激勵(lì)青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的可行途徑探索

張 潔

(天津市和平區(qū)青少年宮 天津300020)

0 引 言

縱觀古今，沒(méi)有發(fā)明創(chuàng)造就沒(méi)有社會(huì)歷史的更迭。人類發(fā)展史歸根結(jié)底是一部發(fā)明創(chuàng)造史。我國(guó)在五千年的歷史發(fā)展進(jìn)程中曾因眾多的發(fā)明創(chuàng)造屹立于世界強(qiáng)國(guó)之林。而跳轉(zhuǎn)至今，已從農(nóng)業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)型為制造大國(guó)，七十年的發(fā)展使我國(guó)在許多領(lǐng)域取得了飛躍的發(fā)展，然而基于我國(guó)十四億巨額人口的掣肘，在多數(shù)領(lǐng)域我國(guó)依然處于制造大國(guó)的地位，而非智慧型創(chuàng)造大國(guó)，這在很大程度上限制了我國(guó)綜合國(guó)力的提升?；谖覈?guó)巨大的人口總量，我們真正缺少的是高素質(zhì)人才的數(shù)量，這就直接反映了針對(duì)孩子的創(chuàng)新教育和實(shí)踐培養(yǎng)存在著極大的短板，這與學(xué)校、家庭和社會(huì)給予孩子們的創(chuàng)新發(fā)明氛圍是息息相關(guān)的。

發(fā)明創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家進(jìn)步的不竭動(dòng)力，是一個(gè)推動(dòng)歷史不斷自省和超越的過(guò)程。孩子是國(guó)家的未來(lái)，他們有著思維的敏捷性，不羈的想象力和創(chuàng)造活力。因此如何保護(hù)和激勵(lì)青少年的創(chuàng)新發(fā)明意愿，提振青少年創(chuàng)新教育和實(shí)踐培養(yǎng)，為國(guó)家的科技興盛培養(yǎng)更多高科技人才的途徑研究勢(shì)在必行。

1 激勵(lì)青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的途徑

1.1 樹立學(xué)生自信，消除發(fā)明創(chuàng)造的神秘感

大多數(shù)學(xué)生面對(duì)創(chuàng)新發(fā)明都會(huì)有所顧慮，覺(jué)得發(fā)明家是一個(gè)高不可攀的存在，不可與之比肩，不敢奢望一試身手。因此，每次新班教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)明啟蒙導(dǎo)入顯得尤為重要，可以展示介紹一些簡(jiǎn)單而實(shí)用的發(fā)明設(shè)計(jì)案例拉近學(xué)生與發(fā)明創(chuàng)新之間的距離。例如：為解決病人夜間測(cè)溫不用開燈，不影響病人休息的難題，有學(xué)生在玻璃體溫計(jì)的背面刷上了一層熒光粉，于是一支經(jīng)濟(jì)實(shí)用的“夜光溫度計(jì)”就誕生了；為了避免燙傷嬰兒，有學(xué)生將奶瓶與溫度計(jì)設(shè)計(jì)融合在一體，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控奶瓶里牛奶的溫度，“測(cè)溫奶瓶”應(yīng)運(yùn)而生；為了解決雨雪天夜間路面濕滑視線不佳的難題，有學(xué)生設(shè)計(jì)了“照明雨傘”。在一圈傘骨上安裝 LED小燈，電池開關(guān)綁定在傘柄。這樣的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 360°無(wú)死角照明，而且 LED 小燈體積小，亮度高，成本低，省電節(jié)能，最重要的是還不影響雨傘的收放。

通過(guò)這些發(fā)明案例介紹，學(xué)生們躍躍欲試，信心滿滿，感受到了發(fā)明創(chuàng)造可以是簡(jiǎn)單的拼一拼，改一改，多項(xiàng)功能的簡(jiǎn)易集成就可以極大地改善我們的生活質(zhì)量。

1.2 啟發(fā)學(xué)生關(guān)注生活點(diǎn)滴，合理挖掘創(chuàng)新發(fā)明熱點(diǎn)選題

課堂上，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)周圍事物進(jìn)行觀察，功用齊全的文具、各種材質(zhì)的衣服、保溫杯、可調(diào)課桌椅、百葉窗簾、電子白板……目之所及所有物品從誕生、外觀設(shè)計(jì)到功能的實(shí)用性處處都充斥著發(fā)明創(chuàng)新的印記。這些發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生們深刻感受到正是這些貌不驚人的發(fā)明創(chuàng)造給予了我們生活和學(xué)習(xí)的便利，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生們發(fā)明創(chuàng)造的激情[1]。

