一、 小發(fā)明并不神秘

    什么是科技小發(fā)明？

    發(fā)明是"首創(chuàng)前所未有的事物"。世界知識產(chǎn)權組織對"發(fā)明"的定義是"發(fā)明是發(fā)明人的一種思想，這種思想可以在實踐中解決技術領域里特有的問題。"而我國在《發(fā)明獎勵條例》中對"發(fā)明"的概念是："發(fā)明是一種重大的科學技術新成就，它必須同時具備下列三個條件：第一，前人所沒有的：第二，先進的；第三，經(jīng)過實踐證明可以應用的。"

    小發(fā)明不同于大發(fā)明，是根據(jù)兒童已有的科學技術知識和實際能力，在日常學習、生活、工作和勞動中，對那些感到不方便、不稱心的東西，加以改進、改革和創(chuàng)新。所以小發(fā)明是實用新型的"身邊科學"。

    全國青少年科技活動領導小組對科技小發(fā)明的主要項目作了明確的規(guī)定：第一，發(fā)明，指一切具有新穎性、先進性和實用性的科技成果；第二，改進和革新，指對原有物品的形狀、構造或其他方面提出的改進技術方案；第三，新品種，指人工培育的動植物新的品種；第四，發(fā)現(xiàn)，是對前所未知的事物、現(xiàn)象及其規(guī)律的揭示。

    小發(fā)明的主要特點是：第一，新。無論是發(fā)明，改進或發(fā)現(xiàn)，都是前所未有的或前所未知的，不是仿制或重述已有的東西，所以小發(fā)明不同于一般的科技小制作。第二，小。小發(fā)明是兒童身邊的科學，是改進日常生活中經(jīng)常接觸到的東西，而不是去搞高深的、尖端的、難以辦到的科技發(fā)明項目。如云南玉溪市瓦窯小學用煙末等制成的"滅蚜敵"土農(nóng)藥；北京市崇文區(qū)寶華里小學"氣壓熱水瓶的改進"等。第三，實用。小發(fā)明的目的是為了應用方便，其作品要有實用價值及經(jīng)濟效益和社會效益。如山東濱州市第四小學的"方便黑板"，天津市武清縣段莊小學的"自來水防凍閥門"等。第四，科學。小發(fā)明的構思、設計、制作和成果一定要符合科學道理，也不能有損于健康和道德。

    總之，小發(fā)明的課題比較廣泛，也比較簡單，只要能細心地觀察周圍的事物，應用發(fā)明技法，善于發(fā)現(xiàn)問題，獨立思考，大膽想象，動手實踐，就不難取得發(fā)明創(chuàng)造的成果。小發(fā)明并不神秘。

    近年來，全國各地和廣大農(nóng)村的中小學校，隨著課外活動的廣泛開展，小發(fā)明活動也蓬勃興起。如上海市和田路小學，從1979年起就班班建立科技小組，開展創(chuàng)造發(fā)明基礎訓練，培養(yǎng)出不少"小發(fā)明家"，取得了不少創(chuàng)造發(fā)明成果。四川省據(jù)1990年統(tǒng)計，全省各類學校普遍建立科技小組，參加活動的小學生達46萬人次，小發(fā)明作品11萬件，科學小論文1700余篇，其中51件獲全國獎，有的還獲得了國際發(fā)明獎。參加全國青少年科學創(chuàng)造發(fā)明比賽獲獎的直接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務的作品也逐年增加，顯示了農(nóng)村兒童開展科技活動和勢頭。

    二、 創(chuàng)造力是小發(fā)明的思想基礎

    社會發(fā)展的歷史表明，每一項發(fā)明創(chuàng)造，每一種技術的突破，每一種新理論的出現(xiàn)，每一次經(jīng)濟的迅速增長，以及每一種精神文明的進步，都是人們進行創(chuàng)造性勞動的成果。人類具有創(chuàng)造能力，能進行創(chuàng)造性勞動，人類才有今天這樣高度發(fā)達的物質(zhì)文明和光輝燦爛的科學文化?，F(xiàn)代的尖端技術：電子計算機、超導技術、核電站、遺傳工程、宇宙飛船、航天飛機等等，實際上是物化了的智能，是人們創(chuàng)造力發(fā)展的結果。創(chuàng)造力是科技發(fā)明創(chuàng)造的思想基礎，開展科技小發(fā)明活動要開發(fā)和培養(yǎng)兒童的創(chuàng)造力。

