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 在中学开展科技创新教育的实践与探索

 

侯先槐
(忻州师范学院附属外国语中学  忻州市  034000)
摘要:本文就如何落实《全民科学素质行动计划纲要》、在中学开展科技创新教育进行的初步实践和探索,以详实的数据和事例并结合自己的体会和认识,分六个部分进行了梳理和归纳,总结出了一套较为成功的做法。
关键词:科技创新教育,科技教师,实践,探索
    2006年2月,国务院颁布了《全民科学素质行动计划纲要》,纲要指出,“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识,掌握基本的科学方法,树立科学思想,崇尚科学精神,并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。提高公民科学素质,对于增强公民获取和运用科技知识的能力、改善生活质量、实现全面发展,对于提高国家自主创新能力、建设创新型国家、实现经济社会全面协调可持续发展、构建社会主义和谐社会,都具有十分重要的意义”。《全民科学素质行动计划纲要》还在“主要行动”中指出,要“完善基础教育阶段的科学教育,提高学校科学教育质量,使中小学生掌握必要和基本的科学知识与技能,体验科学探究活动的过程与方法,培养良好的科学态度、情感与价值观,发展初步的科学探究能力,增强创新意识和实践能力。”
    《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)》,首次从国家层面提出了“发展青少年科技辅导员队伍,提高辅导员的素质和能力”的号召和要求,这说明国家对青少年科技创新能力的培养的重视,同时也说明目前我国科技辅导教师在数量和质量上都较缺乏。当时,我们忻州师范学院附属外国语中学也一样,既没有合格的科技教师,也没有指导中学生开展科技创新活动的经验,虽然学校领导对开展科技创新活动很重视,已经连续两年举办了科技节,鼓励学生学科学、用科学、搞创新,但是收效甚微,老师和学生应付了事,流于形式。那么,在这种情况下如何才能有效地开展科技创新活动呢?
    《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)》的颁布,给了我们开展科技创新教育的动力和努力的方向,我是2006年5月调入忻州师范学院附属外国语中学的,由于我以前从事过科研工作,也搞过物理奥赛培训工作,所以在办完手续后的第一天,学校领导就将开展科技创新教育和物理竞赛培训的任务交给了我,希望能有较大的突破,这对我来说既是压力也是机遇。针对学校的具体情况我提出了“群策群力、自主发展,有效开展科技创新教育”的方案,并得到学校领导的支持。两年来,科技创新教育在我校蓬勃发展起来了,而且还取得了可喜的成绩。现将我们的具体做法介绍如下,供各位同仁参考。
    一、“走出去、请进来”,快速发展自己的科技教师队伍。根据学校的现状,在经验少、人才缺乏、信息不通的情况下,要想快速、有效地发展自己的科技教师队伍,开展好科技创新活动,“走出去、请进来”是一条捷径。具体讲,“走出去”就是一方面带领学生到高校和科研院所的实验室参观学习,一方面指导教师主动出去接受培训和找有关专家请教;“请进来”就是请有关专家来我校做专题讲座,并指点我校的科技教师如何辅导学生的科技创新活动。目前,我校已请过十一位资深的专家做了科技专题讲座,效果很好,使教师们提高了辅导水平、学生们开阔了眼界,也激发了学生在科技创新方面的兴趣。在2007年举行的忻州市和山西省青少年创新大赛中,我校有两个创新作品都分别荣获市、省一等奖,填补了学校在科技创新方面的空白,为以后的科技创新教育开了个好头。
