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培养青少年科技创新精神,迎接未来世界的挑战
2001-08-23    苏州市第十中学 周国卫

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  创造是人类文明进步的阶梯。人的创造开发到什么程度,社会就前进到什么水平。人类不能没有创造。哪里有创造,哪里就有新的希望。随着社会的发展,创造越来越重要,创造是社会进步的决定因素。创新要从教育抓起,创新要从小做起。

  科学技术上的发明创造是推动社会进步的强大动力。因此,激发青少年发明创造的兴趣,培养青少年发明创造的意识,开发青少年发明创造的潜能,是进行素质教育的重要任务。今天的青少年是社会的未来,我们国家发展的明天,取决于今天的青少年学习的效果,创新意识就要这里起步,在这当中,科技创新教育显得尤为重要。

  一、培养学生的进取心

  进取心是指那种不满足于现状,坚持不懈地向新的目标追求的蓬勃向上的心理状态。

  进取心是极为可贵的。人类如果没有进取心,社会就会永远停留在一个水平上,绝不可能进入有着高度物质文明和精神文明的现代社会。一个人如果没有进取心,那他终生将会碌碌无为。甚至可以说,有无进取心,是区别所有建树者与无所作为者的根本标志。

  我国发明家冯如,12岁到美国,先在旧金山做杂役,后到纽约一家机械厂工作。一股强烈的进取心驱使着他如饥似渴地自学中学数、理、化,并钻研有关力学、电学、光学等理论知识。苦学了10年。在20出头时,他就设计制造出打桩机、抽水机等机械。还是由于进取心,促使他勇敢地进行了让人飞上天空的大胆尝试。1906年他开始研制飞机;1910年在美国旧金山举行的国际飞行比赛中,冯如驾驶着自己设计制造的飞机以最佳成绩获比赛第一名,为中华民族争得了荣誉。

  要增强进取心,必须克服安于现状、得过且过、墨守成规、抱残守缺的处世观念。安于现状者,有一种是对现状感到心满意足,压根儿没想到要去改变它;另一种是对旧状况已感到某种不满足,对所见景况感到不理想,对所处境遇觉得不称心,对所用物品感到不顺手、不便当,但他不想去改变一切,反而认为这都是既成事实,何必煞费苦心、消耗精力去折腾一番,不如循规蹈矩,得过且过,于是乎心安理得了。这两种情况都是我们常说的“不思进取”,这是思想上的一种保守倾向。这种保守思想是发明创造的严重障碍。因此,要增强自己的进取心,必须克服或铲除保守思想。

  古往今来的一切发明家之所以能在各个不同的技术领域中独占鳌头,无不因为其具有强烈的进取心。“欲穷千里目,更上一层楼。”一切有志于作出发明创造的青少年,从小就应该注重于培养自身最基本的素质??进取心。

  二、培养学生的自信心

  自信心就是在对自己的能力作出正确估价后,认定自己能够实现某种追求、达到既定目标的一种心理状况。

  自信心对于从事创造性劳动的人们尤为重要。常言道:“信心是事业的立足点。”在发明的攻坚战中,丢失了自信心这块阵地,就意味着整个战线的崩溃。所以著名科学家居里夫人告诫人们:“应该有恒心,尤其要有自信心!”美国莱特兄弟的名字之所以被载入史册,就是因为他俩有着很强的自信心,不相信当时的一些权威科学家关于“飞机”不能离开地面的断言是真理,坚持研制飞机多年并亲自试飞,终于在1903年12月17日驾机飞行了260米,开创了人类展翅飞翔的新纪元……

  那么如何增强自信心呢?最重要的是克服自卑感。持有自卑感的人最容易见到别人的长处,觉察自己的短处,并以别人之长比己之短,越比越觉得这也不行,那也不行,就象“放炮”后的车胎,彻底泄了气。因此,增强自信心的第一步就是要学会用一分为二的辩证观点去看待别人、估价自己。

  增强自信心还得正确地认识“才能”。应该相信业已被现代科学证明了的一个论点:先天赋予人的才能一般都是公平合理的,刚生下来时并无太大差异,这正如鲁迅先生精辟地阐明的;即使天才,在生下来的时候的第一声啼哭,也和平常的儿童一样,决不会是一首好诗。人的天才是在后天的劳动实践中造出来的。

