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【摘要】创新是发展的不竭动力，是世界发展的潮流。小学科技创新教育不同于传统的教育方式，它主要关注学生创新思维的发展和动手实践能力的培养。而在引导学生制作科技小发明的过程中，TRIZ理论体现出其独特的优势，可以帮助学生进行系统创新，深入了解问题并获得解决方案，简化系统以及克服心理惯性，从而促进科技创新教育在小学的发展，真正培养创新人才。
【关键词】科技创新;小学教育;TRIZ理论
一、引言
21世纪的科学技术飞速发展，创新是发展的动力，是世界发展的潮流，也是国家发展、复兴的重要手段。而民族创新能力关乎到我国的每一个公民，对于如何提高公民科学素养，增加获取和运用科技创新知识的能力，培养创新型人才成为当今社会的主要议题。因此，科技创新教育得到了越来越多教育界人士的关注。
俗话说：“万丈高楼平地起。”作为人生教育的开端，思维方式的启蒙时期，小学教育是一项非常重要的教育工程，其中所学的知识和方法能为以后的人生提供坚实的基础。因此，在小学开展科技创新教育，在长期的教育教学中培养、训练学生的创新意识和动手实践能力，提高小学生的创新思维和创新能力，培养创新型人生，已成为小学科技教育工作者的首要任务。
二、神奇的TRIZ理论
创新发明来自生活，用于生活。其实，生活中并不缺少创新发明，发明的巨大威力存在于当今的每一个人、每一个企业，以至于每一个地区、每一个国家，其成为具体改造世界的“神奇魔力”。
创新发明，不仅使我们的日常生活变得更加丰富多彩，而且已经渗透到我们所能耳闻目睹的各个角落：
一把钳子，最开始只能钳，后来发展到能剪，再到能剥离电线皮，现在还能越来越省力……
一个晾衣架，从最开始只能挂衣服，后来发展到能升降，再到可折叠，现在还能感应雨天自动回收……
一盏台灯，从最开始只是一个固定灯光，后来发展到能拉伸或收缩，再到可调光，现在还整合了吹风、定时等功能……
一般人会认为，创新发明的产生，可能只是一个偶然，也可能只是缘于你的一个小小心意。其实，这些都和TRIZ理论有关，它并不是如我们想像的那么神秘，其应用之广，早已超乎我们的想象。
TRIZ理论是由苏联的根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller）及其同事，通过对世界上数以百万种的发明专利进行系统的研究而创立的一种解决问题包括组合法、删减法、仿照法和适应法等40种常见创新发明的系统方法。TRIZ经过五十多年的发展和积累，已经形成了较完善的理论和方法体系。
目前，包括美国、日本、英国、法国在内的25个国家已经开展了TRIZ的研究和培训，而且有35所大学把纳入工程教育的课程内容。目前，三菱研究院已拥有100多个公司用户，数以千计的工程师和研究人员接受了它提供的TRIZ方法培训。TRIZ理论引入中国也只是近几年的事，但它已经逐渐得到国内诸多科研机构、公司和专家的重视。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到提高质量的创新产品。它能帮我们系统地分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，帮助我们打破思维定势，以新的视觉分析问题，开拓系统创新思维。
绝大多数的创新发明是对原有产品进行不同程度的改进，使产品功能得到完善。因此，学习TRIZ理论，将有助于小学生更好地发挥自己的想象力，大胆创新，设计出自己的专属创新小发明作品。
三、基于TRIZ理论，开展科技创新活动
