构建“开心发明”校本课程，培养学生创新精神

刘少君

“开心发明课程”是气质教育的支撑性组成部分，它以培养全校学生的创新精神和实践能力为目标，实现既面向全体学生普及创新教育，又关注部分学生的兴趣培养和特长提升，满足不同层次学生的个性发展需要，为国家培养创新后备人才奠定基础。

一、国家课程校本化普及创新教育，培养学生创新意识

2017版《小学科学课程标准》在课程具体目标方面，极为注重“加强技术与工程融入科学教育的力度”。而科技教育、STEM教育等在培养学生的技术与工程方面具有较大的优势，但科技教育等所需要的课时、科技师资等问题严重阻碍了科技教育的发展，能否将科学课与科技创新教育进行有效整合呢？

2017年以前，教育部頒发的《义务教育课程设置实验方案》要求，小学从3-6年级设置科学课，每周2节。我们根据小学生的年龄特点和认知规律，创造性地将科学课与科技教育融合在一起，从2012年开始，将《科学》教材每课的主要知识点进行拓展与延伸，开发出《开心发明》（3-6年级）校本教材。

《开心发明》教材每课内容包括“观察与发现”“头脑风暴”“发明故事”和“创新实践”四部分内容。由教师充分利用科学课5-8分钟的拓展时间进行学习，例如三年级下册《磁铁有磁性》一课，教师可引导学生细心观察与思考“磁铁有磁性这一性质能应用于我们的日常生活吗？”“你能利用磁铁的这一性质进行发明创作吗？”激励学生大胆表达自己的想法与创意。经头脑风暴后，教师适时介绍与本课知识点相关的磁性晾衣架的发明故事及发明技法，激励学生在课堂或课后进行创新实践，即把自己的发现、创意及时写下来、画出来，或做出模型、实物。学校还将创意设计纳入科学创新能力评价，即每个学生在学期末都要以文字、图画形式设计一件创意作品，分值计入科学总分。若学生能将设计做成实物参加各层级的科技比赛，更给予加分奖励。这让学校科技节作品的数量及质量逐年上升。

这种将国家课程校本化的做法，可使3-6年级学生通过四年科学课的学习，轻松了解110个以上的发明故事和14种发明技法。在不增加额外课时、师资的情况下，利用科学课就使发明创新教学在大部分学生中得到普及，这一做法具有较强的前瞻性、实践性和创新性。

那又如何从低年段培养学生的科技兴趣和创新意识呢？ 因2017年以前一、二年级不开设科学课，“科技体验课程”正是为此目标而开设的。学生通过观看简单有趣的科技教育视频，了解科学技术改变生活的趣味实例；通过观察和研究发明物品、了解其功能，体会科技与生活息息相关，科技能使我们的生活更美好。

二、校本课程多元化促进特长发展，培养学生创新精神

《科学课程标准》明确指出，课程要面向全体学生，为每个学生提供公平的学习机会与有效的指导，在课程、教材、教学、评价等方面鼓励多样性和灵活性。因此，除了将国家课程校本化普及创新教育，学校还向学生提供适应学生兴趣和个性发展需要的、多元化的校本科技课程，并建构了“开心发明”课程体系，开设了“一、二年级科技体验课程”“兴趣超市课程”“开心发明社团培训课程”，分层次、分阶段、分项目提升学生的创新精神和实践能力，全方位促进学生个性特长发展。

《中国学生发展核心素养》指出，在实践创新素养方面，要求学生善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情；理解技术与人类文明的有机联系，有工程思维，能将创意和方案转化为有形物品或对已有物品进行改进与优化等。兴趣超市课程是全体学生均可根据个人兴趣爱好参与的选修课程，包括“我爱发明”“奇思妙想创意营”“发明实践营”三种课程，能很好地达成以上目标。学生可通过视频了解普通人设计、修改、制作出实物的全过程；并可以以头脑风暴的形式去尝试各种发明创意设计；还可以认识和学习使用万用机床等设备制作创意作品。该课程培养了一批掌握各种发明技法、动手实践能力较强的学生，扩大了科技创新后备队伍。“开心发明”社团成员由科技教师在全校选拔，主要通过各种发明技法培训、搜索及查新培训、学习设计及制作出集科学性、实用性和先进性于一体的发明作品，并争取在各层级的科技创新大赛中获奖，或向国家知识产权局申请专利。

学校还开展了科学家进校园，组织学生参观科技馆、创意生活馆等丰富多彩的活动课程，“开心发明”科技长廊等隐性课程，宣传身边小小发明家及其发明作品。校本课程的多元化，使学校涌现了一大批热爱科技创新与发明的学生，在创作中他们勤于思考、乐于实践、敢于创新，并设计出一大批优秀的发明作品。良好的思维品质不仅使学生终身受益，更促进了其他学科的学习。例如，黄昱铨对生活中的各种事物充满了好奇，凡事总想弄个明白。在加入开心发明社团后，他更善于发现各种生活用品的缺点，并认真观察和思考如何改进。积极动手制作发明作品、喜欢小发明创作成为他的最大特点。四年级时，看到一名3岁的小女孩因模仿大人拔电源插头导致触电死亡的新闻后，他便开始研究插头，每天琢磨着如何将插头变得防触电。最后，在老师的帮助下，他和陈俊豪发明了用可伸缩的绝缘塑料包住插头金属柱，使人的手指没机会触碰通电的金属柱，有效预防触电。他们的成果“安全插头”获得佛山市青少年科技创新大赛二等奖。上五年级时，他又发明了“防油满溢出的快灌漏斗”，不仅获得国家专利，还获得第33届全国青少年科技创新大赛银奖。在2018年9月15日，首届广东科普嘉年华暨2018年全国科普日广东主场活动启动仪式上，他作为唯一的学生代表宣读倡议书，他以自己的发明经历鼓励广大青少年朋友一起行动起来，为实现中华民族伟大复兴作出贡献。他的发言还受到广东省副省长黄宁生的特别表扬。在利用所学科学知识解决实际问题，并制作出发明作品的过程中，他不仅充分感受到成功的乐趣，观察能力、创新精神和实践能力均得到提升，创新更带动了他的学习热情，各学科成绩有较大的进步。

近年来，学校有200多名学生的发明作品在全国、省、市等各层级青少年科技创新大赛中屡获佳绩。有16件发明作品获国家专利。“开心发明”科技特色已成为学校的一张闪亮名片，其影响力不仅辐射周边学校，还吸引同行前来观摩学习，港澳地区及美国、新加坡等友好学校每学年也都组织师生前来交流学习。

注：本文系2014年广东省教育科学规划一般项目“小学生发明创新能力培养的课程建设研究”（课题批准号：2014YQJK078）的研究成果之一。