小學科學課程的內容豐富多彩,這些內容既貼近兒童生活的實際,又符合現代科學技術發展趨勢的,學習這些內容有利于提高孩子們的科學素養。而科學素養的形成依賴于一定的科學學習活動。這些學習活動主要包括:實驗操作類、發明制作類,觀察活動類,資料收集類等等。筆者認為在教學過程中指導學生高小發明、小制作最能有小弟培養學生的科學思想。在長期的教學實踐中,我們也深深體會到:發明雖小,創作艱難。沒有細心觀察、善于聯想,決不會有發明的靈感;沒有認真篩選、精心設計,決不會有最佳的構思;沒有繪圖制作、反復實驗,決不會有成功的作品。只有透徹理解科學原理,掌握科學方法,才能搞出高水平的小發明。
一、觀察是發明的源頭
觀察是小發明入門的源頭。世界聞名的生物學家達爾文說過:“我既沒有突出的理解力,也沒有過人的機智,只是覺察那么稍縱即逝的事物,并對它進行精細觀察的能力上,我可能在眾人之上。”這就啟發我們:要搞小發明作品,首先要注重培養學生的觀察能力,善于觀察周圍的事物。
觀察要有目的。就是說,觀察時要明確觀察什么?主要弄清楚被觀察事物的特性、特點和原理。這樣才能發現事物最本質特征,才有可能進一步發現問題、提出問題,進而提出“怎么辦”。有時甚至還要針對事物的某一缺點進行專門觀察、分析原因、研究解決辦法。
觀察要深入仔細。觀察事物的方方面面,不僅要用“放大鏡”看問題,還要用“顯微鏡”看問題,要從外部深入到內部去觀察,要從整體分解到部分去觀察,不放棄任何一點值得探求的線索,才能發現某種事物現象的某些微小變化,把握事物的內部特征、局部的特點、整體的特性,才能啟發學生們的靈感,使他們產生新的的構思。
觀察要比較。有比較才有鑒別,有鑒別才有創新,有創新才有發明。通過深入仔細的觀察,才能比較幾種事物之間的不同特征和它們之間的聯系,發現其中的不同點和相同點。并且通過比較,構想出新的事物或新的方法。
總之,觀察既要以科學眼光看,又要以科學眼光想,才能觀察出名堂,看出奧妙,提出行得通、辦得到的發明新課題。
二、聯想是發明的動力
聯想思維是指由某一事物聯想到另一種事物而產生認識的心理過程,即由所感知或所思的事物、概念或現象的刺激而想到其地的與之有關的事物、概念或現象的思維過程。創造發明離不開聯想,聯想猶如給創造發明插上了展翅高飛的翅膀。聯想能力強的人容易捕捉發明課題,容易形成新的構思。牛頓的“萬有引力定律”可以說是家喻戶曉,而牛頓之所以發現萬有引力,是從自然界最常見的一個自然現象——蘋果落地聯想到引力,又從引力聯系到質量、速度、空間距離等因素,進而推導出萬有引力定律。培養學生聯想的能力,可促使學生去探索、去創造。如在教學過程中,可以讓學生對生活、學習用品用具采用“拼一拼”、“湊一湊”、“改一改”的辦法,可以使學生接收到更多信息的啟示,激發靈感,加速小發明的進程,以顯示出新的特點特色,創造出新的發明。
三、實踐是發明的分娩
任何發明成果都必須以實物、模型的形式展示出來,無論該構思如何新穎、獨特、奇巧,也只能是一種設想,因為發明課題、設計方案及圖紙最終要通過做出的實物到實際中去檢驗是否科學。
小發明課題的產生與選擇:我們所接觸到的發明課題,主要是生活用品、生產勞動工具、工藝、種植技術及學習用具等方面。選擇課題時,應注意:(1)適應社會發展的新需要;(2)根據自身的知識基礎和條件能力來決定課題大小及復雜程度等;(3)有新穎性、創造性、實用性(4)切合小學生的生理特征和心理特征,符合他們的個性追求,要具有趣味性。這時需要指導學生從大量的聯想中進行認真的篩選,淘汰那些不切合實際或暫時達不到的想法。通過精選,才能獲得基本可行的課題。
課題的構思與設計。在進行課題設計中,要突出一個“新”字,即人無我有、人有我優、人優我精。把產品設計、市場需要和生產工藝要求作為一個整體進行構思設計。在對某一課題的各種構思設計中,又會出現簡單的問題復雜化和復雜的問題簡單化的情況;既有創造性、先進性的,也有沒有創造性、過時的;既有有使用價值的,也有沒有使用價值的。這時要及時指導學生進行細致分析問題的內在因素,根據問題的因果關系,構建解決問題的思維程序,再從程序中的每一個具體環節入手解決問題。尋找確屬小發明的可行的最佳設計方案。
繪圖制作與檢驗。設計出的方案往往也只是一個想象物的粗淺輪廓,無論想象多么簡單,都必須繪出加工圖紙或結構圖。這是制作發明前的必要步驟。有了加工圖紙、準備好各種材料和各種制作的工具,然后按圖紙去進行制作。在制作的過程中,常常會遇到各種意想不到的困難。這時要輔導學生尋找困難的原因,有時也可以修改圖紙或者重繪圖紙。
課題作品制作后,要進行檢驗。在檢驗中證實或修訂自己設計的方案,保證作品具有科學性、先進性、實用性。發明作品完成后,公開時,要寫出說明書,以便推廣使用,說明書的內容,一般包含功能、結構、器材、制作、原理等幾個方面。
小學科學課是一門實驗性、趣味性和實用性都很強的新課程,作為學生科學探究的引領者和科學活動的組織者,我們應該通過小發明、小制作,全面培養學生的科學思想和創新意識。
【作者單位:睢寧縣實驗小學 江蘇】