  在发明的道路上就得有十足的信心。因为发明创造是在前人未曾涉足的荒地上行进,这里经常有困难和挫折的风暴袭来。处在这种恶劣的境遇中,最忠实、最可靠的“伙伴”就是自信心。因此,任何准备搞发明的人,都不可忽视对自信心的培养和增强。

  三、培养学生的好奇心

  好奇心是一种对自己还不了解的周围事物能够自觉地集中注意力、想把它弄清楚的心理倾向。一般都是通过“看一看、听一听”引起惊奇感,再通过“问一问”的方式把它的来龙去脉搞清楚。例如,树的年轮是如何形成的呢?

  强烈的好奇心是从事创造性活动的人所具备的基本素质之一。如果对周围的一切都冷眼相看,无动于衷,甚至麻木不仁,可以断定这种人是不可能去积极探索未知世界秘密的,也就不可能搞出发明成果。人们所说的“才能”,在很大程度上就是指一个人能够看到其他人所不曾看到的,能够理解或感受其他人所不曾理解或不曾感受到的,并把这一切传递给别人的本领。因此,也可以认为:那种对特殊的怪诞的事物感到惊讶的行为似乎只是一种“本能”的反映,而只有对身边无人注意的事物感到惊奇,才是某种才能的显露。

  要想训练和保持自己的好奇心,最有效的方法就是保持或恢复童心。因为咿呀学语的孩子是最富有好奇心的,他们对这个世界上的一切都感到非常新鲜,总是爱寻根究底地问个不停。

  要使自己具有好奇心还得养成遇事爱问个“为什么”的习惯。爱迪生自幼就爱“打破砂锅问到底”,从鸡为什么把蛋放在屁股底下、蛋也怕着凉等问题一直追问到“把蛋放在屁股底下暖和暖和就能孵出鸡娃娃吗?”至此还不满足,他还亲自做了个窝,一本正经地蹲在上面孵小鸡。没有强烈的好奇心的驱使,爱迪生是不会有此举动的。瓦特也曾对水蒸气顶开壶盖这一平常现象唠唠叨叨地问个没完,后来他创制出当时世界上最先进的蒸汽机。这就是说,好奇心能促使人去发问;反之,爱提问题也是求知欲、好奇心强的表现。有意识地训练自己多提问题必然有助于好奇心的增强。

  总之,好奇心能导致求知欲能使人走上知识之路,进而发挥出创造能力。因此,在发明活动的整个过程中都应该使自己保持儿童时代的好奇心,对自己未知的东西,不仅要看,而且要看仔细;不仅要听,而且要听真切;不仅要问,而且要问到底。这样,将会有助于个人创造力的发挥。

  四、培养学生的想象力

  想象力就是在记忆的基础上通过思维活动,把对客观事物的描述构成形象或独立构思出新形象的力。简言之,就是人的形象思维能力。

  发明是一种创新活动,在动手之前先得把发明目标在脑子里刻下印象,然后构思出基本轮廓。因此,丰富的想象力亦为发明者所必须。

  爱因斯坦认为:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想象力是科学研究中的实在因素。”

  增强想象力的关键在于不断地打破习惯性思维对自己的束缚,经常进行发散性思维,亦即给思维插上翅膀,让它在广阔无垠的世界中自由驰骋。这种不着边际的思维就是我们常说的幻想。发明创造者同样需要幻想,同时我们还应懂得,尽管有些幻想被人斥之为“想入非非”,其实,想入非非未必非!在古代,“点灯不用油,耕地不用牛”,“用从月亮上取回的土种庄稼”等,无疑都是想入非非的幻想,然而通过人们艰苦的创造性劳动,这些幻想都变成了当今的现实。幻想是可贵的,同时它也是衡量一个人想象力强弱的重要标志。因此,想增强想象力的人不妨把自己培养成一个长期幻想者。