    二、组织起来,群策群力,互相促进,整体提高。把有兴趣指导学生搞科技创新活动的教师组织起来,组成一个科技创新指导小组,互帮互学,共同提高,发挥集体智慧,把指导工作搞好。俗话说“三个臭皮匠,顶个诸葛亮”,指导小组的教师们经常在一起共同探讨,发挥各自特长,群策群力,就会把指导工作做好,每个人的能力也会很快提高。2006年9月15日,由我发起成立了“科技创新教育辅导小组”,共有二十位教师参加,到目前已经有十二位小组成员受到过山西省科协、教育厅、科技厅等九个单位的联合表彰。由于到2008年4月,全校已经有近百人愿意加入到我们这个行列中来,于是我们在2008年4月29日正式成立了“忻州师范学院附属外国语中学科技教育辅导员协会”,科技创新教育工作正在我校有效地展开。学校领导也决定把学校办成一所科技创新教育的特色学校。
    三、为学生科技创新提供一定的硬件条件。科技创新是需要一定的实验条件的,学生只做一些教材上的指定学生实验是不够的,要为学生开设自主实验室,学生可以在这个实验室做自己设计的实验,获得实验数据,验证自己的一些猜想等等。当时,为了能尽快建起这样的实验室,而又不想给学校领导造成太大的压力,我自筹资金购置了一些设备,租赁了一个较大的地下室,建起了一个实验室。目前,在这个实验室已经完成了九个科技创新项目的研究工作,其中有六个项目荣获山西省青少年科技创新大赛一等奖。今年举行的山西省第二十三届科技创新大赛中,“家用切花保鲜技术的研究”项目已经被选送参加将在乌鲁木齐市举行的全国第二十三届青少年科技创新大赛。2007年3月,学校建起了机器人工作室,学生们可以在机器人工作室设计、组装、调试机器人,一年多来,培养了不少学生,在第七、第八两届全国机器人大赛中,荣获六个省一等奖,一个国家二等奖,两个国家二等奖。今年又有一个高中机器人创意项目、一个初中机器人创意项目和一支初中机器人足球队被选送参加将在长沙举行的第八届全国机器人大赛。
    四、开辟科技长廊,搞好科普教育。在“忻州师范学院附属外国语中学科技教育辅导员协会”成立后的当天,校长就决定投入一定的资金为科普教育创造条件,不到一周的时间,就在校园内建起了一个总长为一百米的不锈钢长廊,为“忻州师范学院附属外国语中学科技教育辅导员协会”的科普宣传教育提供了一个非常好的阵地。目前已经进行了“近现代世界科技发明”、“地球在呼救”、“学校科技创新教育成果”三个主题的展示,受到全校师生的一致好评,学生们认为,通过科技长廊学到了在课堂上学不到的许多科学知识,开阔了视野,提升了学生们的科学素养。
    五、加强辅导和训练,在科技创新实践活动中确实提高学生的创新能力。创造力的大小确实因人而异,但每个人都有一定的创造力,创造力很强或很弱的人都很少,大多数人都具有中等的创造力。一个人的创造力是一种综合才能,它和智商既有联系也有不同。智商高的人,不一定就有很好的创造力,只要有中等程度的智商,都可以通过学习和训练,通过不断的创新实践来提高自己的创造力。那么,作为一名科技教师,该如何培养学生的科技创新能力呢?这是我们一直摸索和探讨的一个问题。我的体会是:
    1、首先要教给学生获取信息的方法,培养学生获取信息的能力。
    科技创新要有“三性”,即先进性、科学性和实用性,这就要求在创新之前必须对与创新课题有关的情况作一个全面了解,无论是过去的、还是现在的、国内的、还是国外的,各种信息都要掌握。知此知彼,才能既不重复他人的工作,又能扩大视野,活跃思维,吸取别人成果的精华,再通过自己的创新活动,形成独特的设计方案。在创新过程中,还要经常了解与课题有关的科技发展动态和信息,以便不断调整课题内容和进度。
    现代社会是一个信息社会,每天都有大量信息涌来,因此,要教给学生获取信息的方法,培养学生获取信息的能力。获取信息最简捷的方法是:
    (1)、到有关的专门情报检索中心检索,可很快获得国内外的各种信息。如知识产权局的情报中心。
