微项目助力学生创新精神和创新能力的培养

摘要：科学教育是青少年科学素养形成的基础。科学教育在造就青少年科学素养形成基础的同时，还要担负起培养未来科技创新人才的使命，并且要进一步探索培养未来科技创新人才的新模式。为了更好地对学生进行科学教育，培养学生的创新精神和创新能力，提高学生的科学素养，笔者提出了以微项目为载体的学生课外科学教育的新模式。文章类比一般的项目概念，回答了什么是微项目，以及如何在科学教育的课外活动中开展实施微项目这一科学教育模式。

关键词：微项目;科学教育;创新

一、引言

科学教育是青少年科学素养形成的基础。在知识经济、信息化和全球化的时代大背景下，培养具有创新精神和创新能力的高素质人才，已经成为我们在未来竞争中赢得主动权的关键，也是一个国家兴旺发达的不竭动力。所以科学教育在造就青少年科学素养形成基础的同时，还要担负起培养未来科技创新人才的使命，并且要进一步探索培养未来科技创新人才的新模式。

自微博、微信、微电影、微店、微商等诞生以来，这个时代似乎进入了“微时代”。微课作为顺应时代潮流的产物在教学领域应运而生，也成为了教学的主要手段。北京、上海、浙江、福建等地的一些学校和校外机构的科学教师和科技辅导员，通过尝试利用校外科技活动资源形态的碎片化、微型化、主题化，逐渐开发出以微视频为主要载体的微课，让中小学青少年体验到新的学习科学的模式。

为了更好地对学生进行科学教育，培养学生的创新精神和创新能力，提高学生的科学素养，笔者提出了以“微项目”为载体的学生课外科学教育的新模式。

二、什么是微项目

在回答什么是微项目之前，首先要知道什么是项目。项目是为创造独特的产品、服务或成果而进行的一项工作，比如厂家为了开发一项新产品，或者某单位或机构策划组织晚会、自驾游、大型国际会议等大型活动等，都可以称为一个项目。项目是指一系列独特的、复杂的并相互关联的活动，这些活动有一个明确的目标或目的，必须在特定的时间、预算、资源限定内，依据规范完成。

微项目是我们在对学生进行科学教育、开展课外活动时，让学生模仿公司或单位做项目的流程而设计的一种课外科学教育模式。微项目要突出一个“微”字，主要是指学生在有限的时间和有限的资源环境中所做的项目。它虽然不像公司或单位做项目时有那么复杂的相互关联的活动，但是这些活动同样有一个明确的目的，也需要在规定的时间内、资源条件的限定内按计划完成。微项目的主要目的是进行科学教育，让学生在完成微项目的过程中，体验科学研究的过程，提高学生的科学素养，培养学生的创新精神，提高学生的创新能力。

三、微项目的分类

在具体的课外科学教育活动中，微项目的表现形式主要有以下几类。

1.小实验类

中学生已经具备相应的基础科学知识，对科学实验有一定的了解，为了扩展学生的知识面，同时为了提高学生的实验设计等能力，可以把一些学生力所能及的实验作为微项目让学生在课外活动中完成。

比如“探究暖水瓶的保温效果与瓶中水量的关系”实验。学生可以在几个保温效果大致相同的暖水瓶中分别盛入不同的水量，每隔相同的时间用温度计测量各暖水瓶中水温的变化，从而获得瓶中水量与暖水瓶的保温效果的关系。

再比如“红外线穿透纸张能力”实验。家用电视机的遥控器是红外遥控的，我们在遥控器前不同距离处放置相同厚度的纸张，或者在遥控器前的相同距离处放置不同厚度的纸张，测试对遥控器的遥控效果有什么影响，以及是如何影响的。学生通过控制变量，设计用什么测量遥控效果等，再进行相应的实验操作。

在实验的具体操作过程中，同组成员如何分工，如何做好变量控制，如何设计表格，如何进行结果分析及实验过程的合理性分析等，都需要学生亲力亲为。学生通过完成这些工作，不仅训练了学生的实验能力、科学探究能力，提高了学科核心素养，与此同时，对实验具体细节中同组成员之间的讨论交流，以及从不同的视角提出问题并且解决问题等方面，都能提高学生的创新精神和创新能力。

2.小制作类

使用取材方便的材料动手制作简易作品，可以让学生养成动手的好习惯，并且提高学生的动手能力和设计能力。中学生可以用专题的方式进行小制作，也可以就解决某单独的问题进行小制作。

