带橡皮的铅笔

    周宝善

    一、教学背景分析

    1.与学期计划的关系

    本篇是电子科技初级组第二学期第4次活动时使用的辅导方案。

    2.学情分析

    （1）活动对象：电子科技初级组学员（小学2～5年级学生）。

    （2）活动规模：约12人。

    （3）活动背景：每年11月，北京市教委、科委、科协联合举办北京市青少年科技创新大赛，在参赛前教师都要给学生讲解一些发明的概念、特点、意义、技法等，为了切实有效地培养提高学生的发明创新能力，教师特编写《中小学生科技发明指南》活动教材，按计划、有组织地引领学生开展发明创新活动，本次课为教材中的第三讲。

    3.活动内容

    （1）了解带橡皮的铅笔的特点、发明故事;

    （2）了解带橡皮的铅笔的发明特征是组合;

    （3）举例说明日常生活中的组合发明物品;

    （4）学生寻找日常生活中的组合发明物品;

    （5）学生设计未来生活中的组合发明物品。

    4.活动理念

    变“老师问问题”为“创造情境听学生问问题”。举事例，配插图，播视频，营造学生想问问题的情境，是激发学生好奇心、求知欲最好的途径，也是激发学生发散思维最有效手段。教师多提开放性问题，一方面，可吸引学生注意力，激发学生思考力和语言表达能力;另一方面，可强化学生问问题能力。教师认真倾听学生的发言，一方面，可激发学生思考能力，锻炼学生语言表达能力;另一方面，可增进师生情感，提高学生积极发言的勇气与信心。

    二、活动目标

    1.知识目标

    （1）学生了解组合发明方法概念。

    （2）学生了解组合发明方法应用要领。

    2.能力目标

    （1）学生能寻找出日常生活中的组合发明物品10件。

    （2）学生能设计出未来生活中的组合发明物品3～5件。

    3.情感目標

    学生乐于参与发明创造讨论，学生肯于开动脑筋思考问题。

    三、活动重点、难点、时间、课时、设备

    1.活动重点：学生了解组合发明方法概念与应用要领。

    2.活动难点：学生设计出未来生活中的组合发明物品。

    3.时间：3月18日。

    4.课时：1课时。

    5.设备：电脑、投影仪、洗碗机等。

    四、活动方法与活动准备

    1.活动方法：讲故事法，讲授法，讨论法。

    2.活动手段：播放幻灯片、视频课件。

    3.教师准备：幻灯片、视频课件、发明实物。

    4.学生准备：观看《我爱发明》视频，尝试发明。

    五、教学过程

    同学们，我们今天的发明辅导的主题是《带橡皮的铅笔》，你看见过或使用过带橡皮的铅笔吗？你知道它是怎样发明出来的吗？关于这个发明，你想说点什么？是我们将要讨论的主要内容（了解学习内容）。

    （一）你看见过或使用过带橡皮的铅笔吗

    1.回答提问

    提问：你看见过或使用过带橡皮的铅笔吗？

    提问：你知道它有什么特别的地方的吗？

    2.学习理解

    特点是可以用铅笔写字、用橡皮擦字，最突出优点是铅笔和橡皮合二为一不分散，避免因分散到处寻找。

    （二）你知道它是怎样发明出来的吗

    讲故事：带橡皮的铅笔是美国一位没什么名气的穷画家李浦曼发明的。有一次，画家为了能找到那他仅有的一块橡皮，翻遍了画室的每一个角落，最后总算是找到那块比黄豆粒大不了多少的宝贝橡皮，令他冒火的是，他的那支短得不能再短的宝贝铅笔头莫名失踪了，画家简直要急疯了，他发誓一定要把这两个讨厌的小家伙用丝线牢牢地捆绑在一起，让它们谁也别想分开。就这样，他把小橡皮捆绑在小铅笔上，可是没用几次，丝线一松动，小橡皮就掉了下来，画家想了许多办法，可小橡皮就是不听指挥，不停地和他作对。最后，画家想出了一个绝招：从罐头上剪下一小块铁皮，把橡皮和铅笔卷在一起，这便是带橡皮的铅笔。