    什么是創(chuàng)造力？它有哪些主要特點？富有創(chuàng)造能力的兒童有哪些基本特征？怎樣發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)兒童創(chuàng)造力？這些都是小發(fā)明活動中要研究解決的問題。

    1． 什么是創(chuàng)造力

    創(chuàng)造，就是"產(chǎn)生新的東西"。創(chuàng)造力，就是人在各個領域，以不同的質(zhì)和量的水平，產(chǎn)生新的東西（包括思想、觀點和方法）的能力。創(chuàng)造力也稱創(chuàng)造能力。創(chuàng)造力不只是某種單一的智能，而是多種心理成分有機構成的統(tǒng)一體。人們完成創(chuàng)造性活動一般都是各種智能和個性特征共同作用的結果，既需要創(chuàng)造性思維和想象力，集中的注意力，敏銳的觀察力，良好的記憶力；也需要進取心，自信心，好奇心，濃厚的興趣，積極的情感，堅強的意志、性格以及正確的動機。

    創(chuàng)造性思維是創(chuàng)造力中的核心成分。創(chuàng)造性思維是在創(chuàng)造性活動中發(fā)生發(fā)展和表現(xiàn)的思維過程，它是一個載體，把先人的科學知識和技術的結晶，通過奇妙和思維形式和方法的運用，產(chǎn)生新穎的前所未有的東西，無論是在科學發(fā)現(xiàn)、技術革新、創(chuàng)造發(fā)明，都離不開創(chuàng)造性思維過程和作用，所以創(chuàng)造發(fā)明的過程，實質(zhì)上就是創(chuàng)造性思維活動的過程。創(chuàng)造性思維基本上分為集中性思維和發(fā)散性思維。集中性思維也稱收斂性思維或邏輯思維形式，是利用已有的信息，達到某種正確的結論。發(fā)散性思維也稱擴散性思維或非邏輯思維形式，就是指從各種不同方向去思考，重組過去已獲得的有關信息，產(chǎn)生新的信息。在創(chuàng)造性活動中，集中性思維和發(fā)散性思維是相輔相成，多層次結合，兩者都是必需的，但由于傳統(tǒng)教育不重視發(fā)散性思維的培養(yǎng)，因此需要特殊地加以訓練。要訓練發(fā)散性思維就要研究這種思維方式的特征。國外研究者提出發(fā)散性思維的四個特征，即：第一，流暢性（指發(fā)散的量）；第二，變通性（指發(fā)散的類別、方面和靈活程度）；第三，獨特性（指發(fā)散的新穎成分、罕見程度）；第四，精致性（指發(fā)散的細節(jié)描繪）。

    2． 創(chuàng)造力的主要特點

    根據(jù)心理學家研究，認為創(chuàng)造力的主要特點中下。

    （1）創(chuàng)造力是人類特有的一種心理活動

    任何人都有創(chuàng)造的稟賦，不光是尖子人才所特有的。當然，也存在著個別差異，其差異程度在全人口中呈正態(tài)分布，就是大多數(shù)人都具有中等水平的創(chuàng)造力，創(chuàng)造力極高和極低的人數(shù)極少。人的創(chuàng)造力不是先天就有的，先天的稟賦是后天發(fā)展的基礎。創(chuàng)造力的稟賦雖有差異，但不能決定兒童創(chuàng)造力發(fā)展的水平，后天的環(huán)境、教育、訓練與兒童少年本身的努力才是創(chuàng)造力發(fā)展水平的決定性因素。所以創(chuàng)造力是可以培養(yǎng)的，可以通過創(chuàng)造性的基本訓練，開發(fā)和培養(yǎng)兒童創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)造性活動能力。