比如使用废弃易拉罐制作日常生活用品。微项目小组以生活中极易得到的废弃易拉罐，设计如何变废为宝，使其得到二次利用。学生进行小制作的过程，不是简单的模仿和重复的劳动，而是在小制作的过程中，对制作的物品进行设计、改进和创新。有些时候还要提出新的问题和思路，又能酝酿成一个新的微项目。在使用废弃易拉罐制作日常生活用品的过程中，有个学生根据在网上读到的一篇关于如何用易拉罐制作路由器无线信号放大工具的文章提出了质疑，于是组建团队，把这个问题转化为一个实验类微项目，进行新的探究活动。

3.文献学习类

学生如果对科学教育中涉及的某个知识点或者某个问题产生疑问，可以就这个问题或知识点进行进一步深入学习，也可以将其作为一个微项目开展活动。

比如在学习了涡流知识后，学生知道了电磁炉是使用涡流产生的热效应加热食物的，但对于电磁炉的工作原理，以及电磁炉的锅具为什么只能使用铁质的等问题还不是很了解，想进一步了解和学习相关知识，便可制订学习计划，查询资料和文献等，把它作为一个微项目，在规定的时间内完成，并把学习结果和经验以报告的形式体现出来。在进行这个微项目的过程中，学生不仅了解了电磁炉的工作原理，而且还进一步学习了关于磁导率、趋肤效应等知识。

文献学习类微项目虽然说只是知识的学习，但在具体过程中通过一系列关联活动，学生不仅仅学习了相關知识，更重要的是提高了解决问题的能力。在学习过程中，不断地变换角度思考问题，从不同渠道获得知识，以及在不同的文献中进行对比学习，对学生的创新精神和创新能力的培养同样可以起到不可或缺的作用。

4.调查研究类

调查研究是指首先通过一定的途径，选择运用切合实际的方式方法，有计划、有目的地了解事物真实情况，然后对调查材料进行思维加工，从而获得对客观事物本质和规律的认识。学生可以就自己关心的问题以微项目的形式制订计划，展开调查，获取数据，然后对获取的数据进行分析，提出自己的见解和建议。由于受课余时间的限制，学生可以选择一些较小的课题进行研究。

有段时间，新闻报道某大型快餐连锁店的食品添加剂的使用对人体健康存在安全隐患，有学生就以“食品中含食品添加剂的调查”作为微项目开展了研究。研究的主要目的是通过了解食品添加剂的相关信息，掌握有关食品添加剂的知识，提高人们关注有关食品添加剂问题的意识。研究过程中，前期工作以调查方式为主，包括走访、搜寻各种食品、记录食品，后期的工作是对所获得的数据进行分析和归纳总结，对目前状况进行反思，同时展望前景，提出合理化建议，完成结题报告。

当然，囿于学生知识面和客观因素的限制，我们不需要学生能够研究出多么重大的成果或者提出什么有意义的建议，而是主要关注这一过程。在这样的过程中，学生自己动手、动脑，设计实施方案，参与实地考察或调查，亲身体验整个实践过程中的艰辛与乐趣，感受研究性学习，学习科学知识，掌握科学方法，树立科学精神，培养创新意识，激发科学兴趣，培养社会责任感。

四、微项目的实施流程

课外科学教育活动微项目在实施过程中大致经历以下几个流程。

1.动员准备阶段

科技辅导员通过教学或专题讲座形式介绍微项目的含义，让学生具体了解什么是微项目，如何进行微项目选题和制订计划方案，用什么形式体现项目的成果等。动员学生积极地参与到微项目科技创新活动中，消除学生的畏难疑虑，提振学生的自信心。

2.微项目的立项

学生依据个人兴趣，或者几个同学成立微项目研究小组，初步确立所研究项目的课题，然后通过在网络上搜索相关资料，查找相关书籍和刊物，了解相关研究内容的基本情况。

科技辅导员在学生提出项目的基础上，帮学生把关审查微项目的科学性和可操作性，然后反馈给学生，并且和学生一起清晰界定微项目的研究范围和方法，指导学生设计和制订具体行动的计划方案。

3.学生进行微项目的活动阶段

学生依据制订的计划方案，在课外时间按时完成微项目的各项工作。学生在实施微项目的过程中，可能会遇到这样或那样的问题，要不断地修改完善或者调整方案，必要时科技辅导员要提供帮助，使项目得以顺利推进下去。

