小學科學設計技術中開展知識產權教育的實踐研究

許曉敏

摘 要：小學科學課中設計技術類內容是開展知識產權保護教育很好的載體。為了提高學生的設計、技術能力，在教學中滲透知識產權保護，開展了以提出設計制作任務、開展作品方案設計、完成設計制作實踐和安排展示交流評價為基本流程的學習指導，有效地提高了學生的設計技術素養，培養了學生的動手能力，激發了學生的學習興趣。

關鍵詞：設計技術課;設計技術素養;知識產權保護

學生作為祖國未來的接班人，是否具有創新素質、創新精神和知識產權意識決定著未來我們的接班人是否具備創新能力，決定著中華民族未來的命運?！读x務教育科學課程標準》指出：學生可以在理解科學原理的基礎上，發揮自己的創造能力、動手能力和藝術表現能力，進行解決實際問題的嘗試。“設計和技術領域”部分要讓學生了解設計的基本概念，知道我們現在所使用的各種工具和儀器都是設計的產物，利用這些工具和儀器我們可以更好地了解世界并進行新的設計。我們知道為了實現不同的功能需要相應使用不同的工具以及設計不同的結構。學生通過對設計和技術領域的學習，初步學會綜合知識和經驗，能夠進行簡單的設計和制作，提高了綜合解決實際問題的能力。

對于學生創新能力的開發和知識產權意識的培養，是現代教育的一個重要任務。它不僅是個人健康發展的基礎，還是現代社會發展的迫切需求。發展青少年知識產權教育，提高青少年自主創新能力，建設創新型國家，是教育工作者應該完成的任務。知識產權制度是尊重創造性勞動和激勵創新的一項基本制度，是建設法治國家和誠信社會的重要內容。要建設創新型國家，完善社會主義市場經濟體制，必須堅定不移地保護知識產權。

基于以上的認識和思考，我們認為有必要對現行小學科學教材中涉及設計與技術教育課程的內容滲透知識產權教育進行深入的研究，需要從實踐研究中探索這部分教學內容的學習指導策略。

從教材分布上看，設計與技術類課程內容呈現循序漸進的特點。三、四年級涉及四項內容，占27%左右，這些內容以制作為主要目標，設計的痕跡很淡。五、六年級涉及11項內容，占73%左右，這些內容重設計目標，教材往往以問題、簡圖的形式呈現內容。從單元分布看，這些教學內容呈現綜合性的特點。從單元結構中我們可以看出，設計技術類課程內容大部分分布在單元末尾，學生在學習這一內容的時候，要充分利用本單元或前面幾課所習得的概念、原理、方法，綜合運用并對產品做出設計，因此這是對已有概念、原理、方法的總結和提升，體現了綜合性的特點。

技術設計不同于一些簡單的自由式的操作類活動，它是一個有自身特色的活動過程?！霸O計技術類課程內容”的學習指導，主要是通過設計制作活動產品，使習得的概念、原理、方法等得以綜合運用。在課堂教學中應該基于教師的指導，學生按照一定的程序進行設計，在實踐的基礎上，設計了“設計技術”類課程內容的學習指導過程：提出設計制作任務、開展作品方案設計、完成設計制作實踐和安排展示交流評價。

一、提出設計制作任務

任務即某個具體的設計、制作項目。如“制作太陽能熱水器”“設計制作一個保溫杯”等。

操作策略：

1.由場景分析提出設計制作任務。教師設置某一場景，引領學生分析場景中各種事物之間的關系來引出設計制作任務。關系的分析是為了給學生的設計制作提供原理、概念支持。

2.由教師直接提出任務。有時為增加設計制作的可比性、公平性，往往會對設計制作提出材料、尺寸、時間甚至形狀等方面的統一要求。在教師直接提出設計制作任務后再引導學生分析完成任務所需要的概念、原理、方法。

3.由樣品剖析提出設計制作任務。教師提供某樣品的實物或相關資料，引導學生就樣品的結構和功能以及樣品整體或部分中所應用的科學原理進行分析。在交流解釋的過程中，幫助學生就樣品的結構、功能以及科學原理之間建立可靠聯系，以促進學生將科學知識向科學技術、科學設計轉化。

4.由情景創設引出設計任務。教師創設某個情景，或是啟發學生或是引起矛盾沖突來引出設計任務。

二、開展作品方案設計

設計環節是學生根據頭腦中被激活的概念、經驗設計一個解決問題的方案的過程，同時要在形成方案之后對多種方案進行選擇，所以這種選擇既包括對材料、工具的選擇，又包括對運用概念原理的選擇。構思方案的過程類似于科學探究活動中的假設環節，學生要充分利用被激活的概念原理、各種經驗，自主設計操作方案，以便于制作活動有章可循。

操作策略：

1.獨立思考。這是實施這一教學環節的必要前提，只有讓學生獨立思考，初步形成個人設計方案，學生才不至于在小組討論時成為旁觀者，使小組討論流于形式。

2.小組討論。讓學生在獨立思考的基礎上開展討論，互相交流設想，開拓思路，綜合大家的意見討論出一個個設計方案。接著要交流各自的設計方案，你是怎么設計的？選擇了怎樣的材料？這樣設計和選擇材料的原因是什么？這一過程在教學中應該以辯論的形式出現，允許學生提問？由匯報的人或小組負責解釋，答辯過程非常有利于學生設計的優化。

