中學科技創新教育模式及其實施策略

摘要

1、以科技創新少年班為載體，以學科創新性教學、科技創新活動為兩翼，構建立體化的科技創新教育模式。

1）科技創新教育的組織模式

2）科技創新教育的教學模式

3）科技創新教育的實踐活動模式

2、科技創新教育的實施策略

1）營造一種和諧的科技創新教育環境氛圍

2）利用好科技創新教育的二種資源

3）實現科技創新教育的“三化”。

4）做好科技創新教育的四個結合。

中圖分類號：G633.98

一、課題研究的目的意義。

1.建設創新型國家需要大量創新型人才。

黨的十七大明確提出到2020年把我國建設成為創新型國家，就是要把我國建設成為人力資源強國。建設創新型國家需要大批創新性人才。創新性人才的培養，成為民族振興的關鍵。教育作為創新性人才培養的基礎，肩負著巨大的歷史責任。目前在我國，這方面的努力還遠遠不夠，中國教育科學院副院長劉吉曾明確指出：“當前中國教育的嚴重問題之一，就是缺少對青少年創造力的開發?！币虼思訌妼W生進行創新能力培養是就是進一步落實科學發展觀，就是為建設創新型國家奠定堅實基礎的一項意義重大的工作。

2.符合創新教育發展的要求和新課改的核心思想

2008年4月，四部委（科技部、發展改革委、教育部、中國科協）聯合發出《關于加強創新方法工作的若干意見》指出：“創新方法是科學思維、科學方法和科學工具的總稱。科學思維的創新是科學技術取得突破性、革命性進展的先決條件?？茖W思維不僅是一切科學研究和科學發展的起點，而且始終貫穿于科學研究和技術發展的全過程，是創新的靈魂?！薄皣H上創新型國家普遍重視創新思維的培養，超前部署創新方法研究和推廣，……不斷強化本國的核心競爭力。”“這就要求我們將創新方法作為一項長期性、戰略性工作來抓，切實從源頭提升自主創新能力，推進創新型國家建設”。要“加強科學思維培養，大力促進素質教育和創新精神培養，注意培養獨立思考能力、實踐能力、創新能力，以及追求真理、勇于創新，實事求是的科學精神。重點從‘娃娃抓起，培育創新意識和創新精神。”

實施新課程是教育的全面創新，是一場人才培養模式的深刻變革，其中的一個重要目標是，確立學生在課程中的主體地位，改變學生的學習方式，建構學生自主、探索、發現、研究以及合作學習的機制，使學習過程變成學生不斷提出問題、解決問題的探索過程，并能針對不同的學習內容，選擇不同的學習方式，比如，接受、探索、模仿、體驗等，使學生的學習變得豐富而充盈個性。而且，在實施新課程中，強化探究性和實踐性的教學目標，給學生提供一個開放性的、面向實際的、主動探究的創新型學習環境。

3.鞏固學?？萍紕撔陆逃晒?/p>

我校在2000年就在全省率先建立了科技創新少年班，培養學生的創新能力、引導教師進行科技創新教育。2008年提出了在教學中構建廣闊的科技創新學習平臺，培養和提高學生的創新素質的教學理念。建立了必修課、選修課、活動課程和科技創新課程的四維一體的開放、靈活的課程體系。必修課重在夯實基礎知識和基本技能；選修課重在尊重學生的興趣愛好，發展個性特長；活動課重在培養學生的實踐能力；科技創新課程著重在培養學生的創新意識和創造能力?！盎A+特長+實踐+創新”，以構成學生合理的知識結構、能力結構和素質結構。

實施了建立創新型課堂教學模式和開展綜合實踐課程的改革實驗，以培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。改變課堂過于注重傳播的傾向，強調形成積極主動的學習態度，使獲得基本知識與基本技能的過程的同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程，注重培養學生的獨立個性，引導學生質疑、調查、探索，在實踐中學習，在教師指導下主動地、富有個性地進行學習。

二、本課題國內外研究現狀

科技創新理論源于美國，20世紀30年代，美國通用電氣公司開設“創造工程”訓練課程。世界著名發明家愛迪生是這個公司的前任董事長兼經理，通過對員工進行創造力的培訓，取得了驚人的成績。1941年，美國奧斯本先生率先寫出《創造與思考》一書，該書提出了 “頭腦風暴法”，目前，美國已有50多所大學設立了專門的創新研究機構。 50年代，科技創新傳入日本，日本發現這一科學非常有用，稱之為“天書”、“聰明學”、“點金術”等，人們紛紛結合自己的專業開始研究學習。

