创新科技教育内容的实践探索

摘 要：科技教育的关键在于培养学生的实践精神，激发他们的创新能力。积木搭建充分体现了“学中做，做中学”的现代教育理念。通过玩儿，激发学生的研究兴趣，设置挑战任务，促进他们创新能力的提高。知识只有在实践中才能体现出价值。有意识地引导，可以强化孩子的探索精神。学生的学习素质不是通过考试能够培养提高的，而是通过问题的解决完善的。他们需要的是一双发现问题的眼睛、解决问题的双手。积木搭建教育就是一种很有效的手段。

关键词：实践 创新 挑战 超越

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2015）10D-0004-02

作为一名工作在一线的科技教师，常常因学生强烈的求知欲望而感动，又因自己的理论水平不够高而苦恼。对于一些尖端的科技产品，我也只能了解个大概。当学生用渴求知识的眼神望着我的时候，我也很无奈。我们的实验室很简陋，几把焊枪，几块万用表，几台废收音机、电视机，学生可动手设计的机会并不多，只能简单研究一下电子电路的基本特点。他们好多的科技知识都是从网络、电视节目中了解到的，在生活中却接触很少。因此，学生的知识面很狭窄，理论知识与实际差距太大，动手实践无从谈起，萌发的科技兴趣也慢慢消失了。如何培养学生科技素养？如何让每个孩子都成为生活的改变者？如何激发学生动手设计的意识呢？

其实科技发明并不都是复杂的，只要能使我们的生活更加舒适方便就是好的发明。任何发明都是将不可能变为可能，将复杂的变为简单的进步，如手机的演变过程、网络的普及过程。科技研究的过程实际就是一个模仿的过程、在前人的成果上加入自己的想法就变成了发明创造。我认为科技的作用就是不断改进、不断解决使用中发现的问题。而科技教育的本质就是培养学生发现问题的能力和动手解决问题的想法。这也正是现代教育的缺失——实践精神。人们对很多问题熟视无睹，对身边的问题漠不关心，渐渐地失去了发现问题的眼睛，失去了研究创造的热情。作为一名科技教师，最重要的就是激发学生的研究热情，培养他们的科学素养，为他们将来成为设计师、工程师、创业者搭建平台，为实现成功打下基础。

如何让复杂的科学原理变得简单易懂，让高深莫测的科技产品脱去神秘外衣，下面就我在积木搭建教育中的一些尝试谈一下感受。

一、我校科技活动的开展

我校于2010年秋成立了科技制作室，以前没有专门的科技教师，我是从物理教师中抽调过来组建科技制作室，兼任高中通用技术教师。没有实验器材，只有6套上级捐赠的乐高积木套装，还有6套NXT机器人积木套装用于科普教育。开始，我很苦恼。我认为：科技制作室应该有高级设备，而积木玩具很难实现科技教育的目标。但是，经过这几年不断摸索、尝试，发现积木教育既简便易行，容易上手，又能够激发学生的创新思维，培养他们的动手能力，有独到的优势。关键是积木的重复利用率高，降低了后期投入。从开展的培训内容看，具有很强的可操作性。比如在与学生讨论结构设计要考虑哪些因素时，给出一个挑战任务：设计一个承重结构——桥。尝试哪种桥梁承重大、结构稳，可参考拱桥、梁架桥、悬索桥、斜拉桥等造型。

二、科技活动多样化

通过给定的积木材料，学生很容易搭建一架桥，但经过承重测试、比较，发现拱桥的承重更有优势。但在解决桥梁跨度问题上斜拉桥有优势。这样一堂科普课既让学生知道了桥梁设计中应考虑的问题，也了解到世界上一些先进的桥梁设计理念。在比赛中，看到学生们积极参与的热情，动手搭建出不同造型的桥梁，我非常感动。学生们的奇思妙想令我震惊。有个学生受到搭建桥梁活动的启示，利用暑假收集废旧报纸、书纸搭出一座纸桥，经测试可承重三个人不变形。学生的这种研究精神令人佩服。

我意识到搭建活动激发的热情是巨大的。在给学生普及动力传输知识时，我们以搭建一个旋转木马为切入点，通过用横向齿轮、纵向齿轮，用轴的连接改变动力传输方向，用大小齿轮的搭配改变转速，加上电源、电动机等配套电路的设计搭建出一个电动控制的旋转木马。通过搭建设计，学生体验到齿轮传动方式的好处，理解了各种机械的动力传动原理。为了激发他们的研究热情，我设计了一个挑战任务：以现有的材料，设计一辆喜欢的小汽车，比试一下谁的车跑得快。同学们都跃跃欲试，想验证一下自己的创造能力。比赛场面非常火爆，一声哨响，六辆小车一齐出发，但奇怪的场面出现了：有的小车齿轮卡死转不动，有的小车跑到半路解体了，有的车轴与齿轮太紧，摩擦力太大，车的转速很慢，最终只有两辆车跑到终点。经过这次比赛，学生们认识到：科学原理在实际应用中还有很多难点需要克服，只有经过不断改进才有成功的可能。良好的研究态度是成功的关键。

