科学实验探究与创造教育[上学期]

课件277张PPT。浙教院附中 陈欢庆科学实验探究开发——与创造发明教育一、科学实验探究开发的意义1、利用简单易得的材料，探究、设计、制作出来的科学实验和教具，往往比原有教学需要的一些科学实验效果更加明显，而且比较切合教学的重点、难点的需要，符合教学规律，从而有更好的教学效果。2、好的科学实验教具能使学生学习自然科学化难为易，激发学习兴趣，提高学习质量。3、师生合作，共同探究实验，能充分调动学生学习科学的主动性和积极性。4、创造更多的机会让学生以脑指挥手，得到手脑并用的正确训练。5、培养学生的科学思想、科学方法和科学精神，进而促进师生创造性思维能力和实践能力的全面发展。
二、科学实验探究与自制教具的作用1、它是教师为适应教学需要、改革教学方法而自行设计的形象化教学器具，它弥补了商品教具的不足，凝聚、体现着第一线教师丰富的教学经验，是教学科研成果的重要形式之一。2、它是购买的教学仪器所不能取代的，开展自制教具活动是培养师生分析问题，解决问题和知识的应用能力，有助于培养创新精神和增强实践能力，是教学改革的重要活动，它正日益受到各级领导和广大教师的重视；3、可以约大量的经费，弥补实验装备的不足；改革开放以来，教育部先后举办过五届全国自制教具评选，均取得了良好的效果，受到了广大教师和各地教育部门的欢迎，涌现出一批优秀自制教具作品和教学骨干，并得到普及。4、可以不断改进现有实验方法和教具，符合当前新课程改革的需要，推动中学物理和科学实验教学；5、有些科学实验和自制教具因其设计新颖，实用性强，有独创性，比现有产品有较大改进能够填补空白，它往往是教学仪器新品开发的前期设计，为工厂提供新产品作好准备。三、科学实验探究与自制教具的类别1、启发性科学实验与教具——能够帮助学生打开学习科学原理的思路，激发学生对学习科学的主动性和积极性。2、探索创新性的科学实验与教具——通过对实验的设计和问题的探究，学习科学的思想方法，激发创造性想象和创造性思维。3、低成本科学实验与教具——利用现有条件因人、因地、因时、因师生而异，进行实验改革、自制教具和课外科学探究等，具有很强的可操作性，它特别适合边讲边实验，易于普及和推广。四、科学实验探究的理论背景（一）智力的结构论 ----科学探究与创造的理论基础七因素论 美国心理学家加敦纳(Gardner,1983)认为，人类的心理能力中，至少应该包括以下七种不同的智力：
(1)语文智力，指学习与使用语言文字的能力。
(2)数理智力，指数学运算及逻辑思维推理的能力。
(3)空间智力，指凭知觉辨识距离判定方向的能力。
(4)音乐智力，指对音律节奏的欣赏和表达的能力。
(5)动作实践智力，指支配肢体以完成精密作业的能力。
(6)社交智力，指与人交往且能和睦相处的能力。
(7)自知智力，指认识自己并赞扬自己生活方向的能力。加敦纳的观点吉尔福特的智力三维结构论美国心理学家吉尔福特(Joy P. Guilfor- d,1897- )1959年提出。人类智力的三维结构论表现在思维活动过程中，包括三类不同事件：
(1) 引起思维的材料，决定思
维的内容；
(2) 进行思维的心理活动，决
定思维的操作；
(3) 整理思维的结果，获得思
维的产物。思维过程中的
三类事件就是智力立体结
构的三个维度。 三个
维度总要素为180吉尔福特的智力三维结构论 在思维内容的维度上，引起思维的材料或信息(即刺激)，包括五类：
(1) 视觉(信息)，指经由视觉器官(眼睛)直接 摄到的图象；
(2) 听觉(信息)，指经由听觉器官(耳朵)直接 听到的声音；
(3) 符号(信息)，指带有涵义的文字、数学
、图案等符号；
(4) 语意(信息)，指由语文传达的观念；
(5) 行动(信息)，指对别人外部行为的主观 解释(属社会性智力)。 在思维内容的维度上吉尔福特的智力三维结构论 在思维操作的维度上，包括六类不同的思维运作方式：
(1) 认知思维，指对发现并理解所要思维的信息；
(2) 记忆收录，指对需要思维的信息立即予以记忆；
(3) 记忆保持，指对思维过的信息能够保持相当时间；
(4) 发散思维，指思路广阔，能从不同角度思考问题的
思维方式；
(5)聚合思维，指根据已有经验遵循逻辑途径寻求最佳答案的思维方式；
(6)评价，指在对各种信息处理时，对信息的性质及迫切度进行选择与取决过程。 在思维操作的维度上吉尔福特的智力三维结构论 在思维产物的维度上，包括六类思维结果：
(1) 单元，指思维结果是可能采用单位计算的 (如多少单字)；
(2) 类别，指经思维后按事物特征类化，得到 类别的认知(即概念)；
(3) 关系，指经思维后了解到事物之间的关系 (如同体积水比同体积的冰重)；
(4) 系统，指思维后了解到复杂事物的系统结 构(如自来水从何处来)；
(5) 转换，指经思维后能将某种事物转换成另 一种形式(如将水加热换蒸汽)；
(6) 涵义，指经思维后能从现实事物的表象得 到启示，并用来做预测未来的依据。在思维产物的维度上吉尔福特的智力三维结构论 智力的三大类要素，每大类要素又各自包括多种次级要素。这样，在整个立体式智力结构中，在理论上就可按三大要素的乘积，得180种不同的能力；即5(不同内容)×6(不同操作方式) ×6(思维产物)=180。换言之，吉尔福特认为，人类的智力是由180种不同的能力结构而成的。 创造学之父---- 美国心理学家吉尔福特的一项研究得出：智商在70至130的学生进行创造力测验，并把智商与创造力测得的两个分数在直角坐标系中找出相应坐标点，结果发现下列图形： 70 80 100 120 140 高↑
创造力↓