目前，青少年科技創新活動的研究是世界性新興課題，世界各國都在實踐、探索，理論上尚未成熟，也永遠不會成熟，因為它研究的是怎樣研究出未知的東西。就實踐上日本、美國走在前列，而我國相對落后。近幾年我國青少年科技創新活動發展速度較快，而我省的創新活動相對發達省市較落后。

此前，由天津教科院張武什研究員主持的《中學生創新精神、創新能力培養研究》已經在這個領域取得了一定成果。由中央教科所徐長發教授主持的科技部2008年年度科技基礎性工作項目《中小學生創造力培養案例研究》，全國有近100所中小學作為案例學校參與了該課題的研究。其中，小學初中開展此課題類似研究的比較多，高中相對比較少，像我校這樣在2000年起就有意識對學生進行科技創新能力培養的更少。

三、本課題研究的主要內容

1、以科技創新少年班為載體，以學科創新性教學、科技創新活動為兩翼，構建立體化的科技創新教育模式。

1）科技創新教育的組織模式

①建立科技創新教育領導組

校長擔任“科技創新教育領導組”組長，分管教學副校長為副組長，教導主任、教科室主任、教研組長、班主任為科技創新教育領導組成員。

②建立科技創新特色班和科技創新少年班

面向全市選拔科技創新特長生，每個年級設置一個行政編制班—--“無為中學科技創新特色班”，開設常規科技創新教學課程；年級部在各班“科技創新活動小組”中選拔優秀的學生組建“無為中學科技創新少年班”，選派優秀科技輔導員利用課外活動時間進行科技創新技法培訓。各班建立“科技創新活動小組”，由本班科技輔導員負責培訓。

2）科技創新教育的教學模式

①科技創新課程教學

將學生創新精神和創造能力培養納入教學計劃，高一年級開設《科技創新思維訓練》課程，高二年級開設《科技發明技法培訓》課程，每周開設一節課。對學生進行創造發明技能、技巧的訓練并在創造活動中開發學生的創造力。同時高一、高二年級開設物理、化學、生物、地理、信息技術、通用技術科技創新選修課程，選修的學生600多人。

②學科創新性教學

以學科創新性教學為主戰場、主陣地，探索旨在培養學生創新意識、創新精神和初步的創造能力的教學方法。數學、物理、化學、生物、地理、信息技術、通用技術課的課堂教學中必須結合三維教學目標滲透科技創新教育。將科技創新教育目標納入學科教學目標；運用探究性教學方法，讓課堂充滿創新的活力；引導自主創新性學習，使學生成為學習的主人；建構創新性教學意識規范，使創新性教學步入教學常規。省教科院楊思鋒主任、市教科所李文波主任分別來我校觀摩了兩節創新型課堂教學，并予以充分的肯定。

3）科技創新教育的實踐活動模式

活動是學生創新能力發展的生命和靈魂。一方面，在活動中學生的創造力得以顯現并凝固在活動的過程之中和結果之上；另一方面，通過活動又豐富并發展著學生的創造潛能和創造個性。

①每年十月份舉辦為期一周的校園科技節?？萍脊澋膬热萦校?/p>

科技創新和科普講座。我校先后邀請了省教育廳程藝廳長作了《數學的奧秘》講座、中科大葉邦角教授作了《無限小世界》講座、中科大孫立廣教授作了《神奇的南極》講座、北京化工大學勵杭泉教授作了《高分子時代》講座、中科大孔燕教授作了《創新思維訓練》講座，安工大冷護基教授作了《創新技法訓練》講座、安徽工程學院金世偉教授作了《青少年科技創新選題方法指導》講座。這些講座不但開闊了學生的視野，而且針對中學生的思維特點，深入淺出地講解了青少年科技創新在人類進步歷程中所起的重要作用，以及發明與創造的課題發現方法、發明技巧等，使學生們創新熱情高漲。

科技創新活動交流會。邀請全校熱愛科技創新實踐活動的同學進行座談，并將我校已經畢業的在科技創新大賽中獲獎的校友請回來，談心得，講體會，同學們異常高漲的熱情令人驚訝，同學們將自己精心研究和創作的科技小論文、學習體會、科幻文章等拿出來交流。交流會非常成功。

科技小論文競賽?；顒又?，我們專門通過校園內網系統介紹了前幾屆全國青少年科技創新大賽的優秀作品，以及科技小論文的撰寫方法與要求，同學們思想活躍，勇于實踐，共收到各班呈報的科學研究報告、調查報告、研究論文、研究性學習體會等200余篇，有十多篇科技小論文在全國獲獎。

科技創新比賽。我校十二個科技創新少年班現有600多名科技創新愛好者，各班級還組建了以科技副班長帶頭的科技創新興趣小組，系統的創新教育極大地豐富了學生的想象力，啟迪了同學們的創新思維，每年能收到創新作品300余項。優秀的作品上報參加省、市、縣和全國創新大賽。近四年來我學生創新作品榮獲國家級獎十項，省一等獎二項，市長獎三項，縣長獎三項。

