激勵青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的可行途徑探索

張 潔

(天津市和平區(qū)青少年宮 天津300020)

0 引 言

縱觀古今，沒有發(fā)明創(chuàng)造就沒有社會歷史的更迭。人類發(fā)展史歸根結(jié)底是一部發(fā)明創(chuàng)造史。我國在五千年的歷史發(fā)展進(jìn)程中曾因眾多的發(fā)明創(chuàng)造屹立于世界強(qiáng)國之林。而跳轉(zhuǎn)至今，已從農(nóng)業(yè)大國轉(zhuǎn)型為制造大國，七十年的發(fā)展使我國在許多領(lǐng)域取得了飛躍的發(fā)展，然而基于我國十四億巨額人口的掣肘，在多數(shù)領(lǐng)域我國依然處于制造大國的地位，而非智慧型創(chuàng)造大國，這在很大程度上限制了我國綜合國力的提升。基于我國巨大的人口總量，我們真正缺少的是高素質(zhì)人才的數(shù)量，這就直接反映了針對孩子的創(chuàng)新教育和實踐培養(yǎng)存在著極大的短板，這與學(xué)校、家庭和社會給予孩子們的創(chuàng)新發(fā)明氛圍是息息相關(guān)的。

發(fā)明創(chuàng)新是一個國家進(jìn)步的不竭動力，是一個推動歷史不斷自省和超越的過程。孩子是國家的未來，他們有著思維的敏捷性，不羈的想象力和創(chuàng)造活力。因此如何保護(hù)和激勵青少年的創(chuàng)新發(fā)明意愿，提振青少年創(chuàng)新教育和實踐培養(yǎng)，為國家的科技興盛培養(yǎng)更多高科技人才的途徑研究勢在必行。

1 激勵青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的途徑

1.1 樹立學(xué)生自信，消除發(fā)明創(chuàng)造的神秘感

大多數(shù)學(xué)生面對創(chuàng)新發(fā)明都會有所顧慮，覺得發(fā)明家是一個高不可攀的存在，不可與之比肩，不敢奢望一試身手。因此，每次新班教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)明啟蒙導(dǎo)入顯得尤為重要，可以展示介紹一些簡單而實用的發(fā)明設(shè)計案例拉近學(xué)生與發(fā)明創(chuàng)新之間的距離。例如：為解決病人夜間測溫不用開燈，不影響病人休息的難題，有學(xué)生在玻璃體溫計的背面刷上了一層熒光粉，于是一支經(jīng)濟(jì)實用的“夜光溫度計”就誕生了；為了避免燙傷嬰兒，有學(xué)生將奶瓶與溫度計設(shè)計融合在一體，實現(xiàn)了實時監(jiān)控奶瓶里牛奶的溫度，“測溫奶瓶”應(yīng)運而生；為了解決雨雪天夜間路面濕滑視線不佳的難題，有學(xué)生設(shè)計了“照明雨傘”。在一圈傘骨上安裝 LED小燈，電池開關(guān)綁定在傘柄。這樣的設(shè)計實現(xiàn)了 360°無死角照明，而且 LED 小燈體積小，亮度高，成本低，省電節(jié)能，最重要的是還不影響雨傘的收放。

通過這些發(fā)明案例介紹，學(xué)生們躍躍欲試，信心滿滿，感受到了發(fā)明創(chuàng)造可以是簡單的拼一拼，改一改，多項功能的簡易集成就可以極大地改善我們的生活質(zhì)量。

1.2 啟發(fā)學(xué)生關(guān)注生活點滴，合理挖掘創(chuàng)新發(fā)明熱點選題

課堂上，引導(dǎo)學(xué)生對周圍事物進(jìn)行觀察，功用齊全的文具、各種材質(zhì)的衣服、保溫杯、可調(diào)課桌椅、百葉窗簾、電子白板……目之所及所有物品從誕生、外觀設(shè)計到功能的實用性處處都充斥著發(fā)明創(chuàng)新的印記。這些發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生們深刻感受到正是這些貌不驚人的發(fā)明創(chuàng)造給予了我們生活和學(xué)習(xí)的便利，同時也激發(fā)了學(xué)生們發(fā)明創(chuàng)造的激情[1]。