低智商（力）智商智商等于智力年令与生理年令的比值，再乘1001.从整体来看：创造力与智力有正相关的趋势，一定的智力是创造力高的基本条件。
2.智力在130以上者，创造力分数的分布点非常分散，说明智力高的人不等于创造力也高。
3. 学习成绩优异≠能力的优秀，也不等于今后贡献越大。斯登柏格的智力三维结构论耶鲁大学心理学家斯登柏格(Robert J.Sternb-erg)的信息加工论的智力观点，在1981年他对公众的智力观进行调查发现，公众所列举出高智力者的行为特征大致有三类：语文表达能力、善于解决问题以及长于社会判断。并提出以下三种智力为维度的智力结构： 组合智力经验智力情境智力斯腾博格智力三维结构理论示意图斯登柏格的智力三维结构论指人类在认知过程中对信息的有效加工；包含三种智能成分：
① 元认知能力，指个人对自己认 知的认知的能力以及支配运用 知识与选择策略的能力。
② 创新能力，指通过学习获 取知识的能力。
③ 实践能力，指经由实际操 作而表现出来的能力。 组合智力斯登柏格的智力三维结构论指导个人修改自己的经验从而达到目的的能力。包括两种能力：
① 运用旧经验迅速解决问题的能力；如运用既有的算术四则经验，从事计算题演算时，就是经验运用的能力。
② 改造旧经验创造新经验的能力，如解答未曾见过的数学应用题时，必须将旧经验重新组合，才能求得答案。此时所需要的能力，即属经验改造能力。 经验智力斯登柏格的智力三维结构论指依据环境变化达到生活目的的实用性智力。包括三种能力：
① 适应环境的能力，进入新的环 境时，能适度改变自己以符合 环境要求的能力。
② 改变环境的能力，指必要时改 变环境以适应个人需求的能力。
③ 选择能力，指在数种可能中选 择其一，从而达到目的的能力。 情境智力（二）物理新课程的基本理念物理科学是一门实验科学，在基础教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式认识科学；
经历科学实验探究过程，逐步学习物理规律，构建物理概念；
学习科学方法，逐步树立科学的世界观。提高全体学生的科学素质▲注重学生发展，改变学科本位▲从生活走向物理，从物理走向社会▲注重科学探究，提倡学习方式多样化▲注重学科渗透，关心科技发展▲构建新的评价体系●新课程新在哪里　　新课程加强了课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系。 新课程要求学生:（三）情感态度与价值观 1．能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 2．有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 3．具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识。4. 有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。 5．了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。6. 关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识 第三部分内容标准 科学探究及物理实验能力要求 物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求。 1、科学探究要素 对科学探究及物理实验能力的基本要求 2、提出问题 能发现与物理学有关的问题 从物理学的角度较明确地表述这些问题认识发现问题和提出问题的意义 3、猜想与假设 对解决问题的方式和问题的答案提出假设 。 对物理实验结果进行预测 认识猜想与假设的重要性。4、制定计划与设计实验 知道实验目的和已有条件，制定实验方案 。 尝试选择实验方法及所需要的装置与器材 。 考虑实验的变量及其控制方法。 认识制定计划的作用。 5、进行实验与收集证据 用多种方式收集数据 按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义 ，具有安全操作的意识 认识科学收集实验数据的重要性。分析与论证 ： 对实验数据进行分析处理 尝试根据实验现象和数据得出结论 。 对实验结果进行解释和描述 认识在实验中进行分析论证是很重要的。 6、评估 （1）尝试分析假设与实验结果间的差异。 （2）注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题 。 （3）吸取经验教训，改进探究方案，认识评估的意义。7、交流与合作 能写出实验探究报告 在合作中注意既坚持原则又尊重他人 有合作精神 认识交流与合作的重要性 总之：通过科学实验探究活动，能使学生主动参与、乐于探究、勤于动手，从而达到培养学生搜集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，交流、合作、创新和实践的能力。# ●《综合实践活动》中的研究性学习(探究学习）非常重要。 1、研究性学习活动。研究性学习活动是学习者基于自身兴趣，在教师指导下，从自然、社会、文化和学习者自身生活中选取有意义的主题，进行跨学科探究的过程。学生通过研究性学习活动，形成一种积极的、生动的、自主合作探究的学习方式。各种富有时代感的主题（如环境教育、国际理解教育、价值观教育等）都可以渗透于研究性学习活动之中。通过研究性学习活动，不仅可以发展探究欲望和创新精神，而且可以深刻理解自然、社会、自我、文化之间的内在联系。 （三）创造的含义●从狭义上讲创造——是指提供新颖的、首创的产物的活动，并具有社会价值。●从广义上讲创造——是提供前未所有的产物的活动。主要指新思想、新观点、新的设计、新的意图、新的探索研究、 新的做法、新的方法等统称为创造。中国现在是地大物博，物产丰富但中国面临着严重的人口问题。