4.微项目成果展示

学生在经历各自的微项目活动后，各个项目小组都取得了相应的成果。不同的成果采取不同的展示方式，制作的实物可以用展厅布展的方式，调查研究或者学习类的可以用学生报告会的方式，或者以撰写科技文章的形式进行展示。

把学生做项目的成果进行展示，一方面是对学生工作的认可，让学生体验到工作带来的成就感;另一方面是对其他同学起到示范效应，使更多学生有意愿参与到科技创新活动中来。

五、结语

微项目是学生进行课外科学教育活动，培养学生科学精神和科技创新能力的有效手段之一。通过微项目这种活动方式，使学生积累知识，同时培养学生敢于质疑的精神。在学生实施项目过程中，不仅经历了过程，而且提高了学生的自信心，为培养学生的创新能力扫除了心理障碍。

学校要创造良好环境，为培养学生创新能力提供广阔的活动空间，为学生的学习提供优质的学习资源。科学教师或者科技辅导员在指导微项目的实施过程中，要为学生提供可资借鉴的建议和意见，同时还要指导学生敢于突破陈规，敢于标新立异，尊重学生自主发展的自由和权利，以有利于学生创新能力的培养。

作者简介

程元生，安徽省凤阳中学，中学高级教师，电子信箱：13955061994@139.com。

点评

尽管科学教育承载着培养未来创新人才的任务，但由于资源配置的不平衡，不同地域的科技辅导员在课外教育内容和模式的选择上会各有侧重。本文作者正是结合学校所在地域的资源，探索以课外小实验、小制作、文献学习和调查研究设计等微项目的实施，助力学生创新精神和创新能力的培养。其所总结的微项目的实施流程，诸如动员准备阶段、立项阶段、实施阶段、成果展示阶段，以及列举的相关微项目实际案例，对广大科技辅导员具有一定的借鉴和参考价值。

如果作者能够对上述探索提供理论支撑，并通过更为规范的案例和教育测量方法，给出微项目的实施对升华学生创新精神和培养它们创新能力的切实效果，则本文的科学性和教育性还有望得以充实。

——翟立原（中国青少年科技辅导员协会理论工作委员会副主任委员，第26届全国青少年科技辅导员论文征集活动评审委员会主任委员）

临近的千新星看上去会是什么样子？

如果2颗大密度中子星在距离地球较近的地方相撞，其形成的千新星将会与亮度被压成一个小圆点的月光一起日夜闪烁。

“在夜晚，它将成为迄今为止悬于高空的最亮物体。”来自美国佛罗里达大学的物理学家Imre Bartos说道。Bartos曾于5月7日在Xiv.org上发表的研究报告中对如此亮度的爆发会是个什么样子作出描述。

2017年，在科学家们从1颗中子星碰撞中发现引力波之后，如此亮度的爆发，以及产生的充满活力的粒子在现实中首次被发现。那次中子星碰撞发生于距地球1.3亿光年远的地方，只有通过望远镜才能观测到，这一发现证明千新星向宇宙中喷洒出类似金、银、铂及铀等重元素。

尽管这并不意味着邻近的千新星在不久的将来就会爆发，但距离当前地球1000光年远的地方曾经发生过（虽然那是在太阳系形成的8000万年前）。Bartos和来自于哥伦比亚大学的物理学家Szablcs Marka在5月1日的《自然》杂志上就此作了报告。那次爆发为太阳系播种了元素，它们组成了今天的那些行星。

“我们想让这次爆发更具可视性，想要了解这个距离意味着什么。”Bartos说道。因此他与同样来自于佛罗里达大学的Nihar Gupte模仿出当距地球只有1000光年远时，由2017年千新星爆发所释放出的光谱。它将起始于黛青色，但是在几天或者1个星期内随着千新星的残骸覆盖住深蓝光的波长，它将变为红色。大约1个星期后，千新星将会消失得无影无踪。

天体物理学家预测，靠近地球的千新星有可能每1亿年爆发1次。因此我们不大可能見到，但是在地球长达45亿年的历史中，这是一定存在的现象。它将对那个时代生活在行星上的任何生物带来惨痛的后果。如果千新星来一次伽马射线爆发，就像2017年所做的那样，高能光粒子的洪流将会间接清除掉地球上的任何生物。