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有关发明创造的论文

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有关发明创造的论文:中小学生发明创造能力培养之我见
  摘要:近年来,为了培养中小学生发明创造能力,各地学校都不同程度地开展了科技制作活动,并取得了一定的成绩。但是,有相当一部分学校由于多方面原因,科技制作活动缺乏切实可行的方案,学生的发明创造能力得不到提高。在此,笔者结合自己多年的实践,浅谈一下自己的体会。
  “创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭的动力”,发明创造是创新的一种重要表现形式,树立中小学生的发明创造意识,培养他的动手动脑能力,是每一个教育工作者面临的神圣而艰巨的任务。
  有些人认为,发明创造是科学家的事情,与年龄尚小、知识浅薄的中小学生无关,这种看法太片面了。翻开国内外发明专利记录,其中有30%的成果系青少年所为。事实上,生活中有许多发明革新不必运用过深的专业知识,青少年只要勤动脑,勤动手,就能如愿以偿。有一位小学生苦于晾在户外的衣物容易被风刮走,他特意在原衣服架上设计了一个小钩,制成了“防风衣服架”,获得了发明专利。无数事例证明,青少年发明创造大有可为。当然,我们的目的不是非得让学生获得专利,我们主要是想通过开展科技活动树立学生的创新意识,培养他们科学思维的主动性,为今后的长足发展奠定坚实的基础。作为教育工作者必须提高认识,大张旗鼓地鼓励青少年从事科技活动。
  当前,大部分学校都把文化课教育放在首要位置,把学生的第二课堂活动(包括社会实践活动)放在次要位置。这显然有悖于创新教育,不利于学生的长足发展。有些学校虽然开展了科技活动,但存在着许多问题。主在表现在:
  1、由于这种课外活动,教学大纲上无统一要求,也没有专用教材,有些学校没有周密的计划,缺乏循序渐进的训练方案。
  2、师资力量问题。大部分中小学校没有专职科技辅导员,科技活动的指导工作由文化课教师兼搞,这样往往“力不从心”。
  3、科技活动开展不经常,忽冷忽热,学生失去了兴趣,活动效果差。
  4、活动经费不足。
  造成以上问题的根本原因,是由于国家没有把科技活动纳入教学计划,加以强制开展。在全世界都在呼唤创新教育的今天,我们衷心地希望国家早日出台相应的政策法规,扭转这种尴尬局面。
  对于我们教育工作者,特别是科技辅导员来说,自己心中必须有一套科学的合理的训练方案,进行有目的、有计划地运作,只有这样,学生的创造发明能力才会得到显着提高。在此,笔者结合自己在这方面的具体做法,谈谈体会,望同仁指教。
  一、中小学生发明创造的历程:
  对一个学生来说,其发明创造必须走过这样的历程:
  作为中学生要完成一件发明,并不是一帆风顺的,以上几个环节中,任何一步遇到障碍,都不能达到其目的。所谓“修仙的多,成佛的少”,就是出于这种原因。辅导教师应高瞻远瞩、立足学生实际,制定出一套循序渐进,符合人的认识规律的训练方案,并要认真、仔细、一丝不苟地进行辅导、点拨;开发其思维,诱发其灵感,要创造条件使其想象变成现实。
  二、训练要点
  1、兴趣激发。这一环节非常重要,俗话说:兴趣是最好的老师。然而有些人看见汽车“自觉”前进,而不问其原因;听见手机“千里传声”不问其所以然——对事物的发展变化“视而不见”,或者只知表象,不知内因。对于青少年来说,这样的态度是不可取的。教师要倡导学生“打破砂锅问到底”。同时还要给学生不断地提出问题,让他们去思考、探索。激发学生的科技兴趣有如下几法:一是学生疑问法。学生面对丰富多采的世界会产生许多疑问,教师应不厌其烦地解答,如彩虹的形成,为什么有白天和黑夜,火箭为什么会上天等。二是教师提问法。对于是有自学能力的学生用此法。教师可提问诸如植物为什么是有向光性,人类如何登月和返回,电视为何能显图像等问题。让学生通过询问他人,翻阅资料(如《十万个为什么》)逐步加以解决。三是实验激发法。教师可以设计许多生动有趣的实验来激发他们的求知欲。如静电实验、纸盒烧开烧实验等。四是参观法。带领学生到科技园或博物馆参观,使他们感受到人类文明的神奇与伟大。
  当然,我们不指望学生项刻间获得所有的知识,而是重在培养兴趣,帮他们树立辩证唯物主义世界观。
  2、基本知识传授
  创造发明是一个广阔的范畴,它涉及机械、电子、天文学、地理学、光学、热学、生物学等众多领域,作为中小学生由于接受能力所限,科技制作活动主要涉及机械、电子等方面即可。从各学校的科技活动来看,这方面的作品也占多数。笔者认为,应给学生主要传授以下几方面的知识:
  ①机械常识
  简单机械(如:杠杆、滑轮、轮轴等原理)
  齿轮传动(如:汽车变速箱、讲转速与齿数的关系)
  皮带传动(如:皮带轮。讲转速与轮半径的关系)
  连杆传动(如:曲轴、汽车方向盘等传动方法)
  液压传动(如:汽车刹车,讲压力与截面积关系)
