如何指導青少年科技創新活動

鄭敏 曹薇 張平柯

中小學科學教師在肩負中小學自然科學類課程教學任務的同時，也承擔著組織和指導青少年科技活動的任務。青少年科技活動開展水平在很大程度上決定了科技人才的培養質量，進而影響我國未來的科技競爭力。快速提升新人職科學教師的青少年科技創新活動指導水平，對我國創新人才培養和創新實力提升具有重要意義。

開展青少年科技創新活動的意義

新時代國際競爭的特點

當今集中在太空、能源、通信、軍事、分子生物等領域的日趨激烈的國際競爭，其本質上都是國家間高科技水平的競爭。一個國家的高科技水平很大程度上決定了其經濟競爭實力、軍事競爭實力等硬實力，而高科技領域的競爭說到底是創新人才的競爭。

創新性人才的特質

創新性人才擁有創新人格，創新人格是使人長久保持創新欲望的個性品質，其具體表現為：具有興趣廣泛、強烈的好奇心、善于獨立思考、自信心強、有決心有毅力、態度直率而坦白、敢于冒險、富于幻想等特質。創新性人才的思維方式以創新思維為主，具有創新思維的人能對事物間的聯系進行創造性的思考，并創造出新事物[1]。

開展青少年科技創新活動的意義

教育是培養創新人才的主要途徑之一。已有研究表明：從1年級至8年級，我國學生的創造性人格持續下降，8年級學生創新素質的大部分方面都不如4年級學生[2]。基礎教育階段是培養青少年創新能力的黃金階段，創新人格和創新思維的形成必須通過大量實踐活動所形成的連續過程完成，需要貫穿人生全部教育階段，其中小學和初中階段尤為重要。

孩子們只有從小就像科學家一樣參與科學探究和工程設計活動，通過“真刀真槍做科學”的實踐活動，才能夠形成創新人格，具備創新思維，為之后創新行為打下良好的基礎。

科學課程與青少年科技活動的關系

科學課程提倡以探究活動作為主要形式，對于培養學生的創新人格和創新思維具有重要意義。然而科學課程受到時間、空間的限制，并不足以全面完成培養學生創新人格和創新思維的任務。青少年科技創新活動由于具有開放性、靈活性、時空自由性等特點，在培養青少年主動學習意識，提升青少年創新精神與能力，提高青少年綜合應用科學知識、技能、方法解決實際問題的能力，增強青少年對科學研究的興趣，豐富科學情感，培養科學態度，增強社會責任感等方面，都有著不可替代的作用，而這些方面恰恰都是形成創新人格和創新思維的必要條件。

創新人格和創新思維的養成是長期連續的過程，科學知識的內化也需要不斷積累和強化。小學科學課每周只有l到2節，這對形成科學探究習慣、培育創新人格、形成創新思維是遠遠不夠的。通過開展青少年科技創新活動，可以為孩子科學學習的連續性創造條件。

此外，科學課程所設計的活動必須考慮普適性，必須是絕大多數學生都能夠接受的，所使用的材料、設備等也必須是比較普遍易得的。而科技活動由于其對象的靈活性，完全可以根據活動小組學生的實際能力、身心發展水平和個性特征設計和選擇活動內容，使活動更具針對性，這對于學生的個性發展、對于培養科技精英的苗子都很有意義。

新入職科學教師應該怎么做

快速進入角色，熟練設計和指導青少年科技活動，盡快成為合格的科技輔導員，進而成為優秀的科技活動專家，是新人職科學教師的共同追求。對于剛剛走上工作崗位的年輕科學教師而言，最重要的職責就是快速勝任科學課程教學。將科學課程教學與青少年科技活動指導結合起來，是新人職科學教師快速具備和提升自身科技活動指導能力的途徑。

在科學教學實踐中尋找創新點

首先，科學課程教學是新人職科學教師的主要任務，科學教育的理念與青少年科技活動教育的理念是一致的，都倡導以探究為主、強調學生動手操作的教學方式。因此新人職科學教師不需要把指導青少年科技活動作為額外的工作負擔，而要將其作為科學課程的延伸和必要補充。

其次，如何準確把握科學課程，確保將科學課上好，是新人職科學教師日常工作的主要內容，所以從科學課堂這個與新科學教師最貼近的內容人手，對科學教材中的探究活動進行深入挖掘，從教材中尋找科技活動的創新點，是適合新人職科學教師設計和開展科技創新活動的捷徑。

例如教科版小學《科學》6年級上冊“研究電磁鐵的磁力”這一活動，原設計通過在鐵釘上繞線圈并通以電流，再觀察和測量鐵釘吸引大頭針的數量，以此判斷電磁鐵磁力（磁性）大小。

對這一節內容進行深入挖掘，就可以產生新的科技活動。科學課堂上，教師和學生往往會發現當通過線圈的電流很大時，即使停止通電以后鐵釘仍能吸引相當數量的大頭針，這一現象容易對實驗造成干擾，使學生感到迷惑。其原因是由于鐵釘含碳量較高，剩磁較強。出現這一現象后，教師可選擇軟的粗鐵絲切成小段代替鐵釘，并進一步開展學生實驗，此時學生會驚奇地發現，這個電磁鐵斷電后基本沒有磁性了，這個小改革就是科學教師對教具的改進和創新。

