1、连云港市马站中心小学连云港市马站中心小学 王淑芳王淑芳问题意识：问题意识： 指向学生创新素养的风指向学生创新素养的风向标向标一、问题意识 发现和提出意识是综合实践活动课程的八大关键能力之一，创新能力是综合实践活动课程核心目标之一。问题意识就是将基于学生的直接生活经验和能力，引领学生去发现和探究生活中的实际问题，进而开启创新思维和实际动手解决问题的一个思维过程。这里的问题意识培养与科技发明能力培养又是有机整合的。问题意识问题意识 作为开放型自主化的综合实践活动,更加需要培养学生的问题意识,实现活动从问题中来,到问题中去的循环过程。 010203什么是小发明什么是小发明 小发明的特性小发明的特性小
2、发明的方法小发明的方法 小发明的步骤小发明的步骤04二、科技小发明( (一一) )什么是小发明什么是小发明 科学小发明，是指青少年在日常学习、生活、劳动中，对那些感觉到用起来不称心、不方便的东西或方法，运用自己学过的科学知识，设计、制造出目前还没有的更称心、更方便的新物品或新方法。它同“大发明”比较起来，选择的范围比较窄，解决的问题比较单一，使用的材料比较好找，所花的经费也不多，所以称为“小发明”。 新颖性是指你在完成这个小发明之前，还没有出现过同样内容或技术的产品。也就是说，你既在街上的商店里买不到同样的产品，也没有在书刊、广播电视中看或听到过介绍；同样的发明，既没有由他人向专利局提出过申请
3、并记载于专利申请文件中，也没有由他人申报参加各级发明创造比赛。但是，如果你在别的发明上增加了新的功能、新的方法、新的用途，或是将原有的几件物品巧妙地组合在一起，构成一个新个体，增加了新的功能，那也算具有新颖性。1.新颖性( (二二) )新颖性创造性实用性 一天，魏强同学跟爸爸到一个朋友家做客，一进门就把他给难住了：主人家铺着地毯，不换鞋显得不礼貌。换鞋吧，脚又有臭味。回家后，魏强就想：如果有一种拖鞋，不用脱下脚上的鞋就能穿，那该多好！后来，他从旅游鞋上的尼龙搭扣得到启发：将拖鞋上的鞋袢装上尼龙搭扣，一按就搭上，一掀就拉开，要肥要瘦不就可以调节了吗？于是他找来一双旧拖鞋，剪开鞋袢，缝上尼龙搭扣，
4、做成了好客鞋。这项小发明在全国青少年发明创造比赛中获得了三等奖。分析: 魏强的小发明只不过是将尼龙搭扣这项别人的发明移植到拖鞋上，但使拖鞋有了新的功能，尼龙搭扣也有了新用途，这项小发明也就具备了新颖性。好客鞋创造性是指小发明同原来的同类产品已有的技术相比，有突出的实质性特点和显著的进步。2.创造性 一般的肥皂盒有点水，肥皂就会发粘，不容易取出来，肥皂的寿命也很短。天津的范平同学利用杠杆原理发明了方便肥皂盒。打开肥皂盒，肥皂就会立起来。它和同类产品相比，技术上要先进一些，获得了第一届全国青少年发明创造比赛一等奖。 方便肥皂盒实用性是指该发明能够制造或使用，并且产生积极的效果。小发明要能够做成实实
5、在在的物品，不能只是想法或设计图纸，而且还要能够解决生产生活中的实际问题。实用性防虫树裙 山西临县盛产枣子，但枣曲虫对枣子的危害很大。刘艳同学仔细观察枣曲虫的生长活动规律，发现雌虫要爬上树干与雄虫交配再残害树叶、树果。他就想了一个办法，在树干的半腰围一圈硬塑料片，内层涂上除虫药膏，使雌虫上不了树。这种简单巧妙的防虫树裙，实用性强，受到了枣农的欢迎，荣获全国青少年发明比赛一等奖。 (三)小发明方法小发明方法六法六法联一联联一联减一减减一减缩一缩缩一缩加一加加一加仿仿一一仿仿扩扩一一扩扩 我们在搞创造发明时可以这样想：在这种东西上添加些什么或把这件东西跟其他东西组合在一起，行不行?这件东西加长,加
