对当前科技创新教育中四种基本关系的探讨

1、对当前科技创新教育中四种基本关系的探讨浙江新昌城关中学 潘荣辉当前的科技创新教育活动存在着不同的教育理念，有“重视科学知识普及”的活动，也有“重视科技探究过程”的活动，还有提倡“革新与发明创造”的创新式活动，等等。这些不同倾向的科技创新教育活动代表了不同的风格和特色，也反映出个人教育思想的不同。但是如果从素质教育的全面性上来说，侧重于某个方面的教育活动都不免带有一定的片面性。因此，在科技教育活动中应该提倡多元化的教育活动，整合各种活动的优点，在不同教育阶段设置相应的活动，这样才能更好地推动科技创新教育的的发展。一、普及科技知识与提高创新能力并重知识和能力同等重要，没有主次之分，它们同样都是构成

2、个人素质的基本组成成分。科技知识包含了日常生活、工农业、国防、经济、人文、环境诸多领域中的科学理论和应用，它们构成了科技的基本信息内容。创新能力包括观察、分析、推理、计算、实验、探究、信息处理等过程技能，以及调整、反思、探寻新方案等策略方法，它们是从事科学研究的基本能力。科技知识与创新能力之间的关系是：科技知识是创新能力的载体，创新能力是获得科技知识的一种有效“工具”。离开了对科技知识的观察、分析、探究和推断等活动，不能是一种科学活动。因此，在青少年科技创新教育活动中，我们提倡大力普及科技知识的同时，不能忽视创新能力的培养，应两手一起抓，使青少年既学习了科技知识，又掌握了技能，还能借助科技知识

3、创造性地解决一些复杂的问题。图1 学生制作的环保艺术品例如，环境科学是科技知识的一个重要组成部分，加强环境教育、提高学生的环保意识是创新教育中的关键环节。为此，城关中学科技活动中心每年都举办一些与环保有关的科技活动，内容包括：科普环保宣传、环保知识竞赛、环保艺术品制作比赛、环境考查等。在环境考查活动中，我们组织学生走进社区、公园、乡村，调查在我们的身边存在着哪些废物？这些废物料中哪些是可以回收利用的？并通过实验探索提出对一种废物料改造利用的见解。这样一来学生就要学习对废物料进行分析，挖掘出它可利用的一面。有的学生采用废木板制作人工鸟巢，然后到附近的山林中悬放，观测鸟的入住率，探究人工鸟巢对保护

4、动物的作用；有的学生把废钢锯条收起来，制作成金属加工工艺中的工具锉刀；有的学生回收旧雨伞，把它们转化成生活用品伸缩衣架；有的学生回收废旧电池后，进行了一系列小实验，怎样从电池中提取金属铝和锌？寻找电池中的碳棒的用途。二、体验科研过程与传统获取知识并存目前，在校青少年所学知识为自然科学知识，传统的教育又侧重于教师的教，传授前人的认识结论，学生只要认真地学，消化理解就够了，其实这种做法不符合现代创新教育观点。现代创新教育观点是把科学视为一种不断前进和自我矫正的探究过程。学校的创新教育更应注重科学的探索和研究方法，以及在日常生活中的应用。故现代创新教育中的“科学”，不只是静态的科学结论，而且包含动态

5、的科研过程。因此，在科技创新教育活动中，应将传统获取知识与亲身体验科研过程结合起来，一边“学”科学，一边“做”科学，让学生利用手中的实验器材、工具解决现实生活中的科技问题，体验科学家探求未知事物的科研过程，不断锤炼自己的创新能力。例如，在科学教材第二册第一章第七节“信息的获取和利用”中，涉及到了有关电磁波的知识，由于教材中只是笼统地介绍了它的作用，并没有与之相关的实验，因此我设计了“电磁波通信实验的探究与制作”这一科技创新实践活动，以便加深学生对电磁波的进一步了解和认识。案例：科技创新教育活动电磁波通信实验的探究与制作（一）活动目的1、通过多种无线通信的实验，初步了解无线电通信的基本原理。2、

6、通过制作与实验，经历无线电通信的过程，能发现一些问题，然后提出解决该问题的方法。3、通过实验与制作活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案，体验科学研究过程，初步认识科学研究方法的重要性。4、通过无线通信的实验与制作，初步养成乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。（二）活动准备1、实验器材：无线通信发射器部分：电池、电子门铃、激光灯、光纤、继电器、红外线发射二极管，导线若干。无线通信接收器部分：电池、功放集成电路（TDA2282M）、光敏电阻、继电器、红外线接收二极管，导线若干。2、工具：20W电烙铁、焊锡丝、螺丝刀、尖嘴钳等。（三）活动内容1

7、、问题的提出平时，我们经常看到有些学生在玩一种激光灯。该激光灯是一种半导体激光器，它具有照射距离远、光束发散度小、光强度衰减低等优点。既然它能够远距离传递光能，那么利用它是否可以进行通信呢？下面，我们不妨来进行一下实验。2、实验的步骤（2） 接收放大器TDA2822M876543210.0110+312V8喇叭插座10100K+步骤一：为了验证激光通信实验，首先让学生制作发射器、接收放大器、激光发射头，激光接收头，制作过程略，如图2所示。音乐集成电路插座（1） 发射器+插头光敏电阻遮光罩（4） 激光接收头+激光灯插头（3）激光发射头图2 激光通信实验步骤二：激光通信的实验将激光发射头和激光接收

