聚焦“小发明”，激发学生的创新意识——以综合实践活动为例

□俞成刚

《中小学综合实践活动课程指导纲要》倡导探究性、体验性学习，强调创新精神和实践能力的培养。事实上，实践创新也是《中国学生发展核心素养》的重要组成部分。开展综合实践活动，带领学生研究科学“小发明”，是培养学生探究意识，激发学生创新潜能的重要途径。然而，学生因缺乏观察意识和创新能力而导致科学实践难以开展的情况屡见不鲜。为此，教师尝试以“小发明”为载体开展综合实践活动，引导学生观察、实践，活化思维，开阔思路，提升综合素质。

一、研究前：改变学生观念，确定研究方向

学生对于“小发明”存在一定的偏见，教师应在开展研究前，帮助学生消除偏见，而后引导他们明确研究的方向，为后续研究活动的开展打下基础。

（一）故事熏陶，改变观念

教师刚开始组织学生研究“小发明”时，学生总觉得“小发明”有一种高不可攀的神秘色彩，不是所有人都能参与研究。为了消除学生的疑虑，教师向学生讲述了中外科学家、发明家的事迹，渗透可贵的发明创造精神；向学生介绍了当代中小学生发明创造的故事，使他们认识到“自己并不渺小，发明创造我也能行”；通过举生活中的例子，让学生认识到周围还有许多事物等待他们去改进、充实和完善。由此，学生对科学“小发明”产生了全新的认识，也有了参与创造的信心。

（二）创意交流，分享智慧

在辅导学生研究“小发明”时，教师首先要向学生提问：你准备发明什么东西？你的创意点是什么？你将根据什么原理来制作？制作的步骤是怎样的？你想达到什么样的效果？学生在回答完这些问题后，再上网查阅，看看是否已有类似的发明。如果有，还要思考如何改进设计，体现自身的优势。教师要及时对有发明价值的想法给予肯定，进行指导；对没有发明价值的想法进行点拨，帮助学生寻找新的突破口。

（三）对比观察，发现问题

观察是研究科学“小发明”的第一步。任何发明创造都来自于发明家对事物的细心观察。学生在观察时，教师要引导他们学会对同类或相似的事物进行比较，了解它们之间的不同特征和相互联系，在比较中发现问题，由此进一步尝试解决问题，构思新事物。比如，生活中人们常常会遇到拖把清洗后没有合适的地方进行晾晒的问题。通过对普通拖把与扫把进行对比观察，学生发现，如果能让拖把像扫把一样“稳稳地立起来”，就能解决这一问题。由此，学生有了研究的方向。

（四）自由把玩，明确问题

玩是儿童的天性，是一种主动学习的态度，可以激发学生的兴趣和好奇心。学生在课余时间把玩自己喜爱的东西，可以在“玩”的过程中发现问题，进而产生研究“小发明”的念头。比如很多学生都喜欢打乒乓球，可是，初学者大部分时间都在捡乒乓球。于是，学生想到了制作一个不用弯腰就能轻而易举地将乒乓球捡起来的“神器”。

二、研究时：引导学生思考，指导动手实践

学生有了研究的方向，就要准备进行思考和实践。此时，教师要带领他们从生活中寻找依据，不断尝试，通过合作解决问题。

（一）放大用途，改进设计

教师引导学生分析物品的作用，对其进行改进，以放大其用途，改进其不足之处，如对生活用品、学习用品、劳动工具等常见物品的改造、革新。由此，学生将从不同角度去观察某一物品，发展发散性思维。不同的想法为开展“小发明”活动打下了基础。如“伸缩扫把”的设计，首先，师生明确扫把的用途和不足——扫地时，在课桌下、墙角边等一些比较狭窄的地方，普通扫把无法伸入其中（如图1）。于是，学生想到了改进扫把的功能。首先，学生思考如何调节扫把的大小。接着，学生找来一个捡垃圾的钳子，这个钳子的“嘴”的大小可以在手柄上进行调节（如图2）。然后，学生将原扫把的柄拆下，把扫把面装在垃圾钳上（如图3）。这样一来，只要利用手柄就能自由调节扫把的大小，扫把就能轻松自如地伸进各个角落（如图4）。

图1

图2

图3

图4

（二）增加功能，优化设计

教师应带领学生从学习与生活的实践中寻找创意点，时刻留意周围的事物，及时捕捉灵感。如引导学生从生活用品中寻找功能的拓展点，说说自己的设想和改进方案，并在此基础上进行适度提升，使物品的功能达到最优化、最大化。以“攻防两用安保叉”的设计为例，安保用具是确保师生安全的强大后盾，但是原来的安保叉只能防御歹徒的侵犯，不能对其进行攻击，无法起到制伏作用，存在安全隐患（如图5）。于是，学生想到了做一个集攻防功能于一体的安保叉。他们在原来的安保叉上安装了两个钩子（如图6），使用时既可以防止歹徒的靠近，又可以迅速钩住歹徒的手脚，从而起到制伏的作用，十分适合学校等人口密集区的安保工作人员使用。

