〔摘 要〕 在《義務教育科學課程標準(2022年版)》中,學生創新能力的培養被擺在了非常重要的位置。本文根據課程標準的精神,將創新思維方法——找缺點法,通過巧妙的設計,完美地融合到科學課程教學中,使學生在不知不覺中了解和掌握創新方法,培養學生的創新能力。
〔關鍵詞〕 小學科學;“找缺點法”;創新思維方法;展示創意
〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 (2025) 04 059-061
一、背景描述
小學階段的創新啟蒙教育,對于創新人才培養起著非常關鍵的作用。科學教育是進行創新教育主陣地,承擔著對小學生進行創新啟蒙教育重任,以及在小學生心中種下創新的種子的重擔。因此,科學教師必須將創新思維方法融入小學科學課程教學實踐,幫助學生在科學學習中不僅掌握科學知識技能,而且掌握創新思維方法,提升創新能力,增強創新意識,具備強烈的創新精神。
《義務教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)提出科學課程要培養學生的核心素養。而在核心素養的科學思維維度明確提出了培養學生的創新思維;態度責任維度更是提出了“不迷信權威,敢于大膽質疑,追求創新”的要求。因此,為了培養學生的核心素養,科學課程總目標也從相應的維度提出了培養學生的創新思維、創新意識及能力。根據《課程標準》的要求,在科學教育教學中,科學教師需要結合科學課程內容將創新思維方法滲透到日常的科學教學中,潛移默化地培養學生的創新思維、創新意識和能力。
二、案例描述及分析
(一)設計思路
科學教師將創新思維方法滲透到教學設計中,并且在科學zrVg+rvQenaZvunHuwaNow==課堂實施。這樣的教學設計和實施能夠有效地培養學生的創新思維和能力。我們都知道,創新是有方法的。如果只要求學生去創新而不指導他們掌握創新思維的方法,那么學生的創新意識、創新能力的培養只是一句空話。因此,在小學科學教學中滲透創新思維方法,讓學生掌握創新eX9H26vmxpP+94P3rVIeqw==思維方法,能夠幫助他們在生活中發現問題并且進行發明創造,從而促進學生創新意識和創新能力提升。本文介紹的案例是將創新思維方法滲透到科學教學中的典型案例。本案例巧妙地將創新方法——找缺點法,完美融合到科學課程教學中,讓學生在學習科學知識技能的同時掌握了創新思維方法,提高了創新能力。
“找缺點法”就是找到事物的缺點,然后根據缺點進行創新的方法。在教學的過程中,教師將創新方法融入教學設計,使學生在學習活動中循序漸進地理解和掌握創新方法,并且應用創新方法進行創新設計。本教學設計是以青島版科學五年級下冊《展示創意》一課內容為基礎進行重新設計的。
(二)案例設計
1.學習目標
科學觀念:了解和掌握“找缺點法”創新方法和展示創意的方法。
科學思維:通過觀察,能夠從不同的角度發現事物的缺點,并且根據這些缺點找到解決的方法。
探究實踐:培養觀察、分析、歸納事物缺點的能力和設計新型物品的能力;能夠圖文并茂地進行設計,借助文字、圖片、視頻等方式進行表達;能用課堂上所學知識解決現實生活問題。
態度責任:了解創新設計能夠給人們帶來便利,了解社會需求是推動科技進步的驅動力。
2.學習活動過程
(1)故事導入,學習“找缺點法”
①案例故事講述
美國的海曼曾是一位賣不出畫的窮畫家。當他素描創作時,經常為尋找橡皮而苦惱。小小的橡皮既容易滾落,又容易夾在紙物中間,海曼常常為尋找橡皮而煩惱。后來海曼想出了一個主意,就是設法在鉛筆的尾部裝上一塊小橡皮。起初,海曼用線纏法將橡皮固定在鉛筆尾部,后來用小金屬片將其固定在鉛筆尾部。海曼的親友維廉姆見此后,建議海曼申請專利。最終海曼以50萬美元將專利賣給了鉛筆公司,變成富翁。此事發生在1860年左右。
活動意圖:有吸引力的故事,可以使學生的注意力集中,以便開展有效的學習活動,同時激發學生進行發明創造的熱情。
②分析案例故事,總結方法
問題1:海曼成功地實現了華麗轉身的原因是什么?
回答預設:發明了帶橡皮頭的鉛筆;申請了專利;發現了橡皮的缺點;朋友提醒的時候,搞這一發明創造的人很少。
問題2:海曼之所以能夠發明帶橡皮頭的鉛筆,最為關鍵的因素是什么?
回答預設:海曼愿意動手去做;海曼發現了橡皮的缺點……
問題3:海曼首先發現了橡皮的缺點,這是海曼進行發明創新的關鍵。如果海曼只是停留在發現橡皮的缺點,他還能成功嗎?
回答預設:不能;光想不做,也不行;我也有許多的想法,就是沒有做……
小結:發現橡皮的缺點之后,還要進行設計制作,這樣,海曼才取得了成功。實際上海曼就是利用“找缺點法”進行了發明創造。
問題4:根據我們上述分析,哪位同學能夠總結一下什么是“找缺點法”?
回答預設:找到缺點,進行設計;不僅進行設計,還要制作;可能還要不斷地改進……
師生總結:像海曼這樣,找到事物的缺點,然后進行發明、創造的創新方法,就是“找缺點法”。“找缺點法”是最為常用的發明創新的方法。在生活中,人們遇到影響生活的事物時,就可以利用這個方法進行發明創新,改善生活。
師:下面我們一起來體驗一下它在我們生活中的應用。
活動意圖:學生在教師的指導下進行案例分析,學習尋找事物的缺點而進行發明創新的方法。學生初步認識、理解“找缺點法”。同時在學生掌握“找缺點法”時,本活動暗示學生應用本方法進行創新發明。
(2)尋找缺點,創新設計
①找椅子缺點,創意設計
問題:身邊的任何事物都是有缺點的。仔細觀察,學生椅子有什么缺點?
