成为发明家的秘诀：合作探究，发现问题，行动起来

福田区景秀小学五年级 李晓佳

学习目标

知道发明创造的动机和意义。

学习要点

（1）学会一些发明创造的方法。

（2）感受发明创造所需的素质并激励学生提高发明创造方面的素质。

设计初衷

根据人类历史上的发明创造，运用合作探究的方式，采取“发明家研讨大会”“脑洞大开”“行动起来”等活动，达成学生爱上发明的预设。

活动过程

1. 激趣导入

教师用幻灯片来展示以下故事，让学生谈谈所受的启发。

日本富豪孙正义在美国伯克利大学求学的时候热衷于各种奇怪的发明创造。孙正义的方法非常简单，他做了好多卡片，在每一张卡片上写下一个事物，然后排列组合，由此创造出新玩意儿。他在卡片上写下钉子、吃饭、板凳、婴儿等，然后把它们组合起来，就有可能产生新的想法。例如，把婴儿、吃饭和板凳结合起来，就是婴儿用餐椅……诸如此类。

很多人可能不知道，从严格意义上来讲，人们使用的电子词典就是孙正义发明的。他把发音设备、辞典和液晶显示屏巧妙地结合起来，做成了能帮人纠正发音的电子词典。这项专利后来被夏普购买，并且完成了商品化。

思考：用一句话说说你从中得到了什么启发。

2. 症结陈述

教师：从上面的故事可以看出，发明创造源于生活，只要用心，谁都可以进行发明创造。那么，想要发明创造出对人类有用的物品时，我们需要考虑什么呢？

3. 群策群力

学生：自由地说出发明创造时要考虑的因素。

教师总结：进行发明创造要考虑的因素很多，这节课老师带着大家主要从发明创造的动机和意义、发明创造的方法、发明创造者的素质三个方面去探究如何让自己慢慢成长为一个发明家。

4. 合作探究

活动1：发明家研讨大会——发明创造的动机和意义

在一次国际发明家大会研讨中，主持人给大家讲了三个故事来阐述发明创造的动机和意义。

故事1：瓦特是二百多年前英国的科学家。他小的时候，有一天看祖母做饭。火炉上，一壶水开了。开水在壶里翻滚，壶盖不住地上下跳动，发出“啪啪”的声音。瓦特很奇怪，就问祖母：“奶奶，壶盖为什么会跳动呢？”祖母回答不上来。从此，瓦特就常常坐在炉子旁边仔细地观察。他看见水开了，壶里的水汽直往上冒，冲起了壶盖。他想：“壶盖是被水汽推动的，一壶开水产生的水汽，能够推动一个壶盖，更多的开水会产生更多的水汽，不是可以推动更重的东西吗？”瓦特长大以后，还是不断研究这个问题。他吸取了前人的经验，经过很多试验，改进了蒸汽机，推动了人类的工业革命。

故事2：方便面的发明据说是因为寒风中日本人早起排队等热面的场景被安藤见到，安藤想：“能不能让热面变得简单易做，在家也能自己炮制呢？”安藤在自家的院中成立实验室，买来制面机、面粉等一大堆生产工具和材料，开始搞速食面。面要能保存，还要马上可以吃。安藤曾把自己所有能想到的配料都扔到制面机上去。安藤最终想到了现在流传下来的办法：用油炸完，然后用开水泡。面炸过以后会出现许多细孔，这些细孔能吸水，面很快变软，物理成因相当简单。他后来创办了“日清”方便面公司。

故事3：拉链是由美国芝加哥机械师贾德森发明的。贾德森为了解除每天系鞋带的麻烦，就发明了一种可以代替鞋带的拉链。这种拉链是由一排钩子和一排扣眼构成的。用一个铁制的滑片由下往上拉，就可使钩子与扣眼一个个依次扣紧。从此，他解除了每天系鞋带、解鞋带的麻烦。1893年，贾德森申请了专利。

作为与会的小发明家，你听出这些发明背后的动机和意义了吗？

各种发明

被抽取的小组分享自己的表格。

其他小组思考：发明创造一般是在什么情况下进行的？发明创造会带来哪些影响？

教师：通过上面的故事我们知道，身边的发明创造并不神秘，都是生活中有人因某一问题或需要，经过反复思考得到“答案”而诞生的。尽管发明者最初并没有立下很崇高的志向，肩负很重大的使命，但却为自己、集体、人类带来了深远的影响。只要在生活中注意思考，善于发现问题，人人都有机会做一个“发明家”。