从人均占有量来统计，则就成为人均占有量的贫国、小国、穷国、弱国。
因此，从我国国情出发，非开展科技创造教育不可，下面给出三个数据予以说明亚洲123人/km2
日本331人/km2
韩国455人/km2
英国240人/km2
印度312人/km2
中国126人/km2减去沙漠面积一半
　为255人/km2
台湾555人/km2中国与其他国家相比情况：数据之一? 亚太经济合作组织成立于1989年11月，其成员已从最初的12个扩大目前的21个，国内生产总值约占全球的50%，对外贸易额约占世界的48%，现已成为全球实力最强大的区域经济组织。数据之二： 我国的劳动生产率，只有发达国家平均水平的六之一，而每万元产值能源消耗却是发达国家平均水平的六倍。两 个数相乘之后其差距就变成三十六倍，面对这很大的劣势，如果不开展科技创造教育，奋发图强，艰苦奋斗，就有可能被开除“球籍”的危险。数据之三： 我国有十三亿人口，即有十三亿个脑袋。著名科学家钱学深教授说：一个人的大脑，相当于1015个开关，也就是一部人脑巨型机。我国最有希望的动力是1015个开关，如能把它变成合力，就能推动社会进步的最大动力。唯一的办法就是就是通过创造性的教育和学习，提高创新精神与实践能力。因此作为我们教育工作者一定要响应党中央的号召，“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”这对于加强科技教育，提高国民科技意识，具有很大的现实意义和深远的 历史意义。杨振宁教授有个评论：“中国的留学生，学习成绩都是很好的，但知识面不够宽，还有就是胆小，觉得书上的知识就是天经地义的，不能随便加以怀疑，跟美国的学生有很大的差别。”
中国经济起飞和社会发展需要大量善于动手的人才，而目前层层考试对会动手但不一定会考试的青少年十分不利。虽然这是个十分复杂的问题，不是很容易解决的，但至少应给会动手的青少年一些鼓励，并设法帮助他们解决升学问题。
97年诺贝尔物理学获得主朱棣文教授也认为：“中国的学生学习很刻苦，书本成绩好，但是动手能力差，创新精神明显不足。” 有关诺贝尔奖情况从100年中（1901~1999）的获得者共427项，包括物理、化学、医学。
美国 193项， 45.2% ，近三年占70%以上；
英国 65项，15.2% ； 德国 61项， 14.3% ；
法国 27项，6.3%；日本4、俄国7、瑞士13、瑞典11、瑞士15、丹麦8、奥地利6、加拿大等都有，而中国还处在未夺破0的状态。国际上将诺贝尔奖作为 种科学精神来宏杨，求真、求美、扬善、扬德。国际科学研究论文在权威刊物上发表的论文（98年）近年来的专利情况专利申请量主实施率是科技发展水平的重要标志自1995年后，在中国申请专利总量比重逐步上升。
外国公民申请专利多集中于价值较高的发明和实用新型反观中国在海外申请专利，1995年获得外国批准的专利数仅为213件，不仅与发达国家相距遥远，与南韩相比差距也很大，以进入美国的专利申请为考察对象：1982——96年的15年中，中国在美国申请数（354）件，低于巴西（615），香港（725），韩国5899，台湾省10836，日本257627件。 从增长情况看出，85--90年中国在美国专利申请年平均增长率为116.0%；但90年后，这一数字大大下降，仅为5.7%。低于印度、巴西、尤其是韩国的增长率。这难道与基础教育一点关系也没有吗？中国、韩国、印度、巴西历年来获美国专利数的比较 中国、韩国、印度、巴西历年来获美国专利数的比较　　创造力的贫乏严重制约我国科技经济和社会的发展。每年专利申请平均2600家企业才拥有１项，中国企业每年申请的专利总数不及日本的一家企业多；美国电报电话公司拥有有效专利3.5万项；中国人口占世界的四分之一，而每年申请专利总量占世界专利总量的千分之一。◆发明的概念1、什么是发明一切具有新颖性，创造性和实用的技术成果。或者是人类的一种创造活动。从字面上来解释“发明”。发——发觉、发现明——明白、明了。★什么是小发明就是“小制作、小设计、小革新”的泛称。简称“三小”科技活动，它特别适合于中学生。◆开创性发明◆改进性发明二、小发明的条件1、新颖性——就是要求某项技术或成果是“前所未有”的。2、创造性——就是要求比现有的发明技术上有特点和进步，在效果上要更好。3、实用性——就是指这个小发明能够被生产或者使用，并且能够产生积极的效果。杨振宁教授有个评论：“中国的留学生，学习成绩都是很好的，但知识面不够宽，还有就是胆小，觉得书上的知识就是天经地义的，不能随便加以怀疑，跟美国的学生有很大的差别。”
中国经济起飞和社会发展需要大量善于动手的人才，而目前层层考试对会动手但不一定会考试的青少年十分不利。虽然这是个十分复杂的问题，不是很容易解决的，但至少应给会动手的青少年一些鼓励，并设法帮助他们解决升学问题。
