警定位,她与她的同学到市内各游泳池调查发现,游泳池面积虽不大,也有救生员,具备救生条件,但仍会发生溺水意外。其根本原因在于没有及时发现溺水的发生,所以急需研制一种游泳池深水区溺水报警定位系统是防止溺水事故的关键解决办法。所以选定《游泳池报警定位系统》这一课题开展研究;通过她和她的小组一个学期的研究,发明了“游泳池报警定位系统”并在23届福建省青少年科技创新大赛中获省二等奖。笔者指导的高二学生梁琛,通过观察:北方冬天供暖,南方夏天使用冷气,均要求门经常关闭以节约能源,常闭式推拉门进出均需人工推拉,极不方便,更不卫生,自动门采用电源开关,电动机耗电大,易产生有害气体;人踩在草地、地毯、沙滩上均有适宜感,同时对地做功,利用重力的这种做功可以代替电动机完成自动门的开启和关闭,达到节约能源卫生环保的目的,通过与笔者交流,能够利用物理中学过的功能转化原理,并对现在已有的自动门的分析,若能研究出一种节约能源,卫生环保的新型自动门真是太好了,所以该学生确定零耗电的《全自动门》作为研究课题。此项发明获在22届福建省青少年科技创新大赛中省三等奖。
  上面两个课题的选题,极大的激发了学生的探究热情和研究的欲望,形成了一个有效的原动力。
  2.加强过程指导强化体验积极探索培养学生质疑、求知的心理倾向
  首先是培养学生的问题意识。具体策略:指导学生能有意识感觉到物理与生活中客观条件下片面的、零碎的、表面的不顺感,通过问题形式反映出来;发展到“我非试试”、“我要改改”的认识过程。使学生认识到科学家的发明是从问题开始的。其次是培养学生的问题求解意识与问题分析意识。具体策略:引导学生去读书,通过多种途径、运用多种手段搜集、获得资料,然后进行去粗取精、去伪存真;逐步培养学生能多角度分析、判断;多维度、综合性地考虑;激发学生求知欲和败不馁的勇气与毅力。发展到“我要改改”的行动研究过程。
  3.从物理研究性学习创造的实践体验中培养学生处理问题和解决问题的能力
  通过物理研究性学习课程的开展,教师在指导中提倡教学民主、容忍异议;在指导过程中要肯定学生不成熟的灵感和与众不同的创新意识;从研究设计过程和解决问题过程中再寻找问题的能力。让学生真正参与整个设计、发明、实践过程,包括让学生自己寻找、准备所需要用的材料;尽量让学生自己设计、自己选择、自己安装。有意识的指导学生拓宽知识面,同时教给学生捕捉灵敏意识的方法。训练学生识记活动,增强记忆力;随时准备纸、笔,一旦有好的设想,马上就把它写下来。并通过研究性学习小组进行讨论交流。最后从流畅性、变通性、独创性角度教给学生评价的尺度;从新颖性、科学性、实用性角度教给学生评价的价值观。
  4.打破创造发明神秘感,从研究性学习中逐步培养学生创造发明技能
  在指导学生通过研究性学习进行科技创新时,学生就认为科技创新是高工才能完成;发明创造更是与张衡、爱迪生、瓦特这样的科学家相联系,我们高中生无法做到。普通人也不可能进行发明创造的。在研究性学习中进行科技创新选题是,学生也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,对科技创新、创造发明怀着神秘感和自卑情绪,决不相信自己能搞科技创新和发明创造。为有效的打破科技创新和发明创造的神秘感,在指导学生选题前,笔者就带领学生参观本校历年学生的科技创新和小发明创造的成果,并做详细的讲解,通过本校学生参与福建省青少年科技创新的具体事例和获奖情况来引导、激发学生的发明热情,并在研究性学习过程中指导学生掌握科技发明的基本技法:偶然发现法、联想发明法、挖掘潜力法、移植发明法、列举发明法、适应需要发明法、思维风暴式、检核表法等,从而使研究性学习过程中学生的发明潜能被调动,逐步形成一定的科技发明技能。
  例如,笔者指导的学生唐文广深入建筑工地实地考察,了解了混凝土的整个浇注流程,仔细观察每个步骤,发现混凝土搅拌过程碰撞十分剧烈,石料与搅拌器的碰撞隆隆响声可传至几公里外,综合我们学过磁化物体遇高温或者剧烈碰撞时磁性易消失的科学原理,推测磁化水在搅拌混凝土过程中磁化效果被极大减弱,是磁化水混凝土实际使用效果不好的根本原因。通过移挖掘潜力法和移植发明法,对水磁化后搅拌的磁化混凝土进行改进,选用振动中磁化,并发明了磁化混凝土振动器,参加在22届福建省青少年科技创新大赛取得省二等奖。
  把研究性学习课程与学生科技发明指导有机的整合,能使物理研究性学习课程更具特色。达到培养学生的培养创新意识,鼓励发明创造的课程目标,已成为我校治学之本,形成我校研究性学习课程的新模式,为青少年发明创造构建了一个很好的平台,形成我校的办学特色,学校被福建省科协评为福建省科技教育基地学校,福建省青少年科技创新大赛组织奖。我们将继续努力,加强对方法与途径的研究,进一步提高研究性学习课程的教学水平,为社会培养出更多更好的创新型人才。
  (责任编辑:陈巧云)


转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-1714471.htm