  一切想取得发明成果的青少年,千万不可忽视创造者所必备的这种基本素质??想象力。

  五、培养学生的洞察力

  洞察力就是指某些人所具有的那种深入细致的直接观察能力。直观力,正常人都具有;洞察力并非每人都具备,只有那些能够“体察入微”者才具备。

  搞发明创造很需要洞察力,因为发明创造的过程实际上是个“推陈出新”的过程,对你眼前的陈旧事物最初都是通过直观去了解的,只有运用洞察力才能“看透”它,即透过现象看清它的本质,发现它的缺点和毛病所在,在此基础上才有可能去变革,去创新。否则,只进行一知半解的直接观察,满足于所摄取的不深不透的表象,是不可能有所发现、有所发明的。再者,发明史上也不乏利用某种偶然机会搞出一件新发明的事例;这种在创造性劳动中偶有所得的现象通常称作“机遇”。机遇与洞察力密切相关,甚至可以说,如果没有高度的洞察力,即使发现、发明的机会降临到你的面前,你也不能抓住它。例如,1876年,克鲁克斯在进行真空管放电现象的研究时,多次发现放在实验台附近的包装得很严实的照相底片被感光了。他只停留在这一表面现象上,认定是底片质量太差,到工厂退了货。19年后,德国科学家伦琴于同一实验中发明放在两米远处的表面涂有氰化钡的纸屏上发出了荧光,用黑纸包住放电管,纸屏上仍有荧光。他抓住这个奇异现象不放,继续进行深入细致的研究观察,分别用笔记本、薄木板和手去遮挡光源,终于证实了有一种肉眼看不见的X射线的存在。1896年1月3日,当伦琴拍摄他妻子的手骨照片在维也纳有《新自由报》上发表时,意味着又有一大发明??用X射线透视人体的新技术公诸于世。同样道理,英国细菌学家弗莱明如果没有高度的洞察力就不可能从培养皿中的局部的葡萄球菌死亡这一普通现象中看清它的实质,进而发明了最有效的抗菌药剂??青霉素。这二个例子都说明,机遇能导致发明,可是你面对机遇却缺乏洞察力,那就只能是“身在宝山不识宝,相逢仍是陌路人”了。

  既然洞察力对搞发明很重要,那末怎样训练提高自己的洞察呢?

  提高洞察力的另一条途径就是要克服粗心大意、走马观花,不求甚解的不良习气,心要细,要把观察与思考结合起来。要做到这些,先得提高自己适应环境的能力,使自己的行动不易受外界环境的干扰,“静心体察”必然有助于洞察力的提高。

  六、培养学生的动手能力

  动手能力是指在某种设想完毕后,独立完成这种设想的能力。它包括备料、加工、制作、实验或试验以及绘图方面的技能。

  动手能力是一个优秀的发明者所应具备的基本技能之一。尽管一些科学的设想也能申请到发明或实用新型专利,但它毕竟不是一个完整的理想的发明。完整理想的发明应该有制成的样品,并经试验已达到了预期的目标,实施起来不用花很大气力。

  从古至今的许多发明家都有着很强的动手能力。爱迪生12岁在火车上当报童时,就在一节行李车上摆弄着瓶瓶罐罐等物,一有空就去做实验。因在车上做化学实验引起白磷着火,而被车长解雇,后来到了斯特拉得福铁路分局,他又用那双闲不住的手,将人工定时拍发电报的装置改装成自动按时拍发电报的装置,为自己赢得了很多睡眠时间……如果不是他那很强的动手能力,就不可能在一生中搞出一千多项发明。

  动手能力的增强只能靠手勤,靠苦练。谁也不会生下来就有一双灵巧的手,练得多了,干得熟了就不会那么笨手笨脚了。“熟能生巧”就的就是这个意思。美籍物理学家李政道曾对中国学生说过:动手能力是创造发明者所必备的基本素质。

  七、培养学生的搜索信息能力

  从事发明创造者必须信息灵通,能够准确、及时地了解有关的研究动态、社会需求动向、同类课题研究队伍的状况等信息,以保证发明创造成果的新颖性、实用性和先进性。在瞬息万变的信息时代,“两耳不闻窗外事”,关在屋子里搞创造发明,是肯定要落伍的。即使是搞“小发明”,也需要注意搜索信息,了解有关的技术成果和研制状况。有些青少年不大注意了解信息,他搞出来的东西都是别人早就发明了的,有的早已在报刊上发表,甚至已经获奖,或已申请了专利。如果能及时了解信息,把这部份精力用在真正的发明创造上,岂不更有意义和价值?

