如何指导青少年科技创新活动

郑敏 曹薇 张平柯

中小学科学教师在肩负中小学自然科学类课程教学任务的同时，也承担着组织和指导青少年科技活动的任务。青少年科技活动开展水平在很大程度上决定了科技人才的培养质量，进而影响我国未来的科技竞争力。快速提升新人职科学教师的青少年科技创新活动指导水平，对我国创新人才培养和创新实力提升具有重要意义。

开展青少年科技创新活动的意义

新时代国际竞争的特点

当今集中在太空、能源、通信、军事、分子生物等领域的日趋激烈的国际竞争，其本质上都是国家间高科技水平的竞争。一个国家的高科技水平很大程度上决定了其经济竞争实力、军事竞争实力等硬实力，而高科技领域的竞争说到底是创新人才的竞争。

创新性人才的特质

创新性人才拥有创新人格，创新人格是使人长久保持创新欲望的个性品质，其具体表现为：具有兴趣广泛、强烈的好奇心、善于独立思考、自信心强、有决心有毅力、态度直率而坦白、敢于冒险、富于幻想等特质。创新性人才的思维方式以创新思维为主，具有创新思维的人能对事物间的联系进行创造性的思考，并创造出新事物[1]。

开展青少年科技创新活动的意义

教育是培养创新人才的主要途径之一。已有研究表明：从1年级至8年级，我国学生的创造性人格持续下降，8年级学生创新素质的大部分方面都不如4年级学生[2]。基础教育阶段是培养青少年创新能力的黄金阶段，创新人格和创新思维的形成必须通过大量实践活动所形成的连续过程完成，需要贯穿人生全部教育阶段，其中小学和初中阶段尤为重要。

孩子们只有从小就像科学家一样参与科学探究和工程设计活动，通过“真刀真枪做科学”的实践活动，才能够形成创新人格，具备创新思维，为之后创新行为打下良好的基础。

科学课程与青少年科技活动的关系

科学课程提倡以探究活动作为主要形式，对于培养学生的创新人格和创新思维具有重要意义。然而科学课程受到时间、空间的限制，并不足以全面完成培养学生创新人格和创新思维的任务。青少年科技创新活动由于具有開放性、灵活性、时空自由性等特点，在培养青少年主动学习意识，提升青少年创新精神与能力，提高青少年综合应用科学知识、技能、方法解决实际问题的能力，增强青少年对科学研究的兴趣，丰富科学情感，培养科学态度，增强社会责任感等方面，都有着不可替代的作用，而这些方面恰恰都是形成创新人格和创新思维的必要条件。

创新人格和创新思维的养成是长期连续的过程，科学知识的内化也需要不断积累和强化。小学科学课每周只有l到2节，这对形成科学探究习惯、培育创新人格、形成创新思维是远远不够的。通过开展青少年科技创新活动，可以为孩子科学学习的连续性创造条件。

此外，科学课程所设计的活动必须考虑普适性，必须是绝大多数学生都能够接受的，所使用的材料、设备等也必须是比较普遍易得的。而科技活动由于其对象的灵活性，完全可以根据活动小组学生的实际能力、身心发展水平和个性特征设计和选择活动内容，使活动更具针对性，这对于学生的个性发展、对于培养科技精英的苗子都很有意义。

新入职科学教师应该怎么做

快速进入角色，熟练设计和指导青少年科技活动，尽快成为合格的科技辅导员，进而成为优秀的科技活动专家，是新人职科学教师的共同追求。对于刚刚走上工作岗位的年轻科学教师而言，最重要的职责就是快速胜任科学课程教学。将科学课程教学与青少年科技活动指导结合起来，是新人职科学教师快速具备和提升自身科技活动指导能力的途径。

在科学教学实践中寻找创新点

首先，科学课程教学是新人职科学教师的主要任务，科学教育的理念与青少年科技活动教育的理念是一致的，都倡导以探究为主、强调学生动手操作的教学方式。因此新人职科学教师不需要把指导青少年科技活动作为额外的工作负担，而要将其作为科学课程的延伸和必要补充。

其次，如何准确把握科学课程，确保将科学课上好，是新人职科学教师日常工作的主要内容，所以从科学课堂这个与新科学教师最贴近的内容人手，对科学教材中的探究活动进行深入挖掘，从教材中寻找科技活动的创新点，是适合新人职科学教师设计和开展科技创新活动的捷径。

例如教科版小学《科学》6年级上册“研究电磁铁的磁力”这一活动，原设计通过在铁钉上绕线圈并通以电流，再观察和测量铁钉吸引大头针的数量，以此判断电磁铁磁力（磁性）大小。

对这一节内容进行深入挖掘，就可以产生新的科技活动。科学课堂上，教师和学生往往会发现当通过线圈的电流很大时，即使停止通电以后铁钉仍能吸引相当数量的大头针，这一现象容易对实验造成干扰，使学生感到迷惑。其原因是由于铁钉含碳量较高，剩磁较强。出现这一现象后，教师可选择软的粗铁丝切成小段代替铁钉，并进一步开展学生实验，此时学生会惊奇地发现，这个电磁铁断电后基本没有磁性了，这个小改革就是科学教师对教具的改进和创新。