3.選擇方案。學生設計的方案是各種各樣的，有的是確實可行的，有的是很難操作的，要根據已有的條件、當前的技術水平，合理地選擇方案。在選擇方案的過程中，學生將會考慮很多現實因素，不僅體現設計技術課的特點，而且體現了學生考慮事情的周密性。

4.交流質疑。小組內確定的方案，是小組內同學認為最優的方案，教師有意識地選擇幾個小組進行方案交流，由其他小組同學對方案作出評價，有肯定的，也有提出質疑的，小組同學會較快地發現設計的缺陷，立刻著手方案的修訂，因此，學習指導模式在這里有一個往復的過程。

這一過程充分體現了創造性。其教育目標是培養學生的創新精神和創新能力，讓學生勇于創新，培養學生積極的求異思維、敏銳的觀察力、敏捷和持久的記憶力和良好的思想品德，培養學生的處理信息以及捕捉靈感的技能，培養學生的動手操作能力、與他人合作的能力。

三、完成設計制作實踐

這一環節將由學生根據設計方案進行制作、測試。加工制作是技術思維的另一種思維形式。它要通過具體的實踐操作，將腦袋里觀念形態的東西轉變為實際可見的產品，因此這里學生首先要如實地按照方案進行驗證，在驗證的基礎上，發現不足再調整方案。因此學習指導模式又將出現往復的過程。通過“驗證—修正—再實踐”，學生親身參與實踐活動，感悟、體驗技術的形成過程，培養學生的動手能力、合作學習的能力和創新精神。

操作策略：

1.教師主動參與。學生驗證的過程是師生互動的過程，首先教師應積極為學生的制作活動提供材料、工具，作為一名欣賞者、促進者深入到組內參與學生制作的全過程：首先教師應觀察每一組是否有組織地開展了活動，如果沒有，應加以引導。在此基礎上深入到幾個組內，作為普通一員參與學生的制作，在學生遇到困難時可以提問，教師適時加以點撥，協助學生完成制作活動。其次應當提醒學生在驗證過程中依據原有方案進行制作，嚴格按照設計先進行制作是一種必要的科學研究態度，也是一種重要的技術素養，教學中老師應該給予重視。

2.鼓勵對方案修正。修正過程是對原方案操作過程中出現問題時的一種技術性調整，學生的設計方案不可能是完善的，在實際操作中肯定會遇到困難，有時是對概念的理解出現偏差，有時是技術水平不到位等，這是由學生的年齡和思維水平所決定的，科學家搞研究也是如此，更何況小學生，所以在“驗證方案”環節一開始要求學生忠實地執行方案之后，如果遇到問題就要允許、鼓勵、幫助學生對方案進行修正。因此在驗證環節的后期教師要特別注意收集學生反饋的信息，掌握第一手資料，為學生修正方案提供良好的指導。

3.積極推動再實踐。再實踐不是對“驗證”過程的簡單重復，而是對修正方案的更高層次的再創造過程。在這一過程中，學生有的可能要推翻原有作品重新制作，有的只需要對原有作品稍加改進，有的會為原有作品增加創造性元素，教師要積極推動這一過程，使產品更有技術含量。

在充分醞釀設計的基礎上，進行實踐制作活動，學生會更得心應手，實踐活動本身也就會有序而有效。最后教師適當加入知識產權保護的內容。通過微視頻教學有關保護自己發明創造的知識產權的法律知識，這些都會起到事半功倍的效果。

四、安排展示交流評價

世界上沒有絕對完美的設計和制作，所有設計、制作都可以改進。學生在經歷了實踐制作以后，對設計有了更深的認識，因此我們適時地安排展示、交流、評價環節，讓學生共同分享實踐的成果、制作的快樂，交流學習心得，進行思維碰撞，在與同伴的交流中進行評價，明確設計的優勢和不足，進一步豐富對頭腦中已有原理、方法的認知和領悟。

操作策略：

1.交流。（1）組內交流。小組內先對制作活動做必要的回顧，總結成功的經驗，分析失敗的原因，經過交流，獲得小組內的統一認識。（2）組際交流。根據就近原則，兩個或兩個以上的小組對各自的制作過程及成果進行互相交流，互相評價，提出疑問，進行辨析，以起到互通信息、全面提高認識的作用。（3）全班交流。小組派代表用展示介紹的方法向全班匯報設計制作的過程和結果：你們是根據什么原理來制作的？在制作過程中有什么創意的地方？你們遇到的困難是什么？接受同學的評價。在實施此環節時，教師應欣賞式地傾聽學生的匯報，允許學生有爭議，有爭議時可組織辯論，為進一步制作創造條件。

2.展示。將學生作品貼上標簽，注明作品名稱、制作人等信息進行展示，讓設計制作人體驗成功，激發其設計制作的動力，很好地對學生進行知識產權意識的教育并保護學生的知識產權。

教學是以設計為核心，以實踐制作為載體來完成學習作品，學生通過實踐參與，在設計、動手制作方面的能力顯著提高;通過評價等有效手段，極大地激發了學生學習的興趣。學校積極組織學生參加青少年發明創新比賽，其中翁××同學的“便攜存傘架”獲杭州市創新項目一等獎和浙江省創新大賽二等獎，黃××同學的小發明作品“教室門放夾手裝置”榮獲第三十二屆全國青少年創新大賽一等獎。2018年8月，黃××同學憑借他的小發明作品和多項專利發明還獲得了由共青團中央頒發的第十一屆中國青少年科技創新獎。學校成為全國知識產權教育試點學校。

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