活动2：脑洞大开——发明创造的方法

有一种发明创造的方法是我国学者根据上海市和田路小学开展创新活动所采用的技法总结提炼而成的，共12种，称为“和田十二法”，又称“聪明十二法”。

聪明十二法

加一加 减一减 扩一扩 缩一缩

变一变 改一改 联一联 代一代

搬一搬 反一反 定一定 学一学

有人用“聪明十二法”对风扇进行了改进，这里列举五种。

加一加：带电脑的电扇，能根据温度的变化调节风量。

变一变：球式电风扇、大厦电风扇，通过结构状态的变化，使电风扇的使用性能发生变化。

改一改：保健电风扇，改掉风扇易使人感冒的缺点。(www.xing528.com)

联一联：驱蚊电风扇、催眠电风扇，将电风扇应用于家庭灭蚊、催眠等。

学一学：太阳能电风扇、遥控电风扇，将太阳能、遥控等新技术应用在电风扇上。

小组内每人用上述五种方法中的一种对身边的物品进行改进，并将它在白纸上画出草图。（如雨伞、黑板擦等）

各小组分别派代表带着草图上台汇报自己的改进方案。

下面的学生思考：你觉得他的改进方案使用“聪明十二法”了吗？用得合不合理？改进方案是否符合生活的需要？

教师适当点评学生的评价。

活动3：行动起来——发明创造者的素质

假设你的小组选择了某套方案要去进行发明创造，请填写一个执行计划。

发明创造的执行计划

说说现在的你能做到什么程度？在哪些方面会遇到困难？

学生在小组内交流、归纳。教师指名回答，适当点评。

教师：目前来说，我们想获得突破性的发明还是有不少困难的，那么，我们如何实现自己的理想？让我们来看看发明创造者应该具备的素质，你或许会得到一些启示。

发明创造者的素质

观察力：善于发现生活中的问题或人们的需要，从中获得启示或灵感。

思考力：寻根问底、持续思考得出答案的能力。

科学知识：基础的和相关专业的科学知识。

实践能力：落实想法、动手操作的能力。

创新精神：敢于质疑、大胆创新、特立独行的精神。

行动力：利用一切资源、排除万难、持之以恒，直到得出自己满意成果的能力。

教师：从上表可以看出，要成为一个发明家，需要在生活中留心观察、细心思考以获取灵感，学好基础和相关专业的科学知识以提高自己的动手能力。除此之外，还要有大胆创新的精神和克己坚持的行动力。

5.点评分享

要努力提高自己发明创造相关方面的素质。只要足够努力，你就会梦想成真。有志做发明家的同学在这些方面都要努力！

6.总结深化

最后，我们读一些有关发明创造的名言来勉励自己。回家后也可以将今天的草图做成小手工作为激励自己的纪念品。

做个发明家你也行，从现在开始，从行动开始，让自己越来越有创造力！

有关“发明创造”的名言

这种创新代表着社会所需要的东西：首创性、进取心和创造精神。——佚名

我创造，所以我生存。——罗曼·罗兰

一个具有天才的禀赋的人，绝不遵循常人的思维途径。——司汤达

发明是百分之一的聪明加百分之九十九的勤奋。——爱迪生

即刻反思

1.预设与生成情况的表述

预设学生在每个探究活动进行汇报时会表述不清或不全面，教师要准备好总结的幻灯片或语言，让学生对每个相关知识点一目了然，真正学有所得。生成情况与预设基本一致。

2.课堂调整

“发明家研讨大会”这一环节让学生从若干发明创造的故事中揣摩发明创造的动机，老师可以对故事、表格进行适当的筛选、增减。“脑洞大开”这一环节想让学生掌握激发自己发明创造思维的方法，可以选用其他启发创造思维的方法来训练学生。“行动起来”这一环节意在让学生真正进行发明创造实践，也可以让他们看发明创造从构思到诞生的相关视频。整节课旨在激发学生立志学好科学知识、提高自己的创造力，老师要多用暗示性、激励性的语言让学生对发明创造产生兴趣。

3.课后建议

鼓励学生课后将自己在课堂上用“聪明十二法”设计的草图做成小手工作为激励自己的纪念品，或让学生根据本节班会课所学的相关知识写一篇日记，将自己对相关知识运用的情况和感受记录下来，有兴趣的同学可以在日记中谈谈如何提升自己发明创造的素质。

简要点评

有人曾担心人类该如何在人工智能面前保持优势和特性，当下的科学家给出的结论是，只有人类所具备的“情感和灵感”是人工智能永不可超越的。是的，“情感和灵感”是人类作为“万物之灵”所独有的，而灵感又是创造之源。本课结合一些发明创造的成功案例，引导学生关注身边事物，激发学生的创造欲，培养学生的求异创新精神。当然，灵感缘何产生是个见仁见智的问题，但多数人认可“长期积累，偶然得之”这一观点。因此，热爱生活，做生活的留心者，并时时在生活中细细观察尤其重要，没有这种细致的体验，长期积累就是一句空话，灵光也不可能及时地闪现。如此来看，做一个小发明家是离不开兴趣的激发、爱好的培育的。