技术教育培养学生创新思维的实践探索

　　【摘要】创新意识的培养和开发是科技创新人才成长的起点，只有注意从中小学阶段培养学生的创新意识，才能为其未来成为科技创新后备人才打下良好的基础。由于技术教育十分重视实践与创新，因此以技术课程为依托，并将其相关模式拓展到校本课程（或地方课程），以及课外科技活动，可以实现有效地培养学生创新意识的目标。笔者和同事的实践探索主要从以下三个方面开展：一是结合技术课程，组织开展设计制作实践活动，培养学生的创新意识；二是依托技术课程模式开发校本课程，通过第二课堂、选修课、学生社团活动等方式培养学生的创新意识；三是依托技术设计开展形式多样的科技活动，提高学生的科学素质，培养他们的创新意识。实践表明，上述探索对学生创新思维的培养收到了较好的效果。
　　【关键词】中学生 技术教育 创新思维 培养
　　
　　创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。［1］它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力。创新意识的培养和开发是科技创新人才成长的起点，只有注意从中小学阶段培养学生的创新意识，才能为其未来成为科技创新后备人才打下良好的基础。因此，在新一轮的课程改革中，教育部门以此作为改革的重点之一。
　　技术教育十分重视实践与创新。“它通过信息的获取、加工、管理、表达和交流，通过技术的设计、制作和评价，通过技术思想和方法的应用及实际问题的解决，为学生展示创造力提供广阔的舞台，是培养学生创新精神和实践能力的重要载体和有效途径。”［2］因此以技术课程为依托，并将其相关模式拓展到校本课程（或地方课程），以及课外科技活动，可以实现有效地培养学生创新意识的目标。
　　一、结合技术课程，组织开展设计制作活动，培养学生的创新意识
　　我们来看一下技术课程标准：《技术与设计1》共设有5章。前两章分别是“技术及其性质”和“设计的基础”。在弄清技术及其性质，以及科学、技术、设计之间的相互关系，掌握技术设计的基本思想和基本方法之后，第三章至第五章是围绕问题的解决过程来展开的，包括“怎样进行设计”，“设计的实现——制作”，以及“设计的交流与评价”。我们可以结合这部分内容，以“生活中的小发明”为主题，开展设计制作实践活动，从而培养学生的创新能力。例如，笔者指导的部分学生作品如“防触电插头”、“USB可调式台灯”、“多功能盲人拐杖”、“半自动分类垃圾筒”等，便较好的体现了上述目标。
　　开展设计制作实践活动时，既要结合课程内容和教材，又不能受到教材框架过多的束缚。笔者的具体做法是：以活动为主线，即从题目的选定，到方案的设计和筛选，再到模型的制作（这里又包括材料的选择和加工、连接、涂饰等），最后是作品的调试和改进，把教材内容重新打散、整合，与活动的各阶段结合到一起，让学生在具体“做”的过程中学到知识、方法和技能。
　　另外，开展设计制作实践活动的过程中还要注意以下几点：
　　首先，要努力营造一个民主、宽松、友好的教学环境，让学生在心理放松的情况下形成一个无拘无束的思维空间，这样能促进学生积极思维，驰骋想象。如果课堂气氛过于严肃、沉闷，就会抑制学生的积极性，阻碍学生的思维。
　　其次，要突出学生的主体地位。从设计到制作，学生是整个实践活动的主体。然而，学生长期以来形成的思维及行为惯性使得他们对自己的这种主体地位需要一个适应的过程，即学生的思维和行为方式要不断地转变——从客体转向主体，从被动转向主动。
　　要适应这种转变，教师在课程活动的不同阶段就需要进行角色的变换，适当地进行引导，使学生的思维得到开发，创新意识得到最大限度地激发：
