科技创新后备人才:拔尖创新人才培养的主体工程

胡卫平 辛兵

摘   要：大力培养科技人才后备军，对于我国实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国，实现第二个百年奋斗目标具有长远意义。基于此，文章分析总结了科技创新后备人才的成长规律以及我国对科技创新后备人才培养进行的有效探索，并在分析当前影响我国科技创新后备人才培养的主要问题的基础上，提出了新时代科技后备人才培养的创新路径，包括制定支持性的法律政策，探索整合性的机制体制，营造创造性的社会环境，聚焦创新人才的必备特征，设计进阶式的培养体系。

关键词：拔尖创新人才;科技创新后备人才;成长规律;儿童青少年;家庭环境;创新驱动

中图分类号：G51         文献标志码：A         DOI：10.3969/j.issn.1672-1128.2023.02.001

当前，新一轮科技革命、产业革命和教育革命加速发展，世界创新格局深度调整，大国博弈日趋激烈，百年未有之大变局加速演进，世界各国都在加强科技创新，重视人才培养。中华民族伟大复兴进入关键时期，科技创新得到高度重视。二十大报告中55次谈到创新，17次谈到创造。报告指出教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑;必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略;我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。创新的关键在于拥有大批创造性人才。儿童青少年时期是个体创造力发展的关键时期，基础教育阶段学生创新素质的发展水平直接决定其是否可以发展成为科技创新人才。因此，科技创新后备人才的培养也成为着力造就拔尖创新人才的主体工程，是打赢关键核心技术攻坚战，增强自主创新能力，进行原创性、引领性科技攻关的关键举措，促进教育高质量发展、加快实现教育现代化的重要战略举措，也是我国在百年变局和复兴全局背景下加快解决“卡脑子”“卡脖子”等问题，建成人才强国的重要路径。

一、科技创新后备人才的成长规律

科技创新后备人才是具有科技创新的潜能，有可能在成年期做出较大科技创新贡献的优秀后备人才。科技创新后备人才的培养是一个复杂而系统的工程，需要科学的理论支撑和对人才成长规律的准确把握，主要包括必备特征、发展规律和影响机制。

（一）科技创新后备人才的必备特征

自从20世纪50年代以来，人们从不同角度对创造力进行了较为深入的研究。起初，人们主要从心理测量、认知和人格三个视角进行研究，关注创造性的产品、创造性的过程和创造性的个人。后来，人们开始重视环境和文化等因素，强调个体和环境对创造力培养的交互作用。

20世纪80年代之后，创造力研究的多样化与综合化并存。一方面，聚焦不同领域、不同阶段、不同程度的创造力研究，提出众多的理论;另一方面，整合创造性的个人、创造性的产品、创造性的过程和创造性的环境，强调创造力不仅具有领域一般性，也具有领域特殊性，逐步形成了创造力的系统观。20 多年来，我们在系统总结相关研究与实践成果的基础上，利用心理行为、教育实验、脑科学等多模态方法，建立了包含知识、思维、动机和人格四个维度的科技创新后备人才必备特征模型。

其一，知识是创新的基石，主体对知识经验或思维材料进行深度理解和高度概况后，集中而系统地迁移，并进行新颖的组合分析，找出新异的层次和交接点，提出新颖和有价值的观点，就实现了创新。科技创新后备人才的知识特征主要体现在广博和精深两个方面：一是具有较广博的知识基础和合理的知识结构;二是对科学知识有深度的理解，掌握学科和跨学科的思想方法，并善于用这些知识和方法解决真实情景中的复杂问题。科技创新后备人才需要有足够的科学表象，广泛涉猎多学科和跨学科知识，积累各种各样的研究经验，掌握科学研究的基本方法，并对某一问题有长期的研究和深入的思考。

其二，思维是智力和能力的核心，人类所创造的一切物质和精神财富，都是人类在实践活动中通过思维形成和积累起来的，思维已经成为人类认识世界、改造世界最重要的主观能源和实现创新的最直接的根本源泉。科技创新后备人才应具有良好的基本思维和高阶思维。基本思维主要包括抽象思维和形象思维。抽象思维是以概念为思维材料进行的思维，包括分析与综合、抽象与概括、比较与分类，以及在此基础上形成的模型建构、推理论证等。形象思维是以表象为思维材料而进行的思维，包括空间认知、联想和想象等。高阶思维主要包括批判性思维和创造性思维。批判性思维是基于证据和逻辑而作出决策或者解决问题的思维能力和倾向，包括思维开放、思想公正、有寻求理性的倾向、好奇、希望得到充分的信息、具有灵活性、尊重他人等。创造性思维指能从不同角度分析和思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法，包括发散思维和聚合思维。