1.2.1 關(guān)注日常周邊的實(shí)際生活，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生活中的不便

所有發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)質(zhì)歸根結(jié)底都是為了我們的生活更加便利，所以當(dāng)我們生活中遇到別人沒(méi)發(fā)現(xiàn)或者沒(méi)能解決的問(wèn)題和困難時(shí)，我們以積極的行動(dòng)去解決它，這個(gè)過(guò)程就是發(fā)明創(chuàng)造。比如：墻面上能夠掛澡盆的掛鉤，實(shí)現(xiàn)了因衛(wèi)生間狹小而極大程度的利用高層空間儲(chǔ)物的構(gòu)想；折疊臉盆、折疊水桶、折疊浴缸、折疊電水壺為差旅出行帶來(lái)了便捷、安全、衛(wèi)生，更是節(jié)省了許多行李收放的空間；帶噴香裝置的馬桶解決了公共衛(wèi)生間接連有人如廁時(shí)的嗅覺(jué)尷尬。

鼓勵(lì)學(xué)生多觀察生活，積極參與到家庭建設(shè)和社會(huì)生活中，才會(huì)在體驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

1.2.2 關(guān)心國(guó)際國(guó)內(nèi)時(shí)事，關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題

2020年，全世界遭遇了新冠肺炎疫情的侵?jǐn)_，人們紛紛戴起了口罩、手套和護(hù)目鏡。這樣的突發(fā)事件也給老師鼓勵(lì)學(xué)生們發(fā)明創(chuàng)造帶來(lái)了一個(gè)契機(jī)，非同尋常的生活令學(xué)生們創(chuàng)意紛繁，催生了眾多發(fā)明創(chuàng)造：為了將疫情防控用品、水杯、飯盒、文具等分門別類收納在一個(gè)雙肩背包里，學(xué)生運(yùn)用魔術(shù)貼，將 3個(gè)不同顏色的子包貼于母包外側(cè)，這樣的設(shè)計(jì)不僅易于區(qū)分，方便拆卸，還安全衛(wèi)生；校門口眾多學(xué)生測(cè)溫入校緩慢，無(wú)法保證學(xué)生與測(cè)溫老師 1.5m 的距離，而測(cè)溫小黃帽額頭內(nèi)置溫度傳感器，帽子額頭外沿外置溫度顯示器，當(dāng)溫度超過(guò) 37°時(shí)，外置顯示器自動(dòng)報(bào)警，從根源上解決了這一難題；疫情緩解初期，學(xué)生們上課都要戴口罩，而英語(yǔ)課上學(xué)生想看清老師的發(fā)音口型成了難題，于是學(xué)生就將裁切下來(lái)的透明飲料瓶底，鑲嵌進(jìn)按照瓶底直徑挖了洞的口罩，這樣既不影響防護(hù)，又有了可視效果；校園里每天都有物業(yè)人員身背 20kg重的消毒液噴灑校園的所有角落，身處消毒液噴霧中，既沉重又不安全。于是學(xué)生運(yùn)用智能機(jī)器人戰(zhàn)車背負(fù)消毒液桶噴灑，通過(guò)編程預(yù)設(shè)噴灑路徑，既節(jié)省了人工，也消除了安全隱患。

還有感應(yīng)式鞋底消毒機(jī)器人、智能公筷、聲控電梯……各種發(fā)明創(chuàng)造應(yīng)運(yùn)而生，學(xué)生們的奇思妙想讓他們?cè)隗w驗(yàn)了創(chuàng)意無(wú)限的成就感之余，更激發(fā)了他們的社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)了自我價(jià)值的提升。

1.3 采用 STEAM教育模式，結(jié)合現(xiàn)代建構(gòu)主義教學(xué)觀，培養(yǎng)復(fù)合型科技創(chuàng)新人才

STEAM 教育模式是通過(guò)在科學(xué)、技術(shù)、工程、人文、數(shù)學(xué)領(lǐng)域選取具有跨學(xué)科整合性的學(xué)習(xí)主題，生成能具有活動(dòng)課程價(jià)值的 STEAM 項(xiàng)目[2]。建構(gòu)主義教學(xué)觀主張學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)是要在學(xué)習(xí)的過(guò)程中挖掘?qū)W習(xí)的快樂(lè)，教師的教學(xué)過(guò)程是教師和學(xué)生完成合作性知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是探究未知世界的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程以學(xué)生為主體，教師只充當(dāng)一個(gè)組織者、指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者，利用學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性。

