劉少君

“開心發(fā)明課程”是氣質教育的支撐性組成部分，它以培養(yǎng)全校學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為目標，實現(xiàn)既面向全體學生普及創(chuàng)新教育，又關注部分學生的興趣培養(yǎng)和特長提升，滿足不同層次學生的個性發(fā)展需要，為國家培養(yǎng)創(chuàng)新后備人才奠定基礎。

一、國家課程校本化普及創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

2017版《小學科學課程標準》在課程具體目標方面，極為注重“加強技術與工程融入科學教育的力度”。而科技教育、STEM教育等在培養(yǎng)學生的技術與工程方面具有較大的優(yōu)勢，但科技教育等所需要的課時、科技師資等問題嚴重阻礙了科技教育的發(fā)展，能否將科學課與科技創(chuàng)新教育進行有效整合呢？

2017年以前，教育部頒發(fā)的《義務教育課程設置實驗方案》要求，小學從3-6年級設置科學課，每周2節(jié)。我們根據(jù)小學生的年齡特點和認知規(guī)律，創(chuàng)造性地將科學課與科技教育融合在一起，從2012年開始，將《科學》教材每課的主要知識點進行拓展與延伸，開發(fā)出《開心發(fā)明》（3-6年級）校本教材。

《開心發(fā)明》教材每課內容包括“觀察與發(fā)現(xiàn)”“頭腦風暴”“發(fā)明故事”和“創(chuàng)新實踐”四部分內容。由教師充分利用科學課5-8分鐘的拓展時間進行學習，例如三年級下冊《磁鐵有磁性》一課，教師可引導學生細心觀察與思考“磁鐵有磁性這一性質能應用于我們的日常生活嗎？”“你能利用磁鐵的這一性質進行發(fā)明創(chuàng)作嗎？”激勵學生大膽表達自己的想法與創(chuàng)意。經(jīng)頭腦風暴后，教師適時介紹與本課知識點相關的磁性晾衣架的發(fā)明故事及發(fā)明技法，激勵學生在課堂或課后進行創(chuàng)新實踐，即把自己的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)意及時寫下來、畫出來，或做出模型、實物。學校還將創(chuàng)意設計納入科學創(chuàng)新能力評價，即每個學生在學期末都要以文字、圖畫形式設計一件創(chuàng)意作品，分值計入科學總分。若學生能將設計做成實物參加各層級的科技比賽，更給予加分獎勵。這讓學?？萍脊?jié)作品的數(shù)量及質量逐年上升。

這種將國家課程校本化的做法，可使3-6年級學生通過四年科學課的學習，輕松了解110個以上的發(fā)明故事和14種發(fā)明技法。在不增加額外課時、師資的情況下，利用科學課就使發(fā)明創(chuàng)新教學在大部分學生中得到普及，這一做法具有較強的前瞻性、實踐性和創(chuàng)新性。

那又如何從低年段培養(yǎng)學生的科技興趣和創(chuàng)新意識呢？ 因2017年以前一、二年級不開設科學課，“科技體驗課程”正是為此目標而開設的。學生通過觀看簡單有趣的科技教育視頻，了解科學技術改變生活的趣味實例；通過觀察和研究發(fā)明物品、了解其功能，體會科技與生活息息相關，科技能使我們的生活更美好。

二、校本課程多元化促進特長發(fā)展，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神

《科學課程標準》明確指出，課程要面向全體學生，為每個學生提供公平的學習機會與有效的指導，在課程、教材、教學、評價等方面鼓勵多樣性和靈活性。因此，除了將國家課程校本化普及創(chuàng)新教育，學校還向學生提供適應學生興趣和個性發(fā)展需要的、多元化的校本科技課程，并建構了“開心發(fā)明”課程體系，開設了“一、二年級科技體驗課程”“興趣超市課程”“開心發(fā)明社團培訓課程”，分層次、分階段、分項目提升學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，全方位促進學生個性特長發(fā)展。

