微項目助力學生創新精神和創新能力的培養

摘要：科學教育是青少年科學素養形成的基礎。科學教育在造就青少年科學素養形成基礎的同時，還要擔負起培養未來科技創新人才的使命，并且要進一步探索培養未來科技創新人才的新模式。為了更好地對學生進行科學教育，培養學生的創新精神和創新能力，提高學生的科學素養，筆者提出了以微項目為載體的學生課外科學教育的新模式。文章類比一般的項目概念，回答了什么是微項目，以及如何在科學教育的課外活動中開展實施微項目這一科學教育模式。

關鍵詞：微項目;科學教育;創新

一、引言

科學教育是青少年科學素養形成的基礎。在知識經濟、信息化和全球化的時代大背景下，培養具有創新精神和創新能力的高素質人才，已經成為我們在未來競爭中贏得主動權的關鍵，也是一個國家興旺發達的不竭動力。所以科學教育在造就青少年科學素養形成基礎的同時，還要擔負起培養未來科技創新人才的使命，并且要進一步探索培養未來科技創新人才的新模式。

自微博、微信、微電影、微店、微商等誕生以來，這個時代似乎進入了“微時代”。微課作為順應時代潮流的產物在教學領域應運而生，也成為了教學的主要手段。北京、上海、浙江、福建等地的一些學校和校外機構的科學教師和科技輔導員，通過嘗試利用校外科技活動資源形態的碎片化、微型化、主題化，逐漸開發出以微視頻為主要載體的微課，讓中小學青少年體驗到新的學習科學的模式。

為了更好地對學生進行科學教育，培養學生的創新精神和創新能力，提高學生的科學素養，筆者提出了以“微項目”為載體的學生課外科學教育的新模式。

二、什么是微項目

在回答什么是微項目之前，首先要知道什么是項目。項目是為創造獨特的產品、服務或成果而進行的一項工作，比如廠家為了開發一項新產品，或者某單位或機構策劃組織晚會、自駕游、大型國際會議等大型活動等，都可以稱為一個項目。項目是指一系列獨特的、復雜的并相互關聯的活動，這些活動有一個明確的目標或目的，必須在特定的時間、預算、資源限定內，依據規范完成。

微項目是我們在對學生進行科學教育、開展課外活動時，讓學生模仿公司或單位做項目的流程而設計的一種課外科學教育模式。微項目要突出一個“微”字，主要是指學生在有限的時間和有限的資源環境中所做的項目。它雖然不像公司或單位做項目時有那么復雜的相互關聯的活動，但是這些活動同樣有一個明確的目的，也需要在規定的時間內、資源條件的限定內按計劃完成。微項目的主要目的是進行科學教育，讓學生在完成微項目的過程中，體驗科學研究的過程，提高學生的科學素養，培養學生的創新精神，提高學生的創新能力。

三、微項目的分類

在具體的課外科學教育活動中，微項目的表現形式主要有以下幾類。

1.小實驗類

中學生已經具備相應的基礎科學知識，對科學實驗有一定的了解，為了擴展學生的知識面，同時為了提高學生的實驗設計等能力，可以把一些學生力所能及的實驗作為微項目讓學生在課外活動中完成。

比如“探究暖水瓶的保溫效果與瓶中水量的關系”實驗。學生可以在幾個保溫效果大致相同的暖水瓶中分別盛入不同的水量，每隔相同的時間用溫度計測量各暖水瓶中水溫的變化，從而獲得瓶中水量與暖水瓶的保溫效果的關系。

再比如“紅外線穿透紙張能力”實驗。家用電視機的遙控器是紅外遙控的，我們在遙控器前不同距離處放置相同厚度的紙張，或者在遙控器前的相同距離處放置不同厚度的紙張，測試對遙控器的遙控效果有什么影響，以及是如何影響的。學生通過控制變量，設計用什么測量遙控效果等，再進行相應的實驗操作。

在實驗的具體操作過程中，同組成員如何分工，如何做好變量控制，如何設計表格，如何進行結果分析及實驗過程的合理性分析等，都需要學生親力親為。學生通過完成這些工作，不僅訓練了學生的實驗能力、科學探究能力，提高了學科核心素養，與此同時，對實驗具體細節中同組成員之間的討論交流，以及從不同的視角提出問題并且解決問題等方面，都能提高學生的創新精神和創新能力。

2.小制作類

使用取材方便的材料動手制作簡易作品，可以讓學生養成動手的好習慣，并且提高學生的動手能力和設計能力。中學生可以用專題的方式進行小制作，也可以就解決某單獨的問題進行小制作。