其三，动机是指以一定方式引起并维持人的行为的内部唤醒状态，它可以激发个体产生某种行为，使个体的行为指向一定目标，并将行为维持一定的时间，是人类开展创新活动的根本动力。科技创新后备人才的动机特征主要包括内在动机和成就动机。内在动机是对学习和创新活动本身的动机，主要包括好奇心和探究兴趣。好奇心作为人类的本能，是对探索新事物、挑战不确定事件的强烈渴望，是人类进行探索性和创造性活动时需要具备的重要心理特征。几乎所有围绕着创造（包括创造力、创造性思维、创造技法、创造者的個性品质等）进行研究的学者都将好奇心作为创造的基本动力，也将好奇心以及与此有关的特征（如喜欢复杂事物、容忍混乱等）作为高创造力个体的重要的个性品质特征。探究兴趣是指个体力求认识、探究自然界奥秘或从事科学活动的心理倾向，包括直觉兴趣、操作兴趣、因果兴趣和理论兴趣四个层次。成就动机是科技创新后备人才所应具备的另一个重要动机，指个体追求自认为重要的有价值的工作，并使之达到完美状态的动机，即一种以高标准要求自己力求取得活动成功为目标的动机。成就动机高的人具有远大的理想和抱负，能正视所遇到的挫折和失败，表现出极大的韧性和毅力，拥有克服困难的坚强意志，在学习和研究中更加勤奋努力、积极进取，具有强烈的社会责任感。这些特点都是科技创新后备人才必备的品质。

其四，人格是指个体在对人、对事、对己等方面的社会适应中行为上的内部倾向性和心理特征。在系统分析相关研究者提出的创新人才所具备的人格特征的基础上，我们总结出科技创新后备人才需要具有冒险精神、意志坚强、勤奋努力、独立自信、容忍模糊、思維开放、质疑品格、想象丰富等人格品质。在这8个要素中，前4个偏重于非认知因素，后4个偏重于认知因素。

（二）科技创新后备人才的发展规律

以科技创新后备人才在不同阶段的主要创造活动为标志，根据科技创新后备人才在思维素养、动机特征、知识储备、创新人格等方面的发展进程，可以将科技创新后备人才的成长过程划分为三个阶段：早期探索阶段（学前及小学前期），兴趣显露阶段（小学后期及初中），才干浮现阶段（高中及大学）。

早期探索阶段表现出创造潜能及对行为和事件的创造性见解。基础思维快速发展，高阶思维初步发展;初步接触跨领域科技创新知识，开始形成对世界的初步认识，但是图式结构并不完整;动机大多表现为希望得到他人的认可，对事物有强烈的好奇心和兴趣，这种好奇心和兴趣具有随机性、偶发性和不稳定性，表现出对科学现象的直觉兴趣和对科学实验的操作兴趣;表现出开放性、求知欲、好奇心和冒险性等人格品质。

兴趣显露阶段开始在日常生活中表现出创造力。基础思维基本定型，高阶思维长足发展;参与一些简单的科技活动，学习一些跨领域科技知识，初步认识科学的本质，形成基本的学科观念和跨学科观念，并能解释有关自然现象，解决简单的实际问题;具有强烈的求知欲，喜欢实践和挑战，乐于钻研，形成操作兴趣和一定的因果兴趣，对于科技创新的动机高速发展，但由于经历青春期，身心都处于动荡期，因此个体的科技创新动机还不稳定;创新人格表现为想象力丰富、有好奇心等，基本保持前一阶段创新人格的基调。

才干浮现阶段开始表现出对特定领域科技创新的才干，并刻意学习相关科技创新知识。有效利用高阶思维进行实践;通过集中的、深入的学习，已经积累了一定的专业知识，知识结构不断完善，能够对知识进行深度理解，并表现出对特定领域科技创新的兴趣和好奇心;具有强烈的求知欲，能够勤奋努力学习并善于反思。对科技创新的探究动机内在化，形成因果兴趣和一定的理论兴趣，并转化为特定的专业潜能优势;创新人格逐渐趋于稳定，为个体从事和坚持科技创新活动提供了有力的支撑。

