基于动手实践的学生创新能力培养研究

王 燕

（甘肃省张掖市综合实践学校，甘肃张掖 734000）

学生的创新能力是不可或缺的天性之一。教师在教学过程中不仅要对学生创新能力加以保护，更需要通过多种方式对其进行有效培养。现有教学模式中过多的反复性练习在一定程度上对学生的创新能力是一种限制，所以对于创新能力的关注是一种必然。创新能力无法通过固定方式与方法进行传导，已经成为学术界与教育界的普遍共识。基于此，在落实中小学生创新能力培养方面，应该以搭建动手能力平台的方式引导学生在实践中完成自我创新。中小学生受限于自身能力及技能，在实践活动中的选择较为有限，所以基于综合实践活动的创新平台有更大的发展潜力。

一、培养学生创新思维的意义与实践路径

（一）培养学生创新思维的意义

创新能力对于学生的重要意义不言而喻，培养学生的创新能力也是现代教育的主要目标之一。学生的创新能力可以在当下的学习以及未来的生活及工作中得到有效的发展，并为其赢得应有的竞争优势。与此同时，从宏观角度来看，学生的创新能力就是未来社会总体创新能力的客观保障，是未来社会进步的坚实根基。从这一角度来看，对于学生创新能力的培养十分必要。

对于学生创新能力培养的必要性已经得到了社会各界的广泛认同，并成为评价教学优劣的关键性指标之一。而创新能力是无法通过“一板一眼”的教学得以实现的，这也在客观上增加了创新能力教学的难度。基于此，如何提高学生的创新能力受到社会各界的广泛关注，也是身处教学一线的教师较为苦恼的问题。

（二）学生创新思维的培养路径

从现有的教学实践与研究结果看，对学生创新能力的培养需要通过激发学生的自主性，并完成非限定任务等方式来实现。结合学生特点以及教学要求，对学生创新能力的培养大致有如下三种方式。

一是通过开放性问题引导学生找到解决问题的方案。教师可以结合学生的学习进度与学习内容，有目的地向学生布置开放性问题，以个体或者小组的方式完成。完成的过程中可以形成学生在解决问题上的创新思维。如在传统课程教学的基础上，设置部分研究性学习题目，通过完成研究性学习的过程，实现相关问题的升级。比如学生在小学高年级学习百分数等相关概念，教师可以从此知识点出发，布置学生以小组为单位统计网吧上网人群的学历特征等问题。如针对本地区若干比例的网吧进行抽样调研，以某一网吧为例进行实证调研等。在具体的调研过程中，同样存在多种创新方式，如采用直接询问、调查问卷、访谈或者其他等方式。经过上述调研，学生可以完成调研、数据记录、社会沟通、数据处理等多方面综合学习，并能够实现多种能力的锻炼以及解决问题的创新思维培养。

二是通过课堂教学的方式让学生掌握必要的创新理论。虽然创新很难找到固定的路径，但是创新并非“瞎想”，这也表明了创新的有迹可循。通过课堂教学培养学生的思维方式、拓展学生的知识储备等方式，均能有效激发学生的创新意识，尤其是在证明创新、分析创新上具有突出的贡献。在课堂培养阶段中拓展学生的思维，丰富学生的思考角度，是使学生掌握必要创新理论的基本路径。如教师可以在课堂中提供部分“思想实验”选题，进而鼓励学生在多个角度形成对问题的解读模式（多角度理论）；教师可以提出问题的一种解决路径，让学生分析解决对策中存在的可能的利弊关系（结构链理论）；教师可以提供一种社会问题让学生分析该问题可能衍生的附加问题（结果论理论）等多种方式。

三是通过组织学生的课外实践，让学生在实践中找到自我知识架构的不足，从而掌握主动获取知识，提供解决路径的创新思路。具体的教学实践中，为学生提供一个较为宏观的命题，学生在宏观命题下充分发挥主观能动性，通过自主确定方向的方式设置需要完成或解决的问题。在这一过程中，教师辅助学生确定具体的问题及解决问题需要掌握的技能，并提供技术指导，学生在解决问题的过程中会不断发现自己现有知识架构中的不足。在教学实践中，教师可为学生提供一个宏观选题，如利用现有资源举办一次艺术展览。学生以班级为单位，需要对艺术、展览等相关知识点进行补充，掌握展览的定义、概念、意义及流程等。在展品的准备中，涉及美术、设计、工程等多种综合能力的提高，进而完成对学生创造能力的培养。这一思路实际上也是文章研究的动手实践创新课程的核心所在。