图5

图6

（三）旧物改造，局部创新

改革创新就是让学生在废旧物品原有的基础上寻找问题，对其进行改进，使其变成更有用、更好用的东西。例如，用普通的锅煮粥或煲汤时，汤汁很容易从锅盖处溢出来。对此，教师带领学生对普通锅的锅盖处进行重新设计和改进，使它成为一个可以自动掀盖防溢的“安全锅”。具体来说，师生利用磁铁可以吸铁的原理，在锅的两侧各装上两块吸铁石。吸铁石在煮粥、煲汤时将蒸汽顶起的锅盖吸住，让锅盖不再完全盖住，而是留出一道缝隙（图7），这样就能有效地防止汤汁往外溢出。

图7

（四）物尽其用，组合创新

所谓组合创新，就是指把不同物体组合在一起，达到“一物多用”的目的。对学生来说，运用“组合法”研究“小发明”比较容易入门。如“一按即落”的晾袜神器就是将普通晾衣架和夹子进行巧妙组合。考虑到平时收袜子时，一只一只地取下会比较麻烦，师生想到设计一个收取方便的晾袜器，即将普通的塑料夹子“穿”在晾衣架上。收袜子时，双手从两边往中间按压，所有的夹子就会同时“张开嘴”，一次性将袜子全部取下（如图8）。

图8

（五）变废为宝，便利设计

辅导学生研究科学“小发明”时，少不了对其进行环保教育。教师利用“变废为宝”的活动，鼓励学生对日常生活中的废弃物进行再设计，如“按压式自动取墨器”的设计。学生知道，写毛笔字时需要将瓶子里的墨水倒在砚台里，有时会将墨汁滴到桌上，有时倒得太多，不仅浪费，还难以清理。于是，学生想到做一个方便取墨的物件。他们用一个废弃的洗手液瓶子盛墨汁，上面用可乐瓶做一个盛墨斗的按压式自动取墨器（如图9），使用时像取洗手液一样，只要用毛笔对准按压器轻轻按几下，墨汁就能出来，用完后也可以继续按压使用。

图9

（六）立足生活，迁移设计

生活是创造的源泉。学生在教师的指导下进行选题、设计、制作、改进，使生活更便捷，比如“踩线犯规”警报器的发明。该发明源于一次跳远比赛中关于运动员是否踩线的争论。光凭裁判员的主观判断容易出现误判，且裁判员需要高度集中注意力，目不转睛地进行观察，很容易疲劳。如何解决这一问题？家里的门铃“一按即响”的事实是学生的灵感来源。学生用塑料片做成“起跳线”，将一个门铃开关装在“起跳线”的一端。运动员的踩线动作相当于按门铃开关的动作，一旦踩线，警报器就会发出声音，从而方便、公正地判断运动员是否踩线（如图10）。由于此“门铃”与开关之间无需电线连接，警报器可以放在任意位置，十分方便。

图10

（七）使用学具，解决难题

当学生在上课时遇到很难理解的知识点时，教师可以指导他们制作相应的学具或教具，将抽象的知识具体形象地演示出来，将复杂的问题简单化。比如六年级数学课上有这样一道题：已知正方形边长，求阴影部分的面积（如图11），这道题难倒了大部分学生。学生利用之前发明的“求面积神器”，转动局部阴影，将阴影组合成新图形，很快就能明白只要用半圆面积减去三角形的面积即可求出阴影部分的面积（图12）。

图11

图12

三、研究后：开展多元评价，肯定创新价值

为了让学生的“小发明”能够得到展示，教师为其开设了活动专题长廊，便于学生鉴赏、交流。专题长廊包括学生的“小发明”成果区、发明人士事迹资料宣传区、问题认领区、金点子分享平台、科技动态视频欣赏区等。学生在展示中获得极大的成就感，体验到创新活动带来的乐趣。与此同时，学生也学习和借鉴其他作品的优秀之处，取长补短，获得更大的进步。

实践证明，以“小发明”为载体开展的综合实践活动能够培养学生观察事物的敏锐性，激发学生参与活动的积极性，使学生有了亲自动手美化生活的愿望和能力。“见物思理”这一理念逐渐根植于学生的心中，其综合能力进一步得到提升。