著名教育家陶行知先生曾經說“處處是創造之地,天天是創造之時,人人是創造之人”。確實,生活中時刻充滿著創造的機會。
創新不是精英們的專利,學生也可以做到。筆者以一個具體事例,淺議如何引導學生開展科技創新活動。
2008年秋季,在講完九年級物理“家庭電路”課后,平時學習成績中等的段雨琪同學過來問我:“老師,燈絲熔斷跟保險絲熔斷是一樣的原因嗎?”
我看這個孩子愛動腦,就反問她:“你認為是一樣的道理嗎?”
她想了想,很肯定地回答:“我想應該是一樣的!”
我想激激她,故意說:“那就算一樣吧。”
她不滿意我的回答,反問我:“什么叫‘算一樣啊’?”
我說:“有什么問題嗎?”
她辯解說:“我看到一本資料中有這樣一個問題,答案跟你說的不一樣。資料上說,燈絲都是剛開燈的時候容易斷,解釋是:剛開燈時,燈絲的溫度較低,電阻小,通過燈絲的電流很大,所以燈絲在此時就容易斷。”
聽完她的話,我感到這孩子有探究的欲望,就再問她:“你怎么看?”
她很直爽地告訴我:“我有點想不明白。燈泡的燈絲真的是剛開燈的時候易斷嗎?電流大燈絲不也容易斷嗎?”
我沒有對她的話進行肯定或否定:“要不你研究一下這個問題。”
她好奇地問:“這個問題有必要研究嗎?有價值嗎?”
我給她講個事例:鉛筆桿原來都是圓的,由于容易滾動經常掉地上,有人就把它改成了六面形的。小小的改動就解決了問題,由此他還獲得了一項發明專利。段雨琪聽了之后很興奮:“那我就研究這個問題,說不定我也會獲個專利!探究的題目用什么呢?”
我和她最終決定,以“燈絲開燈易斷問題的探究”為題展開研究。一個探究問題就這樣在師生課余的交談中產生了。
第二天,她又滿臉愁容地問我:“我該怎么做啊?”
我告訴她:“你可以分兩步走:第一步,調查取證,確定命題的真偽;第二步,探究現象產生的原因。”
她驚訝地問道:“還要調查取證?我學習這么緊,哪來的時間啊?”
我提醒她:“你可以發動你父母、親戚、同學等幫忙。但你必須親自參與。不然,數據就不夠可靠,探究也失去意義了。”
她興趣來了,問道:“老師,第二步怎么做呢?”
我緩了一下說:“等第一步完成了我們再商量吧。”
一個多月后,她高興地訴我:“老師,果然如此。我就曾經親眼見過一次開關一拉、一閃,燈泡就壞了。我發動的那些人也見過類似的現象。”
我肯定她:“現在可以開始第二步研究了。”
她說:“用燈泡做實驗,怎么研究啊?”
我提示她:“牛頓第一定律怎么得出來的,還記得嗎?”
她思考了一下,有所感悟地說:“我用電爐替代電燈做實驗,你看行嗎?”
我表揚她方法遷移得很好,并對她進行了技術指導和安全指導。下班回家后,我擔心安全問題,跟段雨琪的爸爸通了電話,就安全問題進行了交流。兩個星期后,她告訴我:電爐熔斷跟燈泡的情況一樣,爐絲也是剛開始工作時容易斷。我又提示她繼續做有關電風扇、洗衣機、電冰箱等電器燒壞情況的調查。
過了兩個多星期,她告訴我:“燒壞情況不一樣。這類電器幾乎都不是剛開始通電時燒壞,而是使用過程中燒壞的。”
我與她一起進行分析,提示她查閱相關資料、說明書等,并特別提示比較這些電器剛開始工作時的電流和穩定工作時的電流,鼓勵她繼續探究。
又過了二三個星期。她再找到我時,疑惑地說:“電器也是開始工作時電流大些,燒壞情況怎么不是和燈泡一樣的呢?”
這時,我教她整理、分析數據,通過對數據的分析,她得出了初步結論:燈絲熔斷可能不是電流過大引起的,而是另有原因。
我提示她再做電爐絲熔斷的實驗,重點觀察熔斷時的細微變化。
一個星期不到,她告訴我一個非常有價值的現象:爐絲熔斷時,斷處特別亮。我們師生共同分析認為:特別亮,說明該處溫度特別高。從而將初步結論修改為:爐絲和燈絲熔斷不是因為電流大,而是因為局部溫度過高。在獲得初步結論的情況下,我又提出了一個難度較大的問題:導致局部溫度過高的原因是什么呢?
段雨琪立即又開始了新的探究。過了一段時間,她給出了最終的結果:“導致局部溫度過高的原因有3點:疏密不同時,密處會局部溫度過高;粗細不均勻時,細處會局部溫度過高;有接觸不良處時,該處一定會溫度過高。”
接著,段雨琪開始整理數據撰寫論文,最后由學校選送參加“湖北省第二十五屆青少年科技創新大賽”,獲得了省一等獎。其作品被省里選中,作為參加全國青少年科技創新大賽備選作品。
這么多年輔導學生開展科技創新活動的經歷告訴我,每個學生都有創造能力。
作為一名優秀的科技創新輔導員,就應擅于從學生的一言一行中捕捉學生創新的火種,“星星之火可以燎原”,就讓學生創新的靈感盡情迸發吧!