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曹晓敏科学与技术名师工作室

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科技教育方案:让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔  

2013-10-02 15:16:12|  分类: 成果展台 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、活动背景

有人常常感叹科技创新难,创新成果“踏破铁鞋无觅处”;有人则认为科技创新其实并不难,有时甚至 “得来全不费工夫”。同是科技创新,为何不同的人有不同的理解?其中一个重要的原因,与他们是否掌握了创新思维方式有很大的关系。

联想思维是一种非常重要的创新思维方式。联想思维是由一事物想到另一事物的思维过程,联想的基础是事物之间的相互联系形式。联想思维不强的人,只能就事论事,只能看到眼前的事物,创新成果自然“踏破铁鞋无觅处”;联想思维强的人,能把自己有限知识和经验充分调动起来加以利用,能把天地间成千上万的事物联系起来,从而拓宽创新思路,有时创新成果自然“得来全不费工夫”

在科技创新教育活动中,如何具体应用联想思维去解决实际问

题?我校科技创新教育活动——《让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔》,就是在这一背景下开展起来的。

二、活动目的

1、通过开展《让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔》的科技创新教育活动,让师生们掌握联想思维的有关理论。

2、通过开展《让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔》的科技创新教育活动,学会运用联想思维理论去指导科技创新的具体实践。

三、活动的对象及人数

1、对象:本校全体小学生

2、活动的人数:410人

四、活动的重点、难点、创新点

     1、重点:运用联想思维具体指导学生搞小发明和撰写小论文。

     2、难点:运用联想思维理论对学生进行创新思维训练。

     3、创新点:创新思维训练采用学习理论+具体指导+总结方法的方式。

五、利用的各类科技教育资源

1、教育场所:学校多媒体教室

2、教育资料:小发明说明书、科学小论文、创新思维理论等。

3、教学器材:多媒体、小发明实物等。

六、活动的内容

活动一:对比联想与《海绵百洁布试管刷和烧杯刷》

引用理论:对比联想即相反联想或逆反联想,是在具有相反特征的事物或相互对立的事物之间所形成的联想。客观事物之间普遍存在着相对或相反的关系,因此,运用对比联想往往能引发新设想,产生新成果。

具体指导:《海绵百洁布烧杯刷和试管刷》是五乙班虞家琦的小发明。他在洗刷烧杯和试管时,发现传统的烧杯刷和试管刷手柄都是用细铁丝扭起来的,洗刷时容易弯曲,不受力;刷子底部有铁丝撑着,缺乏弹性,不随形;在老师的指导下,他运用对比联想的思维方式,寻找想象中的试管刷和烧杯刷具有的相反特征,这个相反特征便是:新型烧杯刷和试管刷必须同时克服手柄容易弯曲,底部缺乏弹性等缺点,这个设计创意就是虞家琦运用对比联想引发出的新设想。

完成设计创意后,虞家琦通过反复试验,最后决定用海绵百洁布做刷身,用镊子做烧杯刷和试管刷的手柄,在镊子上套液化气管,起固定的作用。这个新发明的《海绵百洁布试管刷和烧杯刷》便是虞家琦运用对比思维方式,解决了传统的烧杯刷和试管刷存在的手柄容易弯曲、底部缺乏弹性的问题后产生的新成果。

活动小结:同学们的小发明是在否定了不实用旧型的基础上诞生的,而要创造实用新型,就必须运用对比联想,找到想象中的新事物的相反特征,相反特征找到了,想办法解决它,小发明就诞生了。所以说,运用对比联想对于指导我们搞小发明小制作具有重要意义。

活动二:接近联想与《“无叶花”探秘》

引用理论:接近联想是指在时间上和空间上相互接近的事物之间形成的联想。世间万物都不是孤立存在的,总在空间或时间上保持一定的联系。灵活运用接近联想,可帮助人们打开思路,有所发现,有所发明。