好奇是儿童的天性，科技创新小发明又总是与儿童的奇思妙想密不可分，但它的出现需要一定的见识见闻、知识积累和动手操作能力。而小学生由于年龄都还比较小，受知识和思维的限制，对TRIZ理论和科技创新发明的理解和掌握还存在很大的局限性。因此，在教育教学中，教师更应该尊重小学生的天性，重视他们提出的各种问题，通过整合、利用和开发有效的教育资源，利用TRIZ理论体现出来的独特优势，在科技教育活动中渗透科学知识，引导学生们去体验，参与和感受科技的强大力量，从而培养他们勇于探索，不断创新的科学精神。
1.发现问题
教育家陶行知先生曾说：“发明千千万，起点是一问。”可见，发现问题的重要性。其实，只要我们在生活中用心，处处都有“小问题”。学生或者教师有时候很难创新或者提出有建设性的问题？关键可能在于对生活中的一些现象习以为常，没有深入思考和分析研究，久而久之就渐渐失去了好奇心和提问能力。
小学生处在具体思维向形象思维的过渡阶段，因此，在小学科技教育活动中，教师要给予学生正确的指导方法，平时要多给学生提问的机会，从而帮助他们总结出发现和提出问题的方法。如在活动初期，可以通过情境进行突破，如，播放“办公室老师们装订文件和导学案”的视频，并询问学生从视频中发现了什么问题。通过突破性问题的提示，很多观察仔细和思维较好的学生就能顺着提出“用订书机订的两个钉子不整齐，比较难看”，或者是“老师用订书机订一本又一本导学案，太累了，一本导学案就要三个钉子，订一个班就得按订书机150下，太费工夫了……”等问题，学生的思维往往会被打开，而问题思维通过模仿、演练，就能创新出新的问题，从而形成创造性提问的能力。
2.对设计“可调双钉等距订书器”的思考与分析
结合TRIZ理论和5W理论，对“钉书器”做了如下分析：
（1）What：这个产品是什么？——可调双钉等距订书器。
（2）Where：設计发明的订书机在哪里销售，使用的环境主要在哪里——通过“双钉等距订书器”的分析，因为是办公类用品，小学生通过分析后确定设计发明的订书机主要放在文具店和一些超市销售，使用的场景主要是办公室，因此，操作比较简单，也可以在普通家庭中使用。
（3）When：订书机在什么时间工作，有效期是多久——可以在任何需要的时间段使用;使用合理，保养得当的话可以永久性使用。 （4）Who：订书机给什么人用？购买者是谁——主要满足办公室需要订东西的人群，如，白领、教师或学生;购买者主要是这些人群，当然也包括家长。
（5）Why：为什么要设计这款产品——传统订书机只能一个个地订，特别费力，而且文件很难订整齐。
（6）How：怎样实现订书机的理想功能？有没有更好的实现方法——订书机怎样才能同时订几个钉？怎么样才能把钉订整齐？除了这两个功能，我们设计的这个订书机还可以有其它的功能吗？
3.“等距订书器”的设计制作方法
可调双钉等距订书器主要是在原有的订书器上加以改进，使其系统得到改善。考虑到小学生的年龄特点，主要采用TRIZ理论40种原理中最简单常用的组合、合并法——在空间上将相同或相近的物体进行操作加以组合。
（1）为了实现订文件整齐的功能，我们考虑将两个或三个订书机组合在一起，用一个横杆连接，这样一按下横杆就可以一次性订出两个或三个钉子。
（2）为了方便省力，易于操作，考虑将横杆适当伸长，做成省力杠杆，这样轻轻一按就可以出钉。
（3）在订书机下面组合一个木板当平台，用于放置文件。
4.“可调双钉等距订书器”的优化和改进
实践是检验产品的标准。在等距订书器设计制作出来后，小学生兴高采烈地找教师进行试验。果然是小发明家，理想的功能都达到了，但教师也提出了几个问题：
①设计的订书器只适用于装订A4纸，其它类型的纸张不适用;
②订书器平台上的位置太大，没有标尺，页面距很难确定;
③订书器是固定在木板平台上的，如果订书机损坏，很难重新安装。
……
根据教师的意见，小学生越干越勇，把双钉等距订书器进行以下的优化：
①可调节装钉页边距功能：通过调节两钉之间的刻度，控制装钉的“页边距离”。
②调节两钉之间的距离：通过调节左手边的调节刻度，控制两钉之间的距离。
