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全国创新教育联盟群报第三期
更新日期:2015-1-27    作者:全国创新教育联盟    编辑:admin    点击量:24065

如何指导学生进行创新设计实践活动

山东省淄博市临淄区蜂山中学 王建国

 

【摘要】科技创新设计实践活动,是一项系统工程,从选择课题、引导学生收集信息、指导学生的活动过程,要体现出新思想、新思路、新方法,对于提高学生的科学素质,开发他们的创造潜能起到了重要的作用,使学生养成科学的思维习惯,掌握创新设计的方法。

【关键词】创新设计、指导方法、拓展活动、科学素质、团结协作。

【正文】

科技创新设计实践活动课程的创设不仅是课程结构的重大变化,更重要的是体现了我们学校教育理念的变化,作为科技辅导教师,我们从一开始就是以课程的开发者、创造者、实施者自居,在市科技中心和教育局的具体指导下,结合我们学校和学生的实际情况,开展既体现课程目标和学校特色,又便于教师指导和学生实践的科技活动。通过科技实践活动丰富有趣的学习方式,运用自主探究的学习方法,充分利用学校、家庭、社区各种丰富的课程资源,大力开展以科技创新为主要内容的主题科技实践活动、小制作、小实验、小论文等科技实践活动,力求培养学生的科技创新意识、创新精神和创新能力,提高学生综合运用知识、解决实际问题的能力,为社会培养高素质人才奠定基础。

一、教师的责任心是创新设计实践活动能否成功开展的前提

科技创新设计实践活动,是一项系统工程,从选择课题、引导学生收集信息、指导学生的活动过程,要体现出新思想、新思路、新方法,需要在国家专利网上进行大量的查询工作,需要教师耗费大量的精力、物力,牺牲自己大量的休息时间。为此,我克服一切困难参加市科技中心、教育局组织的各种培训,学习新知识、向专家学习、向同行们请教、开阔思路,去寻找课题、掌握科技创造的思维方法,进行科技活动创新和实践。这就需要教师有很强的责任心、使命感,提前做好计划、方案和相关准备,使活动规范、科学、有序地进行,克服活动因种种因素的干扰产生的随意性、无序性。

二、选择好系列活动课题是开展创新设计实践的关键

我的做法是,结合我们学校和学生的实际情况规划、设计、选择系列活动课题,面向全体学生,充分调动学生主动性,使学生成为真正的活动主体。科技创新设计的主题,要拓宽思路,树立一个“创新”的观念,坚持通过激发学生的创造思维,做到创新、竞赛五花八门。开展“畅想、畅谈”活动,既要鼓励学生大胆设想,又要提示学生依据科学,不能想当然。首先要各科技活动小组自己讨论,提出具体方案,让学生自己以讲演的方式介绍设想,师生一起论证,根据我们的具体条件、能力、时间来确定活动主题。例如我们确定的创新设计实践活动主题:巧手小制作、纸船载物、纸桥承重、高空抛鸡蛋创新设计实践活动,机器人、橡筋动力模型飞机、航海模型、建筑模型及拓展活动。

三、创新设计的思维方法至关重要

通过大量的创新设计实践活动,我对指导学生的创新设计方法有了新的认识,提出几点与同行们商榷。

1、改进设计

就是在别人的设计基础上进行改进设计,方法是减少部件、拓展功能。活动中我发现,学生的创新设计有很多已经有人设计过了,并申请了专利,这时候要引导学生再创新,用更少的部件完成已有的功能或者是有了新的功能就是再创新。

例如指导学生王晨烨设计的不倒翁牙刷,不倒翁牙刷早就有人设计过,但我们把他设计成两段式,可以方便的收藏,并在主体上设计有通气孔,使牙刷可以很快地干爽,防止细菌滋生。