具体指导:《“无叶花”探秘》是虞家琦最近撰写的一篇小论文。去年快放暑假时,虞家琦突然在我栽种的植物里,发现了一盆只有花柄和花朵没有叶子的“无叶花”。“无叶花”为何无叶?一方面,他通过观察“无叶花”的花柄和鳞球茎发现“无叶花”确实是无叶;另一方面,他根据“无叶花”鳞球茎、花型、开花不长叶等特点,通过上网查找资料,终于弄明白了所谓的“无叶花”,其实就是石蒜。从空间上来说,它广泛分布于长江中下游及西南部分地区,长沙地处湘中地区,自然看不到“无叶花”;从时间上来说,“无叶花”叶子冬季抽出,春季生长,五月枯萎,七月初开花,即所谓的有叶无花,有花无叶,花和叶永远不相见。那么分布于长江中下游及西南部分地区的“无叶花”为何突然在学校的花盆中出现了呢?因为“无叶花”是从学校花盆中的泥土里长出来的,所以泥土的来历就成了虞家琦调查的突破口。他运用接近联想,顺藤摸瓜,终于弄清楚了“无叶花”的来历。原来,去年五月的一个星期天,我在天子山山顶游玩时,发现路边丢了几株带状植物,珍爱生命的我就顺手捡回了学校。刚开始“无叶花”还长得生机勃勃,可是过几天就越来越黄,我以为“无叶花”已经死了,就连同泥土一起倒在学校花坛里。后来,栽种凤仙花找不到泥土时,我又重新把前不久倒在花坛中的泥土连同一个鳞球茎铲进了花盆中。七月初,“无叶花”就从两株凤仙花的身后悄悄地长出来了。这就是“无叶花”不为人知的秘密。

活动小结:世间万物都不是孤立存在的,“无叶花”也不会孤立的存在在我们学校,世间万物总在空间或时间上保持一定的联系,“无叶花”也不例外,虞家琦灵活运用接近联想,打开了思路,了解了“无叶花”不为人知的秘密。可见,接近联想是从已知探索未知的有力武器。空间上的接近联想在科技创新中占有重要地位。

活动三:类比联想与《可伸缩鬃毛掸子》

引用理论:类比联想又称类似联想,是指通过对两个事物或现象进行比较,找出它们之间的相似点或相同点,并以此为根据,把原型的有关知识和结论推论到模拟物上去,从而推论出它们的其他属性也可能相似或相同。

具体指导:《可伸缩鬃毛掸子》是五乙班彭家豪的一个小发明。他发现师生们清除天花板上的蜘蛛网和扬尘时,使用的工具不是“扫把掸子”,就是“鸡毛掸子”。无论是“扫把掸子”,还是“鸡毛掸子”,都有不足之处:一是使用前要绑扎,使用后要拆卸,很麻烦;二是“扫把掸子”头重脚轻,使用时很吃力,“鸡毛掸子”容易掉毛,不耐用。蔡霖渊运用类比联想,联想到苍耳通过动物传播种子,又从动物传播种子联想到鬃毛刷,找出了它们之间的相似点或相同点——动物鬃毛具有粘附性。于是,蔡霖渊决定用多个试管刷捆扎在一个伞骨的套筒上做掸身,用可伸缩的PV管做手柄。一个《可伸缩鬃毛掸子》的小发明就这样诞生了。它应用的原理是:因为动物鬃毛具有粘附性,所以能将蜘蛛网和扬尘全部粘在鬃毛掸子之内;因为动物鬃毛具有不吸水性,所以粘附在鬃毛掸子上的蜘蛛网和扬尘可以被水冲洗得干干净净;因为塑料膨胀器具有伸缩性,所以小PV管能在大PV管内升降自如;因为动物鬃毛具有抗腐蚀性,所以鬃毛掸子经久耐用。

活动小结:同学们的小发明一般属于实用新型这种形式。既然是实用新型,无疑是通过类比等在否定了不实用旧型的基础上诞生的,所以,类比联想对于搞小发明和小制作有重要的指导意义。通过对两个事物或现象进行比较,找出了它们之间的相似点或相同点,相似点或相同点找到了,创新成果就来了。

活动四:因果联想与《蚯蚓为何要逃出饲养槽》

引用理论:因果联想是指由一个事物的因果关系联想到另一事物的因果关系的联想。这种联想往往是双向的,既可以由原因想到结果,也可以由结果想到原因。前者称为由因溯果的因果联想,后者称为由果求因的因果联想。