③改进调节螺母：把调节器的普通螺母改造成不用螺丝刀调的，直接用手就可以了。
④完善装钉台。
把原来的装钉台改造成方便摆放各种纸张的标识平台，那么，就可以轻易对准常用的16K、A4、8K、A3……纸张。
作品制作、优化过程
【关键词】科技创新;小学教育;TRIZ理论
一、引言
21世纪的科学技术飞速发展，创新是发展的动力，是世界发展的潮流，也是国家发展、复兴的重要手段。而民族创新能力关乎到我国的每一个公民，对于如何提高公民科学素养，增加获取和运用科技创新知识的能力，培养创新型人才成为当今社会的主要议题。因此，科技创新教育得到了越来越多教育界人士的关注。
俗话说：“万丈高楼平地起。”作为人生教育的开端，思维方式的启蒙时期，小学教育是一项非常重要的教育工程，其中所学的知识和方法能为以后的人生提供坚实的基础。因此，在小学开展科技创新教育，在长期的教育教学中培养、训练学生的创新意识和动手实践能力，提高小学生的创新思维和创新能力，培养创新型人生，已成为小学科技教育工作者的首要任务。
二、神奇的TRIZ理论
创新发明来自生活，用于生活。其实，生活中并不缺少创新发明，发明的巨大威力存在于当今的每一个人、每一个企业，以至于每一个地区、每一个国家，其成为具体改造世界的“神奇魔力”。
创新发明，不仅使我们的日常生活变得更加丰富多彩，而且已经渗透到我们所能耳闻目睹的各个角落：
一把钳子，最开始只能钳，后来发展到能剪，再到能剥离电线皮，现在还能越来越省力……
一个晾衣架，从最开始只能挂衣服，后来发展到能升降，再到可折叠，现在还能感应雨天自动回收……
一盏台灯，从最开始只是一个固定灯光，后来发展到能拉伸或收缩，再到可调光，现在还整合了吹风、定时等功能……
一般人会认为，创新发明的产生，可能只是一个偶然，也可能只是缘于你的一个小小心意。其实，这些都和TRIZ理论有关，它并不是如我们想像的那么神秘，其应用之广，早已超乎我们的想象。
TRIZ理论是由苏联的根里奇·阿奇舒勒（Genrich S.Altshuller）及其同事，通过对世界上数以百万种的发明专利进行系统的研究而创立的一种解决问题包括组合法、删减法、仿照法和适应法等40种常见创新发明的系统方法。TRIZ经过五十多年的发展和积累，已经形成了较完善的理论和方法体系。
目前，包括美国、日本、英国、法国在内的25个国家已经开展了TRIZ的研究和培训，而且有35所大学把纳入工程教育的课程内容。目前，三菱研究院已拥有100多个公司用户，数以千计的工程师和研究人员接受了它提供的TRIZ方法培训。TRIZ理论引入中国也只是近几年的事，但它已经逐渐得到国内诸多科研机构、公司和专家的重视。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到提高质量的创新产品。它能帮我们系统地分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，帮助我们打破思维定势，以新的视觉分析问题，开拓系统创新思维。
绝大多数的创新发明是对原有产品进行不同程度的改进，使产品功能得到完善。因此，学习TRIZ理论，将有助于小学生更好地发挥自己的想象力，大胆创新，设计出自己的专属创新小发明作品。
三、基于TRIZ理论，开展科技创新活动
好奇是儿童的天性，科技创新小发明又总是与儿童的奇思妙想密不可分，但它的出现需要一定的见识见闻、知识积累和动手操作能力。而小学生由于年龄都还比较小，受知识和思维的限制，对TRIZ理论和科技创新发明的理解和掌握还存在很大的局限性。因此，在教育教学中，教师更应该尊重小学生的天性，重视他们提出的各种问题，通过整合、利用和开发有效的教育资源，利用TRIZ理论体现出来的独特优势，在科技教育活动中渗透科学知识，引导学生们去体验，参与和感受科技的强大力量，从而培养他们勇于探索，不断创新的科学精神。