    （2）智力不等于創(chuàng)造力

    智力是側重于認識方面的綜合能力，創(chuàng)造力側重于創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)；創(chuàng)新離不開認識，認識卻未必包含創(chuàng)新。根據(jù)大量心理測驗研究結果表明：智商低的人其創(chuàng)造力不會高，但智商高的人其創(chuàng)造力也不一定很高，創(chuàng)造力高的人其智商都在中等以上。由此可見，智力和創(chuàng)造力兩者不是包含關系，但也不是毫無關系，一定水平的智力是創(chuàng)造力高度發(fā)展的必要條件，所以智力教育不能代替創(chuàng)造力培養(yǎng)，在小學基礎教育中，在知識教學和技能訓練的過程中要非常重視培養(yǎng)的創(chuàng)造力。

    （3）兒童創(chuàng)造力發(fā)展的年齡特征

    國外研究者認為兒童創(chuàng)造力發(fā)展的總趨勢是隨著年齡增長的，但各年齡段的發(fā)展是不平衡的。幼兒期是兒童創(chuàng)造力萌芽時期，3～4歲是幼兒創(chuàng)造性想象發(fā)展較高的時期，5歲以后有下降趨勢；小學階段學生的創(chuàng)造性想象，低年級比高年級豐富。由此可見，創(chuàng)造力的培養(yǎng)宜早不宜遲，應從幼兒開始就要鼓勵他們多動腦筋培養(yǎng)創(chuàng)造精神。

    3． 富有創(chuàng)造力兒童的基本特征

    怎樣鑒別和測量兒童的創(chuàng)造力，這是培養(yǎng)創(chuàng)造力要研究解決的重要問題。

    （1）如何鑒別創(chuàng)造力

    自從本世紀50年代以來，美國吉爾福特等心理學家提出傳統(tǒng)的智力測驗不能鑒別人的創(chuàng)造能力之后，如何鑒別創(chuàng)造力引起了許多研究者的興趣，他們進行了大量的實驗和實踐，概括起來有三種鑒別途徑：①編制能鑒別創(chuàng)造力各種要素的測驗，其中公認較好的、應用廣泛的有《吉爾福特發(fā)散思維測驗》、《托倫斯創(chuàng)造性思維測驗》等。②采用一般人格量表或創(chuàng)造性人格量表，通過個性特征的鑒別，來識別創(chuàng)造力。如《發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造性才能的集體調(diào)查表》（FUFT），對小學生進行調(diào)查，通過調(diào)查歸結出具有創(chuàng)造性兒童積極的個性特點為：自信心、好奇心、對復雜事物的偏好、興趣廣泛、幽默感、內(nèi)省等；對創(chuàng)造性的消極品質(zhì)有：固執(zhí)、反復無常、失禮、反抗教師支配等。我國心理學家陳幗眉設計了《3～6歲幼兒性格調(diào)查問卷》，包括主動性、堅持性、自制力、自信心、自尊心及性格的情緒特征，共六個方面、222項。③通過直接觀察，組織各種智力競賽、科技小發(fā)明、小制作、小論文等各種活動形式，了解兒童在校內(nèi)外和家庭社會上的創(chuàng)造性表現(xiàn)或成就，發(fā)現(xiàn)和選拔富有創(chuàng)造力的兒童少年。

    （2）創(chuàng)造力的特征

    美國教育心理學家托倫斯經(jīng)過大量的調(diào)查檢測，從創(chuàng)造力高的兒童中歸結出一些共有的特征，有助于鑒別一個兒童創(chuàng)造力的高低，選摘如下。

    富有創(chuàng)造力兒童的基本特征：①常常專心致志地聽人說話，細致地觀察事物；②愛尋根究底弄清事物的來龍去脈，有較強的好奇心；③說話和作文時，能使用類比的方法；④喜歡對權威性的觀點提出疑問；⑤常常能從乍看起來互不相關的事物中找出相互間的聯(lián)系；⑥喜歡對事物的結果進行預測，并證明自己預測的準確性；⑦即使在干擾嚴重的環(huán)境下，仍然全神貫注地學習和鉆研問題；⑧解題愛提出多種方法來解；⑨發(fā)現(xiàn)新問題時精神異常興奮；⑩從事創(chuàng)造性工作時常廢寢忘食；⑾在學習上有自己關心的、獨特的研究問題；⑿經(jīng)常思考問題的新答案、新結果。