97年诺贝尔物理学获得主朱棣文教授也认为：“中国的学生学习很刻苦，书本成绩好，但是动手能力差，创新精神明显不足。” 探究性学习与传统学习的区别维持性学习与创新性学习五、科学实验探究和开发的方法与诀窍（一）自制物理教具的创造技法　　做好物理实验必须要有一定的物质条件，其中最重要的是教学仪器．随着科学技术的发展，教学仪器在不断地更新和改进，为物理教学改革奠定了一定的物质基础，但还跟不上教学的需要．因此，物理科学教师开展自制教具的研究就显得很有必要．自制教具不仅可能成为仪器改进的先导，而且其本身的直接应用也有不可替代的作用．这是因为自制教具价格低廉，易于普及；简单明了，易于揭示本质的特征；而且易使学生感到亲切，含有许多创造教育的因素．　　要改进教学仪器和自制教学仪器，自觉地学习和运用创造的技法是很重要．从改进物理教学仪器和自制物理教具创造的技法来说主要有以下七种：1、希望点和需求点列举法；2．缺点列举法； 3．组合创新技法； 4、联想和移植创造法；5、替代法和模拟法；6．强化技法与挖掘潜力法；7．逆向技法．下面我就介绍一下我在物理教学中运用希望点列举法和缺点列举法自制教具和改进教具的一些实践．　　1、希望点列举法在自制物理教具中的实践　　有一条格言是这样的“人的一半是梦想，一半是追求，梦想是美丽的，但追求比梦想更美丽．”人们都有美好的希望，发明者根据人们的希望进行创新，这就是创造技法中的希望点列举技法．希望点列举法是人们克服思维障碍，发现问题，提出问题的一类技术，但它更多地运用想象，因此能锻炼人的有效地控制思维活动的能力．所以这种技法常用来研制新的仪器、开发物理实验新的教学模式．　在运用希望点列举法进行操作时首先应定好课题．课题不应局限于某种仪器设备，它还可涉及到整个物理实验教学活动中，小至演示顺序、实验方法，大至教学模式的研究．然后列举希望点，对研究的对象提出希望．现举例如下：　　我是1977年参加工作，我在实验教学改革中，发现高中物理《共点力的合成时》总感觉到用作图法研究合力与分力间的关系不是很直观，学生总是学不好，于是我就提出了一个设想（即创造技法中所谓的希望点，当然当时是一种自觉地行为，完全出于对教学的喜好），能不能制作一件教具演示力合成的平行四边形法则及合力与分力间的关系呢？就是在这样一种希望之下我发明了如“磁力移动式”的共点力合成的平行四边形法则演示教具并形象地演示了合力与分力间的关系．教具是用金属板制作的，面板上安放带小钩和滑轮的大磁块，可以在上面任意移动。另外还需制作带红色标记的力的大小和力的箭头．直观性是很好，在教学中收到了良好的教学效果．该教具参加了杭州市自制教具评选，获得了二等奖．这一教具从现在的观点来看就是我在希望点列举法自制教具中的一个成功案例．　　2、缺点列举法在自制物理教具中的实践　　人类的希望、社会的需求和事物的缺陷，构成了发明和革新的不尽源泉．中学物理教师应该从现有的实验器材的缺陷中寻找自制教具的课题．缺点列举技法是指通过发掘现有事物的缺陷，且一一列举，然后提出改进或革新的一种技法．列举缺点，就是发现问题，而创造发明就是要解决问题．每发现一个缺点，提出一个问题，也就找到了一个创造发明课题．　　运用缺点列举技法一般按下列步骤进行：　　1）定课题．课题要相对小些，简单一些，这样比较容易成功．　　2）根据掌握信息一一列举缺点．列举缺点可从实验器材的物理和化学性能角度，从外形、结构、材料角度，从实验方式、方法、教师演示和学生观察角度等．　　3）找出造成缺点的原因．　　4）针对缺点提出克服缺点的各种方案．　　5）对改进方案进行评估，并进行实验、优化一时实施不了的可暂时“冻结”起来，以备条件成熟时“解冻”。　　下面介绍一下我是如何用这一技法改进了平行电流相互作用的演示．　　举例2　平行电流相互作用演示装置的改进．平行电流相互作用是高中物理中必做的演示实验、我所见过的演示方法是用在铁架台上用两根钢丝挂两根平行的直导线，下端插入水银槽中，然后通入电流，导致两导线相互排斥，通过观察和使用，发现该装置存在如下可改进的地方：?　　　1）该装置制作成功时实验连摄象机、电视机都未配备，可见度不高，即使现在用摄象机、电视机来提高可见度，一个二十九寸彩电的显示效果也不是很好，而且用这么多的器材也很不方便．　　2）该装置只能用来演示平行反向电流的排斥作用．　　3）该装置中用的水银也存在环保问题，应该尽量不用．　　4）该装置的设计毫无艺术性可言，对学生的吸引力不够．　　针对上述问题，我首先设计了如下的方案：　　1）我用一块塑料板，在其上用刀划出一个7cm×8cm的矩形，为放在幻灯机上投影时透光用．并在塑料板上安装四根小立柱子，用以固定导线，这样实验时需要的设备就少多了，可见度也很好，水银也不需要了．　　2）利用塑料方形支架作为悬挂通电导线的两根横梁，从家用电线中截取两段1mm的10cm长铜导线作为通电导线，再找四根双股细铜丝将它们与两根铜导线焊接起来，然后平行等高的挂在塑料架上，两根铜导线到塑料架的高度为10cm，它将起到将微小的磁场力通过力矩放大的效果．两根钢导线水平相距为7cm左右，四根双股细铜丝在塑料架上绕一圈后再用电烙铁焊接后固定在塑料架上．3）并联后接上额定输出为10A的电源，将电流调到8A左右，就能清楚地看到两根导线通以同向电流时被吸引到了一起的情况．　　4)若调一下接线就可演示反向电流相互排斥的情况．电流只要取5A左右即可。　　以上的设计总共化了一周时间，开始时用的电流太小，间距太大，都导致过实验失败．但最后还是成功了．该装置只要另加一蹄形磁铁形成一个竖直方向的磁场还可用来演示通电导线在磁场中的受力问题．3、信息交合法：组合的基础美术 铁画音乐 胡琴、码子、拔子、1234567（音符）电 导线、线架磁 指南针化学 Fe+H2SO4=FeSO4+H2物理 弹簧、砝码文字 ABCD数字 123 · · · + －×÷（）[ ] =曲别针材料重量体积截度韧性颜色弹性硬度直边弧YX1、什么是组合发明法 组合发明法——是指按一定的的技术原理，把某些技术特征进行新的组合，构成新的技术方案的发明技术。组合发明法——也叫切割发明法组合法的类别：异物组合法
同物组合法
主体附加组合法