虽然创新能力的发展具有一般的发展阶段，但这些发展阶段更多体现了特定的社会文化背景和社会制度安排等因素在宏观层面对科技创新后备人才发展的普遍支持及约束。同时，由于不同的发展条件和发展时机，发展路径和途径表现出多样性。此外，英才发展理论认为，英才的发展路径是多元的。通向创新人才的道路不可能只有一种途径。总的来看，人才发展路径表现出从一般领域到特殊领域的“分化—整合”过程。科技创新后备人才的发展路径因专业领域而异，也因发展时机而异。在特定时间点，由特定的任务需求和文化期望所激发，并由内生力量推动和维持，以及必要的外在技术和制度支持，构成了特定的人才发展时机或发展节点。

（三）科技创新后备人才成长的影响机制

科技创新后备人才的成长受到很多因素影响。很多学者从认知取向（cognitive approach）、社会心理学取向（social-psychological approach）、发展取向（developmental approach）、跨文化取向（cross-cultural approach）和精神分析取向（psychoanalytic approach）等角度探究了创新后备人才成长过程中可能的影响因素。近30年，整合取向（integrative approach to creativity）的出现，整合了以往研究中的单一维度，从动态角度分析了创新后备人才成长过程中潜在的影响因素。这些理论均认为创新是认知因素（包括发散思维、逻辑思维和知识）、意动因素（有利于创造力的人格因素，如冒险性、开放性和动机）和环境因素交互作用的结果[1，2]，即在解释创造力的差异时，同时强调个体和环境因素的重要性。

基于对以往实证研究和文献的系统分析，我们构建了科技创新后备人才成长的影响机制模型。该模型从家庭、学校、社会三个层面，由内而外，综合探讨了科技创新后备人才成长的影响机制，为科技创新后备人才的培养提供了依据。

家庭作为儿童青少年生活的最初场所，是影响科技创新后备人才成长的长期环境。家庭环境的影响因素包括家庭教养方式、父母支持和榜样作用以及家庭氛围。家庭教养方式中，民主型教养方式使得子女能更多地参与到各种活动中，独立意识增强，因而更具有创新能力。同时，父母等家庭成员的性格特征、个人风格、行为习惯、知识构成、兴趣爱好等都会对子女产生影响。父母对子女的支持与理解、早期教育的引导以及自身的榜样作用，能够为子女提供必要的指导，树立良好的榜样，同时极大增强子女的自信心，让他们更勇敢、更主动地进行探索与实践，从而促进子女创造性品质以及科技创造力的形成。自由和开放的家庭氛围可以让儿童青少年感受到父母对自己的要求与期望是合理的、不过分的，从而促进儿童青少年科技创造力的发展和早期积极心理品质的形成。

学校作为儿童青少年学习的主要场所，是培养科技创新后备人才的重要环境。教师是知识的主要传播者，直接与青少年的学习活动相联系。学校环境中影响青少年科技创造力的因素可以分为学校环境、教师素质、课堂环境和教学方法。学校环境通过影响创造性人格特质来影响青少年科技创新能力的发展。在教师素质方面，拥有创新意识且具备以创新教学为核心的教学观念，是培养学生科技创新能力的基础;而通过创新的教学方法和策略，教师在准确传授知识的同时，可以激发学生对学科学习的兴趣，增强学生的求知欲，培养学生的科技创新能力。课堂环境是培养学生科技创新能力的场所。轻松、民主和开放的学习环境能够促进学生科技创造力的发展。此外，良好的师生关系和同伴互动也能够弱化学生对课堂环境中不利因素的感知，从而促进自身科技创新能力的发展。教学方法是影响青少年科技创造力的关键。以思维为核心的教学方法突出了学思结合、知行统一和因材施教，是促进学生创造力发展和创新素养的重要途径。