科學幻想繪畫比賽。同學們發揮自己豐富的想象力，用不同的繪畫種類、風格及使用不同材料創作的科學幻想繪畫更是讓人感受到了同學們對科技發展的期待與他們對未來的憧憬，活動共收到各類科學幻想繪畫作品300余幅，并在活動總評階段進行了展示。

科學家發明發現的故事演講比賽

為了調動同學們進行科學活動的興趣，了解歷代科學家們為科學事業所付出的艱辛以及他們不被人所知的故事，我們還專門進行了“科學家發明發現的故事”演講比賽，每年有幾十名同學參加了比賽。并通過校園內網系統對全校進行了現場直播。許多中外科學家的熱愛祖國、熱愛科學、獻身祖國科技事業的感人事跡，深深震撼了每位學生的心靈，收到了良好的教育效果。

各學科智力競賽。我們還舉行了別開生面的智力竟賽，主要考查學生的各學科知識以及分析問題、解決問題的能力。每個年級有30名同學參加總決賽，我們還把考題張貼于校園，由于題目新穎、涉及的知識面廣，吸引了更多的學生參與。

我給爺爺奶奶送發明愛心比賽。為了培養學生的創新能力，加強中華傳統美德教育，消除祖孫的代溝，培養學生勤儉節約的精神，我校開展了我給爺爺奶奶送發明活動，學生利用手邊的廢舊物品制成一件件充滿愛心的小發明。學校請來獲獎學生的爺爺奶奶舉辦贈送儀式，在學生和家長中產生較大影響。

電腦制作和計算機編程比賽。學校組建了計算機興趣小組，有100多人參加電腦制作班和編程班。每年參賽的作品有200多件，并在校宣傳欄上進行展示。

我校在省、市和全國青少年科技創新大賽獲獎的作品展示。為了讓同學們能感受到全國、省、市大賽緊張、嚴肅、規范的比賽程序，我們重新組織參加全國、省、市青少年科技創新大賽的作品和選手，重現了當時的比賽情景，使同學們對科技創新大賽的程序和參賽過程有了一個比較清晰的了解。

科學發展史及高科技成果展。我們收集了大量反映人類文明史、科技進步史和現代高科技成果的各類宣傳資料、畫報、圖片等，制作了幾十塊大型展板；我校還從上海市科普宣傳團借來反映科技發展與人民生活提高、反對迷信、崇尚科學等內容的展板300余塊；每個班級還自己設計制作了一塊展板，也在全校進行了展覽。同學們紛紛駐足展板前，踴躍觀看，詳細摘錄，學到了許多課本上學不到的知識，同時也堅定了他們努力學習、立志成才、報效祖國的決心。

物理、化學、生物趣味實驗展。為了使同學們能直觀地觀察到自然界中的物理、化學和生物現象，激發學習科學的興趣，我們充分挖掘、利用了實驗室儀器，并培訓部分學生作為操作員，共布置了3個展室，面對呈現在面前的千奇百怪的物理、化學、生物現象，同學們表現出了極大的興趣，紛紛動手操作、試驗，大大激發了其學科學、愛科學的良好情趣。

動物和植物標本展。同學們對動物和植物標本展也表現出了濃厚的興趣，為了使同學們能了解系統的生物科學知識，我們按生物進化的先后順序，對生物的不同類型的標本和模型進行了分類展示，同學們高昂的熱情充分表達了他們熱愛自然、熱愛生命的良好情操。

②每年舉辦一次科技夏令營。我校每年組織科技創新少年班的學生參加中國科協組織的科學夏令營活動，參觀省市科技館，參觀我縣周家大山國家森林公園和動物養殖基地，開闊了學生的視野，培養了學生的創新能力。

③每年參加中國科技大學舉辦的科技開放周活動。我校每年組織近百名學生參加中國科技大學舉辦的科技開放周活動，參觀中科大同步輻射實驗室、火災實驗室、生命科學實驗室、天文臺、機器人大賽，學生還親自參與植物標本制作，大大激發了學生科學研究的熱情。