　　在组建阶段，学生刚刚参与到课程活动中，处于一种茫然的状态，思维和行为极为被动。在这个阶段，教师要担任起监控者的角色，做教学活动中的权威，起指挥者的作用，使学生有所适从，能迅速地进入问题情境。组建活动小组，明确活动的目标和方向，为接下来的活动做好准备。
　　在磨合阶段，由于学生存在着个体的差异，因此在团队中活动和学习，除了自身要掌握必要的知识、技能和方法外，还必须学会分工合作，树立团队意识。这个阶段，教师要担任起组织者的角色，指导学生的学习和活动，促进小组的分工与合作。同时，教师要适当地分权，以更好地发挥班干部和小组长的作用，协助管理。
　　在自主发展阶段，学生度过了磨合期之后，活动基本上了轨道。此时，教师担任的是支持者的角色，促进小组与个人的个性发展，鼓励小组之间的良性竞争，引导学生自主学习和自我管理。这一阶段，教师可以最大限度地放权，朝着实现学生自我管理的方向发展。
　　第三，注重目标激励，引进竞争机制，激发学生的创新欲望。实践操作是学生最感兴趣的一种学习方式，可以使学生到达从“要我学”到“我要学”的学习动机的转变，使得学生主动地去思考、去创新。兴趣越大，学生的创造力就越得到充分的发挥。但是这种兴趣一般难以长期维持，因此需要辅以一定的激励。美国管理学兼心理学教授洛克在其目标理论中指出：“目标的绩效是由目标的难度和目标的明确性组成”。［3］因此，给予学生适当的设计目标，就是一种激励——合适的目标能诱发人的动机，规定行为方向。一方面，目标的难度要合适，既要能够完成，又要具有一定的挑战性，学生必须经过努力才能实现。另一方面，目标要明确，整个活动要有具体的目标导向（如设计什么，或完成什么任务）、活动计划、活动规程，以及对成果的评价依据（量化）。此外，可以利用小组间的竞争最大限度地调动学生的积极性和主动性，激发学生的创新欲望。
　　第四，多采用激励性的评价，鼓励学生大胆创新。我们要充分地尊重学生的自主性和个体差异性。对于学生提出的各种想法和设计方案，特别是有创新性的一些设想，要给予肯定和鼓励，甚至创设条件让其付诸实践。总之，就是创造条件给学生提出问题、思考问题、解决问题的空间，让学生自主地去探索知识、发现规律，变学习过程为探索创新的过程。
　　二、依托技术课程模式开发校本课程，通过第二课堂、选修课、学生社团活动等方式培养学生的创新意识
　　技术课程是面向所有学生的，在此基础上，要对部分特别具有创新性思维、创新热情的学生，以第二课堂、选修课、学生社团活动等方式进行培养，并通过青少年科技创新大赛等平台使他们的创新思维得以发挥、才能得以展示，从而得到进一步的提升。
　　笔者的具体做法有以下几点：
　　首先，将第二课堂作为学生开展科技创新活动的主要阵地。笔者开设的校本课程“科技创新小组”主要面向高一、高二年级，招收和选拔思维活跃、有较强创新精神的学生，通过引导选题、探讨研究方案或设计方案、实施方案的过程，将部分优秀作品推荐参加青少年科技创新大赛、少年儿童发明奖等。近三年，科技创新小组中笔者指导的学生作品共获得广东省青少年科技创新大赛一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项及专利申请奖2项；东莞市青少年科技创新大赛一等奖8项、二等奖5项、三等奖2项；此外还有“香港—珠三角创新科技青年大使计划”专题报告比赛的冠、亚军等等。与其他形式开展的研究性学习指导相比，以第二课堂的形式指导学生开展科学研究和发明创造活动，在指导的系统性、学生交流、研究时间及可利用资源等方面都有较大的优势。