8、头分别插入发射器和接收放大器的插座中，手持激光发射头向激光接收头照射。当光斑落到接收头红色受光面上，则喇叭里会传出清晰的音乐声；反之（或用手遮挡激光），则无声。从而验证了激光也可以用于通信。实验效果：当学生听到放置到很远距离（100米以上）的接收器中传出音乐声后，非常激动，原来激光通信就这么简单，因此许多同学对科学技术产生了浓厚兴趣。三、探究式活动与任务型学习并行所谓任务型学习方式是指青少年按老师设计好的课题、思路、方法、手段进行科学研究，它能够使青少年在短时间内学会科研方法和思路，能够培养学生对待科学的严谨性，但不足的是它缺少创造性。探究式活动能够亲历科学发现的过程，能够训练学生的思维，能够

9、培养学生的创造性思维和独立解决科学问题的能力，具有很多的优点，但实施者必须具备良好的科学素养。由于青少年的素质各不相同，智力、能力均有差异，因此，探究式活动与任务型学习这两种方式在科技创新教育活动中可以并行，带着任务去探究，或在探究中完成任务。一般情况下，科技创新活动中应以探究式活动为主、任务型学习为辅。例如，在科技小制作中，螺丝刀是使用率较高的工具之一，把螺丝刀的制作、使用作为探究式学习的方向，使学生掌握许多必要的科学原理和知识。案例：科技教育活动螺丝刀的制作、使用和探究（一）制作螺丝刀制作螺丝刀时，会涉及数学、物理学、工程学、材料学、美学等多种学科知识，对学生来说，劳动与技术教育不仅是已有

10、知识的综合应用，而且也是新的知识与新的能力的综合学习。因此，实际操作中应理论联系实际，实现劳动技术与科学原理的整合。材料：准备直径为3.5cm的圆形木条和一根5寸长的普通铁钉，并加工成一把螺丝刀。制作方法：把圆木条加工成螺丝刀的手柄，铁钉加工成螺丝刀的头杆。探究问题：制作什么形状的手柄使人用起来比较舒适？探究数学几何体在实际生活中的应用。常用螺丝刀的头多数为一字形和十字形，这两种类型的螺丝刀有哪些不同？各有哪些优缺点？有没有其他类型的头？探究物理学扭矩在实际生活中的应用。利用铁钉制作的螺丝刀，其头容易磨损，怎样解决？探究物理学淬火原理在实际生活中的应用。（二）螺丝刀的使用在使用螺丝刀时，要鼓励

11、学生认真观察，善于质疑，让学生更多的参与问题的提出，注重知识的传授理解，更强调学生的探究的过程。探究问题：使用螺丝刀拧螺丝时，有时螺丝钉固定很紧造成手打滑，如何处理？探究物理学摩擦力在实际生活中的应用。用上面的方法制作的螺丝刀不能吸住螺丝钉，如何解决？探究物理学磁化现象在实际生活中的应用。四、科技制作与发明创造并举随着科学与技术的高速发展，科技创新教育已发生了革命性的变化。传统的“纯”科学教育已不适应新时期创新教育的发展，融技术教育和注重科技应用于一体的新的科技创新教育逐步走上历史舞台。科技制作作为一项培养动手能力和科技能力的新事物越来越受到青少年的欢迎和喜爱，因此，在创新教育活动中设置一些对

12、学生发展有益、对未来生活有用、与科技发展趋势有关的科技制作，是完全有必要的，也是大势所趋的。但是，科技制作毕竟是一种重复前人的劳动，它没有创造的功能。而发明创造是科技制作活动的升华，它不但能锻炼学生的实践操作能力，而且还能培养学生的创造能力和创新思维。近几年来，我在科技教育活动中逐步引入了一些电子百拼、“三模”制作、自动控制等科技含量比较高的科技制作，然后把它们与发明创造结合起来，以探究性学习和科学实践活动作为实施方向，在实践中求创新，在创新中求发展，力求基本技能掌握、科学态度养成、创新能力发展的有机统一。例如，在“家用电器”的教学中，我没有简单地停留在单纯的电器维修、拆装等操作技能训练上，而

13、是在此基础上指导学生对电子技术原理与方法的追思，如何运用所学的发明创造技法和科学知识改进现有的设备以扩大其功能，怎样提升家用电器的性能和用途等等。通过这样的训练，学生的发明创新技能普遍有所提高。一个学期下来，一般的学生都能够提出几项创新合理化建议，有的还能够实现自己的发明设计。初三年级的陈孟进同学与科技小组的章梓宇和李华斌同学合作，设计出一种家用自动控制系统设备多功能电话远程控制器（其控制浇花的原理如图3所示）。该作品能够利用家用电话进行远程控制，如给花浇水、自动做饭、自动洗衣等等，大大提高了电话的有效利用率，增加了电话的使用价值，并实现了资源共享。该发明作品在第十九届浙江省青少年科技创新大赛上荣获发明二等奖。 自来