6、高,加厚一些可以吗? “加一加”后会变成什么新东西?这新东西有哪些用途?我们在搞发明创造时，就要把无意的“加一加”变为有意的“加一加”。 加一加加一加什么叫做“加一加”呢? 当前流行的组合家具，就是许多单件家具相加。当然它不是简单的相加，而是巧妙地组合。组合家具美观、实用、又充分地利用房间的空间:组合家具 一个四年级的小学生在他日常使用的钢笔杆上贴上日历 ，成了日历钢笔。它既可以写字，又可以查日期，写起日期来可用得上了。 日历钢笔 有一个一年级的小同学在垫板的一边刻上厘米刻度，等于在垫板上加上一把尺，可以一物两用: 有一个三年级的小同学把圆珠笔的笔杆做成伸缩的，拉长后就成了教棒: 一个三年级的
7、小学生看到妈妈给小弟弟喂牛奶时，怕烫着小弟弟，先尝一尝试试温度。 他想，这样不卫生，但不尝一尝又无法知道牛奶的温度，怎么解决这个问题呢？他想到了“加一加”，就设计在奶瓶内壁上装一支温度计。这样，不用尝就可以准确地知道瓶内牛奶的温度了:带温度计的奶瓶 集婴儿床、儿童床、儿童沙发、成人临时床、书桌五大功能为一体的婴儿床，并且运用了安全环保的松木为制作材料，满足了小朋友在成长各个阶段的需要。五合一多功能松木婴儿床 加一加的方法又叫做组加一加的方法又叫做组合法合法, ,可以分为：可以分为：直接组合：直接组合：就是将两种物就是将两种物品直接或通过品直接或通过简单的连接，简单的连接，成为一种新的成为一种新
8、的产品。产品。附加组合：附加组合：是将其中一种是将其中一种物品附加到另物品附加到另一种物品上的一种物品上的方法。方法。 形状组合：形状组合：是将一种物品是将一种物品的外观形状与的外观形状与另一种物品的另一种物品的形状加以变化形状加以变化进行组合，形进行组合，形成一种新型外成一种新型外观的实用产品。观的实用产品。 减一减可以这样想：能在某件东西上减去什么吗？把它降低一点，减轻一些行不行？“减一减“后，变成什么新东西？它的功能、用途起了什么变化？在操作过程中，减少时间，减少次数可以吗？这样做又有什么效果？生活中用“减一减”的方法发明新事物或解决问题的例子也是不少的。 减一减 如我们平时见到的茶几都
9、是4只脚的。有一个同学用“减一减”的办法，减去了两只脚。把剩下的两只脚改作成L形。这样，在不使用的时候，可以把脚插入沙发的底下，增加了沙发前的空间面积。 L形茶几 我们可以这样想：这样东西如果放大，扩展（声音扩大、面积扩大、距离扩大，它的功能与用途会有哪些变化？这件物品除了大家熟知的用途外，还可以扩展出哪些用途？ 扩一扩 如有一个小朋友在雨天和人合用一把雨伞，结果两人各淋湿了一个肩膀。他想到了“扩一扩”，就设计了一把双人伞，扩大了伞面的遮雨面积。 双人伞 还有一个小朋友看书时爱摘录好词好句，但在摘抄时，书页容易被风吹乱。他先是用回形针去夹书，后来他想到了“扩一扩”，就利用回形针的原理，把回形针
10、扩大，制成了一个又能搁书，又能夹书的压书器。 压书器4.4.缩一缩缩一缩 “缩一缩”的思路是这样的：把某件东西压缩、缩小、它的功能、用途会发生什么变化？在我们日常生活中随处可见用“缩一缩“的方法生产出来的产品。 缩一缩 凡是到过黄山的人都知道，由于黄山浓雾弥漫，上山时要穿雨衣。但黄山山势陡峻，登攀十分费力，身上携带的东西越少越好，越轻越好。于是，人们使用“缩一缩“的办法制造出一种袖珍雨衣。这种雨衣折叠起来只有一包香烟那么大，重量只有50克左右，价钱也十分便宜，深受旅游者的欢迎。 袖珍雨衣 上海有一个小朋友发明的“简易旅行折凳”就是一个例子。这折凳主要有4个部件。长方形木板一块，用作凳面。两块相