④每年組織學生參加縣、市、省組織的青少年科技創新大賽。參加或參觀全國青少年科技創新大賽和全國勞技創新作品大賽。我校學生在各級創新大賽中獲得國際獎一項，國家級獎二十八項，省級獎六十多項。其中典型的創新作品有：陶濤同學發明的“無聲喇叭”在第三屆APEC青年科學節中榮獲二等獎、在安徽省青少年科技創新大賽中榮獲一等獎，倪偉同學發明的“全自動菜籽脫殼機”在全國青少年科技創新大賽中獲三等獎、在安徽省省青少年科技創新大賽中獲一等獎，俞笑閑同學發明的“腳踏氣壓式農用噴霧器”在安徽省青少年科學論壇中獲省一等獎，俞笑閑同學發明的“緊急剎車誤踩油門自動剎車系統”在安徽省青少年科技創新大賽中獲省一等獎、在全國青少年科技創新大賽中榮獲三等獎，郭圣君同學發明的“灌溉深井落物撿拾器”在全國勞技創新大賽中榮獲金獎，王娟、解濤、郭杰、錢晨陽、羅靖、劉原輝同學榮獲六項全國銀獎，我校郭圣君、解瑋同學榮獲“全國優秀創新少年”，張偉豪、張蕾、王娟同學榮獲三項科技創新市長獎，俞笑閑、盛煥、黃翰天、陳子豐、翟雪、高尚榮獲六項科技創新縣長獎。

2、研究科技創新教育的實施策略

1）營造一種和諧的科技創新教育環境氛圍

利用宣傳欄、校園網、廣播站進行科技創新教育宣傳，加強班級和創新作品展覽室的創新布置，營造學校的科技創新環境和文化氛圍。建立民主、平等、合作、創新的新型師生關系。制定科技創新活動評價和獎勵制度，鼓勵師生積極參加科技創新活動。

2）利用好科技創新教育的二種資源

①開發和利用好十多年來我校師生積累的科技創新教育資源。

2000年以來，我校每年都舉辦一次“愛迪生”杯科技創新大賽，每次都有幾百名學生參加，近千項創意，幾百件發明。十三年來，積累了豐富的科技創新資料和經驗，我們認真梳理和總結，上升為理論，更好地指導我校的科技創新工作。我校丁玉清老師撰寫的論文《創新型班集體構建初探》獲全國一等獎，論文《讓創新的火焰照亮年輕的心》、《青少年科技創新教育初探》、《青少年科技創新教育模式和實施策略研究》、《淺談勞技創新教育》獲四項全國二等獎，《層次啟動式教學中的課外三小活動》獲省一等獎，《物理學科教學中創新性教育初探》發表在《科技教育》雜志上。這些理論研究對我校的科技創新教育起到一定的指導作用。

②有效利用社會科技創新教育資源。

本校的科技創新教育資源是有限的，能不能有效地利用社會上的科技創新教育資源，決定著青少年科技創新教育開展的廣度與深度。我們緊緊依靠全國青少年科技輔導員協會、中國創造協會、全國勞動技術教育委員會來提高科技輔導員的理論水平；我校已經是全國科技輔導員協會團體會員。我校緊密聯系中國科技大學、安徽工業大學、安徽工程技術大學等名校，提高科技輔導員的實踐指導能力，聘請中國科技大學孔燕教授、安徽工業大學冷護基教授、安徽工程科技學院金世偉教授為我校的科技創新教育指導組成員兼校外科技輔導員；積極參加全國和省市縣科普活動，參觀省市科技館，拓寬學生的創新視野；與我縣的高新技術和工件制造企業有效合作，提高學生的實踐制作能力。

3）實現科技創新教育的“三化”。

①實現科技創新教育目標化。

對高一、高二學生和科技輔導員分別提出明確的科技創新教育目標。對高一學生進行創新思維和基本儀器、工具使用技能訓練，注重培養學生的創新思維和創新精神。對高二學生進行創造技法和制作技能培訓，注重培養學生的創新能力和創新品質。

②實現科技創新教學課程化。

學生創新精神和創造能力培養的關鍵是開設科技創新教學課程，高一年級開設《科技創新思維訓練》課程，高二年級開設《科技發明技法培訓》課程，組建科技創新少年班，每周開設一節課。

③實現科技創新活動常規化。

每年將全校的科技創新教育計劃列入學校工作總計劃，各教研組的科技創新教育計劃落實到時間、地點、負責人和活動經費。全校性的科技創新活動有校園科技節、暑期科技夏令營、“愛迪生”杯科技創新大賽。班級科技創新活動小組每周開展一次活動，高一、高二年級部每月開展一次科技創新活動。做到活動前有計劃，活動過程有記錄，活動結束有總結和反思。

4）做好科技創新教育的四個結合。

①科技創新教育與學科教學相結合。

②科技創新教育與發明活動相結合。

③科技創新教育與課外興趣小組活動結合。

④科技創新教育與社會實踐活動相結合。

“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”。我們經過了16年科技創新教育的實踐，進行了一些有益的探索，我們把科技創新教育當作學校素質教育的突破口，把青少年科技創新教育作為學校的辦學特色，為了每一個學生的終身發展奠定基礎。