科技創新人才早期培養的校本實踐

繆永留?蔣波

摘要：青少年人才是國家科技創新的生力軍和后備隊伍。小學階段是塑造青少年人才的關鍵時期，加強青少年的科技創新教育勢在必行。開展科技創新人才的早期培養，能夠讓更多青少年心懷科學夢想，樹立創新志向。揚州市維揚實驗小學以“科技成就夢想，創新點亮未來”為價值追求，從辦學理念引領、教育機制建設、科技創新課程建設、師資隊伍建設等維度對小學科技創新后備人才早期培養工作進行卓有成效的探索與實踐，為育人方式變革提供了實踐樣本。

關鍵詞：科技創新后備人才；創新人才早期培養；科學教育

中圖分類號：G623.6 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2023）12-0014-05

2021年，習近平總書記在兩院院士大會上發表的重要講話強調，培養創新型人才是國家、民族長遠發展的大計。2023年2月21日，習近平總書記在中共中央政治局第三次集體學習時強調：“要加強國家科普能力建設，深入實施全民科學素質提升行動，線上線下多渠道傳播科學知識、展示科技成就，樹立熱愛科學、崇尚科學的社會風尚。要在教育‘雙減中做好科學教育加法，激發青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。”

隨著基于核心素養的課程改革的積極推進，創新精神、創新思維、科學素養等成為新時代科技創新教育的關鍵詞。小學階段是塑造青少年人才的關鍵時期，加強青少年的科技創新教育勢在必行。小學教育中，要開展科技創新人才的早期培養，讓更多青少年心懷科學夢想，樹立創新志向。

早在2002年，揚州市維揚實驗小學就走上了科技創新教育的特色化辦學之路，致力于培養具有創新潛質的拔尖人才。學校以“科技成就夢想，創新點亮未來”為價值追求，著眼于“人的未來”，培養“未來的人”。在二十多年的科技創新教育實踐中，逐漸明確了科技創新教育 “培養智慧而完整的人”的育人目標和“讓每個兒童更精彩”的育人理念。

一、“崇文明理”辦學理念引領，形成科技創新人才早期培養的文化自覺

青少年科技創新教育，是貫徹落實“科教興國戰略”，深入推進“人才強國戰略”的重要舉措。2002年，學校在“書香校園建設”和“科技創新教育”兩翼齊飛辦學特色建設的基礎上，提煉出了“崇文明理”的校訓，營造“崇尚文化、倡導文明、明白事理、追求真理”的文化氛圍，努力將學生培養成具有人文素養和理性精神的新時代接班人。就科技創新教育而言，科技創新人才的早期培養，要著重解決兩個問題：一是想創新，有創新的動力；二是能創新，有創新的能力[1]。因此，在“崇文”理念的落實上，學校著力培育孩子的科學家精神，通過“筑夢”行動引導學生明晰當代中國少年兒童的使命與擔當，從小立下科技創新報國之志，厚植家國情懷；在“明理”理念的落實上，學校推行科技創新實踐，通過“點亮”行動培養學生樂探究、善實踐、會創新的能力，讓學生在科技創新實踐中生成理性精神和理性思維，激發創新潛力。

（一）“筑夢”行動，激發學生熱愛科學的動能與責任

“心懷科學夢想、樹立創新志向”，是愛科學的最高境界。學校通過科普講座、專家報告、自主閱讀、講述科技故事等途徑，讓孩子們了解科學技術的本質和社會作用，認識科學技術對推進人類進步的重要意義[2]。同時，在認識到我國的科技水平取得長足進步的同時，也要冷靜地正視我們和世界發達國家之間的差距。在不斷學習中，孩子們感受到作為未來的接班人的職責與使命，從小樹立獻身科學、努力創新的宏圖大志，堅定“科技報國”的理想信念。

學生只有體驗到科學是可愛的、有趣的、好玩的，才能真正地激發起學習和探究的動力。教師在講臺上講再多科學的意義和重要性，也不及在科技館、實驗室等實踐場所中開展拓展性活動帶給學生的那份喜悅與熱愛。因此，學校常態化開展大學科學實驗室研學、科技館實境體驗等活動，讓學生充分感受探究的樂趣，享受創新創造帶來的快樂。