社会环境作为儿童青少年成长的外部场所，是支撑儿童青少年科技创新的宏观环境。首先，社会人际环境因素中的帮助者和角色榜样在儿童青少年的科技创造力发展中起着重要作用。其次，随着知识全球化和共享化，大众传媒作为信息传播的载体也在不断发展，在这一背景下，多种形式的知识呈现方式更生动和具有感染力。多渠道的信息传播方式使得青少年能在短时间内获得大量科普知识和科技前沿信息，同时，科学技术的突破和创新也激发了他们自主探索与创新的欲望。并且，通过大众传媒，儿童青少年能够了解更多的公众人物和榜样人物，这些人物能够影响儿童青少年的价值观与人生观。例如，科学家等杰出人物的感人事迹、品质与人格魅力都会感染到儿童青少年，并成为其外在的动力与目标，激发他们追求卓越、执着进取。最后，社会文化作为社会运行的内核，是在根源上影响着创造力发展的外在环境。开放包容、提倡进步信念和乐观主义的文化，能够促进儿童青少年科技创造力的发展。

二、科技创新后备人才培养的有效探索

自 20 世纪 50 年代以来，随着科技、经济和社会的发展，科技创新人才越来越成为国家与地区之间竞争的关键因素，大力加强创造力研究，培养科技创造性人才，促进科技创新，得到世界各国政府和学术界的高度重视。进入本世纪以来，我国积极从战略层面提供了方向引领，而且开展了卓有成效的实践探索。

（一）战略引领

我国早在 20 世纪 90 年代末就提出加快国家创新体系建设，解决科技与经济相脱节的问题，促进科技成果的转化和推广。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006 — 2020 年）》提出要提高自主创新能力，建设创新国家。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 —2020 年）》提出：要加快教育改革创新，促进创新型拔尖人才的成长，支持有条件的高中与大学、科研院所合作开展创新人才培养研究和实验，建立培养基地。党的十八大明确强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置;要坚持走中国特色自主创新道路，以全球视野谋划和推动创新，提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，更加注重协同创新;要把培养学生的“创新精神”作为深化教育领域综合改革、办好人民满意的教育的重要目标。十八届三中全会再次强调要把创新摆在国家发展全局的核心位置。十八届五中全会进一步提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，把创新放在首位，用创新统领各项工作。在十九大报告中，“创新”一词更出现了50余次，并再次强调“创新是引领发展的第一动力”。《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》明确了2035年“关键核心技术实现重大突破，进入创新型国家前列”的目标任务。《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》提出实施科技创新后备人才培育计划，强调建立科学、多元的发现和培育机制，对有科学家潜质的青少年进行个性化培养;开展英才计划、少年科学院、青少年科学俱乐部等工作，探索从基础教育到高等教育的科技创新后备人才贯通式培养模式;深入实施基础学科拔尖学生培养计划2.0，完善拔尖创新人才培养体系。十九届六中全会强调推动科技自立自强。二十大报告进一步明确，科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略都是党中央提出的需要长期坚持的国家重大战略，也都是事关现代化建设高质量发展的关键问题。立足新时代新征程党的历史使命，党中央从突出创新在中国现代化建设全局中的核心地位出发，将科技、教育、人才进行统筹部署，集中表达。这些政策均反映了国家在战略层面上对科技创新和科技创新人才的高度重视，为进一步加强改进科技创新后备人才的培养提供了方向引领。

（二）实践探索

为了落实国家在科技创新和科技创新人才培养的战略部署，国家相关部门和地方开展了有效的探索，积累了一些可以推广的经验。

第一，“英才计划”。为了培养和造就科技创新后备人才，全面贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》，中国科协和教育部自2013年开始共同组织实施“中学生科技创新后备人才培养计划”（简称“英才计划”）。“英才计划”旨在选拔品学兼优、学有余力的中学生走进高校，在自然科学、基础学科领域的著名科学家指导下参与科学研究、学术研讨和科研实践，使中学生感受名师魅力，体验科研过程，激发科学兴趣，提高创新能力，树立科学志向，进而发现具有学科特长、创新潜质的优秀中学生，为“基础学科拔尖学生培养计划”输送后备力量，促进中学教育与高等教育相衔接，建立高校与中学联合发现和培养青少年科技创新人才的有效模式，为青少年科技创新人才不断涌现和成长营造良好的社会氛围。“英才计划”工作分为选才、育才、鉴才三个重点环节。“英才计划”将品学兼优、学有余力、对基础学科具有浓厚兴趣作为学生选拔的条件，从基本条件、科学知识、思维能力、专业知识、师生匹配度、交流能力六个方面进行筛选。“英才计划”以兴趣导向、名师引领、非功利化为培养原则，并在此基础上建立了兴趣导向型、项目导向型两种主要模式。兴趣导向型是指学生在培养过程中无研究课题，仅对其所选学科表现出浓厚兴趣，导师针对其兴趣进行个性化引导培养，进一步巩固和加强学生的兴趣;培养方式包括指定阅读书目、参加学术讨论、聆听学术报告等。项目导向型是指学生在进入计划前或者在培养过程中确定了明确的研究课题，培养期间主要在导师的指导和帮助下独立开展课题研究或承担导师课题中的部分工作。

