構建“開心發明”校本課程，培養學生創新精神

劉少君

“開心發明課程”是氣質教育的支撐性組成部分，它以培養全校學生的創新精神和實踐能力為目標，實現既面向全體學生普及創新教育，又關注部分學生的興趣培養和特長提升，滿足不同層次學生的個性發展需要，為國家培養創新后備人才奠定基礎。

一、國家課程校本化普及創新教育，培養學生創新意識

2017版《小學科學課程標準》在課程具體目標方面，極為注重“加強技術與工程融入科學教育的力度”。而科技教育、STEM教育等在培養學生的技術與工程方面具有較大的優勢，但科技教育等所需要的課時、科技師資等問題嚴重阻礙了科技教育的發展，能否將科學課與科技創新教育進行有效整合呢？

2017年以前，教育部頒發的《義務教育課程設置實驗方案》要求，小學從3-6年級設置科學課，每周2節。我們根據小學生的年齡特點和認知規律，創造性地將科學課與科技教育融合在一起，從2012年開始，將《科學》教材每課的主要知識點進行拓展與延伸，開發出《開心發明》（3-6年級）校本教材。

《開心發明》教材每課內容包括“觀察與發現”“頭腦風暴”“發明故事”和“創新實踐”四部分內容。由教師充分利用科學課5-8分鐘的拓展時間進行學習，例如三年級下冊《磁鐵有磁性》一課，教師可引導學生細心觀察與思考“磁鐵有磁性這一性質能應用于我們的日常生活嗎？”“你能利用磁鐵的這一性質進行發明創作嗎？”激勵學生大膽表達自己的想法與創意。經頭腦風暴后，教師適時介紹與本課知識點相關的磁性晾衣架的發明故事及發明技法，激勵學生在課堂或課后進行創新實踐，即把自己的發現、創意及時寫下來、畫出來，或做出模型、實物。學校還將創意設計納入科學創新能力評價，即每個學生在學期末都要以文字、圖畫形式設計一件創意作品，分值計入科學總分。若學生能將設計做成實物參加各層級的科技比賽，更給予加分獎勵。這讓學?？萍脊澴髌返臄盗考百|量逐年上升。

這種將國家課程校本化的做法，可使3-6年級學生通過四年科學課的學習，輕松了解110個以上的發明故事和14種發明技法。在不增加額外課時、師資的情況下，利用科學課就使發明創新教學在大部分學生中得到普及，這一做法具有較強的前瞻性、實踐性和創新性。

那又如何從低年段培養學生的科技興趣和創新意識呢？ 因2017年以前一、二年級不開設科學課，“科技體驗課程”正是為此目標而開設的。學生通過觀看簡單有趣的科技教育視頻，了解科學技術改變生活的趣味實例；通過觀察和研究發明物品、了解其功能，體會科技與生活息息相關，科技能使我們的生活更美好。

二、校本課程多元化促進特長發展，培養學生創新精神

《科學課程標準》明確指出，課程要面向全體學生，為每個學生提供公平的學習機會與有效的指導，在課程、教材、教學、評價等方面鼓勵多樣性和靈活性。因此，除了將國家課程校本化普及創新教育，學校還向學生提供適應學生興趣和個性發展需要的、多元化的校本科技課程，并建構了“開心發明”課程體系，開設了“一、二年級科技體驗課程”“興趣超市課程”“開心發明社團培訓課程”，分層次、分階段、分項目提升學生的創新精神和實踐能力，全方位促進學生個性特長發展。

《中國學生發展核心素養》指出，在實踐創新素養方面，要求學生善于發現和提出問題，有解決問題的興趣和熱情；理解技術與人類文明的有機聯系，有工程思維，能將創意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優化等。興趣超市課程是全體學生均可根據個人興趣愛好參與的選修課程，包括“我愛發明”“奇思妙想創意營”“發明實踐營”三種課程，能很好地達成以上目標。學生可通過視頻了解普通人設計、修改、制作出實物的全過程；并可以以頭腦風暴的形式去嘗試各種發明創意設計；還可以認識和學習使用萬用機床等設備制作創意作品。該課程培養了一批掌握各種發明技法、動手實踐能力較強的學生，擴大了科技創新后備隊伍?！伴_心發明”社團成員由科技教師在全校選拔，主要通過各種發明技法培訓、搜索及查新培訓、學習設計及制作出集科學性、實用性和先進性于一體的發明作品，并爭取在各層級的科技創新大賽中獲獎，或向國家知識產權局申請專利。

學校還開展了科學家進校園，組織學生參觀科技館、創意生活館等豐富多彩的活動課程，“開心發明”科技長廊等隱性課程，宣傳身邊小小發明家及其發明作品。校本課程的多元化，使學校涌現了一大批熱愛科技創新與發明的學生，在創作中他們勤于思考、樂于實踐、敢于創新，并設計出一大批優秀的發明作品。良好的思維品質不僅使學生終身受益，更促進了其他學科的學習。例如，黃昱銓對生活中的各種事物充滿了好奇，凡事總想弄個明白。在加入開心發明社團后，他更善于發現各種生活用品的缺點，并認真觀察和思考如何改進。積極動手制作發明作品、喜歡小發明創作成為他的最大特點。四年級時，看到一名3歲的小女孩因模仿大人拔電源插頭導致觸電死亡的新聞后，他便開始研究插頭，每天琢磨著如何將插頭變得防觸電。最后，在老師的幫助下，他和陳俊豪發明了用可伸縮的絕緣塑料包住插頭金屬柱，使人的手指沒機會觸碰通電的金屬柱，有效預防觸電。他們的成果“安全插頭”獲得佛山市青少年科技創新大賽二等獎。上五年級時，他又發明了“防油滿溢出的快灌漏斗”，不僅獲得國家專利，還獲得第33屆全國青少年科技創新大賽銀獎。在2018年9月15日，首屆廣東科普嘉年華暨2018年全國科普日廣東主場活動啟動儀式上，他作為唯一的學生代表宣讀倡議書，他以自己的發明經歷鼓勵廣大青少年朋友一起行動起來，為實現中華民族偉大復興作出貢獻。他的發言還受到廣東省副省長黃寧生的特別表揚。在利用所學科學知識解決實際問題，并制作出發明作品的過程中，他不僅充分感受到成功的樂趣，觀察能力、創新精神和實踐能力均得到提升，創新更帶動了他的學習熱情，各學科成績有較大的進步。

近年來，學校有200多名學生的發明作品在全國、省、市等各層級青少年科技創新大賽中屢獲佳績。有16件發明作品獲國家專利?！伴_心發明”科技特色已成為學校的一張閃亮名片，其影響力不僅輻射周邊學校，還吸引同行前來觀摩學習，港澳地區及美國、新加坡等友好學校每學年也都組織師生前來交流學習。

注：本文系2014年廣東省教育科學規劃一般項目“小學生發明創新能力培養的課程建設研究”（課題批準號：2014YQJK078）的研究成果之一。