    (2)、由个人电脑上网搜索,查阅有关信息。如维普资讯网站、清华镜像网站、万方数据网(http://www.wangfangdata.com),中国期刊网(http://www.cnki.net),可以查阅到1995年以来的近千种刊物的文章;中国专利网可查阅中国专利;欧洲专利局专利查阅网站(http://ep.espacenet.com),可查欧洲专利、欧盟各国专利、美国专利、日本专利及世界专利等。我们忻州师范学院的校园网上可以查阅万方数据资料库,我们不出校门就可以从网上查阅科学技术类期刊杂志。我辅导过的学生都已具备网上查阅资料的能力,这是我们获取信息的主要渠道。
    (3)、到图书馆查阅有关期刊文献。
    2、教给学生如何进行想象能力的自我培养。
    想象在创新思维过程中的具体作用,首先表现为通过想象能综合形成一个创新形象,这对大多数技术创新来说,是必要的。有了一个可供论证和实施的形象方案,才有可能进一步开展工作;其次,想象是一个不受约束、具有很大自由度的思维活动过程,容易诱发灵感和直觉,从而取得创新的突破;第三,想象是最灵活的思维活动,它可以把头脑中的各种信息进行任意组合、类比、联想,从而容易产生新的构思、新的方案。所以想象能力的培养是必要的,同时想象能力的培养也应该是主动的,而不是被动的。
    (1)、要求学生经常去书店浏览图书,经常去市场上看看商品等。
    (2)、有了大量素材后,要求学生多想、多琢磨,多进行相似联想(从一种观念联想到与之相似的另一种观念,如由声波联想到光波)和对比联想(由某种观念联想到与之对称的另一种观念,如由高温联想到低温,由静态联想到动态)。
    (3)、要求学生平时要多看一些纯属虚构的科幻电影和小说,多看一些艺术和摄影展览,丰富自己的想象力、创意能力和形象思维能力。
    3、教给学生如何进行创新思维的自我训练
    创新思维训练不外乎课堂练习、小组讨论和个人自我训练三种形式。其中简单易行、不受条件限制,而且能将思维不断引向创新思维境界的应是自我训练方式。这种方式,随时随地可以进行,是一种行之有效的方式。
    我经常要求学生进行自我设问法训练。要学会创新,必须学会提问题。这一环节,对学生来说比较薄弱,因为学生平时的学习是大量做习题,回答问题是被动的。要求他们在平时的学习中多提出问题,利用空余时间对学习和生活中所遇到的问题进行设问。从以下四个方面展开:
    (1)考察对象中,有什么缺点或不足之处值得改进或利用?
    (2)考察对象中,有什么优点可供创新之用?
    (3)对考察对象,还存在什么社会需求,可发明一种新产品以满足人们需要?
    (4)对考察对象,运用各种创新法则和技巧,能否开发出新产品?
    此外还有列举法训练、一物多用法训练、“异途同归”法训练等等,在此就不一一阐述。
    4、培养和训练学生的实验能力和处理数据的能力
    由于中小学长期受应试教育的束缚,一般来说,学生实践的机会少,动手能力差。针对这种情况,我们总是要求学生做到个人努力、积极投入、认真学习、反复训练、动手动脑来提高实践能力。
    六、经常总结交流、不断提高科技创新教育的水平。总结经验教训是不断进步的前提和保证,教师与教师之间的交流、教师与学生之间的交流、学生与学生之间的交流、以至于学校与学校之间的交流是迅速提高的重要途径。我们除了在每年一度的科技节期间进行全校范围的总结交流之外,经常还进行不定期的、课题小组内的、课题小组之间的“师师”交流、“师生”交流和“生生”交流,起到了明显的作用,教师和学生们都提高很快。同时2007年我们与运城中学建立了校际交流机制,起到了互相学习、互相促进、互相帮助的作用。
    总之,我们对如何落实《全民科学素质行动计划纲要》,在中学开展科技创新教育进行了初步的实践和探索,我觉得这仅仅是一个开头,需要实践和探索的还很多。正值今年山西全省中学实行新课标之际,我想我们的努力定会起到积极的作用。
2008年6月10日

参考文献:
1. 全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)
 
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