11、同的木板作凳脚，用铰链铰合，可以折叠。在凳面的反面装上一根能转动的木棍。使用折凳时，将两凳脚伸开，把木棍转90度与凳脚垂直，撑住凳脚。不用时，把木棍再转90度与凳脚平行，凳脚就可以折叠在凳面上，再把木棍转90度与凳脚垂直，压住凳脚，不让凳脚散开，就便于携带了。 简易旅行折凳 上海和田路小学二年级小朋友发明的“小鸟喂食器”也是成功的“缩一缩”的例子。她模仿粮食店里的售米器，加以缩小，改进，利用一只废弃的塑料药瓶，下端开一个圆洞，用一个锥体形的软木塞连接。瓶内装满小米。用手一按小铁丝，软木塞向下松开，小米就漏下来，顺着一个小漏斗“流”进鸟笼。手一松，一根弹簧将铁丝往上拉，带动软木塞顶住圆洞，小米就
12、停止下漏。 小鸟喂食器 什么是“联一联”呢？可以这样想： 某件事情的结果跟它的起因有什么联系呢？能从中找到解决问题的办法吗？把两样或几样事物联系起来，会发现什么规律？把几样东西联系起来，或几件事情联系起来，能帮助我们解决什么问题？ 联一联 有一个小朋友设计的自来水自动关水装置就是一个例子。他在盛水的桶里放一个圆木块作浮子。浮子上装一根铁丝，铁丝的另一端挂一个重锤。重锤上的线通过滑轮连在水龙头上的开关上。当水盛满时，浮子上升，重锤从铁丝钩上脱落，利用重锤下降的力，通过线把开关上。水满浮子上浮 重锤脱落拉动线开关关上通过几个中间环节把“水满”与“关上开关”联系起来了。 自来水自动关水装置 某三年级
13、同学，家在大山里边，很穷，爸爸妈妈是某工地工人，每天起早贪黑的劳碌着，根本没时间做饭，这个小同学每天放学回到家里还要自己生火烧柴做饭给一家人吃，可是有个难题：爸爸喜欢吃硬饭，妈妈喜欢吃软些的饭，这位同学为了能同时满足爸爸妈妈的口味，寻思如何一锅烧出软饭和硬饭，结果他真的成功了。他的办法就是在锅的中间用一块薄木板隔开，一边放多些米，一边放少些米，米多的一边饭就硬，米少的一边饭就软。他的这一发明，也获得了全国青少年科技创新大赛一等奖。一锅做出软、硬两种口感的饭一锅做出软、硬两种口感的饭 广州市体育东路小学一三年级同学看到晚上天黑，在外面想扔垃圾，却因为太黑找不到垃圾桶，于是他就寻思发明了一个太阳能
14、夜光垃圾桶，白天有阳光的时候，太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给电灯供电照亮垃圾桶。这一发明获得了广东省青少年科技创新大赛一等奖。太阳能夜光垃圾桶太阳能夜光垃圾桶 所谓“仿一仿”可以这样想：有什么事物可以让自己模仿、学习一下？模仿它的某些形状结构或学习它的某些原理、方法。这样做，会有什么良好的效果？这样会创造出什么新的东西？模仿不是照搬，而是从现象中寻找规律，模仿中有创造。 仿一仿 四年级某同学，发现食堂餐厅剩饭菜回收桶周围有很多剩饭菜，因为很多同学倒剩饭菜的时候，都拿餐盘在桶边缘敲，以便敲掉粘在餐盘上的残余饭菜，但敲的时候，餐盘手拿的一边有一半是露在桶外的，这样敲，很多饭菜残渣就落到桶外
15、了。这位同学寻思如何让大家敲餐盘的时候，饭菜不落在桶外，全部落入桶内。经过一番尝试，他最后的办法是在桶中间横插一根塑料水管，大家敲餐盘的时候，就直接在桶内的水管上敲，而不必在桶边缘敲，饭菜也就全部落入桶内了。这一发明获得了南海区青少年科技创新大赛三等奖。详细如下图所示：洁净剩饭菜回收桶洁净剩饭菜回收桶 上海的小朋友徐琛、贝明纲发明的四用防触电插座曾获世界青少年科技作品展览最佳奖。这件小发明的关键部位四片活门的巧妙组合，就是受到工厂里恒温车间的双层玻璃窗启发而实际出来的。 四用防触电插座 “变一变”就是这样想：改变一下事物的形状、颜色、音响、气味、位置、方向会产生什么结果？改变一下事情的次序或操