    提问：如果是你，你将会怎么做？

    提问：现在的和过去的相比有什么不同？

    学生：思考回答;学习理解。

    （三）关于这个发明，你想说点什么

    讲解：铅笔+橡皮=带橡皮的铅笔，这件发明最突出的发明特征是：组合，就是将两个或两个以上的物体组织起来，合为一体。

    类似发明有很多，如轮子+轮子=两轮手推车（拖车），两轮自行车（电动车，摩托车），两轮平衡车、两轮滑板、轮滑鞋、皮带传动。

    1.透镜+透镜=望远镜。

    讲故事：1608年，荷兰一眼镜店老板，为检验透镜质量，把两块透镜排成一条线，结果发现远处的教堂塔尖拉近变大了，非常清楚，于是发明出望远镜。

    2.透镜+透镜=显微镜。

    讲故事：荷兰青年列文虎克听朋友说放大镜很神奇，于是学习磨镜技术。1665年，他研磨出直径3㎜透镜，发明出放大300倍显微镜;1675年，发现雨水中的微生物（细菌和原生动物）;1680年，他被选为英国皇家学会的会员。

    透镜+透镜=照相机镜头;透镜+透镜=投影机镜头;近视老花两用镜。

    3.大炮+内燃机车=坦克。

    讲故事：1916年9月15日，英军和德军在索姆河上大战，突然，一群钢铁怪物冲向德军阵地，那群怪物用机枪打不死，用大炮轰不坏，结果是德军惨败，那群怪物是英国发明的陆地巡洋舰——坦克。

    4.X光机+计算机=CT扫描仪。

    讲故事：1895年，德国人伦琴发现X射线，拍出人类第一张X光片。1979年，电气专业毕业计算机专家科马克和精通计算机的豪斯菲尔德发明CT扫描仪，能清晰呈现人体内部图像，如人体器官和组织的病变位置、大小、数目，脑肿瘤，因此，获诺贝尔生理学和医学奖。

    讨论1：寻找与电动机组合的发明物品（10件）

    （?）+自行车=电动自行车;（?）+汽车=电动汽车;（?）+轮椅=电动轮椅;（?）+缝纫机=电动缝纫机;（?）+锯条=电锯;（?）+螺丝刀=电动螺丝刀;（?）+剃须刀=电动剃须刀;（?）+牙刷=电动牙刷;+滑板车=电动滑板车;+平衡车=电动平衡车;+风扇=电风扇;（?）+门=电动门;（?）+楼梯=电梯，电动扶梯;（?）+钻头=电钻;（?）+传送带=电动传送带;（?）+空压机=电动空压机。

    讨论2：寻找与电热丝组合的发明物品（10件）

    （?）+水=电热水器，蒸汽烫;（?）+锅=电饭锅，电饼铛;（?）+水壶=电热水壶;（?）+杯子=电热杯;（?）+水箱=电热水器;（?）+烤箱=电烤箱;（?）+饮水机=电热饮水机;（?）+水龙头=电热水龙头;（?）+鞋=电热保温鞋;（?）+手套=电热手套;（?）+毛毯=电热毯;（?）+风扇=电暧气，电吹风;（?）+熨斗=电熨斗;（?）+烙铁=电烙铁;（?）+滚压轴=电热塑封机;（?）+玻璃=电热玻璃。