第二，“翱翔计划”。“翱翔计划”由北京市教育委员会成立的北京青少年科技创新学院具体实施，旨在以首都丰富的科技、文化和教育等资源为依托，建立让高中生“在科学家身边成长”的培养机制，为学有余力、具有创新潜质的优秀高中生提供开放的学习空间，让学生走进高校和科研院所的实验室，获得科研过程的体验和科学精神的熏陶。“翱翔计划”探索建立了高中階段创新人才的培养机制，即生源学校、基地学校、高校和科研院所实验室共同承担“翱翔计划”学员培养任务的“三校”管理机制;生源学校基础性课程、基地学校过渡性课程、高校和科研院所实验室熏陶体验课程等构成的“三类”课程机制;生源学校指导教师、基地学校指导教师、高校和科研院所实验室指导教师共同指导学员的“三师”培养机制。“翱翔计划”的人才培养机制体现出一定的特色。首先，“翱翔计划”人才培养的基本原则是尊重个性，为学生的个性发展提供空间，通过这样的基本原则指引，培养方案可以最大限度地适应学生个性差异和潜能差异的需要。其次，在课程开设方面尽量提供多样化的选择，赋予学生真正的选课权利，充分发挥学生学习的主体性和主动性。最后，有效整合与利用资源，为人才培养搭建更大的平台。“翱翔计划”充分利用高校、科研院所等资源，将本校、兄弟院校、高校和科研院所以及社会上更广泛的资源进行有效整合，建立有效的组织形式，保障资源的有效利用，为人才培养搭建更大的平台，更好地推动了高中阶段创新人才的培养工作。

第三，“科学种子计划”。上海“科学种子计划”由上海青少年科技创新服务中心（上海青少年科学社）组织举办，旨在助力青少年科技创新人才培育。“科学种子计划”围绕“重创新、育能力、铸人才”的目标，提出五大举措：一是播种子、选人才，将科学普及和人才选拔相结合;二是重探究、求创新，将科学教育和人才培育相结合;三是育创意、强实践，要求创意培养和实践研究相结合;四是促全面、重长期，强调全面发展和长期评估相结合;五是重公益、引资源，坚持政府支持和社会参与相结合。上海“科学种子计划”探索出了以下经验：一是突出兴趣基础;二是形成培育链条，创立了从“兴趣会员”“创意会员”“研究会员”“英才会员”到“高级会员”的科技创新人才培育链;三是搭建“上海STEM云中心网上学习平台”“STEM综合素养测评系统”“科学种子实验服务平台”“青少年科技创新在线查询检索及咨询平台”四大在线信息平台;四是组建多元团队，联合高校及科研院所、学会、协会，建立100余个“科学种子辅导站”。

第四，“春笋计划”。“春笋计划”是陕西省高校与普通高中联合培养创新人才的重要实践，旨在利用省内高校丰富的教育和科技资源优势，通过培养高中生的科学探索兴趣和创造性思维能力，拓宽基础教育阶段创造性人才培养的途径。在计划实施前，笔者所在团队承担了“春笋计划”的研究、方案制订和效果评估等工作。通过调研、试点、反思、推广，“春笋计划”取得了明显的效果：从学校层面来讲，创造性人才的培养从理念向实践转变，营造了教育创新的环境，实施了创造性的教学，开展了丰富多彩的科技创新活动;从教师层面来讲，培养了一批研究型教师，可以有效指导学生开展研究性学习，越来越重视所学知识和方法在真实情境中的应用;从学生层面来讲，科研意识得到提高，创造性人格逐步形成，思维方式得到转变，学习兴趣得到激发。“春笋计划”形成了有效实施的新体制，提出了创新人才选拔的新思路，构建了创新人才培养的新模式。将高校优质资源融入高中生创新素质的培养，选拔少数具有创造性潜质且学有余力的高中生进入高校实验室参与课题研究，高校专家对高中教师及承担课题的学员进行系统的通识培训与学科专业培训，高校专家与高中教师联合指导高中生的研究性学习，高校重点实验室面向全体高中生开放等，都成为科技创新后备人才培养的有效实践。