（二）“點亮”行動，培養學生善于創新的意識與本領

學生不僅要愛科學，而且要會創新。只有這樣，才能讓零星的科技火花連成一片，燃燒起來，點亮學生的科技夢想。

能力在實踐中產生，在實踐中發展。科技創新的意識和本領是練出來的，而不是滿堂灌“灌”出來的。因此，學校常態化開展科技創新月賽，促使學生始終保持對未來領域的好奇心、想象力、探求欲，以敢于創新的勇氣和志氣，不斷向科學殿堂挺進，奔赴創新的星辰大海。在創新活動中，他們在任務的驅動下，完善知識結構，鉆研感興趣的知識領域，體會科學魅力，培養科學思維，提升科學素養。

在“崇文明理”校訓的引領下，學校將培養科技創新后備人才作為一種文化自覺，著力破解難題，培育學生的創新精神和創新能力。

二、“多元協同”育人機制建設，構筑科技創新人才早期培養的良好生態

求新求異、創新創造的文化氛圍，能夠有效促進向往創新、善于創新、樂于創新的育人生態形成，讓學校成為創新人才成長的搖籃[3]。學校努力構建學段融通、資源共享的多元協同育人機制，為科技創新后備人才的培養營造良好的教育生態。

（一）學段銜接融通機制上，構建科技特長生跟蹤培養模式

為了打通小學、初中和高中科技創新人才可持續培養通道，積極構建基礎教育學段科技教育的系統性、整體性實施框架，以實現科技特長生的持續性、定項性、跟蹤式培養，揚州市科協牽頭成立了以揚州市維揚實驗小學、揚州市翠崗中學、江蘇省揚州中學三所學校組成的“揚州市中小學科技創新聯盟”，實現了強強聯合與優勢互補，積極探索科技特長生十二年制跟蹤式培養，彌補現有青少年科學人才培養機制在延續性和培養水平上的不足。“科技創新聯盟”完善了科技拔尖創新人才的培養機制，拓展了青少年科技教育的途徑和方式，為科技特長生打通一條完整的就學通道。

（二）內外協同育人機制上，建立科技創新教育聯動合作體系

外部資源引進方面，學校建立了小學、大學、科普機構、政府四方協同的科技創新教育合作模式。揚州市維揚實驗小學與揚州大學、市/區科技館、市/區科協、市/區教育科學研究機構開展深度合作，促進了大學的學科發展、地方科普機構的資源盤活和區域教育質量提升，四方協同的教育合作模式有力地促進了科技創新資源的整合，實現了合作各方的發展共贏。

內部平臺建設方面，學校參與構建區、校、班三級科技創新教育體系。區級以市/區名師工作室基地為載體，引領小學科技創新教育工作。校級設立“啟明星”少年科學研究院，開展普及性科技創新活動；開設“金點子”電視臺，每周四播出學生的金色創意，積蓄科技創新的源泉；定期開設“小院士微課堂”，由科學創新成果突出的學生開講，用身邊的榜樣影響、帶動其他學生成長。班級建立以科學家命名的少年科學研究所，圍繞某一個科學家的成長歷程、科學成果展開專題學習與研究。

（三）校內保障促進機制上，建立校本化科技創新活動制度

首先，建陣地，保障科學創新教育的實施。學校打造了一個500平方米，包含木工坊、創客教室、未來教室、創玩中心、科學實驗室、成果展示區等的科創中心，為學生開展科技創新活動提供必備的場所。

其次，抓活動，激發學生參與科技創新活動的興趣。學校每月圍繞一個主題，開展主題豐富的科技月賽活動。如，“奇思妙想”活動，鼓勵學生提出自己的好創意、好點子并改進；“啄木鳥”活動，鼓勵學生大膽質疑自己或同伴的創意，提出一個缺點，成就一項發明；“科技制作”活動，引導學生將創意變成現實，在動手實踐中發現問題；“我是小創客”活動，進一步對創意進行改進與創新。學生們對這些趣味性強、參與度高的活動非常感興趣，激發了科學創新興趣，有助于培養發明創造能力。

