中學生在發明創造過程中問題解決能力培養與提升的實施策略

王建忠　朱梅

摘? 要 以西鄉中學創客夢工廠中30名高中生為研究對象，針對他們在發明創造過程中遇到的主要問題，如缺乏時間、缺乏創新意識、缺乏相應的知識和技能、缺乏指導和幫助等，提出在實踐摸索中培養和提升學生解決問題能力的操作策略。

關鍵詞 創客室;創客教育;科學素養;校本教材;發明創造;創客素養

中圖分類號：G635.5? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）15-0073-03

1 前言

西鄉中學的創客夢工廠是深圳市教育局授予的“深圳市中小學創客實踐室”。筆者負責學校的創客教學，學生在歷屆全國青少年科技創新大賽上表現優異，獲得國家專利20多個，筆者被廣東省授予“十佳優秀科技教師”稱號。學生在發明創造過程中遇到的問題和困難很多，而他們解決問題的能力普遍比較弱，除了簡單地使用網絡資料以外，就只能依賴教師來幫助他們解決問題。在培養學生問題解決能力的實踐摸索中，總結形成相應的操作策略。

2 中學生在發明創造過程中問題解決能力培養與提升的實施策略

高中生學業緊張，教師、家長、同學的支持問題以及學生從事創造發明的時間問題? 高中生從高一開始學習十多門學科，時間非常緊張，要讓他們利用課余時間從事創造發明工作，教師、家長、同學的支持問題以及學生從事創造發明的時間問題都亟待解決。

1）營造創客教育的學習氛圍，鼓勵全員參與創客學習。學校以創客教育為切入點，努力培養學生的創新精神和實踐能力。學校已將創客教育納入學校發展的總目標，健全了創客教育管理體制，形成了較完善的管理網絡。學校每年定額投入十多萬元專項經費完善創客教育所需的相關設備，為學生開展發明創造活動提供基礎保障。為調動學生參與創客學習的積極性，學校制定了激勵政策，對創客教育作出突出貢獻的教師，在各項評優、業務考核中給予優先考慮;對在發明創造活動中表現突出的班級，授予“創客示范班”稱號;凡獲得發明專利的學生，授予“發明能手”稱號。激勵機制的運行，既調動了廣大師生參與創客學習的積極性，使學生的科學素養得到普遍提高，又讓家長看到了自己孩子的潛力，對孩子從事創客學習從一開始的不贊成到支持和鼓勵。

2）學生利用節假日或每天的休息時間參加培訓和制作。創客室的教師為了學生能全員參加培訓，每周日下午放棄休息，到學校為學生進行輔導，提供進行創造發明活動的空間。學生周日下午提前三小時到校參加培訓。平時學生利用晚修前一小時到創客實踐室參加活動。由于學生在各個年級，每天的活動時間不能統一，教師為了學生，就一直守在創客室，迎接每個時間段有時間來參加活動的學生，經常一個問題要重復和學生講很多次，用自己的辛苦換來學生能力的提升。

缺乏創新意識，提出問題的能力不足? 愛因斯坦曾說過：“提出一個問題往往要比解決一個問題更重要。因為解決一個問題也許是數學上的或實驗上的技能而已，而提出新問題卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步。”在創客室的教學實踐中發現，學生歷經了小學、初中的應試教育，到了高中，普遍缺乏創新意識。許多學生為了發明而去刻意“發明”，為尋找發明課題而犯難。他們不了解發現問題的方法，不清楚一個問題的價值，不了解前人已經發明的成果……如何培養學生發現問題并找到有價值的發明課題，這是教師所面臨的最主要的問題和困難。

解決策略是培養學生的創新創造思維，指導學生形成問題意識。高中生的知覺和觀察水平更有目的性和系統性，處于記憶力發展的最佳時期，思維從形象思維逐漸向抽象思維過渡，這一時期是學生創新思維發展的黃金時期。在創客教學中利用這一黃金時期，培養學生的創新創造思維，指導學生形成問題意識。

1）指導學生隨時記錄自己的創意火花，培養學生善于觀察。創新源自生活，教師在創客教學中鼓勵和啟發學生在生活中認真觀察，在培養學生創新思維時，會先講前人的發明事例，如味精的發明過程，愛迪生等發明家的故事，激發學生的創新意識，啟發學生從自己身邊的日常學習、生活中去尋找創客靈感。如清晨起床洗臉刷牙，在刷牙的時候有沒有覺得牙刷有什么不舒服、不方便的地方？要不要進行更新？已經有人發明了電動牙刷，還有沒有更新的地方？吃早餐的時候，有沒有覺得餐具、餐盤或餐桌哪里更新一下使用更舒適？背起書包，有沒有覺得書包哪里還可以更新？……教師讓學生隨身攜帶紙筆記下自己的創意，再把所有創意思想匯總后進行篩選，最終確定自己的選題。