三、影响科技创新后备人才培养的主要问题

改革开放以来，我国培养了大批科技人才，支撑了国家科技、经济和社会的高速发展，但也存在不少问题，制约着科技创新后备人才的培养。主要表现在如下几个方面。

一是需求与供给矛盾突出。科技创新在我国现代化建设全局中处于核心位置，关系到中华民族的伟大复兴。科技创新人才是驱动科技创新的源动力，儿童青少年时期是科技创新人才成长的关键时期。科技创新后备人才的培养是我国现阶段和未来几十年中的重大需求，但由于当前中小学生的科技创新素质发展不理想，導致科技创新人才的需求与供给产生了巨大的矛盾。青少年的科学职业意愿是预测他们从事科技职业的重要指标，反映了内在动机。2020年国家义务教育质量监测结果显示，全国仅有18.8%的八年级学生期望长大以后从事科技相关职业。经济合作与发展组织（OECD）公布的国际学生能力测试（PISA）中“30岁愿意进入科技相关行业从业”的学生比例，2015年结果：美国为37.9%，OECD国家均值为24.5%，中国为16.7%;2018年结果：美国为45.2%，OECD国家均值为32.3%，中国为24.9%。此外，相关研究表明：在科学创造力的7个维度中，中国学生在6个维度上的得分低于英国青少年，13-17岁青少年的创造性技术产品设计能力持续下降[3]。

二是政策与经费的支持不足。为了培养科技创新后备人才，世界主要发达国家都制定了具体的法规和政策，如美国在2012年实施的《K—12 科学教育框架》、2013年实施的《联邦政府STEM教育战略规划》《下一代科学教育标准》等，都把培养科学、技术、工程和数学（STEM）创新人才作为教育目标之一。以色列教育部专门设立了青少年科技创新人才培养部门，在全国建立了“了解STEM—深入学习科学知识—进行学术研究”的金字塔式青少年科技创新人才选拔培养模式。日本2021年10月发布的《2021科技创新白皮书》提出培养科技创新的多元化人才[4]。在科研经费投入方面，大部分发达国家在自然科学基金中设立科学教育项目，并给予大额资助，但我国自然科学基金并不涉及科技教育，即便在全国教育规划课题中，2011到2021年资助的课题数也仅占总课题数的1.39%。总的来说，研究经费严重不足，研究队伍极端匮乏，研究成果远远不能支撑我国科学教育的发展和科技创新人才的培养。

三是校内与校外的整合不够。科学教育不仅是学校教育的组成部分，而且需要社会各界协同推进，尤其是校内外科教力量与资源的整合。学校是实施科技创新后备人才培养的主体，科学教师的配备、科学课程的设置、科学教学的改革、教学环境的建设等，都是影响科技人才培养的关键要素。校外资源包含各类科学组织机构、科研单位、高等学校及社会、科技企业等。目前，我国科学教育资源建设与利用主要集中于学校，而与校外科协系统、科研单位、高等学校及企业等相关部门的科学教育资源的整合存在不足，机制体制尚不健全。

四是缺乏教师与学科支撑。教师队伍的质量是科技创新后备人才培养的重要保障，高校科学教育学科建设则是培养高水平科学教师的重要保障。但是，我国现在存在科学教师队伍的质量不高和科学教育学科的支撑不够等问题。小学阶段处于科技创新后备人才成长的早期探索和兴趣显露阶段，是引导和培养学生好奇心的关键时期，但当前小学科学学科普遍存在专职教师少、专业教师少、教师队伍稳定性差等问题，无法保证国家科学课程标准的有效实施，更谈不上创新后备人才的培养。科学教师需要大学来培养，但我国高质量科学教师培养的学科体系还没有建立，设置科学教育本科专业的学校数量少、层次低。