16、作的顺序又会产生什么结果？ 变一变创意雨伞（防雨水漏地面）创意雨伞（防雨水漏地面）据说，蚊香盘最初是一个小学四年级的同学发明的，夏天，蚊子多，这位同学坐在院子里写作业，少不了要在旁边点一圈蚊香，但蚊香燃烧后的灰打扫起来还挺麻烦的，于是这位同学寻思，如何可以让打扫蚊香灰的工作变得更轻松些，于是他发明了蚊香盘。并参加全国青少年科技创新大赛获得一等奖，并申请了专利。蚊香盘的发明蚊香盘的发明 所谓“改一改”就是这样思考：这个东西在使用过程中，还有哪些缺点或不足，把这些缺点或不足排一排，再分析一下，看看哪个缺点是主要的或必须马上解决的。怎样改进才能克服或尽量减少缺点，给人带来方便。在社会生活，生产活动中
17、，人们常常用 “改一改”的方法搞创造发明。 改一改 为了穿上干净整洁的校服，妈妈每天6点起床为我打理校服。看着妈妈劳累的身影，我暗下决心要减轻妈妈负担。经过自己多方查找资料和请教老师，我利用了一些较为普遍的环保材料，制作了一个“太阳能风干衣架”。 太阳能风干衣架是利用一截带有均匀出孔的铝塑管拼接组成，其结构巧妙，制作工艺简单，具有快速风干功能的创意性衣架。它有效利用太阳能，通过一块普通的太阳能电板、12v蓄电池、应急稳压电源与12v吹风机相连，巧妙地与铝塑管拼接组合而成的。它的科学原理为：通过太阳能板吸收热能，将热能转化为电能，将电能储存在蓄电池中，用电能启动吹风机转动产生风能，其产生的风力通
18、过铝塑管衣架上的小孔均匀将衣服迅速吹干，有效的解决了常见的衣架中没有快干功能的缺陷。该衣架环保方便、稳定性好，普及型强，创意巧妙，适合各种环境，为我们生活提供了方便。更重要的是所使用能量全部低碳环保，完全符合当今时代发展潮流。 第第31届全国青少年科技创新大赛一等奖届全国青少年科技创新大赛一等奖太阳能风干衣架太阳能风干衣架 骑自行车的同志双手握着车把怎么撑伞？聪明的人又把雨伞一改成帽式，可以戴在头上成为风行一时的伞帽。 伞帽伞帽 雨夜打伞在马路上地走，来往的车辆不看清路面，都容易危险。有人就想到在伞上装一个发光器，克服了这个缺点，这种伞的结构极为简单，它由伞面、塑料柄和助气塞3部分构成。使用时
19、，只要用助气注入空气，伞面就主动张开，不使用时，排除空气，整把伞就可以折叠起来放进手提包里，十分轻巧，深得用户的欢迎。 灯光雨伞灯光雨伞 用漏斗往瓶子里灌液体时，因瓶口和漏斗都是圆形的，瓶里的空气不易排出，液体流得很慢，所以需要一边灌，一边提动漏斗，否则灌得稍快一点儿液体就会溢出。河南的王岩同学则改变了传统漏斗的形状，把漏斗下口的圆形改成方形，使圆瓶口与方形漏斗之间留有较大的空隙。这样，往瓶里灌液体时，瓶里的气体会沿着瓶口的空隙流出来，既方便了使用，又节省了时间。 方形漏斗方形漏斗 本实用新型将羽毛球的圆托上设置光源，利用光源将光射到羽毛球的羽毛上面，形成光幕，供使用者在光线不好或环境不看而看
20、不到球的时候使用，光线好可以关闭电源。 夜光羽毛球夜光羽毛球(四)小发明的步骤定发明对象定发明对象构思设计构思设计制作改进制作改进做成作品做成作品搞小发明的第一步，就是要确定发明的对象，考虑研究什么问题，这就是选题。对青少年来说，应从自己所熟悉的生活实际出发，在学校、家庭及周围的生活圈中去寻找发明题材。如当你在学习、生活中遇到一些困难时，你肯定会说：要是有某某东西就好了。这个你想的所要发明的东西就可作为发明对象。不过，同学们在选题时，一定要结合自己的知识水平和设计制作能力，不要空想办不到的发明。 定发明对象定发明对象体裁选好后，接着是构思设计。也就是根据基本的科学原理和经验，设计出选题对象的形