重组合组合法4、组合发明法例如：●第六个图案是什么图形？创造思维训练题把一个正方形切去一块还剩下几个角。请思考？○把一个正方体切去一块还剩下几个角。请思考？异物组合 ——就是将两种或以上的不同物体相组合以获得新的创造发明的技术。1、护士手中三用器2、防冻裂水表3、方便胶水瓶4、方便提升斗不锈钢5、方便升国旗绳子同物组合 ——就是将两种或两个以上的同一物体进行组合，以图创新的一种创造技法。◆新颖“教练听珍器”◆多功能两用喷杆◆新式世界钟◆母子定位墨水瓶改进世界钟 ——就是以某事物为主体，再添加另一附属事物以组合创新的技法。主体附加组合法●定时振动枕头●高低可调多人篮架●发音壶盖灯罩●无泪蜡烛●杀虫电扇●英语魔方请问：以上发明项目各属于哪一类组合性发明？重组组合法 ——任何事物都可以看作是由若干要素构成的整体，各组成要素之间的有序结合是确保事物整体功能或性能实现的必要条件。 如果有目的，有计划地改变事物内部结构要素的次序，并按照新的方法进行重新组合，就会使事物功能和性质发生变革。如：有三个电影镜头：①一个人在笑； ②枪口对准了他；
③他一脸恐惧。 按这个顺序，观众会说他是一个懦夫。如果倒过来放，则是一个哈哈大笑的勇士。①构体积木式家具，可组合成100多种款式。②上“热”下冷的冰箱③V型多接头带④免提电话机——把话筒和电路合并在一起⑤技术原理和技术手段相结合有：
喷气推进原理+燃汽轮机的组合→喷气发动机创造发明之——开孔法实用发明诀窍之：1、现有产品中有关小孔的发明实例①、计量定位孔
②、猫眼观察孔
③、球鞋透气孔
④、鞋带定位孔
⑤、有孔盖子
⑥、海军水手鞋
⑦、透气手套
⑧、开孔钢笔尖①、分子模拟运动实验仪
——投影气垫桌②、防折断门扣③、孔式防流烛5、青少年发利用开孔法发明制作的实例④、易开饼干盖⑤、方糟透气防潮孔⑥、易打水的吊桶⑦、洁洁悬挂式菜刀⑧、两头尖绣花针⑨、定位墨水瓶小孔小孔上下可调节器深度⑩、定压打气筒11、方便手电筒方便角平分器防冲淘米饭盒警用手电筒有孔团扁数药板——与开孔的深度，数量有关档板条小铁丝能自由转动立体磁力线实验显示器多孔防近视眼镜方便汤勺减压针头共有三个小孔 改进红绿灯原有的：可改为：总之，开孔方式与深度、数量、以及形状等有关。常有的：双针订书机带槽自行车铃盖盲人卷尺开槽法定位合页方便裁纸刀开槽筷子带齿调羹带槽滤油锅铲系列发明法——陈欢庆第十节 系列发明法
求全责备，尝试系列设计，力争以全适变，这是人们的一种心理特征。
如美国杜邦公司以人造丝为原料织成的尼龙丝袜风靡一时，后又生产出尼龙针织服装，接着又根据尼龙韧性强的特点生产了尼龙蚊帐、尼龙地毯、各种尼龙薄膜、尼龙床罩等等产品，使杜邦公司尼龙家族的产品“子孙满堂”，而且绵延不绝。
又如有个保健用品厂，在成功地研制出神农牌药枕之后，马不停蹄地开发系列保健用品：保健护背、保健护腰、保健护肚、保健护肩、保健护膝、保健香囊、保健床褥等等。 系列产品的发明与开发，既是创造发明成功的一种有效方法，又是满足市场需求的较好措施。它主要是在一定产品基础上进行辐射开发，形成带有明显的“小发明”特征的新产品系列。在这种发明中，要以某一“物品”为信息中心，尽可能多地进行发散想像。因此，它特别适合于广大青少年朋友的创造发明活动一．我们针对现有蜡烛所存在的不足提出改进方案，发明出新颖有效的新式“蜡烛”。（l）现有蜡烛易“流泪”，可设计成防“流泪”新品。 如图所示：蜡烛改进 （2）、现有蜡烛点燃后易冒黑烟，无防风，亮度也不够明亮，可改进设计成如右图所示的蜡烛灯台。 （3）现有蜡烛呆板、无艺术性、不美观，可改进设计成如右图所示形状。 （4）现有蜡烛不能适合岁数大的人做生日蜡烛，如 8l岁的老人总不能在蛋糕上插上用支蜡烛，于是我们可以把蜡烛做成数字、字母、符号等形状的蜡烛。 二．我们针对某一机械原理进行系列发散思考。如利用“平行四边形”结构原理改进发明如下一些器械。 继续平行四边形三、我们针对现有衣架不能防风，容易吹落或其它不足进行系列改进设想，以达到“创新衣架”。 继续衣架改进四、我们针对现有“锅子”易溢出进行系列改进设想，以求“创新”目的。 锅子改进五、针对现有“漏斗”在使用时流通不畅的缺点，进行发散设想，改进提高。（主要将漏斗颈部的形状改变成较合理的通气“管口”，如下图所示。） 漏斗六、针对现有“雨伞”的某些不足，进行系列改进创新。
（1）纸伞：不牢固，伞面容易被风吹破；
（2）布伞：伞布不易及时晒干，容易发霉；
（3）尼龙布伞：携带不方便；
（4）折叠式伞：晴雨不能兼顾；
（5）太阳能电扇伞：无风时显得非常闷热；
（6）储电式照明伞：夜间漆黑一片，行走不便；
（7）报警自卫伞：单独外出不安全；
（8）音乐欣赏伞：独人外出不快乐；
（9）双人情侣伞：两人同时出门，使用不方便；
（10）多彩色伞面更换个：伞面不美观；
（11）头带式帽子伞：一手撑伞，另一手拿东西，不方便；
（l2）郊外旅行自行车专用伞：骑车旅游时，易被风
吹掉；遮阳遮雨；
（13）圆帽集水式雨伞：伞上的水不会流到地上； 雨伞七、针对现有“螺丝刀”存在的不足，进行系列设计改进。
（1）普通型：修理电视机等器具时，经常使小螺丝掉
人机内；
（2）夹头式不掉螺钉型：光暗看不清；
（3）照明式小手电筒型：需要测定有否强电；
（4）试电笔型：氖管寿命不长；
（5）液晶式：高低压都可测量；
（6）子弹头式：携带方便；
（7）磁性式：使用方便；
（8）直角型：适用于不同场合；
（9）左轮手枪式：更换螺丝刀头方便；
（10）带卷尺式：方便长度测量。 螺八、针对已有“望远镜”按需要进行系列“创新”’。
（l）开普勒望远镜：看到的像是倒像；
（2）伽利略望远镜：看到的像是正像；
（3）双镜筒高倍望远镜：适合于军事等；?