再次，抓課堂，培養學生的創新思維。常規的分科教學已經不能滿足創新型人才培養的需求。學校構建課堂教育范式，主要從三個方面入手：采取“集成式”教學方式，強調以學生為中心，強調學習經歷和結果的開放性，引導學生使用多種方式開展基于問題、基于設計和基于項目的學習；關注真實問題的解決、動手體驗、開放性探索、跨學科解決問題、團隊合作等科技創新教育的關鍵要點；以工程設計為主線，帶領學生采用科學探究的方式解決問題。

三、“四位一體”科創貫通課程建設，構建科技創新人才早期培養的育人體系

課程建設是科技創新教育實施的關鍵環節。學校圍繞培養學生科技創新能力的“勇于探究、學會合作、善于創新”三項核心素養，確立了“會提問、會思考、會發現、會動手、會創新”的“五會”育人目標，構建了“四位一體”的科創貫通課程體系，并在課后服務中實施。課程從基本動手能力培養、進階性技術運用、跨學科課程融合、STEM工程挑戰等維度設計，引領學生在真實的情境中解決實際問題，通過深度學習，促進學生科學思維、設計思維、批判思維、創新思維等高階認知的形成和提升。

（一）科技創新基礎課程

依據分層遞進培養的原則，學校開發了系列科技創新基礎課程，使學生掌握常用工具的使用和科學器材的操作，培養學生基本的動手能力。如，配合學校的科技教室“小魯班木工坊”，學校出版了適合小學生的《你好，工具伙伴》教材，學生學習使用各類基本工具，掌握最基本的技術以解決簡單的生活問題；基于學校激光切割教室，開發了適合小學生操作的“激光切割達人”課程。此外，學校還開發了“結構工程師”“創新技法”等基礎性課程，夯實科技創新的根基。

（二）科技創新進階課程

當前，很多學校的科技創新教育以社團形式進行，學生在不同的年級自主選擇不同的社團，但社團之間的關聯性差，進階性不足。針對這一問題，學校根據不同年級學生的學業基礎和已有的創新能力，開發了科技創新進階課程。如，針對中高年級學生開設“傳感器世界”“探秘Arduino”“玩轉3D打印”等課程。通過進階課程的學習，學生不僅獲得專業技術能力，建立技術品格，而且生成理性的技術思維。

（三）跨學科融合課程

科技創新需要綜合運用所學知識，而分科的學科課程學習，對于培養學生的科學思維作用是有限的。對于小學生而言，創新素養主要通過跨學科領域的項目化學習來實現。因此，我們嘗試在分科教學體制下滲透跨學科學習理念，從各學科內容入手，尋找可以開展跨學科學習的融合點，結合真實情境設計驅動性問題，引發學習方式的變革。學校開發了“廣場舞噪音殺手——設計小區智能化降噪屏障”“保護地球的‘腎——設計制作微型人工濕地系統”“蓄水小達人——設計制作智能化控制的農田蓄水系統”等10個跨學科課程案例，出版了《從問題到創新——STEM課程設計與深度解析》案例集，用以指導跨學科融合課程的實施。項目化學習讓育人回歸本真，讓學生在真實場景中學會融合多學科知識，通過科學探究、工程實踐、技術運用等活動建構起完整的知識體系，逐步培養解決實際問題的能力。

（四）STEM工程挑戰課程

學校基于學生在校園的真實生活，分月度開展STEM工程挑戰課程。如，“拯救小鳥”課程，學生為校園內唯一的大樹設計并制作鳥籠，為小鳥建造一個溫暖的“家”；“智能灌溉”課程，學生為學校種植箱設計智能監測系統，自動監測土壤濕度，自動澆水；“智慧兔窩”課程，學生為兔窩安裝溫感裝置、太陽能供電裝置，從而實現根據室溫感知并自動開設電風扇或電暖片，為兔窩降溫或增溫。STEM工程挑戰課程，引導學生聚焦校園生活真問題，進行工程設計與創新，讓學生在真實情境中發現、探究、創新。