21、态、结构、方法与实施方案。构思时尽可能想出多套设计方案，再根据可行性与实用性精选出最佳结构方案。方案以取材简单、巧妙易行、缺点最少为好。 构思设计构思设计构思成熟后，就可以开始制作了。制作时应尽可能利用现有条件，在少花钱甚至不花钱的前提下制作出精巧的作品。某些技术上的问题，可以向老师和家长请教，有时还可以找一些有关厂家帮助制作部分部件。 小发明样品完成后，还要进行实践检验与改进。即将作品拿去使用一段时间，在使用中发现问题，并向家长老师和同学广泛征求意见，看还有没有改进或不合理的地方。然后综合各方面的意见，对小发明加以改进。几乎每件优秀的小发明都是“改”出来的 。 改进、制作改进、制作思考思考
22、你在使用偏口钳子的过程中，有什么不便之处？ 你是如何处理的？ 你的处理办法能够有效解决问题吗？安全偏口钳子第第25届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目小学组技术与设计一等奖届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目小学组技术与设计一等奖牙膏盖牙膏盖刷牙前刷牙前牙膏牙膏刷牙前刷牙前挤牙膏挤牙膏刷牙前刷牙前牙刷牙刷刷牙中刷牙中牙刷、牙膏的放置牙刷、牙膏的放置刷牙后刷牙后SCAMPERSCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 S-替代替代 C-组合组合 SCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 A-改进改进 SCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 M-缩小缩小/放大放大 SCA
23、MPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 P-应用于其它用途应用于其它用途 SCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 E-消除消除/精细化精细化 SCAMPERSCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 R-翻转翻转/重新设置重新设置 SCAMPERSCAMPER分析法分析法以拖把为例以拖把为例 有个学生用某种卷笔刀削铅笔，卷出的木屑会把桌子和有个学生用某种卷笔刀削铅笔，卷出的木屑会把桌子和地板弄得很脏。她希望卷笔刀有所改进，来解决木屑问题。地板弄得很脏。她希望卷笔刀有所改进，来解决木屑问题。举例：卷笔刀代替、组合、改进、精细化代替、组合、改进、精细化自动跟光太阳能板演示装置至此，你
24、将会享受到成功的喜悦。接下来，就可申报参加各级青少年发明创造比赛、申请专利了。 参赛的申报文件主要包括组委会提供的申报表、项目说明和证明材料，其中，项目说明内容为：发明的选题是怎样发现的、发明方案是怎样设计的、发明作品是怎样制作的？这项发明如何体现出新颖性、创造性和实用性？你的创造性贡献是什么？进一步完善该发明的建议和设想。附上外观图（最好还有黑白照片）、结构图、原理图和其它必要的图表资料。凡涉及医疗保健用品、动植物新品种和国家保护的动植物的小发明项目，还必须提供有关部门的证明材料。 (五)申报大赛申报大赛地漏清洁器 全省科技创新大赛评比二等奖 申报申报材料材料实物实物查新查新报告报告研究研究