每位學生觀察自己的學生椅子,思考和發現椅子的缺點。
回答預設:椅子升降裝置不牢固,容易搖晃;升降裝置很難進行操作調節;椅子防滑腳墊容易壞,容易脫落;椅子背靠不能夠調節……
意圖:引導學生根據自己在學習生活中使用經驗,表達自己的發現。
提出任務:同學們發現了許多的學生椅子的缺點,已經有了自己的想法。請大家根據學生椅子的缺點,設計一種新型的椅子。
在全班交流之后,學生針對座椅的缺點進行創意設計。
出示和分發創意設計表,并且介紹操作要求(圖文并茂)。
意圖:學以致用。結合學生生活經驗,發現事物的缺點,指導學生進行設計。學生在應用的過程中,真正地理解和掌握創新方法。
②展示創意
問題:哪位同學來給大家展示自己的設計?
學生展示自己設計的創意學生椅子,并且生生之間進行答辯。
引導問題:如果你是用戶,你對設計師的設計滿意嗎?你有什么建議?
意圖:引導學生進行討論、交流,為下一步的迭代設計打下基礎。
③回顧創新設計過程,鞏固創新方法,總結展示創意方法
問題:哪位同學總結一下應用“找缺點法”進行創意設計過程是怎樣的?
回答預設:首先觀察發現椅子缺點;根據缺點進行設計;展示自己的設計并且交流……
師生小結:根據椅子的缺點,進行設計、展示設計交流。這就是“找缺點法”創新設計和進行展示的過程。
活動意圖:實踐“找缺點法”進行創新設計。學生在實踐中,真正地掌握這一創新的方法,實現實踐出真知的目的。同時,通過展示,激發學生運用這一方法進行創新的興趣。
(3)小學生用“找缺點法”發明創新實例
①介紹小學生利用“找缺點法”的案例
談話:根據學生椅子的缺點,同學們進行自己的創意設計。而這個小學的學生根據椅子只能坐不能躺的缺點,進行發明創造,制作了可以躺著午休的椅子。我們一起來看看。(播放案例報道)
意圖:讓學生進一步深刻理解和掌握“找缺點法”的發明創新方法,掌握創意展示方法。同時也能夠堅定學生進行發明創造的信心。
②師生總結案例中運用創意展示方法
問題1:在這個案例報道中,這些小學生采取“找缺點法”進行發明創造。報告中采用了哪些方法把他們的創意展示給我們的?
回答預設:視頻、拍照、實物……
問題2:我們剛才是怎樣展示我們自己的創意的?
回答預設:繪圖、文字。
小結:文字、繪圖、照片、視頻和實物展示是我們常用的展示創意的方法。
活動意圖:學生學習和分析真實的同齡人發明創新的案例,進一步鞏固找缺點的創新方法,并且掌握展示自己創意的方法。
(4)拓展活動,完善創意
①完善創意
談話:同齡的小學生利用“找缺點法”進行了發明創造。相信同學們掌握了這個方法,也可以進行發明創造。請同學們在我們交流的基礎上完善我們自己的新型椅子的設計。
學生進行迭代設計,繼續完善自己的新型學生椅子的設計。
活動意圖:課堂上的展示和交流活動,對于每個學生來說都是一場頭腦風暴,他們得到啟發,產生新的想法,這樣就能更好地進行迭代設計。
②引導物化
學生在完善新型椅子設計的基礎上,尋找可以物化的創意設計,引導學生利用各種技術手段進行物化。
活動意圖:創意變成實物,對學生來說是非常有激勵性的。幫助學生創意物化產品,激勵學生積極地進行發明創造,將興趣變成愛好。
(三)案例設計的思考
“找缺點法”是進行創新、發明創造的最為簡單、最為常用且最為重要的方法。學生在課堂上學習和掌握了這一方法后,便能在生活中發現事物的缺點,然后進行發明創造,從而實現學以致用的目的。因此,這節課的設計與實施對學生的創新能力發展具有非常重要的啟蒙作用,達到了“授人以漁”的效果。
本課以分析帶橡皮頭鉛筆的發明案例開始,總結出發明創造的關鍵之處,然后學生模仿進行發明設計。其后同齡人的真實發明創造并且成功申請專利的案例,更激發學生發明創新的動力,從而培養學生的創新意識。學生的創意不是完美的,而是在進行展示和生生、師生交流之后,需要不斷完善的。這里和海曼發明故事的不斷改進有著前后照應的關系,學生能夠體驗發明創造不是一蹴而就的,而需要不斷地調整和改進。在課堂活動的過程中,學生們展示了豐富多彩的創意實例,這充分說明我們的學生并不缺乏創新能力。他們所缺少的,是在教師指導下,運用科學的創新思維方法進行創新創造實踐的機會。因此,在教學中,教師應根據科學教學內容,融合創新思維方法,積極引導學生參與創新設計、創意物化等活動,以此來培養學生的創新能力,并增強學生的創新意識。
創新思維方法的學習和掌握,為學生進行發明創新提供了有力的武器。在科學教學的過程中,教師將創新思維方法有機融入科學探究學習活動,引導學生將創新思維方法和所學科學知識原理結合起來解決實際問題,使創新成為學生的自覺意識和行為,從而培養出更多的創新型人才。
參考文獻
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