 指导学生王晨烨设计的不倒翁牙刷

2、逆向思维

为了实现某一创新或解决某一因常规思路难以解决的问题,而采取反向思维寻求解决问题的方法。虽然这仅仅是一种思维法方法或发明方法,但在创新设计实践活动中用处很大。

3、组合法

组合法是非常重要的创新技法,把已知的事物珠联璧合,使新组合的事物在性能和功能等方面发生质的变化。一般分成主体附加法、异类组合法、同类组合法。

例如指导学生崔思佳设计的小广告清洗机,将旋转的钢丝刷与喷水器组合起来,一个新的创新设计就诞生了。

4、迁移法

思维迁移、转换是解决问题的一个重要方法。自由联想法有助于改变人们的定式思维,要引导学生联想,列举出所想到的一切事物。实用变材质、迁移功能的方法进行创新设计。

例如指导学生李梦扬设计的伸缩式浴室毛巾架,把钓鱼竿的伸缩功能迁移到毛巾架上,使浴室的毛巾架有了自由组合的空间。

 指导学生李梦扬设计的伸缩式浴室毛巾架

四、创新设计实践活动过程的具体指导方法

发挥学生的创造力、培养学生的创新意识是科技活动的目的。

1、橡筋动力模型飞机的制作和飞行,在全校取得了很好的科技示范效应。科技活动本身就是一项全校性的科普活动,主要是引导学生的参与意识,让学生接触一些科普知识,对科学产生感性认识,发生兴趣。在活动中,我尤其注重广泛性和科学性,不断的穿插飞行原理和飞机操纵技术的讲座,然后指导学生自己动手制作,比如机翼的安装就提出了两种制作方法,一是按照组装图纸进行安装,二是单独安装机翼,再进行拼装,放手让学生自己进行调整、放飞,自己评价,引导他们独立思考。同学们兴趣盎然、积极主动,通过橡筋模型飞机的安装试飞,掌握了很多飞行知识,从中提高了科学素养,培养了创造兴趣,陶冶了爱科学的情操。

在此基础上,我适时举行了我国航空工业发展史的讲座,从仿制前苏联的米格飞机,到完全自主知识产权的“飞豹”、“歼10”,再到具有世界先进水平的“歼20”。增强了同学们热爱祖国的自豪感,使他们树立献身祖国航空事业的远大理想。

第二阶段的创新制做过程,是对橡筋动力模型飞机进行创新改造,使之飞得更高、飞得更远。同学们已经提出了三个方案,一是换用更强有力的橡皮筋,二是将机翼更换为大翼展或者双机翼,三是改造螺旋桨。

拓展活动是手工制作一架手掷飞机,我事先把飞机的部件图纸发给学生,用胶合板、木条自己加工制作。我的工作就是指导学生如何使用钢锯、裁刀,以及用砂纸精细加工和粘接的方法。

学生自己制作的手掷飞机:(图略)

2、高空抛鸡蛋这个实践活动内容,是从师生共同提出的五花八门课题中筛选出来的。它是要求对一枚生鸡蛋进行设计包装,从五楼窗口抛下,落到水泥地面上,要求鸡蛋完好无损。最早的思路是,事先要测量连通包装一起的总质量,落下后,对于鸡蛋保持完好的,要求总质量越小,得分越高。同学们发挥了极大的创造能力,设计出了五花八门的包装效果,悬浮在盐水中的、挂在气球下面的,最为精彩的是用钢丝做成了一个球体,把用泡沫固定好的鸡蛋再用八条橡皮筋悬拉在球心处,巧妙之极,令我为之感叹。还有那个用细酸枣枝做成的立体三角支架,把鸡蛋包装在支架中心处,无论那个面着地,三角架的弹性都能减缓撞击,保证鸡蛋不会破损。

学生的精彩设计:

学生的精彩设计——通用技术网用图

在活动实施的过程中我发现,同学们都在尽量的减少包装质量,差别不大。于是我对活动规则进行了科学规划,要求测量鸡蛋下落的时间,加大撞击力度,提高难度,具体规则如下:

⑴、鸡蛋由学生赛前包装好,包装手段、材料没有限定。

⑵、赛前教师对鸡蛋的包装进行评判,设计新颖,有创新手段的适当加分,并记录。

⑶、教师下达抛出令后,选手从科技教室窗口向外用力抛出,楼下教师开始计时,鸡蛋着陆停止计时,现场检查鸡蛋是否为生鸡蛋、是否破碎。

⑷、鸡蛋为生鸡蛋、没有破碎者,按照计时记录分数。

⑸、以十秒钟为基数,减去下落时间即为所得分数,加上创新评分,分数高者优胜。

注意事项:

⑴、在每位选手的参赛作品上根据报名表标号,按照顺序抛出。

⑵、听从教师指挥,发出抛出指令时,方可抛出鸡蛋。

⑶、在科技教室窗口抛出鸡蛋时,除去手臂外身体其他部位不得探出窗外,注意安全。

高空抛鸡蛋的实践活动,激发了学生的创新意识和潜在的创造能力,使他们的动手能力大大加强。拓展活动是要求同学们将自己的设计包装,写出一篇论文,进行评选。

五、加强小组合作,提高学生团结协作能力和社会交往能力

科技实践活动中,团队合作能力,尤其是如何得到家长、朋友的帮助这种社交能力,是我特别注意到的一个问题。我的做法是,成立科技活动小组,培养小组的带头人。每个问题的解决,都要注意到小组成员的意见,每个具体活动内容,尽可能的进行小组之间的竞赛。每个小组提出的活动主题,我都要学生们说说家长的意见。注意培养学生进行思想表达或成果交流,侧重学生在自主探索过程中善于取得别人的帮助,学习并掌握一些科学研究的方法和技巧,形成获取新知识、解决问题的能力。

联系地址:山东省淄博市临淄区蜂山中学王建国邮编255436

电话:13011613706

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