    4． 創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練

    通過上述對創(chuàng)造力的理論和實際的研究，使我們明確創(chuàng)造力是一種綜合能力，它包含創(chuàng)造性思維力、觀察力、想象力、注意力、記憶力等智力因素和興趣、動機、意志、毅力、進取心、自信心、好奇心等非智力因素，以及動手操作、組織協(xié)調(diào)等能力，在諸多的因素中核心因素是創(chuàng)造性思維。開發(fā)和培養(yǎng)兒童的創(chuàng)造力是涉及到家庭、學校、社會環(huán)境的影響和教育，以及兒童本身的主觀方面因素的問題。這里只著重研究在小發(fā)明活動中培養(yǎng)兒童的創(chuàng)造力問題。

    開展小發(fā)明活動的目的是培養(yǎng)兒童的創(chuàng)造力，小發(fā)明活動的過程實質(zhì)上就是開發(fā)和培養(yǎng)創(chuàng)造力的過程，所以要緊緊抓住培養(yǎng)創(chuàng)造力這個中心環(huán)節(jié)。創(chuàng)造發(fā)明要產(chǎn)生前所未有的，新穎獨特的東西，小發(fā)明活動要以培養(yǎng)創(chuàng)造力為前提，在起始階段要搞好創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練。如果急于求成，在兒童還沒有掌握創(chuàng)造性思維的方式時，就組織兒童尋找小發(fā)明課題，尋求解決問題的方案，動手搞小發(fā)明活動，結果往往事倍功半，難以奏效。

    下面介紹一些創(chuàng)造發(fā)明基礎訓練的原則、內(nèi)容和方法，作為小發(fā)明活動的入門。

    （1）創(chuàng)造發(fā)明基礎訓練的原則

    ①啟發(fā)性原則。小發(fā)明不同于小制作有一定的圖紙、實物和程式作為依據(jù)和模仿、它需要標新立異，充分發(fā)揮兒童的創(chuàng)造性思維。在基礎訓練過程中，要采取啟發(fā)、點撥，調(diào)動他們的自覺性、積極性和創(chuàng)造性，以引導兒童通過獨立思考去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，不能采用灌輸、注入等方法。②激勵性原則。激勵是激發(fā)人奮發(fā)向上、積極進取的內(nèi)動力。在基礎訓練中，根據(jù)兒童好動、好奇、好學、好勝等心理特點，采用表揚、搶答、游戲、比賽、競賽等活動形式，達到互相啟發(fā)，互相補充，產(chǎn)生連鎖反應，從而開發(fā)潛力，啟迪出更多的創(chuàng)造性設想。③嘗試性原則。嘗試能激發(fā)兒童積極探索。為了解決某一問題獲得正確或最佳的方案，可以讓兒童嘗試提出幾個方案或解決問題的思路，然后一一予以分析比較，以求得正確的或最佳的方案。④趣味性原則。興趣是個性心理特點的表現(xiàn)，它具有強烈的吸引性和鮮明的情感反映，從而產(chǎn)生高度的吸引力、注意力去探求問題的奧秘。趣味是較興趣更進一層的心理活動，這些要探究的問題，不僅會使兒童感到興趣，而且是回味無究的。