  八、培养学生的创造毅力

  使他们能够经得起失败和挫折的考验,勇于克服困难,始终保持发明创造的热情和兴趣,不屈不挠,坚持到底。这样一种毅力不仅有助于文化知识的学习,也有助于他们以后从事各项工作,有助于他们事业上的发展。

  九、培养学生的创造能力

  使他们逐渐掌握创造性的思维方法,提出创造性的设计方案,并将设想变成现实。很多科学家、发明家,从小就表现出卓越的发明创造才能。美国电话发明家贝尔小时候就喜欢发明创造,15岁就改制了村里的水磨。爱迪生从小就喜欢做化学实验,以至在火车上当报童时也不间断,并因实验中的偶然事故多次受罚。他们从小形成的创造能力,在他们后来的科学技术研究中起了相当大的作用。

  发明创造的基本特点:

  1.先进性:所谓发明创造的先进性,是指在技术水平上超过同类技术成果。具体讲,表现在它解决了某个技术难题,使产品的性能和效率有所提高。

  2.新颖性:凡属发明创造,都必须是新颖的、独特的、前所未有的。但有一点需要讲的,如一项发明的有些部份是已有技术成果,但按照新的方法组合起来,这仍然可以说前所未有的发明。如圆珠笔和电子表组成新的记时圆珠笔,这就是发明。

  3.实用性:一项发明创造不仅应该新颖独特,而且应该经济实用。便于人们接受,有推广价值。但有些实用性是随着时间推移而增强的。如1880年贝尔和助手,创造了光束来传递语言的装置。“光话”当时缺乏光导纤维等器材,显得没有实用性,而今天光纤通信在通信领域已有了很大的实用意义。

  在普及基础上再提高

  学生们在课堂上的发明创造作品很多仅仅是设想,有些是不成熟的发明模型。怎样使一个好的设想成为作品,怎样使不成熟作品变为成熟。使幻想成真。这就需要培养学生的创造毅力。一个成功的发明作品在试制过程中,往往需要经过很多次失败和改进。如我校余煦翔同学在“钻头刀具磨刃器”的发明过程中,不怕一次次的失败、改进,终于在我的鼓励和辅导下,取得了成功。此项发明96年第八届全国青少年创造发明比赛获二等奖。参加96年北京国际发明展览银版奖。同时也获得国家科委“王丹萍”科技进步奖基金奖。余煦翔名字被摘录《中国当代发明家大辞典》。由于他发明创造事迹,98获得了“全国第三届宋庆龄奖学金”,并代表江苏获奖学生赴京领奖。受到中央领导人胡锦涛、李岚清等的亲切接见和留影。如欧正逸同学受劳技课创造发明内容启发,蒙发了要解决肓人倒水的困难,在我的辅导下,在发明小组里不断试制改进,终于发明了“肓人茶杯”。他98年8月份参加在香港举办的第九届全国青少年发明创造比赛获得了全国二等奖。在2000年江苏省第十一届青少年创新大赛中,我校获得团体一等奖,有多人获奖,其中初二王?同学发明的“快速制动夹钳”获省一等奖,获第十届全国青少年创新大赛二等奖,也获大会特设单项奖“安利环保奖”全国仅三名。同时也获第三届四省一市“亿利达”青少年发明鼓励奖(江苏唯一获奖中学生)。

  只要学生们具备了以上这些素质,在我们生活中天上飞的、地上跑的、水中游的,人们吃的、穿的、住的、用的,发明真是无所不在,无处不有。正是发明创造了无数的新技术、新产品,使世界变得更美好。

  发明创造活动是贯穿人类社会历史发展始终的基本活动。人类漫长的历史发展进程,实际上就是人们进行发明创造的过程。从钻木取火的发明到原子能的利用;从刀耕火种到自动化生产;从石器时代到微电子时代的演变正是人们通过发明创造,推动了人类的进步和社会的发展。人类要生存,社会要发展,就得不断地去探索、不断地发展。

  

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