通過(guò)STEAM教育和建構(gòu)主義教學(xué)觀的結(jié)合，能讓學(xué)生獲得以下收獲：

①無(wú)限的想象力和創(chuàng)造力，讓參加活動(dòng)的學(xué)生們形成有創(chuàng)意的、有判斷性的思維。

②培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用多維創(chuàng)意解決問(wèn)題和使用工具的技能。

③提高研究和提問(wèn)的技巧，注重創(chuàng)意探索，關(guān)注細(xì)節(jié)。加強(qiáng)書面和口頭的表達(dá)能力，以及即興和深入的展示解決問(wèn)題的技巧。

④促進(jìn)對(duì)各方面特長(zhǎng)和天賦的挖掘使用和培養(yǎng)，立足于對(duì)現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的解決。

⑤學(xué)習(xí)不同領(lǐng)域、不同國(guó)家的文化，增加對(duì)知識(shí)的整體認(rèn)知和探索欲望。學(xué)習(xí)如何搜集、分析及整合利用資源。

⑥面對(duì)困難不再畏懼，更加樂(lè)觀積極，整個(gè)探索過(guò)程充滿了趣味和刺激。

⑦培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作、揚(yáng)長(zhǎng)避短以及領(lǐng)導(dǎo)能力。學(xué)會(huì)理解并欣賞團(tuán)隊(duì)合作，結(jié)識(shí)新朋友，增進(jìn)團(tuán)隊(duì)的默契與友誼。

1.4 加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利保護(hù)教育，鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)新競(jìng)技，保護(hù)學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)新熱情

教學(xué)中，為了推廣青少年創(chuàng)新發(fā)明教育工作，讓更多的孩子了解參與到創(chuàng)新發(fā)明的陣營(yíng)中來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與天津市青少年小發(fā)明設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽、天津市青少年科技創(chuàng)意競(jìng)賽等多項(xiàng)創(chuàng)新發(fā)明科技競(jìng)賽，適時(shí)開展知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利保護(hù)教育。充分利用每年的4.26世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)日，策劃組織豐富多彩的宣傳活動(dòng)，通過(guò)學(xué)習(xí)中小學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)讀本和研讀保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)小故事，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利申請(qǐng)的認(rèn)知，讓學(xué)生懂得如何保護(hù)自己智慧的結(jié)晶，提升知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，及時(shí)將競(jìng)賽獲獎(jiǎng)優(yōu)秀項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為專利，從小樹立維護(hù)自己合法權(quán)益的意識(shí)。

多年的堅(jiān)持結(jié)出了喜人的碩果，每年都有多名同學(xué)獲得由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的實(shí)用新型專利證書，更有學(xué)生獲得了國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)，還有與企業(yè)對(duì)接成功的專利轉(zhuǎn)讓，令學(xué)生真正體會(huì)了知識(shí)就是財(cái)富的意義。一次次成功的喜悅極大地推動(dòng)了學(xué)生參與科技發(fā)明活動(dòng)的熱情，也培育了主動(dòng)申報(bào)專利，自覺(jué)保護(hù)智慧成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)。

1.5 利用“網(wǎng)絡(luò)少年宮”著力開展青少年創(chuàng)新發(fā)明宣傳教育

自和平青少年宮網(wǎng)站建立以來(lái)，青少年科普教育基地窗口成了少年宮網(wǎng)站一道靚麗的風(fēng)景，充分發(fā)揮“網(wǎng)絡(luò)少年宮”的公益活動(dòng)理念，整合創(chuàng)新發(fā)明科普教育資源，將創(chuàng)新發(fā)明系列教育活動(dòng)、學(xué)生優(yōu)秀創(chuàng)新發(fā)明項(xiàng)目在網(wǎng)站更迭熱播，使網(wǎng)絡(luò)課堂成為青少年創(chuàng)新發(fā)明教育的得力助手。利用這一平臺(tái)，廣大師生和家長(zhǎng)及時(shí)了解到最新的青少年發(fā)明創(chuàng)新教育動(dòng)態(tài)和科技競(jìng)賽信息，開闊了學(xué)生的視野，真正體現(xiàn)了科普教育的普及性。

激勵(lì)青少年創(chuàng)新發(fā)明意愿的途徑研究任重道遠(yuǎn)，這將是科普教師立志為國(guó)家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)科技人才的畢生課題[3]。