具体指导:《蚯蚓为何要逃出饲养槽》是前六年级刘泽廷撰写的一篇小论文。几年前,上《寻访小动物》这一课时,我布置了一道有趣的作业:寻访小动物。那天早晨,刘泽廷在校门外东寻西找,好不容易才寻访到五条蚯蚓,他把小宝贝们放到饲养槽里。饲养槽是有机玻璃做的,晶莹剔透,小巧玲珑,顶部有六个小孔,为了防止小宝贝们跑掉,他用棍子堵住了五个小孔,剩下一个小孔给小宝贝们透透气。为了防止淘气的小伙伴们惊扰小宝贝们,他小心翼翼地将这个玻璃小屋藏在实验室的桌子下,最后将门锁好。谁知上《寻访小动物》这一课时,刘泽廷大吃一惊:饲养槽里的五条蚯蚓都不翼而飞了。蚯蚓为何要逃出饲养槽?带着这个疑问,他请教了学校老师、社区居民;查阅了科学普及读物;搜索了相关网站,发现了一些蚯蚓的生活习性,最后,刘泽廷运用由果求因的因果联想,由蚯蚓逃出饲养槽的结果联想到它要逃出饲养槽的各种原因,并通过实验证明后得出结论:蚯蚓之所以要逃出饲养槽,是因为蚯蚓是一种喜阴暗、怕强光、喜潮湿、怕干燥的小动物,饲养槽太明亮、太干燥,出于动物的本能,蚯蚓自然要选择逃跑。

活动小结:在科技创新中,受益于由果求因的因果联想的事例不胜枚举,尤其是在小论文方面更是如此。在撰写论文前,人们先发现“果”,然后,展开联想,运用实验验证的方法,由果求因,“因”找到了,就可以得出正确的结论。所以,撰写科学小论文由果求因展开联想是一个常用的非常重要的方法。

七、活动成果

通过开展《让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔》的教育活动,同学们,师生们对联想思维的方法和重要性已经有一个初步的了解;部分师生能运用联想思维方式找到事物之间的内在联系,从而找到科技创新活动的突破口和出发点,感觉到高科技创新教育没有以前那么难了,从而化被动为主动,化消极为积极,化不自觉为自觉,化盲目行动为有目的的行动。思路决定出路,改变了思路就找到了出路,我校在科技创新方面“小荷已露尖尖角”,已经连续两年被评为区科技教育先进集体,去年有40人次在区、市、省科技创新大赛中获得大奖,今年我校被评为市科技创大赛优秀组织奖。

八、活动体会

思路决定出路。以前,我们之所以觉得搞科技创新教育真的很难,是因为与没有掌握创新思维有关;现在,我们之所以觉得搞科技创新教育并不很难,是因为与我们掌握了创新思维有关。为何我校的几个小发明,只有苏文韬的《新“潜艇”》是他个人独立完成的,其他的都是在老师的指导下完成的?其中一个重要的原因,是与苏文韬在清华科技创新培训班受过专门的训练有关,其他人则没有受过创新思维训练。为何某某学校科技创新教育一直红红火火,一旦为主的科技辅导员调走了或退休了就马上偃旗息鼓?其中一个重要的原因,与没走的人不能运用创新思维去指导科技创新具体实践有关。由此可见,在全体老师和学生中,经常普及创新思维教育非常必要,而且迫在眉睫。而联想思维是创新思维的思维方式之一,当大家发现问题后,都能运用联想思维等创新思维方式去解决问题之时,就是科技创新教育兴旺之日。天地间万事万物彼此都有内在的联系,让联想思维的翅膀在天地间自由地飞翔!

九、活动可能出现的问题及解决预案

1、可能出现的问题:A、中年级学生可能难以理解创新思维理论;B、个别学生可能因为好奇而乱动演示的创新成果。

2、解决预案:A、运用深入浅出的、口语化的方式传授创新思维理论;B、讲座前向学生进行耐心地教育并做好防备工作。

十、预期效果与呈现方式及效果评价标准与方式

   1、预期效果与呈现方式:如果活动中学生对本活动很感兴趣并跃跃欲试,活动结束后能做生活的有心人,部分学生能独立地发现问题,并能运用创新思维独立地解决问题,那么,本活动就达到预期的效果,部分学生改变了思维方式便是效果呈现的方式

    2、活动评价标准与方式:创新成果的诞生归根结底与是否掌握了创新思维方式有关,所以,评价的标准就看部分学生是否掌握了创新思维方式,并能运用创新思维方式找到问题的突破口,部分学生能理论联系实际,能搞出小发明和撰写出科学小论文,则是评价活动效果的主要方式。

(该方案已获市创新大赛一等奖,属创新成果,严禁抄袭。天心区赤岭路学校:王献国)

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