    讲解：将两种或者两种以上技术方案组合到一起产生新的技术效果的发明方法叫组合发明法，此法要求：组合体有新的效果、好的表现，即具有新的突出的优点。

    石墨芯+木（塑料、金属）杆=铅笔（不斷芯，不脏手）

    铁块+木棍=木柄铁锤（低成本，不振手）

    奶瓶+温度计=带温度计的奶瓶（知冷热，有益健康）

    胶布+止血药物=止血贴（方便，快捷）

    磁铁+螺丝刀=带磁性的螺丝刀（易取铁钉，方便）

    水泥+石子+水+钢筋=钢筋混凝土（坚硬，结实）

    （四）作业

    （1）寻找你身边类似“带橡皮的铅笔”物品（10件）。

    （2）挑出你认为好的组合发明作品，并说明他好在哪里？

    （3）创新设计出类似“带橡皮的铅笔”其它物品（3～5件）（不允许重复）。

    （五）课堂小结

    通过本次课学习，我们知道了什么是组合发明法，组合发明法应用要领是什么？希望大家在今后的生活中细心观察，认真思考，寻找出更多的组合发明物体，并创新设计出更多的组合发明物体。

    六、学习效果测评方法

    1.学生能说出组合发明方法概念与应用要领。

    2.学生能寻找出日常生活中的组合发明物品10件。

    3.学生能设计出未来生活中的组合发明物品3～5件。

    七、教学反思

    本次课是教材的第三篇，涉及组合发明法，教学内容贴近学生生活实际，教学方法灵活多样，重点突出，难点突破较好。值得肯定的是：

    1.多提开放性问题，多听学生发言与提问，培养学生发散思维。

    本次课中教师的提问具有开放性。比如，如果是你，你将会怎么做？一方面，这样做可吸引学生注意力，锻炼学生思考力和语言表达能力。另一方面，可强化学生问问题能力。教师认真倾听学生的发言，一方面，可激发学生思考能力，锻炼学生语言表达能力。另一方面，可增进师生情感，提高学生积极发言的勇气与信心。

    2.讲故事、举事例、配插图、播视频，创造学生想问问题的情境，教学效果良好。

    本次除了讲述《带橡皮的铅笔》故事，还插入有《望远镜》《显微镜》《CT扫描仪》等发明故事，让学生对组合发明有一个较具体、较深刻的认识。

    教师列举“两轮手推车（拖车），两轮自行车（电动车，摩托车），两轮平衡车、两轮滑板、轮滑鞋”等实例，均配有插图，其中一款步行踏板自行车让学生们感到很新鲜。另外，一张胡萝卜清洗机设计图，也让学生们脑洞大开。

    教师播放《坦克》视频短片，学生们目不转睛、全神贯注，充分感受到坦克这种组合发明的神奇效果。

    3.以学生为主体，联系实际，注重保护学生好奇心，注重知识学以致用。

    本次教师的讲授时间（包括讲故事、举例子、看图片、播视频）不到20分钟，给学生思考讨论的时间则超过20分钟，目的是让学生有足够时间去联系实际，发现身边与电动机组合物品以及与电热丝组合物品，并创新设计出未来生活中的组合发明物品。

    学生寻找发现与创新设计环节，是学生根据教师讲授的知识方法，主动地、积极地、从不同角度、不同途径发散性思考，以便能找到、设计出符合要求物品，这是教学的重点，也是教学的难点。由于学生年龄普遍偏小，平均年龄8～9岁，现场想到的物品不多，现场创新设计出的物品也仅仅只有一例，但教学效果总体说来，还是令人满意的。

    教师讲的是《带橡皮的铅笔》，特点是：用铅笔写字、用橡皮擦字，突出优点是：铅笔和橡皮合二为一不分散，避免因分散到处寻找。采用的方法是：用铁皮将铅笔和橡皮卷在一起，课上有两名学生现场创新设计出《带涂改带的钢笔》，特点是：用钢笔写字、用涂改带涂改，突出优点是：涂改带和钢笔合二为一不分散。采用的方法是：用金属将涂改带和钢笔固定在一起，究竟《带涂改带的钢笔》有没有新颖性？这是以后课程中将要学习的内容，暂且不说，但那两名学生积极开动脑筋、联系实际、现场创新设计，这一学习行为是值得肯定的，是值得表扬的。

    需进一步研究的问题是：如何做，能更好地激发学生的发散思维能力，让学生设计出更多更优的组合发明方案。