在给学生普及液压传动、气压传动的力学知识时，找到现成的教具很困难，只能介绍一下实际应用，如汽车的刹车装置，有油压动力的，有气压动力的，如起重机有液压举重臂等，学生会感觉很枯燥，没有学习兴趣。但积木套装中有一类气动模型，可搭建一个模拟挖掘机的机械臂的工作流程，通过气动阀门的控制抓举、抬升、转向，有很好的示范性。学生们通过看设计图纸进行搭建，分工合作。这样，既锻炼了动手能力，又有了实际操作机械臂的体验，学到了机械臂的工作原理，拓展了视野，激发了学生们研究气动力的热情，他们提出很多设想：气动门、气动窗……

科技教育的本质在于培养学生的科学思维，创新设计要符合科学原理，灵感来源于生活经验的积累。只有寓教于乐，知识才会有生命力。通过动手体验使思维得到升华，严谨的态度在搭建训练中得以形成。

三、我校科技活动的研究

对现代科技的研究，我们通过机器人兴趣社团的活动吸引有研究兴趣的学生参加，挖掘他们的科技潜能。培训分四个阶段：第一阶段：搭建训练。可以利用机器人套材搭建机器猫、机器蛇、机器人等，发挥想象力。第二阶段：编程学习。这需要一定的专业知识，考验学生的逻辑思维能力。第三阶段：任务训练。设置机器人走迷宫、搬运货物等具体内容，让学生认识机器人的发展前景。第四阶段：选择优秀学生参加机器人大赛，锻炼机器人的应用能力。到目前为止，我已经带队参加了全国青少年第12届、第13届FLL机器人工程挑战赛，获得了佳绩。学生设计的社区保安机器人系统参加全国创意机器人大赛获得了好评，为西部地区机器人教育作出了贡献。

四、我校科技活动展示

为了使我校的科技教育深入人心，激发所有学生的科学设计意识，学校将每年11月定为科技活动月，征集师生的科技创新作品进行评比展览。每次定一个主题：2010年开展广告宣传灯科技制作大赛，2011年开展科技创新制作大赛，2012年环保科技制作大赛。在比赛中，涌现出好多有个性的创意设计作品。如表达信念的航帆灯、关爱动物的吉米灯、宣传爱心的月亮星星灯，加上电子调光电路，增加了科幻性，很有创新意义。在环保作品中则处处体现了废物利用的思想。用一次性筷子做的花瓶，用旧丝袜做的插花储物罐……在科技创新方面有鱼缸换水器、自动关水阀门、手动控制机器人……在大赛中激发出的创新设计热情令人鼓舞，学生的想象力是无穷的，只要你提供一个平台，他们就会展现出令人惊讶的能力。

五、科技教育活动开展注意事项

科技教育切忌急功近利，应遵循润物细无声的原则，通过渐进式的培养，浸润学生的求知欲望，使他们的思维逐渐成熟。枯燥的说教、高深的理论是不能吸引他们的。学校肩负着提高学生素质的任务，不能一味追求考试，成功，要让学生的尝到学习的快乐。通过“学中做，做中学”，才能诱发学生科技创新意识。我认为科技制作室肩负着普及科学知识、培养学生创新意识的责任。如何借助这个平台，发现更多闪光的想法，发掘出有思想的少年，帮助他们走向成功是我一直努力的方向。

六、科技活动的开展对学生学习的促进作用

自从组建科技制作室以来，通过课外活动的组织、平时科技课程的引导，学生中涌现出众多有创新潜质的人，以前他们只能通过考试展现能力。那些文化课较差的学生被老师认为是没有希望的一类学生。他们平时不愿听老师的教导，整天嬉戏、打闹、玩手机、上网、交友，根本没有兴趣学习，既浪费了宝贵时间，又养成了许多不良习惯。文化课程只能培养那些读书上进的孩子，却也遏制了他们好动、兴趣广泛的天性。科技制作室给他们提供了发展空间，在玩耍中学到了知识，找到了自信，给那些喜欢思考的学生提供了实践锻炼展示的平台。

在当今科技创新突飞猛进的时代，每天都有新奇的想法出现。作为教育者，我们不能每天喊口号，应该有意识地去锻炼学生的行动能力，让他们找到自信，用行动证明他们的实力，这比你说教一百遍都有用。要在社会中形成科技创新的氛围，需要许多平民化的科技比赛进行推动。希望有更多的大众化的比赛出现，让学生们都能参与，树立正确的价值观、成才观。

七、总结

桃李不言，下自成蹊。科技教育最终是要激发学生的实践精神和创新能力。只有脚踏实地，掌握基本的科学原理，才会产生实用的想法。希望我们科技教育的践行者能将孩子们引入科学殿堂，让他们在里面施展才华，为祖国的繁荣昌盛贡献一己之力。

参考文献：

[1]刘翠红，陈秉岩，王建永.基于学生实践和创新能力培养的实验教育改革[J]. 科技创新导报，2011，（1）.

[2]张桂菊，肖才远.基于学生创新能力培养的机械实验教学改革探索[J]. 科技创新导报，2012，（2）.

[3]熊薇，鲍鸿.以学生为本，完善实践教学体系[J]. 实验室研究与探索，2009，（6）.

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