比如使用廢棄易拉罐制作日常生活用品。微項目小組以生活中極易得到的廢棄易拉罐，設計如何變廢為寶，使其得到二次利用。學生進行小制作的過程，不是簡單的模仿和重復的勞動，而是在小制作的過程中，對制作的物品進行設計、改進和創新。有些時候還要提出新的問題和思路，又能醞釀成一個新的微項目。在使用廢棄易拉罐制作日常生活用品的過程中，有個學生根據在網上讀到的一篇關于如何用易拉罐制作路由器無線信號放大工具的文章提出了質疑，于是組建團隊，把這個問題轉化為一個實驗類微項目，進行新的探究活動。

3.文獻學習類

學生如果對科學教育中涉及的某個知識點或者某個問題產生疑問，可以就這個問題或知識點進行進一步深入學習，也可以將其作為一個微項目開展活動。

比如在學習了渦流知識后，學生知道了電磁爐是使用渦流產生的熱效應加熱食物的，但對于電磁爐的工作原理，以及電磁爐的鍋具為什么只能使用鐵質的等問題還不是很了解，想進一步了解和學習相關知識，便可制訂學習計劃，查詢資料和文獻等，把它作為一個微項目，在規定的時間內完成，并把學習結果和經驗以報告的形式體現出來。在進行這個微項目的過程中，學生不僅了解了電磁爐的工作原理，而且還進一步學習了關于磁導率、趨膚效應等知識。

文獻學習類微項目雖然說只是知識的學習，但在具體過程中通過一系列關聯活動，學生不僅僅學習了相關知識，更重要的是提高了解決問題的能力。在學習過程中，不斷地變換角度思考問題，從不同渠道獲得知識，以及在不同的文獻中進行對比學習，對學生的創新精神和創新能力的培養同樣可以起到不可或缺的作用。

4.調查研究類

調查研究是指首先通過一定的途徑，選擇運用切合實際的方式方法，有計劃、有目的地了解事物真實情況，然后對調查材料進行思維加工，從而獲得對客觀事物本質和規律的認識。學生可以就自己關心的問題以微項目的形式制訂計劃，展開調查，獲取數據，然后對獲取的數據進行分析，提出自己的見解和建議。由于受課余時間的限制，學生可以選擇一些較小的課題進行研究。

有段時間，新聞報道某大型快餐連鎖店的食品添加劑的使用對人體健康存在安全隱患，有學生就以“食品中含食品添加劑的調查”作為微項目開展了研究。研究的主要目的是通過了解食品添加劑的相關信息，掌握有關食品添加劑的知識，提高人們關注有關食品添加劑問題的意識。研究過程中，前期工作以調查方式為主，包括走訪、搜尋各種食品、記錄食品，后期的工作是對所獲得的數據進行分析和歸納總結，對目前狀況進行反思，同時展望前景，提出合理化建議，完成結題報告。

當然，囿于學生知識面和客觀因素的限制，我們不需要學生能夠研究出多么重大的成果或者提出什么有意義的建議，而是主要關注這一過程。在這樣的過程中，學生自己動手、動腦，設計實施方案，參與實地考察或調查，親身體驗整個實踐過程中的艱辛與樂趣，感受研究性學習，學習科學知識，掌握科學方法，樹立科學精神，培養創新意識，激發科學興趣，培養社會責任感。

四、微項目的實施流程

課外科學教育活動微項目在實施過程中大致經歷以下幾個流程。

1.動員準備階段

科技輔導員通過教學或專題講座形式介紹微項目的含義，讓學生具體了解什么是微項目，如何進行微項目選題和制訂計劃方案，用什么形式體現項目的成果等。動員學生積極地參與到微項目科技創新活動中，消除學生的畏難疑慮，提振學生的自信心。

2.微項目的立項

學生依據個人興趣，或者幾個同學成立微項目研究小組，初步確立所研究項目的課題，然后通過在網絡上搜索相關資料，查找相關書籍和刊物，了解相關研究內容的基本情況。

科技輔導員在學生提出項目的基礎上，幫學生把關審查微項目的科學性和可操作性，然后反饋給學生，并且和學生一起清晰界定微項目的研究范圍和方法，指導學生設計和制訂具體行動的計劃方案。

3.學生進行微項目的活動階段

學生依據制訂的計劃方案，在課外時間按時完成微項目的各項工作。學生在實施微項目的過程中，可能會遇到這樣或那樣的問題，要不斷地修改完善或者調整方案，必要時科技輔導員要提供幫助，使項目得以順利推進下去。