25、报告报告申报申报书书 科技发明和科教制作项目主要涉及工程设计、发明创造、计算机软硬件等，以实物发明为主的、能够以直观形式向评委和公众演示创新成果的成人项目。 一般包括以下内容： 1.项目调研：研究问题的提出，对以往相关工作或成果的调查、分析，提出作者研究的目的或解决问题的思路。 2.方案设计：制定出发明的设计方案，实施步骤。 3.研制过程：制作实物并不断改进的过程。 4.成果的测试及使用：对发明成果的测试和使用方法，尤 其是要用数据突出作品的先进性。 5.成果应用原理：发明成果所涉及和使用的原理说明并配有相关图表。全省科技创新大赛评比一等奖挤压式墨水瓶盖 三、创新素养 创新素养是以培养学生的创
26、新精神和创新能力为基本价值取向的学生能力的提升过程，它以培养问题意识，开发人的创造潜能，弘扬人的主体精神，提高学生的创造力为目的。在活动中，要使学生掌握发展其创造性，充分发挥想象力，就必须自己主动大胆地去设计，突破原有的知识圈，而产生新的设想，然后，鼓励他们打破常规，多方联想，以启发式，调动其灵感，增强他们的创新欲望，直到达到入迷的境界。 科技实践活动：“无土栽培”实验研究 马站小学作为省科学特色课程基地，拥有着“无土栽培”得天独厚的条件，校园后方有占地20亩的“数字化农植园”，农植园里流水循环和无土栽培具有栽植方便、节约肥水、提高效率、种植工序简单、无污染、产量高、产品品质优良等诸多优点。科
27、技实践活动：“无土栽培”实验研究 在活动中，我们参与了农植园无土栽培的分片管理，更在活动中，我们参与了农植园无土栽培的分片管理，更好地种植和养护农植园中的植物，我们每天给植物浇水、通好地种植和养护农植园中的植物，我们每天给植物浇水、通风，观察植物的生长情况并记录，制作风，观察植物的生长情况并记录，制作“无土栽培无土栽培”植物档植物档案。在种植小能手日记里学生将水培和基质栽培不同生长情案。在种植小能手日记里学生将水培和基质栽培不同生长情况和种植情况形成对比，总结经验。我们把栽培的蔬菜整理况和种植情况形成对比，总结经验。我们把栽培的蔬菜整理好，并用自己设计的包装盒包装成商品，我们的产品在校门好，并
28、用自己设计的包装盒包装成商品，我们的产品在校门口、集市上进行爱心义卖，用无土栽培蔬菜传递农科技技术口、集市上进行爱心义卖，用无土栽培蔬菜传递农科技技术传播。传播。“无土栽培无土栽培”成为焦点，我们成为成为焦点，我们成为“名人名人”，在我们，在我们的精心培育下，白菜、芹菜、水竹、水仙花、火龙果等生长的精心培育下，白菜、芹菜、水竹、水仙花、火龙果等生长成熟、收获颇丰。省、市来园参观的教师、学生达四千余人成熟、收获颇丰。省、市来园参观的教师、学生达四千余人次。无土栽培种植的报道先后刊登在各大报刊，专题报道产次。无土栽培种植的报道先后刊登在各大报刊，专题报道产销一体化无土栽培蔬菜种植模式。未来销一体化
29、无土栽培蔬菜种植模式。未来“无土栽培无土栽培”开发实开发实验中，屋顶生态园、家庭阳台验中，屋顶生态园、家庭阳台“无土栽培无土栽培”的设计、模拟、的设计、模拟、种植、改造与观测受到专家好评。通过该研究，同学们增长种植、改造与观测受到专家好评。通过该研究，同学们增长了科学知识，加深了对大自然的认识，掌握了无土栽培种植了科学知识，加深了对大自然的认识，掌握了无土栽培种植等劳动技能，培养了学生的综合能力与人文素质，养成积极等劳动技能，培养了学生的综合能力与人文素质，养成积极维护生态平衡的良好习惯，形成了家庭、学校、社会三位一维护生态平衡的良好习惯，形成了家庭、学校、社会三位一体互利互补的生态科技教育局面。体互利互补的生态科技教育局面。开设田园之无土栽培课程