  弹簧的性质及应用
  ②材料知识
  主讲常见的固体、液体、气体的物质性质,如导电性、延展性、可塑性、硬度、密度等。
  ③电与磁知识
  电源、电压、电流、电阻等基本概念;简单电路
  电动机工作原理(发动机的结构、转速与电压的关系)
  发电机工作原理(发电机结构、输出电压与转速关系)
  电磁铁原理
  电子线路基础(主讲二极管、三极管的应用,基本放大电路)
  ④几种动力机械原理,如汽油机、柴油机、蒸汽机、火箭发动机等。
  ⑤能量守恒原理
  ⑥声学、光学知识简介
  ⑦其它知识简介
  当然,以上内容不一定是一成不变的,可根据学生实际需要灵活安排。在进行知识传授时,必须遵循由浅入深的原则,要充分考虑学生的年龄特点及接受能力,并结合自然、物理、化学、生物等学科的教学进度,循序渐进、不急不躁、耐心辅导。要坚持以实验为主的原则,避免枯燥无味的说教。
  3、基本技能培养
  ① 制图技能。图纸是设计者把自己的创造发明思路展现出来的一种重要方式,是作品诞生的重要依据。通过制图,作者对作品的思路进一步明朗化,发现不足,及时补正。制图与几何知识及空间想象能力关系密切。所以中学学生学制图较为困难,但不能不学。笔者认为,应从简单的平面图入手,结合具体实物,由浅入深,最后发展到能绘制→三视图。当然我们不要求学生多么“专”,只要能让读者看懂,不产生思维障碍即可。
  ②简单的机械加工技能。发明作品制作是否精良,决定于机械加工技能的高低。通过训练,要求学生能熟练掌握锯、凿、切、剪、刨、铆、焊、钻等加工技术,既能加工木料、塑料,也能加工金属。训练时,辅导教师首先讲解有关工具的使用方法及动作要领,并进行示范。可画出某工件的图纸,注明尺寸,让学生制作。当前中小学生普遍动手能力差,机械加工技术能不易提高,教师应耐心辅导,养成学生热爱劳动的习惯。另外训练时要注意安全。
  ③实验技能。学生所做实验包括两类,一类是教师指定的实验。通过学生的亲手操作及观察思考,使学生认识某种规律。第二是学生自行设计实验,它是学生为了验证自己某种想法而进行的实验。这两种实验都要求学生对实验目的、实验器材、实验步骤了如指掌,并且对器材运用自如,诸如学生电源、酒精灯、各种电子仪表、温度计、测力计、玻璃仪器等等。提高学生实验技能的办法只有一个,那就是多实验、多指导、多总结、多鼓励。俗话讲“熟能生巧”,一定要体现这四个“多”字。
  4、能力培养
  ①观察能力。通过视觉感知世界,是谓观察。敏锐的观察可发现事物发展变化的过程。只有通过仔细观察,才有可能把事物的表象“存”于大脑,为以后的“加工、提炼”积累素材。训练学生观察力的方法很多,主要有四种:第一是图形训练法。即拿一幅图让学生观察一分种,然后按要求回答问题;第二是活动画面训练法。即给被训练者看完一个短片(如录象节目)再回答问题;第三是实验训练法。教师做某个演示实验,让学生观察后回答问题;第四是开放性训练。即无固定范围,教师直接提问。如奥运“五环”旗中,“五环”是如何相接的?你发现在生活中有什么不方便的地方?如何解决?等等。
  ②思维能力。在仔细的观察基础上,就开始进行构思了,缜密的思维会使发明创造巧妙绝伦。思维能力的培养,重在点化指导,教师结合具体事例,引导学生进行聚合思维或发散思维、形象思维或抽象思维,并进行分析、综合、比较、归纳、概括、总结,得出结论。例如,我们要设计一个电动牙刷,应有什么样的外形,牙刷头应设计为什么形状,等等。
  ③自学能力。学生自学能力的培养,首先来自课堂教学,这是众所周知的。其次,教师可安排一些内容让学生课外自学,他们通过查资料、做实验、请教他人等方式来掌握。这样,学生在发明创造过程中遇到的新问题,就可以通过自学解决。实践证明,自学有方、终生受益。
  5、优良品质培养
  ①实事求是的工作态度。从小树立实事求是的工作作风,对学生的发展至关重要,教师要率先垂范。而且教育学生,要求实创新,开拓进取。每做一道题,每做一个实验都要做到一是一,二是二,不弄虚做假,不牵强附会。
  ②锲而不舍的精神。教师可以通过介绍陈景润、法拉第、爱迪生等伟人的生动事迹,教导学生“科学的道路上没有平坦的大路可走”,只有锲而不舍,不畏困难,顽强拼搏,才能到达光辉的顶点。
  ③辩证唯物主义思想的养成。按科学规律办事,坚持真理,就是辩证唯物主义。我们搞发明创造,不要幻想天外之“神力”,不要坐等“天上掉馅饼”,永动机是永远不可能制成的。
  ④与他人友好协作的精神。教师要教育学生,在和同学们搞好团结的前提下,要注意学术上的协作。俗话讲“人多力量大”、“人多智慧多”,一个人的精力有限,知识范围有限,和他人搞好协作,有利于集思广益,开拓思路,早出成果。可讲一些有关的例子。
  以上是自己从科技制作方面谈了自己的一管之见,从实践来说,自己的做法有显着的成效,学生的创造发明能力有了较大提高。我相信只要我们的做法符合人的认识规律,那么它就有生命力。
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