　　建构主义理论对学习过程的一种阐述是：“在学习中，学习者首先看到一种问题情境，他们要先运用原有的知识尝试理解情境中的现象和活动，在此基础上，教师逐步引导他们形成一些概念和理解，然后让他们用自己的理解方式去体验和思考问题。”［4］在校本课程“科技创新小组”实施的过程中，笔者对建构主义的这种“抛锚式教学”作了借鉴和运用：学年初，通过考核逻辑思维、文字表达能力、创新能力和分析能力等，在高一招收30名左右的学生，重复地实施“创设情境—提出问题—小组讨论”的过程，直到各小组的所有成员均已确定研究的课题，然后再根据不同类型的课题分别进行相应的指导。指导主要以引导为主，只对整体的研究方案提出建议，让学生最大限度地发挥其自主性，自行思考和解决问题。最后在完成的成果中选出部分作品参加青少年科技创新大赛等比赛。
　　
　　其次，根据现有条件，开设技术课程的选修课。通用技术设有《电子控制技术》、《简易机器人制作》等选修课，可以根据学校的实际条件，有选择性地开设。在学生有了一定的知识和技术基础之后，有意地鼓励学生自主设计，进行创新发明。这部分学生热情高，且大多有较好的动手能力，因此往往会有很好的作品产生。
　　第三，结合学生社团开展科技活动，在校园营造科技创新的氛围。通过借鉴“创意大赛”、“DI”、“OM”等比赛，由科普小组、手工社、话剧社等学生社团组织开展一些面向全校学生的活动。在开展活动的过程中，前期的组织（如活动方案、比赛规程的制定）尤为重要，社团的指导老师要具体加以引导。同时，指导老师还要注意引导社团的发展方向，促进学生的自我管理：一是搭建管理架构，明确社长等学生干部的职责，以培训座谈等形式增强他们的责任心、管理能力和组织协调能力；二是明确社团纪律，增强社团成员的自我要求。
　　三、依托技术设计开展形式多样的科技活动，提高学生的科学素质，培养他们的创新意识
　　围绕学校科技节等平台开展各种科技活动，以提高学生的科学素质为根本出发点，突出活动的趣味性、普及性，这同样是营造学校科技氛围，培养学生创新意识的有效途径。下面就以我们开展的“水动力车”设计制作比赛为例，说明一下开展科技活动的要点：
　　首先，活动目标要有挑战性，但又必须可以完成。“水动力车”比赛要求学生设计制作一辆长、宽、高不超过20cm×15cm×40cm的小车，要求带有储水装置（能储水500mL），且开关可控，其前进的动力完全由储水装置中的水产生。为了确定具体比赛规程，检验设计的可行性，以及给予学生一定的参考，笔者在活动之初就制作完成了一辆。教师先实践，这是检验活动目标是否恰当的最好方法。
　　其次，要制定好活动规程。如笔者对“水动力车”比赛就制定了详细的竞赛规程，包括了比赛项目的设置（竞速赛和路程赛）、小车规格和原理上的设计要求、各个项目的具体规则和评判标准等等。
　　第三，有较大的设计空间，让学生可以充分发挥其创造力。也就是说，在不违反规则的情况下，可以有多种实现的可能性。
　　第四，要考虑活动的可操作性，包括作品材料的供给以及工具设备的使用等问题。如“水动力车”的制作，基本材料（如夹板、铁线、KT板、玻璃胶、铁钉等）都统一提供，其他比较容易找或可废物利用的材料（如矿泉水瓶、光盘等）则由学生自己准备。另一方面，制作过程中主要使用的锯子、铁锤、钻床等也都是比较常用的工具和设备，这些学校的制作室都能提供，可以满足学生的使用需求。
　　以上是笔者就怎样提高学生科学素质，培养他们创新意识的一些具体做法，在此与各位分享，希望能为广大的科技教育工作者提供一些启发和帮助。同时，也请大家多提宝贵意见，通过相互交流和学习，共同努力将科技创新后备人才的培养工作做得更好。
　　
　　【参考文献】
　　［1］孙敬全，孙柳燕．创新意识．上海科学技术出版社，2010
　　［2］普通高中技术课程标准（实验）．人民教育出版社，2003
　　［3］黄崴．教育管理学．中国人民大学出版社，2009
　　［4］陈琦，刘儒德．当代教育心理学．北京师范大学出版社，2007ＫＪ