二、基于动手的学生创新能力培养过程与效果

（一）动手实践创新课程教学过程

从教学实践入手，构建学生创新能力培养的综合平台是一种有效方案。在具体的教学改革研究过程中，要依托本校资源，利用综合实践活动，对包括陶艺、串珠制作、电子百拼等相关课程进行教学。

一是组织全校不同年级学生对相关课堂进行参观。通过教师操作，学生观摩的方式，让学生简单了解课程的主要内容，有效挖掘和深度调动学生的兴趣。

二是在学生自愿的情况下组成若干实践小组，采用学生自愿报名、教师综合调控的方式进行。通过实践报名发现，学生对于3D 打印、万能机床、KEVA、串珠等课程的兴趣普遍较高。男生更倾向于3D 打印，女生更多对串珠感兴趣。在上述背景下，学校7 年级学生总计组成26 个学习小组，累计涉及学生群体137 人。其中万能机床9 组，3D 打印6 组，串珠5组，均较为集中。随后，教师按照时间安排与学校的软硬件设备及师资力量为不同的学生安排具体的活动时间。

三是在具体的教学过程中遵从“理论+实践+创新”的思路进行。在理论课堂中采用多组学生共同上课的方式，由教师讲解理论内容，尤其是相关设备的安全使用及必备的安全与应急技能等。在实践环节，教师按照特定的教材案例内容，让学生实践操作，教师在旁辅助及指导。这一过程的目的是让学生熟练掌握相关技巧与具体操作方法。上述两个环节持续约1 个月，并穿插进行保障理论+实践。最后，开展多轮次的创新性训练。每轮的要求逐渐从具体变为模糊，不断提升学生分析问题、解决问题的能力，在此过程中形成学生创新能力的提升。以3D 打印为例，第一轮创新实践要求学生打印生活中常见的器物外观，诸如手机模型、杯子、锤子等；第二轮创新实践要求学生打印“能动”的作品，诸如齿轮、风车、滑轮组等；第三轮创新实践则由教师提出一个具体的问题，“如何将杯子中的水转移到更高处的杯子中”。学生根据自己的理解及想法自行设计解决方案，通过3D 打印的方式进行。其中一组学生的创新让人称奇。该组学生设计了一套提拉装置，将低处的杯子抬升，并通过齿轮与平台的结合实现水杯的翻转。这种设计虽然在实际生活中并没有任何意义，却成为学生创新的起点，另一个视角和独特的、科学可行的思路正是解决问题中创新思维的客观体现。

（二）创新实践创新课程的教学效果分析

为让学生有一个综合展示的平台，检验创新课程效果。在学期末不同项目小组利用学校科创中心联合展示。小组间同学可以自由组队，布置展台，展示一学期的实践成果。组织学生、家长及社会各界人士入场参观。这种方式不仅提高了学生的团队合作能力与意识，也提高了创新教学的认同度，提升了学生的自豪感。值得肯定的是学生在组队展示的过程中，有的按照兴趣小组进行组队，有的按照班级进行组队。其中有3 组学生综合了不同小组的作品特征，形成有效结合式的展出。如展示架是通过KEVA 搭建实现的，展台的照明是3D 打印与电子百拼小组联合实现，展品的金属架由万能机床完成，其他小组则提供展品。整个展台变成了不同小组学生的综合“舞台”，这本身便是创新能力的一种体现，让小组成员脱颖而出。

通过一学年的创新能力培养教学，学科设计得到了大部分学生的支持，课程评价调研中学科满意度达到97.36%的超高水平。学生及家长提出的问题与意见也多集中在课程设置、课程时长等方面，印证了课程的受欢迎程度与学生的认可。在这种背景下，学生的创新能力得到了普遍提高。26 组学生累计完成各类作品153 件，其中106 件被认为具有一定的创新性，占69.28%；37 件被认为具有极高的创新性与艺术性，占26.18%。更有6 件作品被本校科技馆认为具有创新代表性，并收录为展品，用于展出。这些成绩不仅是对课程的肯定，更是对广大参与学生的鼓舞。