通過不同層面的系列課程設計，學校形成了“融入生活、啟迪思維、激發創造”的科技創新教育模式，培養了學生的問題意識、創新思維、創造能力。

四、“科教融合”師資隊伍建設，破解科技創新人才早期培養的關鍵難題

科技創新人才的早期培養要通過教師的創造性工作來實現，缺乏創造性的教師難以培養出有創造性的學生。科技創新教育的實施，需要有較強動手能力、有跨學科思維、有學生立場的教師。從現實情況看，師資隊伍問題是小學科技創新人才培養的瓶頸[4]。為此，學校采取“立足校內，借力校外”的策略，努力培養富有使命感、富有激情，具有較高科學素養的師資團隊。

（一）立足校本培訓，促進自主成長

學校常態化開展科技輔導員專業培訓，提高他們的教學能力和科學素養。作為揚州市小學STEM蔣波名師工作室和邗江區中小學STEM名師工作室的基地學校，學校借助這一資源優勢，與工作室深度融合。一方面，學校牽頭對工作室教師進行重點培養，實行五個“統一”，即課程統一、教學統一、教研統一、培訓統一、競賽統一，讓工作室教師深度參與到基地學校的科技創新教育和教研活動中，著力培養“教學能力強、業務水平精”的科技創新骨干教師。另一方面，名師工作室教師的成長帶動了本校教師的成長，激發了他們自主成長的動能。

（二）強化團隊合作，提升綜合素養

學校在組建科技創新教育教師團隊時，以項目研究作為任務驅動，將科學、技術、數學、物理等不同學科背景的教師組成團隊，讓他們一起備課，共同上課，開展深度合作，共同完成項目的教學指導任務，從而促進不同學科背景教師的互融互通，互學互鑒，在合作中培養教師的綜合素養，提升實施科技創新教育的能力。

（三）借力專家資源，拓展研究視野

學校與科協、高校、科研院所開展常態化合作，邀請相關專家來校開展專題講座、專題指導，聚焦設計思維、技術素養、工程素養、數學建模等新領域、新技術，開展全方位深度教師培訓。同時，學校從種子教師中遴選部分優秀學員到高校進行浸潤式學習，拓展他們的視野。推動科技輔導員教師隊伍階梯化成長，為科技創新教育提供了有力的人才保障。

二十多年的青少年科技創新教育實踐，讓揚州市維揚實驗小學實現了辦學質態的根本性提升。學校從一所老揚州城郊接合部的普通學校轉變為一所深受當地家長歡迎、學生真心喜愛的優質熱點學校。學校被評為“全國航天特色學校”“中國少年科學院科普示范基地”“中國當代特色學校”等，學校相關的辦學成果四次在中央電視臺播出。在此過程中，學生成為最大的受益者。學校培養出3名中國青少年科技創新獎獲得者，學生獲得了57項國家發明專利，1000多人次在全國、省級科技創新大賽中獲獎。

揚州市維揚實驗小學在科技創新人才早期培養工作中，系統謀劃設計，整合社會各方資源，打通學段、學科之間的阻隔，營造良好的教育生態，讓校園成為學生創新的樂園、精神的家園，讓創新成為學生學習的動力。

參考文獻：

[1]周之良.愛科學、會學習，成長為想創新能創新的人才[N].光明日報，2023-03-14（15）.

[2]朱焱.普通高中科技創新后備人才實踐探索[J].江蘇教育研究，2023（1）：42.

[3]朱卓君.心向美好：培養“積極的生活者”——拔尖創新人才早期培養的思與行[J].教育視界（智慧管理），2022（4）：43.

[4]汪瑞林，胡茜茹，龔萍.激發學生科學興趣和探究精神[N].中國教育報，2023-03-13（4）.

責任編輯：殷偉