（4）矩形盒式望远镜：易携带；
（5）足球式伸缩望远镜：趣味性强，吸引儿童；
（6）橄榄球式望远镜：趣味性强，激发儿童的兴趣；
（7）三角形式望远镜：体积小；
（8）纸质电话笔记本式望远镜：轻巧；
（9）眼镜架式望远镜：方便，空出双手；
（10）头戴太阳帽子式望远镜：方便、实用；
（11）钢笔式望远镜：轻巧、美观。 望远镜九、针对已有热水瓶，按未来要求尽可能地进行系列化， 从而达到创新的目的。
（1）可以调温的；
（2）可以制冷又制热的；
（3）可以蒸馒头；
（4）可以煮鸡蛋；
（5）可以取暖；
（6）可以作为自卫武器；
热水瓶（7）可作为药物水瓶；
（8）可作为多种饮料水瓶；
（9）音乐水瓶；
（10）可作为一次性可食用的水瓶；
（11）电感应式自动加热水瓶；
（12）定时、报音热水瓶；（13）不易摔倒的水瓶；
（14）不易挤破的水瓶；
（15）太阳能加热水瓶；
（16）遥控行走水瓶（供病人用）；
（17）可以煮稀饭；
（18）可以煮咖啡或牛奶；
（19）可以净化磁化水质；
（20）可以随时加水烧水；
（21）可以作冷气空调；
（22）可以用作报警电话的水瓶；
（23）可以用作灭火用的水瓶；
（24）可作学英语的水瓶；
（25）可作夜光水瓶；
（26）可折叠的水瓶；
（27）声控式水瓶； 十、针对“音乐”进行系列设计，以求创新。
（1）音乐贺年卡；
（2）音乐生日卡；
（3）音乐图书；
（4）音乐茶杯；
（5）音乐门铃；
（6）音乐电话；
（7）音乐闹钟；
（8）音乐雨伞；
（9）音乐儿童催眠床；
（10）音乐儿童尿湿报警提示器；
（11）音乐摇椅；
（12）音乐办公桌；
（13）音乐钢笔；
（14）音乐图画板；（15）音乐牙刷；
（16）音乐生日蛋糕；
（17）音乐玩具；音乐十一、针对“折叠”而进行的系列设计，以求创新。
（l）折叠桌子；
（2）折叠凳子；
（3）折叠椅子；
（4）折叠床；
（5）折叠沙发；
（6）折叠雨伞；
（7）折叠眼镜；
（8）折叠秤杆；
（9）折叠量尺；
（10）折叠放大镜；
（11）折叠式自行车；
（12）折叠式煤气上楼车；
（13）折叠式儿童乒乓桌； 折叠十二、针对“灯”的发展史，进行系列改进设计，以求 创新。
（1）古代用的动物油灯；
（2）近代用的植物油灯；
（3）煤油灯；
（4）煤气灯；
（5）电灯；
（6）节能灯；
（7）彩色灯；
（8）定时灯；
（9）收音机台灯；
（10）太阳能灯；
（11）高压杀虫灯；
（12）紫外杀菌灯；
（13）红外线灯；
（14）医疗治病灯；
（15）特种射线灯；
（16）“荧光素”冷光灯；
（17）特种霓虹灯；
（l8）高亮度探照灯；
（l9）停电应急灯；
（20）地球仪台灯；
（21）手动照明灯；灯十三、针对“笔”的发展史，进行系列改进设计，以求创新。
（1）鹅毛笔；
（2）蘸钢笔；
（3）自来水笔；
（4）双芯笔；
（5）多色笔；
（6）活动笔；
（7）子弹头笔；
（8）照明笔；
（9）世界时刻笔；
（10）音乐笔；
（11）放大镜笔；
（12）防遗忘笔；
（l3）伸缩笔；
（14）折叠笔； （l5）玩具笔；
（16）磁性笔；
（17）水中写字笔；
（18）油漆笔；
（19）香味笔；
（20）毛笔钢笔两用笔；
（21）指南针笔；
（22）自动笔；
（23）免刨笔；
（24）无铅卫生笔；
（25）自卫笔；
（26）录音笔；
（27）翻译笔；笔十四、针对“电扇”已有性能，利用系列发明法，进一步 提出改进措施，达到不断创新的目的。
（1）带电脑的电扇（能根据环境温度的变化调节风量和 控制时间）；
（2）吸顶式电扇（去掉吊扇的吊杆，改为吸顶式，使客 厅整齐美观）；
（3）全方位立体型电扇（扩大送风角度，使电扇能作圆 周旋转，以实现全方位送风）；
（4）自行车用电扇（将电扇小型化、以适合不同环境的 需要）；
（5）蚊帐内吊式电扇；
（6）婴儿微型吊扇；
（7）球形电扇（通过改变结构、状态，使电扇使用性能 变化）；
（8）高楼大厦式电扇（主要是结构变化）；
（9）保健电扇（改进普通电扇易使人产生厌烦的缺点）；电扇（l0）防火电扇（将电风扇应用与家庭防火联系起来构思）；
（11）驱蚊杀虫电扇（将电扇应用与驱蚊杀虫联系起来构思）；
（l2）催眠电扇（将电扇与催眠功能联系起来构思）；
（13）非金属微孔叶片电扇（叶片经药物液汁浸泡制成保健式 电扇）；
（14）微型散热电扇（防止精密仪器过热，用于冷却）；
（15）制热电扇（适合于冬天供热）；
（l6）吸尘电扇（能作吸尘器使用）；
（17）无叶片风扇（打破常规，应用振动原理送风）；
（18）超低噪声电扇（降低电扇噪声标准）；
（19）节能式电扇（降低电扇单位时间内的电耗量）；
（20）太阳能电扇（将太阳能储电技术应用于电扇技术上）；
（21）遥控电扇（将微型遥控新技术与电扇技术相结合）；
（22）激光电扇（将激光技术与装饰艺术结合起来，形成特有 的立体艺术效果）。十五、针对“红外线技术”的推广应用，进行系列 辐射开发，以求创新。
（l）红外线防盗报警灯（保安用）；
（2）红外线电子狗（保安用）；
（3）远红外线辐射取暖器（防寒用）；
（4）远红外线防寒鞋（防寒用）；
（5）远红外线羊毛背心（防寒用）；
（6）电脑红外线光诊断仪（医疗用）；
（7）红外线体温计（保健用）；
（8）红外线健身器（保健用）；
（9）红外线美容仪（美容用）；
（10）红外线电吹风（美容用）；
（11）远红外线干燥器（农业、造纸等用）；
（12）红外线无线耳机（家用电器用）；
（13）红外线冻疮治疗仪（医疗用）； 红外 （14）红外线感冒治疗仪（医用）；
（15）红外线拔火罐（理疗）；
（16）红外线食品烤箱（食品工业或家用）；
（17）红外线摄影（防洪、抗旱）；
（18）红外线夜视镜（军事巡逻）；