值得注意的是学生的创新能力得到了根本性的提升，并在作品展示中得到了有效发挥。这一活动在取得了创新能力培养的目标结果外，对学生其他知识学习也具有一定的积极意义。

三、持续性创新导向教学改革建议

通过以上分析不难发现，在研究中设计的动手实践环节对于学生的创新能力及其他学科知识的学习具有一定的有效性。从这一观点来看，本研究的教学改革是成功的，对于后续的教学升级等相关工作的开展具有借鉴意义。与此同时，也要意识到创新教学或学生的创新能力培养并非一蹴而就。只有长期坚持并将其纳入教学体系，形成持续性的创新引导，才能在学生创新能力上取得应有的成绩。从这一角度出发，除了上述结论外，还有如下几方面建议。

（一）要在教学过程中完成教师的角色转变

从传统教学者转变为学生兴趣的“引路者”与“工具人”。在传统的教学过程中，教师充当知识“传输者”的角色，学生与教师之间像两台通过课堂连接的“电脑”，教师传输什么，学生便接收什么。而在以创新能力为培养目标的教学体系下，教师更多情况下应该作为“搜索引擎”存在，即学生检索什么，教师提供什么。同样在这一定位下，教师还应该做好“引路者”的角色，即不断激发学生的创新兴趣，提供创新选题为学生的创新活动提供基本的土壤。落实到动手实践活动中，除了一般性操作规范及技术性教学之外，鼓励学生通过自我学习等多种方式获得相关知识。教师对学生的学习行为予以外部帮助。尤其是在学生进行作品创作与方案设定时，尽可能避免干扰学生，让学生能在更宽松的自由创作中提升创新能力。

（二）要注意对学生的安全保护

教学安全是对学生健康的一种必要保护，安全事故也是学校十分关注的重点之一。与此同时，创新实践教学内容或多或少存在一定的安全风险，其中万能机床、串珠等项目风险更高，这就决定了在以动手能力为核心的创新实践教学过程中，需要额外关注学生的安全问题。教师要为学生的安全“保驾护航”，切实保障学生的学习安全，将隐患消除在萌芽阶段。在具体的教学实践中，一方面要在学生实践开始前进行完善的安全性教学，将具体的风险和安全隐患向学生进行有效的宣传。可以采用反面教材、视频等多种方式引导学生对安全问题产生足够的重视。同时采用全覆盖或超标准的方式改造需要改造的安全措施，如万用机床的保护、个人防护服防护面罩的引用等。尤其是要注意学生在实际操作过程中的现场秩序，必须在做好足够的安全防护及教师监督的基础上才能开展动手实践；另一方面要对学生的创新计划进行审核，提前找到并纠正可能存在的安全隐患。要提前识别必须承担的安全风险，并向学生讲解其中的安全关键点与可能存在的风险隐患。要全程陪伴学生的实践，及时纠正安全风险，并保障学生安全。

（三）要注意培养学生的综合能力

创新教学的改革要以培养学生的创新能力为主要目标，但是创新能力的培养并不是唯一目标。需要厘清学生创新能力与其他能力之间的相关关系，需要明确创新能力只是学生综合能力的组成部分。此外，要有意识地在创新教学中培养学生的团队合作能力、抗挫折能力、意志力等。动手能力也存在优劣之分，学生也会在动手的过程中遇到障碍和挫折，教师要敏锐地发现这些问题，并做好学生的心理建设，将学生遇到的困难转变为学生的成长契机，进而在帮助学生成长的同时提高创新教育内容来源的丰富性。上述能力均是学生外来学习的关键品质，有目的地对其进行培养能够使学生在创新基础上收获更多，也更能拉近创新实践与其他学科之间的关系，有助于学生的综合成长。

综上所述，培养学生的创新能力是现代教育需要考虑的重点问题。在研究过程中结合具体的教学实际，在动手实践过程中引入创新教学是一种可行方式。首先对创新能力培养的必要性与主要路径进行了总结；随后以学校创新实践教学为具体手段，对创新能力培养体系进行设计，同时对具体教学开展情况及其取得的成果予以评价；最后从保障与成果转化的角度给出了长期可持续培养创新能力几点建议，希望能够为后续的教学改革提供必要参考。