王同學在寫給某高校自主招生的自薦信上這樣寫道：“……在我看來，創新源自對生活的觀察，隨身攜帶紙筆記下創意成了我的習慣……”

2）培養學生批判性思維能力，鼓勵學生勇于質疑。培養學生批判性思維能力，有質疑，有求異，不人云亦云，對平時習以為常的各種事物要有懷疑精神，多問幾個為什么，勇于打破傳統思想的束縛。

江同學在上英語聽力課時，對大家都在使用的耳機產生懷疑，在對同學們進行調查研究時發現，戴耳機時間長了會對耳膜造成傷害。根據教師的鼓勵和啟發，切合自身和同學的實際情況，他的創意也產生了，要研制出一種保護聽力的耳機。他嘗試通過支架和支撐架將揚聲器組件與耳機隔開一定距離，使聲音以類似自然音進入耳朵，有效減少耳膜受到的強迫壓力。

劉同學在上學和放學的公交車上，發現公交車常常是人滿為患，門口的乘客極易被車門夾到，存在巨大的安全隱患。他對公交車門產生興趣，探索對其進行改進，設計一種防夾智能公交車門系統，在有乘客被夾到時，通過車門控制器控制車門自動打開，通過車輛控制器控制車輛停止行駛，大大提升車門系統的安全性和智能化程度。

3）發動學生敢于暢想。在創客教學中，教師要經常鼓勵學生將生活中的現象用所學知識進行解釋，如果遇到新奇的事物，要思考它新在哪里，成功在何處，并且要轉移思路，看看是否在別處也可用。

②培養學生分享交流的能力，提高問題解決的效率。《創客：新工業革命》的作者克里斯·安德森提出創客運動一個重要的特點就是分享。分享也是創客教育中一個不可忽視的組成部分，在學生完成作品之后，要與其他學生分享創作的過程、資源與心得，這不僅能夠將知識與資源進行共享，方便其他學生在此基礎上繼續進行制作，也提高了學生問題解決的效率。

每隔一個周期就會組織學生來分享作品、交流經驗。學生主動分享交流，是一種能力，也是最好的學習！師生、生生共同探究有待解決的問題，相互補充各自的思考，平等分享學習的成果，培養學生分享交流的能力，提高學生問題解決的效率。在學生交流時，鼓勵他們大膽說、仔細聽，互相提問并能吸收對方觀點中的正確因素為己所用，使思維得到完善。這樣經常性的訓練使學生逐步提高傾聽、表達與交流的能力，才會有學生創新能力的提升。

羅同學想制作一個中醫開好藥后可以直接分藥、煲藥，最終直接打包給患者的產品，但此產品的研制成本太高，并不適合她現在研制。一開始教師和家長都對她進行勸說，但該生非常固執，一定要進行研制，經過與同學們分享和交流，她也認識到現在研制的條件還不成熟。

2）教師要與時俱進，不斷加強自身素質。筆者為加強自身素質，積極參加創客教師的各項培訓，對創客教育的理念和技術的理解、掌握不斷提升。筆者在2016年被廣東省教育廳授予“廣東省十佳優秀科技教師”稱號，在第30屆和剛剛結束的第32屆廣東省青少年科技創新大賽中，均榮獲廣東省教育廳頒發的“科技輔導員創新成果競賽項目一等獎”。

3）借助社會力量。教師不是全能的，也有未知的學科領域，對于學生提出的問題也不能完全解決。經過實踐研究，筆者認為可以借助社會力量，建立兼職創客教師人才庫，向社會聘請一些超級創客來學校傳授創客知識和分享成功經驗。

3 結語

通過教學實踐發現，學生在發明創造過程中問題解決能力培養和提升的具體實施策略就是全面提升學生的創客素養。祝智庭教授認為，創客素養與學習者人際溝通、團隊協作、創新問題解決、批判性思維和專業技能等方面的能力有關。創客素養強調創新創造、動手操作、協同合作、分享交流以及批判反思整合的能力。學生在發明創造過程中，通過自己和同伴的協同合作、分享交流，獲得成功體驗，從而循序漸進，不斷深入探究問題，最終在積極的體驗中不斷提高問題解決能力。學生通過問題解決能力的提升，發明創造出一件件優秀的作品，在歷屆省、市、區青少年創新比賽中獲得佳績。

參考文獻

[1]趙萱.培養學生問題解決能力的方法探究[J].現代中小學教育，2011（8）：11-13.

[2]王佑鎂，王曉靜，包雪.成為自造者：眾創時代的創客素養及其發展[J].中國電化教育，2017（4）：10-16.