五是课程与教学的质量不高。科学课程与教学是培养科技创新后备人才的重要途径，但我国在科学课程与教学方面存在科学课程的开设率不高、科学课程的综合性不够、科学教学的科学性缺乏三大问题。研究表明：知识的综合性有利于学生创造力的发展[5，6]。虽然《义务教育科学课程标准（2022年版）》从课程目标、课程内容、课程实施等方面体现了科技创新后备人才的必备特征及其综合性、适宜性和实践性的需要，但除浙江外，其他省市在初中阶段均实施分科教学，不能满足科技创新后备人才培养对综合性的要求。作为科学教学的主导方式， 2020年国家义务教育科学教育质量监测数据显示， 47.6%的教师的探究教学水平处于低和较低水平。另外，科学实验教学实施不足，实验教学资源未得到充分利用等现象非常普遍。

四、新時代科技后备人才培养的创新路径

第一，制定支持性的法律政策。法律和政策在科技创新人才培养过程中的作用主要体现在引导、督促及提供保障三方面。国家要从更加宏观的法律和政策层面保障科学教育的地位，明确相关部门的职责，为推动科学教育优先发展与科技创新人才的培养提供法律、政策和经费保障;加强对科学教育和科技创新后备人才培养的专项督导，保证《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》和《义务教育科学课程标准（2022年版）》任务的落实;制订促进学科与科研支撑科技创新人才培养的政策体系，持续支持科学教育研究和科技创新人才成长规律研究，以支撑科技创新人才的培养，服务于国家的科技创新。

第二，探索整合性的机制体制。提升科技创新后备人才培养的水平，不仅需要中小学的重视，还需要科协系统、科研单位、高等学校的通力协作，探索有效整合科教资源的机制体制。一是要整合教育系统（包括基础教育和高等教育）、科协系统、科学院系统等相关资源，实施科教融合战略，建立健全协同推进工作的体制机制;二是联合科研单位、高等教育和基础教育“三位一体”开展面向大众的基础教育创新人才培养模式探索，制定激励政策与法规，有效调动科学家参与科技创新后备人才培养的积极性;三是充分发挥各类科技馆、博物馆、天文馆等科普场馆和高等院校、科研院所、科技园、高新技术企业等机构的作用，把校外学习与校内学习结合起来，因地制宜设立科学教育基地，有效整合校内外资源。

第三，营造创造性的社会环境。国家要从更加宏观的层面，在经费投入、硬件条件、科学研究、活动组织等方面加强对科技创新后备人才培养的支持;引导全社会形成尊重创新、崇尚创新的社会氛围，建立和谐的创造情境、有效的激励机制、浓郁的文化氛围，鼓励儿童青少年独立思考、大胆质疑、敢于标新立异、挑战权威，建设创新文化;充分发挥国家级宣传媒体的作用，加大科学家和青少年创新人才典型案例宣传力度，树立崇尚科学、崇尚创新的舆论导向，激励青少年树立投身建设世界科技强国和科研报国的远大志向;引导企业、其他非营利性组织、社区、家庭积极参与科技创新后备人才的培养，形成良好的社会生态;引导家庭采取民主型的教育方式，构建和谐、融洽、温暖、自由、开放和民主的家庭氛围，鼓励和支持孩子参与科技创新活动。

第四，聚焦创新人才的必备特征。鉴别和培养科技创新后备人才，需要聚焦知识、思维、人格及动机等方面，充分吸收以往鉴别和评估的丰富经验，全面考虑科技创新后备人才的基本特征，高度重视人才发展的基本规律。鉴别与评估过程中，在关注创造性产品的基础上，要加强过程性评价，重视对学生创新素质的考查，适当降低知识的难度，增强对学生创造性思维的考查;避免过度的超前学习，围绕科技创新后备人才所具有的知识结构，加强综合课程建设，改革科学教学方式，创设真实的问题情境，聚焦学科核心概念和跨学科概念组织教学内容，实施跨学科和跨领域的学习，以学生为主体进行教学设计，以探究实践为主要形式开展教学活动，培养学生在真实情境中解决问题的能力;不论是竞赛活动还是培养活动，应弱化升学导向，强调兴趣导向，加强对学生内在动机和创新人格的考查和激励，最大限度地保护学生的好奇心，降低外在动机，发展创新人格，引导学生准确地认识自己，不断提高创新素质。