4.微項目成果展示

學生在經歷各自的微項目活動后，各個項目小組都取得了相應的成果。不同的成果采取不同的展示方式，制作的實物可以用展廳布展的方式，調查研究或者學習類的可以用學生報告會的方式，或者以撰寫科技文章的形式進行展示。

把學生做項目的成果進行展示，一方面是對學生工作的認可，讓學生體驗到工作帶來的成就感;另一方面是對其他同學起到示范效應，使更多學生有意愿參與到科技創新活動中來。

五、結語

微項目是學生進行課外科學教育活動，培養學生科學精神和科技創新能力的有效手段之一。通過微項目這種活動方式，使學生積累知識，同時培養學生敢于質疑的精神。在學生實施項目過程中，不僅經歷了過程，而且提高了學生的自信心，為培養學生的創新能力掃除了心理障礙。

學校要創造良好環境，為培養學生創新能力提供廣闊的活動空間，為學生的學習提供優質的學習資源。科學教師或者科技輔導員在指導微項目的實施過程中，要為學生提供可資借鑒的建議和意見，同時還要指導學生敢于突破陳規，敢于標新立異，尊重學生自主發展的自由和權利，以有利于學生創新能力的培養。

作者簡介

程元生，安徽省鳳陽中學，中學高級教師，電子信箱：13955061994@139.com。

點評

盡管科學教育承載著培養未來創新人才的任務，但由于資源配置的不平衡，不同地域的科技輔導員在課外教育內容和模式的選擇上會各有側重。本文作者正是結合學校所在地域的資源，探索以課外小實驗、小制作、文獻學習和調查研究設計等微項目的實施，助力學生創新精神和創新能力的培養。其所總結的微項目的實施流程，諸如動員準備階段、立項階段、實施階段、成果展示階段，以及列舉的相關微項目實際案例，對廣大科技輔導員具有一定的借鑒和參考價值。

如果作者能夠對上述探索提供理論支撐，并通過更為規范的案例和教育測量方法，給出微項目的實施對升華學生創新精神和培養它們創新能力的切實效果，則本文的科學性和教育性還有望得以充實。

——翟立原（中國青少年科技輔導員協會理論工作委員會副主任委員，第26屆全國青少年科技輔導員論文征集活動評審委員會主任委員）

臨近的千新星看上去會是什么樣子？

如果2顆大密度中子星在距離地球較近的地方相撞，其形成的千新星將會與亮度被壓成一個小圓點的月光一起日夜閃爍。

“在夜晚，它將成為迄今為止懸于高空的最亮物體。”來自美國佛羅里達大學的物理學家Imre Bartos說道。Bartos曾于5月7日在Xiv.org上發表的研究報告中對如此亮度的爆發會是個什么樣子作出描述。

2017年，在科學家們從1顆中子星碰撞中發現引力波之后，如此亮度的爆發，以及產生的充滿活力的粒子在現實中首次被發現。那次中子星碰撞發生于距地球1.3億光年遠的地方，只有通過望遠鏡才能觀測到，這一發現證明千新星向宇宙中噴灑出類似金、銀、鉑及鈾等重元素。

盡管這并不意味著鄰近的千新星在不久的將來就會爆發，但距離當前地球1000光年遠的地方曾經發生過（雖然那是在太陽系形成的8000萬年前）。Bartos和來自于哥倫比亞大學的物理學家Szablcs Marka在5月1日的《自然》雜志上就此作了報告。那次爆發為太陽系播種了元素，它們組成了今天的那些行星。

“我們想讓這次爆發更具可視性，想要了解這個距離意味著什么。”Bartos說道。因此他與同樣來自于佛羅里達大學的Nihar Gupte模仿出當距地球只有1000光年遠時，由2017年千新星爆發所釋放出的光譜。它將起始于黛青色，但是在幾天或者1個星期內隨著千新星的殘骸覆蓋住深藍光的波長，它將變為紅色。大約1個星期后，千新星將會消失得無影無蹤。

天體物理學家預測，靠近地球的千新星有可能每1億年爆發1次。因此我們不大可能見到，但是在地球長達45億年的歷史中，這是一定存在的現象。它將對那個時代生活在行星上的任何生物帶來慘痛的后果。如果千新星來一次伽馬射線爆發，就像2017年所做的那樣，高能光粒子的洪流將會間接清除掉地球上的任何生物。