（19）红外线遥感电脑处理图象（国家大面积 测量、规划、情报）；
（20）红外线探矿（地质分析）；
（21）红外线监控森林（森林防火）；
（22）红外线破案（公安侦查）。 十六、针对“电代炭”进行系列研究，开发新产品。
（l）木炭熨烫斗（原始的、温度不可调，不卫生等）；
（2）电熨斗（温度可调，清洁、方便）；
（3）喷汽式电熨斗（快速成形，使用更方便）；
（4）电火锅（快速清洁）；
（5）电烤箱（清洁方便）；
（6）电暖炉（恒温，舒适）；
（7）电热水器（无废气、安全可靠）；
（8）电取暖器（恒温、清洁）；
（9）定时节电电饭堡（实用、方便、节能）；
（10）电饼机（方便家庭自制食品）；
（11）电消毒机（餐饮业、家用）。十七、针对“发泡技术”进行系列研究开发新品，以 求创新。
（1）发泡面包（用于食品加工，口感好）；
（2）发泡水泥（迁移至工业产品，质坚而轻，隔声效 果好）；
（3）发泡树脂（超轻型纱布代用品）；
（4）发泡肥皂（能漂浮在水面）；
（5）发泡橡胶（隔热、隔音效果好）；
（6）发泡金属（质轻而坚韧）；
（7）发泡玻璃（具有采光柔和，但又不透明、质轻的 特点）；
（8）发泡塑料（大量用于包装、运输、保温、隔声等 领域）；
（9）发酵发泡饲料（用于喂牲口，长膘快，效益高）发泡技术十八、针对“磁疗技术”的应用，以系列研究为手段， 大力开发磁疗新品种，达到适合市场需要的目的。
（1）磁性医疗器械（如磁针、磁按摩器等）
（2）磁化水杯；
（3）磁疗眼镜；
（4）磁疗健身球；
（5）磁疗高压电击球；
（6）磁疗沙发；
（7）磁疗枕芯；
（8）磁疗床垫；
（9）磁疗保健背心；
（10）磁疗帽子；
（11）磁疗电水壶；
（12）磁疗净水器；
（13）磁化水瓶；（14）磁化水龙头；
（15）磁疗降压仪；
（16）磁疗绑带。磁疗技术十九、针对“钟表”的历史延续，以系列开发为主线， 进行创新。
（1）摆钟计时（最早的一种）；
（2）日历机械钟表（摆轮式机械齿轮）；
（3）指针式电子钟表（微型电机带动）；
（4）液晶式电子钟（数字式显示）；
（5）防震动钟表（抗强震动）；
（6）防磁场钟表（抗强磁场磁化）；
（7）防水钟表（防水浸人）；
（8）太阳能电子钟表(不需电池、用半导体硒材料替代)；
（9）发音电子钟表（按时提醒人们）；
（10）电脑程序控制钟表(可控制家用电器有规律工作)；
（11）化学手表（只要灌人清水，通过化学反应便能自 动走时）；钟表 （12）世界时钟表（能同时知道许多国家时刻）；
（13）旅游地图钟表（方便旅游者）；
（14）潜水表（适于潜水工作）；
（15）磁疗手表（具有保健作用）；
（16）提醒手表（重复可调定时振动或发音）；
（17）无线电视手表（可接收电视信号）；
（18）收音机手表（可收听广播信息）；
（19）BP机式手表（传呼、计时两用）；
（20）录音式手表（可进行窃听，用于反间谍）；
（21）地球仪台灯式时钟（既可照明，又可计时）；
（22）照明式手表（方便夜间工作）。 二十、以“成双”思路进行系列开发，达到不断创新。
（l）鸳鸯动物系列（如狗、猫、鸟等）；
（2）男女对表；
（3）情侣对笔；
（4）二合一香波香皂；
（5）双头电扇；
（6）双面镜子；
（7）双头书写钢笔；
（8）收录两用机；
（9）计时、测血压两用表；
（10）美观大方裙裤；
（11）客货两用汽车；
（12）电视录像组合机；
（13）折叠式扇帽；
成双需求发明法根据人们新的需要用调查分析的方法进行再创造发明。需求发明法 　　以上就是我在物理自制教具中运用几个创造法的示例，前者是无意识的，后者则是学了创造技法后的有意识的创造行为．我相信大家只要掌握了创造技法并善于运用创造技法，就一定能自制出更多简单而实用的教具，为中学物理实验教学添上崭新的一笔，六、科技创造教育活动课内容与方法 在当前的教育改革中，学校非常重视活动课的建设，因为科技实践活动课是推进素质教育的重要手段之一，用怎样的方法才能使活动课开展得科学而有效呢？ 我们应该从实际出发，因地制宜，因师因生而易。任何一种好的方法都有特定的时间和空间才能产生良好的教学效果。 俗话说，教育有方法，但无定法，科技创造教育更是如此。重点学校有重点学校科技教育做法，职业学校有职业学校创造教育的做法， 普通学校也有相应的方法，小学有小学的做法。总之，要应校、应时、应师、应生而易。通过十多年的实践，我们学校主要有以下几个方面的内容：1、 科学创造思维培养与训练活动。 分学习创造学基础知识和学科渗透创造教育相结合，并提出相应的创造性思维训练系列题，供教学实践使用，在每次训练以后，则要求学生至少完成6~8个创造性练习题，课后由课代表收齐，并进行登记。2、 科学讨论会活动。主要由“自然科学”教师和“社会科学”教师进行组织和指导。其内容有各学科的“科学小论文”、“小创新设计方案”等，然后进行展览。3、“三小发明”活动。主要内容为小制作，小革新，小发明。小制作：自制科学仪器、教具、学具等制作。如压力与压强实验仪、磁力线实验板、电磁感应实验器、半渗透实验器等。小革新：模型设计革新，电子、电工作品设计革新、机械革新、以及工具革新等。小发明：在小革新和小制作中，所涌现出来的一些具有较好新颖性、创造性和实用性的作品或项目，再反复进行改进提高、完善。4、趣味科学实验比赛活动。 这种形式的活动，能让学生的兴趣特别强，其参与面也很广，在专业教师的指导下，他们的创新能力和动手能力是能够得到培养的，如在2002年的杭州市（地区）举行的“趣味科学实验”比赛中。我校参赛项目获一等奖3项，二等奖2项，三顶22项，并荣获团体第一名。5、电子科技创新制作活动 此项活动深受学生们的欢迎，包括高中、初中和小学生每年都可参加全国电子创新制作竞赛，凡在竞赛中获胜者，均可在高考中得到加分的优惠，在老师的上指导下，学生们边听边实验，并且进行考核评价，打分记录。