1.发现问题
教育家陶行知先生曾说：“发明千千万，起点是一问。”可见，发现问题的重要性。其实，只要我们在生活中用心，处处都有“小问题”。学生或者教师有时候很难创新或者提出有建设性的问题？关键可能在于对生活中的一些现象习以为常，没有深入思考和分析研究，久而久之就渐渐失去了好奇心和提问能力。
小学生处在具体思维向形象思维的过渡阶段，因此，在小学科技教育活动中，教师要给予学生正确的指导方法，平时要多给学生提问的机会，从而帮助他们总结出发现和提出问题的方法。如在活动初期，可以通过情境进行突破，如，播放“办公室老师们装订文件和导学案”的视频，并询问学生从视频中发现了什么问题。通过突破性问题的提示，很多观察仔细和思维较好的学生就能顺着提出“用订书机订的两个钉子不整齐，比较难看”，或者是“老师用订书机订一本又一本导学案，太累了，一本导学案就要三个钉子，订一个班就得按订书机150下，太费工夫了……”等问题，学生的思维往往会被打开，而问题思维通过模仿、演练，就能创新出新的问题，从而形成创造性提问的能力。
2.对设计“可调双钉等距订书器”的思考与分析
结合TRIZ理论和5W理论，对“钉书器”做了如下分析：
（1）What：这个产品是什么？——可调双钉等距订书器。
（2）Where：設计发明的订书机在哪里销售，使用的环境主要在哪里——通过“双钉等距订书器”的分析，因为是办公类用品，小学生通过分析后确定设计发明的订书机主要放在文具店和一些超市销售，使用的场景主要是办公室，因此，操作比较简单，也可以在普通家庭中使用。
（3）When：订书机在什么时间工作，有效期是多久——可以在任何需要的时间段使用;使用合理，保养得当的话可以永久性使用。 （4）Who：订书机给什么人用？购买者是谁——主要满足办公室需要订东西的人群，如，白领、教师或学生;购买者主要是这些人群，当然也包括家长。
（5）Why：为什么要设计这款产品——传统订书机只能一个个地订，特别费力，而且文件很难订整齐。
（6）How：怎样实现订书机的理想功能？有没有更好的实现方法——订书机怎样才能同时订几个钉？怎么样才能把钉订整齐？除了这两个功能，我们设计的这个订书机还可以有其它的功能吗？
3.“等距订书器”的设计制作方法
可调双钉等距订书器主要是在原有的订书器上加以改进，使其系统得到改善。考虑到小学生的年龄特点，主要采用TRIZ理论40种原理中最简单常用的组合、合并法——在空间上将相同或相近的物体进行操作加以组合。
（1）为了实现订文件整齐的功能，我们考虑将两个或三个订书机组合在一起，用一个横杆连接，这样一按下横杆就可以一次性订出两个或三个钉子。
（2）为了方便省力，易于操作，考虑将横杆适当伸长，做成省力杠杆，这样轻轻一按就可以出钉。
（3）在订书机下面组合一个木板当平台，用于放置文件。
4.“可调双钉等距订书器”的优化和改进
实践是检验产品的标准。在等距订书器设计制作出来后，小学生兴高采烈地找教师进行试验。果然是小发明家，理想的功能都达到了，但教师也提出了几个问题：
①设计的订书器只适用于装订A4纸，其它类型的纸张不适用;
②订书器平台上的位置太大，没有标尺，页面距很难确定;
③订书器是固定在木板平台上的，如果订书机损坏，很难重新安装。
……
根据教师的意见，小学生越干越勇，把双钉等距订书器进行以下的优化：
①可调节装钉页边距功能：通过调节两钉之间的刻度，控制装钉的“页边距离”。
②调节两钉之间的距离：通过调节左手边的调节刻度，控制两钉之间的距离。
③改进调节螺母：把调节器的普通螺母改造成不用螺丝刀调的，直接用手就可以了。
④完善装钉台。
把原来的装钉台改造成方便摆放各种纸张的标识平台，那么，就可以轻易对准常用的16K、A4、8K、A3……纸张。
作品制作、优化过程