第五，设计进阶的鉴别和培养体系。科技创新后备人才的鉴别和培养，需要根据各学段学生认知特点、学习规律和创新素质发展的水平，统筹不同学段，系统设计K-12的鉴别方法和培养方案。一是构建多要素、多方法、多阶段、有针对性的科技创新后备人才鉴别方法。在早期探索阶段，主要评价儿童的好奇心、对科学探究的兴趣，以及基本思维能力和创新意识;在兴趣显露阶段，在关注学生探究兴趣发展的基础上，考查学生的基本思维能力、创造性思维能力、批判性思维能力，以及对科学知识的理解水平;才干浮现阶段要加强对学生知识理解广度和深度，以及创造性解决问题能力的考查。二是构建综合性、实践性、思维性、进阶式的科技创新后备人才培养体系。在早期探索阶段，主要保护学生的好奇心，培养学生学习科学的内在动机和创造性人格，强调直觉兴趣和操作兴趣的培养，开设思维训练课程，加强学科教学中思维的渗透，重视基本思维和高阶思维能力的培养;在兴趣显露阶段，在继续加强思维能力、内在学习动机和创造性人格培养的基础上，加强因果兴趣的培养，促进学生对所学知识的深度理解和灵活应用，掌握创新思维的方法，提高创新思维能力。鼓励学生参加科学探究活动和综合性的科技创新活动;在才干浮现阶段，要推广国内“英才计划”“翱翔计划”“科学种子计划”“春笋计划”等比较成熟的经验，选拔部分有科学家潜质的学生参与科学研究活动，建立科研机构、高等学校与高中联合培养的机制，使学生在大学教授、研究机构研究人员和高中教师共同指导下完成研究项目，提升学生的基本思维能力，发展高阶思维能力，加强因果兴趣的培养，引导学生形成理论兴趣，培养学生的科学研究的能力。

参考文献：

[1]Amabile T M. The social psychology of creativity： A componential conceptualization[J]. Journal of Personality and Social Psychology， 1983，45（2）： 357.

[2]Sternberg R J， Lubart T I. Defying the crowd： Cultivating creativity in a culture of conformity[M]. New York： The Free Press， 1995.

[3]Hu W， Adey P， Shen J， Lin C. The comparisons of the development of creativity between English and Chinese adolescents [J]. Acta Psychological Sinica， 2004， 36 （6）： 718-731.

[4]周斐辰.日本科技创新战略重点及施策方向解析——基于日本《科学技术创新综合战略2020》[J]. 世界科技研究与发展，2021，43（4）：440-449.

[5]Benedek M， Kenett Y N， Umdasch K， et al. How semantic memory structure and intelligence contribute to creative thought： A network science approach [J]. Thinking & Reasoning，2017，  23（2）： 158-183.

[6]Li Y， Kenett Y N， Hu W， et al. Flexible semantic network structure supports the production of creative metaphor [J]. Creativity Research Journal， 2021， 33（3）： 209-223.

Scientific and Technological Innovation Reserve Talents：

Main Project of Cultivating Outstanding Innovative Talents

HU Weiping1   XIN Bing2

（1. The Key Laboratory of Modern Teaching Technology of the Ministry of Education， Shanxi Normal University， Xian 710062;

2. Children & Youth Science Center of CAST， Beijing 100863）

Abstract： Training the reserve of scientific and technological talents is of long-term significance for China to realize its second centenary goal of self-reliance in science and technology and building a world power in science and technology. On this basis， this paper analyzes and summarizes the growth rules of reserve talents in scientific and technological innovation and the effective exploration of the cultivation of reserve talents in scientific and technological innovation. On the basis of analyzing the main problems affecting the cultivation of scientific and technological reserve talents， it puts forward innovative approaches in the new era， including establishing supportive laws and policies， exploring integrated mechanisms and systems， creating creative social environments， focusing on the necessary features of innovative talents and designing an advanced training system.

Keywords： Top-notch innovative talents; Scientific and technological innovation reserve talents; Growth law; Children and adolescents; Family environment; Innovation-driven

（责任编辑 姚力宁   校对 郭向和）

作者简介：胡卫平，现代教学技術教育部重点实验室主任，陕西师范大学教授、博生生导师（西安，710062）;辛兵，中国科协青少年科技中心主任，中国青少年科技教育工作者协会党委书记、研究员（北京，100863）

基金项目：中国科协青少年科技中心委托项目“《2021年科技创新后备人才成长规律研究报告》研制”（编号：20212YIP228）