另外，还经常举行实际比赛，这样就大大促进学生知识概念的理解和知识应用水平的提高。电子技术是信息技术的基础，从小培养对电子技术和应用的兴趣，必将对今后工作和电子创新发挥较大的作用。6、“三模制作与比赛”它主要是指航空、航海、车辆模型，如有直线赛车和遥控车模比赛项目，航空模型等，这一活动项目在我校搞的历史较长，取得的成绩也挺好，有位新教师搞了二年，结果遥控赛车在全国比赛获得二等奖， 其中刘阳同学取得了国家二级运动员。在杭州地区比赛中我校获得团体第三名的好成绩。这项科技活动也是很适合于高、初中和小学生开展，得到广大同学们的喜欢。7、智力拼装模型的比赛A、智力拼板（四巧、七巧和八巧等）；B、智力魔方，智力魔球、魔棍等；C、蛋形拼图等；D、几何图形（拼凑，组合并添加一句有意义的语句）；E、精巧的摆设型军舰模型、航海模型等。 这种活动对于培养发散性思维和收敛性思维很有作用。同时，也提高了语文和数学概括性思维品质。 这项内容组织灵活，方便实用，难度可深可浅。适合于初中生。8、新概念作文写作比赛活动这一比赛与演讲活动相结合，此项活动对于创新性思维品质的形成具有积极作用，通过此类活动，可以促进语文教学等各个 学科成绩的发展。9、“雏鹰”争章活动。 这主要由学校团委、少先队进行组织活动，它特别适合于初中学生根据少年儿童的心理和身理特征，开设科技创造发明等争章活动。所以它是经过考核才能凑效，而且学生一定达到九个星级“章”才能获“雏鹰”一、二、三等奖奖章，学生的吸引力还是比较大的。10、科技夏令营 我们学校第年都开展“科技夏令营”。包括物理实验科技夏令营则有20多个班队。内容有电子，电工，粘结技术，分离技术，组装技术。电模，航空模型等。 我们开展的有科技活动，主要依靠上级的支持，由市教研室组织发通知书给各个学校报名。因此所参加的学生还是较多的，并且自负盈亏。有时还与电脑公司，浙江大学三部一起进行夏令营，怎样，一些实地参观用车，住宿就不成问题了。11、星期日发明学校（双休日发明俱乐部）有计划、招生，师资，教材，动手实验，制作，创新设计和发明比赛等。思考 题1：冰窗花 在冬天，每当早晨起来时发现窗玻璃上凝结有 一层薄冰，叫作“冰窗花”，请问此层薄冰在屋内还是在屋外？
思考 题2：光线通过凸透镜时，其效果一定是会聚的吗？
当两块磁铁折断后，其两断口之间是相互吸引还是相互排斥？。思考 题3：现有两根完全相同的废旧钢锯条，其中有一根是带磁性的，另一根则没有带磁性的。请分析，如何来区分载来？思考 题4：在一个空的透明可乐瓶内，按照要求将气球放入瓶内，试想一想能否将该气球吹大？如果吹大了，能否自动变小？思考 题5:在晴天时，天上的白云会遮挡太阳光，请问：我们处在什么位子，才能看到的影子比白云大或者影子比白云小。思考题6：用一只面积为40*40cm2的塑料袋，能否举起60kg的人体？思考题7：用手按 一下刚好浮在水平面的配重气球。问该气球是停留在水中、下沉，还是又重新浮出水面思考 题8用二个单刀开关与两个灯泡串联为一个电路，问断开其中一个开关后，其电路 中的灯泡还能发亮吗？思考 题9在不施加任何力的前题下，让皮球从一个高度自由下落，到地弹起后能否超过其原先下落的高度吗？思考 题10一个胶卷，中间串过一根细线，然后将它竖直起来，能够自由滑下到底部，请你设想一下，能否通过双手达到任意停、滑的目的？思考 题能否在用力拉细线时，达到使中间物体能够往上移动的目的？科学教育的目的在于认识客观世界，具有性质：真理性——发现并提示了客观规律。
系统性——科学是系统化的知识。
交叉性——各学科知识与方法具相关性。
发展性——科学是无止境的创造结晶。
统一性——因为自然界本来就是 一个统 一整体。
可用性——知识就是力量。（新的知识或有价值的知识才是力量）技术具有以下性质：功利性 — 满足特定的功利要求。
科学性 — 符合科学原理。
创造性 — 是科学知识的创新应用。
进步性 — 不断地创新发展。
经济性 —经济上有价值，有竞争力。
生态性 — 符合环境要求。
艺术性 — 文化与美学要求。当前：我们应该确立新的科学教育目标。科学教育的目标不仅在于传播科学知识，更在于培育创新人才，在于培育德、智、体、美、劳全面发展又有个性充分发展的一代新人。 科学教育的德育：在于树立崇高的理想和道德修养，崇尚科学，追求真理，遵守法纪，敬业开拓，服务奉献；▲ 智育：在于开发人的智慧，在于学习掌握、发展和应用科学知识，在于培育科学精神、掌握科学方法； ▲ 体育：在于发展强健的体魄和良好的心理素质，足以承担人生的工作重负和适应复杂、紧张的社会环境以及全球化竞争的压力；▲ 美育：在于培养人具有崇高的心灵美，对于艺术美、环境美、自然美，具有高尚的追求和鉴赏能力；热爱科学、热爱生活、热爱自然、热爱艺术。 ▲ 劳动能力：在于培养人学习与发展科学知识的能力；运用科学知识创新和开拓创业的能力；掌握专门的职业知识、道德和技能， 在全球知识经济中自信、自强、自立，并与人合作共事、组织、管理和领导的能力。我们通过多年的科技实验探究和创造教育，认为有以下功能发现人的价值。
发
掘人的潜能。
发展人的个性。
发挥人的力量。 我们应该确立科学教育的社会价值观。继承、传播和发展科学知识；培育和发展社会人文精神与科学精神；造就民主文明社会的科学基础； 培育适应全球化知识经济时代的产业大军、科技创新人才和社会栋梁；培育可持续发展的社会共同理念和最为宝贵的智力资源；提高国民科学素质和创造力与竞争力。 概括地讲教育就是三做，即做人、做学问、做事情。 “百年大计，教育为本”乃是至理明言。 我相信：在我们广大教育工作者的共同努力下，科技教育必将在新的素质教育中发挥更大的作用，取得更大的成绩。谢谢大家！#