    （2）創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練內(nèi)容與方法

    ①"用途列舉"訓練。這是訓練發(fā)散性思維的流暢性、變通性、獨特性和精致性特征的思維方式。如要求兒童在5分鐘內(nèi)說出"紅磚"的所有可能的用途，兒童會列舉出：造房屋、鋪路、造橋、筑花壇等多種用途。若局限在"建筑材料"范圍內(nèi)列出許多用途，雖算有流暢性，但缺乏變通性；如能列出可以壓紙、當槌子用、墊桌子腳等，就說明字等獨特性的見解，應予鼓勵表揚。在活動之前，科技輔導員可以準備幾種常見的物品，如回型針、小橡皮、大頭針、牙刷、圓規(guī)、尖嘴鉗等，采用口頭搶答、小組輪流回答、限時書面回答等方式進行發(fā)散性思維訓練。②"功能挖掘"訓練。這也是培養(yǎng)擴散性思維能力的方式。每一種物品都具有一種主要功能，任何物品的功能總是有一定的結構來保證。如鉛筆的主要功能是用來寫字，它具有鉛芯和圓木條兩部分結構。如果鉛芯沒有了，主要功能消失了，就成為廢物?，F(xiàn)在要求兒童挖潛，懂得"廢物利用"，有助于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，又能深入分析、了解物品的"功能——結構"，打開創(chuàng)造發(fā)明的思路?；A訓練時可要求每人帶一二件廢品，先由各人分析自己帶來的廢品原有的主要功能和結構，提出挖掘潛能的設計方案，并組織討論方案的可行性，然后每人根據(jù)可行性的方案制作一件"廢物利用 "的物品。這樣，經(jīng)過幾次反復訓練，不僅提高了創(chuàng)造性思維能力、也培養(yǎng)了動手制作的能力。③"詞語聯(lián)想"訓練?？茖W技術的許多創(chuàng)造發(fā)明往往是由聯(lián)想引起的，如日本發(fā)明家田熊常吉在改裝鍋爐的"水流和蒸汽循環(huán)"時，聯(lián)想到"人體血液循環(huán)"，發(fā)明了"田熊式鍋爐"，提高了10％的效率。通過詞語聯(lián)想進行創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練，簡便易學，收產(chǎn)快。例如，冬天——茶杯，采取聯(lián)想把它串連起來，中間環(huán)節(jié)越少越好，可聯(lián)想為：冬天——結冰——茶杯碎了。這樣，用木頭 ——書本，點火——開門，魚——皮球、草莓——西瓜、風——牛等題目進行訓練，以開闊思路提高聯(lián)想思考的能力。

    又如，圖9－1是一種"聯(lián)想練習機"，每一位數(shù)碼代表一種抽象性南的詞語，練習時輔導員說出任意兩個數(shù)碼，兒童就應舉出同時具有這兩種性質(zhì)的具體事物，舉出的事物越多越好。例如，"8"（可動）與"4"（彈性），同時具有這兩種性質(zhì)的事物可舉出：彈簧門、彈簧秤、彈跳蛙、夾子、鼠夾、起跑器等一系列具體事物。④"無究組合"訓練。組合是創(chuàng)造發(fā)明最普遍、最常用的思維方式，目前世界上發(fā)明創(chuàng)造有80％以上是各種知識、技術和方法的重新組合，所以創(chuàng)造發(fā)明在某種意義上來說是知識重組。通過無究組合的基礎訓練，給小發(fā)明提供了創(chuàng)造性的想象天地。例如：圍繞一種產(chǎn)品（椅子、傘、牙刷、帽子等）進行新的組合，每種舉出10件以上；圍繞一種物品（手電筒、文具盒、電風扇、螺絲刀、鋤頭等）進行多功能、多用途組合，使一物品具有5種以上的功能。如多功能三角板，可用作直尺、量角器、圓規(guī)、畫幾何圖形、畫平行線等；提出一系列物品（圓珠筆、臺燈、鬧鐘、溫度計、雨衣、掛歷、枕頭、坐墊等），要求兒童把它們?nèi)我饨M合成為新的產(chǎn)品；列出20種物品名稱寫在卡片上、編號，然后隨便用兩個號碼進行盲目組合，看它能否組成新產(chǎn)品，讓兒童說出其名稱和用途。⑤"仿生類比"訓練。類比是一種邏輯思維方法，仿生類比是指發(fā)明對象與生物的結構功能進行類比，是實現(xiàn)發(fā)明思路的一種方式，現(xiàn)在用作創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練，以培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。如列舉蝴蝶的翅膀、昨蜢的彈跳力、蚯蚓的掘進功能、壁虎腳上有吸盤；豆科植物的固氮功能等等，要求兒童應用仿生類比的思維方式，模擬上述生物的特異功能和結構，去設想小發(fā)明的課題。農(nóng)村的大自然環(huán)境，有多種多樣形態(tài)各異、功能奇特的生物界，可以引導兒童去尋找和觀察各種生物的特異的結構和功能，提出仿生類比的思路。 幼39家39兒童
    通過創(chuàng)造發(fā)明的基礎訓練，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，引起兒童對小發(fā)明活動的廣泛興趣，從而為小發(fā)明技法的應用打下一定基礎。

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