《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》指出，在實踐創(chuàng)新素養(yǎng)方面，要求學生善于發(fā)現(xiàn)和提出問題，有解決問題的興趣和熱情；理解技術與人類文明的有機聯(lián)系，有工程思維，能將創(chuàng)意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優(yōu)化等。興趣超市課程是全體學生均可根據(jù)個人興趣愛好參與的選修課程，包括“我愛發(fā)明”“奇思妙想創(chuàng)意營”“發(fā)明實踐營”三種課程，能很好地達成以上目標。學生可通過視頻了解普通人設計、修改、制作出實物的全過程；并可以以頭腦風暴的形式去嘗試各種發(fā)明創(chuàng)意設計；還可以認識和學習使用萬用機床等設備制作創(chuàng)意作品。該課程培養(yǎng)了一批掌握各種發(fā)明技法、動手實踐能力較強的學生，擴大了科技創(chuàng)新后備隊伍?！伴_心發(fā)明”社團成員由科技教師在全校選拔，主要通過各種發(fā)明技法培訓、搜索及查新培訓、學習設計及制作出集科學性、實用性和先進性于一體的發(fā)明作品，并爭取在各層級的科技創(chuàng)新大賽中獲獎，或向國家知識產權局申請專利。

學校還開展了科學家進校園，組織學生參觀科技館、創(chuàng)意生活館等豐富多彩的活動課程，“開心發(fā)明”科技長廊等隱性課程，宣傳身邊小小發(fā)明家及其發(fā)明作品。校本課程的多元化，使學校涌現(xiàn)了一大批熱愛科技創(chuàng)新與發(fā)明的學生，在創(chuàng)作中他們勤于思考、樂于實踐、敢于創(chuàng)新，并設計出一大批優(yōu)秀的發(fā)明作品。良好的思維品質不僅使學生終身受益，更促進了其他學科的學習。例如，黃昱銓對生活中的各種事物充滿了好奇，凡事總想弄個明白。在加入開心發(fā)明社團后，他更善于發(fā)現(xiàn)各種生活用品的缺點，并認真觀察和思考如何改進。積極動手制作發(fā)明作品、喜歡小發(fā)明創(chuàng)作成為他的最大特點。四年級時，看到一名3歲的小女孩因模仿大人拔電源插頭導致觸電死亡的新聞后，他便開始研究插頭，每天琢磨著如何將插頭變得防觸電。最后，在老師的幫助下，他和陳俊豪發(fā)明了用可伸縮的絕緣塑料包住插頭金屬柱，使人的手指沒機會觸碰通電的金屬柱，有效預防觸電。他們的成果“安全插頭”獲得佛山市青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎。上五年級時，他又發(fā)明了“防油滿溢出的快灌漏斗”，不僅獲得國家專利，還獲得第33屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽銀獎。在2018年9月15日，首屆廣東科普嘉年華暨2018年全國科普日廣東主場活動啟動儀式上，他作為唯一的學生代表宣讀倡議書，他以自己的發(fā)明經(jīng)歷鼓勵廣大青少年朋友一起行動起來，為實現(xiàn)中華民族偉大復興作出貢獻。他的發(fā)言還受到廣東省副省長黃寧生的特別表揚。在利用所學科學知識解決實際問題，并制作出發(fā)明作品的過程中，他不僅充分感受到成功的樂趣，觀察能力、創(chuàng)新精神和實踐能力均得到提升，創(chuàng)新更帶動了他的學習熱情，各學科成績有較大的進步。

近年來，學校有200多名學生的發(fā)明作品在全國、省、市等各層級青少年科技創(chuàng)新大賽中屢獲佳績。有16件發(fā)明作品獲國家專利。“開心發(fā)明”科技特色已成為學校的一張閃亮名片，其影響力不僅輻射周邊學校，還吸引同行前來觀摩學習，港澳地區(qū)及美國、新加坡等友好學校每學年也都組織師生前來交流學習。

注：本文系2014年廣東省教育科學規(guī)劃一般項目“小學生發(fā)明創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程建設研究”（課題批準號：2014YQJK078）的研究成果之一。