1.2.1 關(guān)注日常周邊的實際生活，及時發(fā)現(xiàn)生活中的不便

所有發(fā)明創(chuàng)造的實質(zhì)歸根結(jié)底都是為了我們的生活更加便利，所以當(dāng)我們生活中遇到別人沒發(fā)現(xiàn)或者沒能解決的問題和困難時，我們以積極的行動去解決它，這個過程就是發(fā)明創(chuàng)造。比如：墻面上能夠掛澡盆的掛鉤，實現(xiàn)了因衛(wèi)生間狹小而極大程度的利用高層空間儲物的構(gòu)想；折疊臉盆、折疊水桶、折疊浴缸、折疊電水壺為差旅出行帶來了便捷、安全、衛(wèi)生，更是節(jié)省了許多行李收放的空間；帶噴香裝置的馬桶解決了公共衛(wèi)生間接連有人如廁時的嗅覺尷尬。

鼓勵學(xué)生多觀察生活，積極參與到家庭建設(shè)和社會生活中，才會在體驗的過程中發(fā)現(xiàn)問題。

1.2.2 關(guān)心國際國內(nèi)時事，關(guān)注社會熱點問題

2020年，全世界遭遇了新冠肺炎疫情的侵?jǐn)_，人們紛紛戴起了口罩、手套和護(hù)目鏡。這樣的突發(fā)事件也給老師鼓勵學(xué)生們發(fā)明創(chuàng)造帶來了一個契機(jī)，非同尋常的生活令學(xué)生們創(chuàng)意紛繁，催生了眾多發(fā)明創(chuàng)造：為了將疫情防控用品、水杯、飯盒、文具等分門別類收納在一個雙肩背包里，學(xué)生運用魔術(shù)貼，將 3個不同顏色的子包貼于母包外側(cè)，這樣的設(shè)計不僅易于區(qū)分，方便拆卸，還安全衛(wèi)生；校門口眾多學(xué)生測溫入校緩慢，無法保證學(xué)生與測溫老師 1.5m 的距離，而測溫小黃帽額頭內(nèi)置溫度傳感器，帽子額頭外沿外置溫度顯示器，當(dāng)溫度超過 37°時，外置顯示器自動報警，從根源上解決了這一難題；疫情緩解初期，學(xué)生們上課都要戴口罩，而英語課上學(xué)生想看清老師的發(fā)音口型成了難題，于是學(xué)生就將裁切下來的透明飲料瓶底，鑲嵌進(jìn)按照瓶底直徑挖了洞的口罩，這樣既不影響防護(hù)，又有了可視效果；校園里每天都有物業(yè)人員身背 20kg重的消毒液噴灑校園的所有角落，身處消毒液噴霧中，既沉重又不安全。于是學(xué)生運用智能機(jī)器人戰(zhàn)車背負(fù)消毒液桶噴灑，通過編程預(yù)設(shè)噴灑路徑，既節(jié)省了人工，也消除了安全隱患。

還有感應(yīng)式鞋底消毒機(jī)器人、智能公筷、聲控電梯……各種發(fā)明創(chuàng)造應(yīng)運而生，學(xué)生們的奇思妙想讓他們在體驗了創(chuàng)意無限的成就感之余，更激發(fā)了他們的社會責(zé)任感，實現(xiàn)了自我價值的提升。

1.3 采用 STEAM教育模式，結(jié)合現(xiàn)代建構(gòu)主義教學(xué)觀，培養(yǎng)復(fù)合型科技創(chuàng)新人才

STEAM 教育模式是通過在科學(xué)、技術(shù)、工程、人文、數(shù)學(xué)領(lǐng)域選取具有跨學(xué)科整合性的學(xué)習(xí)主題，生成能具有活動課程價值的 STEAM 項目[2]。建構(gòu)主義教學(xué)觀主張學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)是要在學(xué)習(xí)的過程中挖掘?qū)W習(xí)的快樂，教師的教學(xué)過程是教師和學(xué)生完成合作性知識建構(gòu)的過程，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是探究未知世界的過程，這個過程以學(xué)生為主體，教師只充當(dāng)一個組織者、指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者，利用學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新性。