在此基础上科学教师可以设计一个新的拓展探究活动，研究断电以后铁钉依然吸引大头针的原因，以及寻找断电后吸引大头针最多的铁钉。通过实施这些科技探究活动，并经过教师适当提示，学生会猛然醒悟，原来他们已经掌握了制造永久磁铁的方法。一些探究能力较强的孩子通过这些科技活动还会发现，断电后吸引大头针较多的铁钉，往往都比较“硬”，从而可以进一步通过查阅资料开展新的科技学习活动。

新人职科学教师应该意识到，科学教材中的活动往往还有很大的拓展延伸空间。如“温度与气温”是教科版小学《科学》4年级上册教材内容，一天中气温变化的研究显然不能够在学校完成，教师可以将其设计为一个科技创新活动，让学生根据自身情况，自己设计研究方案完成。如让学生自行确定选择温度计、测量时间和地点、取样密度等，这都有利于培养学生的创新精神和实践能力。

对教材中的活动内容，科学教师还可以根据实际情况进行替代和延伸。比如种植凤仙花的活动，可以用另外一种花卉取代，或引入其他具有地域特色的花卉进行种植和观察，这些都是具有特色的青少年创新活动。

发挥自身特长和地域优势

新人职科学教师开展青少年科技创新活动时首先要发挥自身特长，根据自己擅长的领域寻找青少年科技创新活动课题，有利于快速找到切入点，树立指导信心。例如喜欢电子制作的科学教师可以带领学生开展与电子制作相关的科技创新活动;擅长植物识别的科学教师可以带领学生开展与植物观察、种植等相关的科技创新活动。千万不要以为科技创新活动一定要学科平衡，科技创新活动更重要的目的是通过活动培养学生的创新精神，提高他们的探究能力，而非学科知识的牢固掌握。

新人职科学教师还要善于发现、挖掘地域优势，引导青少年寻找有价值和力所能及的科技活動课题。比如在一些雾霾比较严重的城市可以开展与雾霾研究和防治相关的科技创新活动;如果所在学校附近有某种特殊的岩石，则可以开展对这种岩石及其相关地质地形地貌的研究活动;如果学校周边有种植园、养殖场，也可以通过挖掘它们蕴含的科技活动资源开展青少年科技创新活动。

坚持学习，勇于实践

科学教师一定要树立终身学习的理念，担任科学教师和指导科技创新活动需要很宽广的知识面和较高的创新能力水平，新人职科学教师和科技辅导员要保持积极的学习态度，并从以下三个方面进行努力。

第一是进一步夯实和拓展自然科学基础知识，特别是对非自身专业学科或以往自身了解不深刻、不透彻的学科持续学习。如果自己所学专业是物理学，就刻意地涉猎化学、生物学、天文学，如果自己对某一非自身专业的自然学科特别有兴趣，也可以此为突破口，进行深入学习，掌握更多自然科学知识。这不仅能为指导科技创新活动奠定学科知识基础、提升指导水平，也增加了自己找到更多创新课题的可能性。

第二是要关注科技发展动态，紧跟时代，学习新知。学习新的科技知识，如人工智能、北斗导航等;学习新的科学教育理念，比如STEM教育理念等。

第三要善于从网络中获取科技创新的支持。如关注中国科学院的科普网站、中国青少年科技辅导员协会的“科技学堂”、科学松鼠会、全国青少年科技创新活动服务平台等，通过这些网站可以了解科技发展的新动态，学习科普知识和科技创新技法，分享典型案例。特别是“科技学堂”，经常会推出新的科技创新及STEM活动的课程和案例，供广大科技辅导员免费学习。

科技创新实践是培养学生创新精神和实践能力的主要途径，同时也是科学教师和科技辅导员成长的重要途径。新人职科学教师和科技辅导员一定要积极投身到科技活动中，亲自参加科技创新活动，做科技创新的践行者，如通过参加科技辅导员创新赛事的形式促使并检验自己的成长。

脚踏实地，勇攀高峰

中国青少年科技辅导员协会制定了青少年科技辅导员专业标准，将青少年科技辅导员水平分为初级、中级、高级三个层次，并依据专业标准开展青少年科技辅导员专业水平认证工作。科学教师及科技辅导员可以根据专业标准确定自己的发展方向，达到相关专业水平时积极申报，这是对自身发展水平的检验，也是对自身进步成长的激励。

新人职科学教师和科技辅导员只要脚踏实地，一步一个脚印，通过若干年的努力，一定能够成长为青少年科技活动专家，推动我国青少年科技活动进入一个新的时代。

参考文献

[1]林崇德，创造性心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2018

[2]胡卫平.STEM教育与科技创新人才培养[J]，中国民族教育，2018 （7）：16-18本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目“全民科学素质行动计划背景下科学教育师范生科普能力培养的研究与实践”（批准号：HNJG2020-1099）的研究成果。