在此基礎上科學教師可以設計一個新的拓展探究活動，研究斷電以后鐵釘依然吸引大頭針的原因，以及尋找斷電后吸引大頭針最多的鐵釘。通過實施這些科技探究活動，并經過教師適當提示，學生會猛然醒悟，原來他們已經掌握了制造永久磁鐵的方法。一些探究能力較強的孩子通過這些科技活動還會發現，斷電后吸引大頭針較多的鐵釘，往往都比較“硬”，從而可以進一步通過查閱資料開展新的科技學習活動。

新人職科學教師應該意識到，科學教材中的活動往往還有很大的拓展延伸空間。如“溫度與氣溫”是教科版小學《科學》4年級上冊教材內容，一天中氣溫變化的研究顯然不能夠在學校完成，教師可以將其設計為一個科技創新活動，讓學生根據自身情況，自己設計研究方案完成。如讓學生自行確定選擇溫度計、測量時間和地點、取樣密度等，這都有利于培養學生的創新精神和實踐能力。

對教材中的活動內容，科學教師還可以根據實際情況進行替代和延伸。比如種植鳳仙花的活動，可以用另外一種花卉取代，或引入其他具有地域特色的花卉進行種植和觀察，這些都是具有特色的青少年創新活動。

發揮自身特長和地域優勢

新人職科學教師開展青少年科技創新活動時首先要發揮自身特長，根據自己擅長的領域尋找青少年科技創新活動課題，有利于快速找到切入點，樹立指導信心。例如喜歡電子制作的科學教師可以帶領學生開展與電子制作相關的科技創新活動;擅長植物識別的科學教師可以帶領學生開展與植物觀察、種植等相關的科技創新活動。千萬不要以為科技創新活動一定要學科平衡，科技創新活動更重要的目的是通過活動培養學生的創新精神，提高他們的探究能力，而非學科知識的牢固掌握。

新人職科學教師還要善于發現、挖掘地域優勢，引導青少年尋找有價值和力所能及的科技活動課題。比如在一些霧霾比較嚴重的城市可以開展與霧霾研究和防治相關的科技創新活動;如果所在學校附近有某種特殊的巖石，則可以開展對這種巖石及其相關地質地形地貌的研究活動;如果學校周邊有種植園、養殖場，也可以通過挖掘它們蘊含的科技活動資源開展青少年科技創新活動。

堅持學習，勇于實踐

科學教師一定要樹立終身學習的理念，擔任科學教師和指導科技創新活動需要很寬廣的知識面和較高的創新能力水平，新人職科學教師和科技輔導員要保持積極的學習態度，并從以下三個方面進行努力。

第一是進一步夯實和拓展自然科學基礎知識，特別是對非自身專業學科或以往自身了解不深刻、不透徹的學科持續學習。如果自己所學專業是物理學，就刻意地涉獵化學、生物學、天文學，如果自己對某一非自身專業的自然學科特別有興趣，也可以此為突破口，進行深入學習，掌握更多自然科學知識。這不僅能為指導科技創新活動奠定學科知識基礎、提升指導水平，也增加了自己找到更多創新課題的可能性。

第二是要關注科技發展動態，緊跟時代，學習新知。學習新的科技知識，如人工智能、北斗導航等;學習新的科學教育理念，比如STEM教育理念等。

第三要善于從網絡中獲取科技創新的支持。如關注中國科學院的科普網站、中國青少年科技輔導員協會的“科技學堂”、科學松鼠會、全國青少年科技創新活動服務平臺等，通過這些網站可以了解科技發展的新動態，學習科普知識和科技創新技法，分享典型案例。特別是“科技學堂”，經常會推出新的科技創新及STEM活動的課程和案例，供廣大科技輔導員免費學習。

科技創新實踐是培養學生創新精神和實踐能力的主要途徑，同時也是科學教師和科技輔導員成長的重要途徑。新人職科學教師和科技輔導員一定要積極投身到科技活動中，親自參加科技創新活動，做科技創新的踐行者，如通過參加科技輔導員創新賽事的形式促使并檢驗自己的成長。

腳踏實地，勇攀高峰

中國青少年科技輔導員協會制定了青少年科技輔導員專業標準，將青少年科技輔導員水平分為初級、中級、高級三個層次，并依據專業標準開展青少年科技輔導員專業水平認證工作。科學教師及科技輔導員可以根據專業標準確定自己的發展方向，達到相關專業水平時積極申報，這是對自身發展水平的檢驗，也是對自身進步成長的激勵。

新人職科學教師和科技輔導員只要腳踏實地，一步一個腳印，通過若干年的努力，一定能夠成長為青少年科技活動專家，推動我國青少年科技活動進入一個新的時代。

參考文獻

[1]林崇德，創造性心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2018

[2]胡衛平.STEM教育與科技創新人才培養[J]，中國民族教育，2018 （7）：16-18本文系湖南省普通高等學校教學改革研究項目“全民科學素質行動計劃背景下科學教育師范生科普能力培養的研究與實踐”（批準號：HNJG2020-1099）的研究成果。