通過STEAM教育和建構(gòu)主義教學(xué)觀的結(jié)合，能讓學(xué)生獲得以下收獲：

①無限的想象力和創(chuàng)造力，讓參加活動的學(xué)生們形成有創(chuàng)意的、有判斷性的思維。

②培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用多維創(chuàng)意解決問題和使用工具的技能。

③提高研究和提問的技巧，注重創(chuàng)意探索，關(guān)注細(xì)節(jié)。加強(qiáng)書面和口頭的表達(dá)能力，以及即興和深入的展示解決問題的技巧。

④促進(jìn)對各方面特長和天賦的挖掘使用和培養(yǎng)，立足于對現(xiàn)實生活問題的解決。

⑤學(xué)習(xí)不同領(lǐng)域、不同國家的文化，增加對知識的整體認(rèn)知和探索欲望。學(xué)習(xí)如何搜集、分析及整合利用資源。

⑥面對困難不再畏懼，更加樂觀積極，整個探索過程充滿了趣味和刺激。

⑦培養(yǎng)團(tuán)隊合作、揚長避短以及領(lǐng)導(dǎo)能力。學(xué)會理解并欣賞團(tuán)隊合作，結(jié)識新朋友，增進(jìn)團(tuán)隊的默契與友誼。

1.4 加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)專利保護(hù)教育，鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新競技，保護(hù)學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)新熱情

教學(xué)中，為了推廣青少年創(chuàng)新發(fā)明教育工作，讓更多的孩子了解參與到創(chuàng)新發(fā)明的陣營中來，鼓勵學(xué)生積極參與天津市青少年小發(fā)明設(shè)計大賽、全國青少年科技創(chuàng)新大賽、天津市青少年科技創(chuàng)意競賽等多項創(chuàng)新發(fā)明科技競賽，適時開展知識產(chǎn)權(quán)專利保護(hù)教育。充分利用每年的4.26世界知識產(chǎn)權(quán)日，策劃組織豐富多彩的宣傳活動，通過學(xué)習(xí)中小學(xué)知識產(chǎn)權(quán)讀本和研讀保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)小故事，提高學(xué)生對知識產(chǎn)權(quán)和專利申請的認(rèn)知，讓學(xué)生懂得如何保護(hù)自己智慧的結(jié)晶，提升知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識，及時將競賽獲獎優(yōu)秀項目轉(zhuǎn)化為專利，從小樹立維護(hù)自己合法權(quán)益的意識。

多年的堅持結(jié)出了喜人的碩果，每年都有多名同學(xué)獲得由國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的實用新型專利證書，更有學(xué)生獲得了國際發(fā)明展金獎，還有與企業(yè)對接成功的專利轉(zhuǎn)讓，令學(xué)生真正體會了知識就是財富的意義。一次次成功的喜悅極大地推動了學(xué)生參與科技發(fā)明活動的熱情，也培育了主動申報專利，自覺保護(hù)智慧成果的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識。

1.5 利用“網(wǎng)絡(luò)少年宮”著力開展青少年創(chuàng)新發(fā)明宣傳教育

自和平青少年宮網(wǎng)站建立以來，青少年科普教育基地窗口成了少年宮網(wǎng)站一道靚麗的風(fēng)景，充分發(fā)揮“網(wǎng)絡(luò)少年宮”的公益活動理念，整合創(chuàng)新發(fā)明科普教育資源，將創(chuàng)新發(fā)明系列教育活動、學(xué)生優(yōu)秀創(chuàng)新發(fā)明項目在網(wǎng)站更迭熱播，使網(wǎng)絡(luò)課堂成為青少年創(chuàng)新發(fā)明教育的得力助手。利用這一平臺，廣大師生和家長及時了解到最新的青少年發(fā)明創(chuàng)新教育動態(tài)和科技競賽信息，開闊了學(xué)生的視野，真正體現(xiàn)了科普教育的普及性。

激勵青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的途徑研究任重道遠(yuǎn)，這將是科普教師立志為國家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)科技人才的畢生課題[3]。