中学科技创新教育模式及其实施策略

摘要

1、以科技创新少年班为载体，以学科创新性教学、科技创新活动为两翼，构建立体化的科技创新教育模式。

1）科技创新教育的组织模式

2）科技创新教育的教学模式

3）科技创新教育的实践活动模式

2、科技创新教育的实施策略

1）营造一种和谐的科技创新教育环境氛围

2）利用好科技创新教育的二种资源

3）实现科技创新教育的“三化”。

4）做好科技创新教育的四个结合。

中图分类号：G633.98

一、课题研究的目的意义。

1.建设创新型国家需要大量创新型人才。

党的十七大明确提出到2020年把我国建设成为创新型国家，就是要把我国建设成为人力资源强国。建设创新型国家需要大批创新性人才。创新性人才的培养，成为民族振兴的关键。教育作为创新性人才培养的基础，肩负着巨大的历史责任。目前在我，这方面的努力还远远不够，中国教育科学院副院长刘吉曾明确指出：“当前中国教育的严重问题之一，就是缺少对青少年创造力的开发。”因此加强对学生进行创新能力培养是就是进一步落实科学发展观，就是为建设创新型国家奠定坚实基础的一项意义重大的工作。

2.符合创新教育发展的要求和新课改的核心思想

2008年4月，四部委（科技部、发展改革委、教育部、中国科协）联合发出《关于加强创新方法工作的若干意见》指出：“创新方法是科学思维、科学方法和科学工具的总称。科学思维的创新是科学技术取得突破性、革命性进展的先决条件。科学思维不仅是一切科学研究和科学发展的起点，而且始终贯穿于科学研究和技术发展的全过程，是创新的灵魂。”“国际上创新型国家普遍重视创新思维的培养，超前部署创新方法研究和推广，……不断强化本国的核心竞争力。”“这就要求我们将创新方法作为一项长期性、战略性工作来抓，切实从源头提升自主创新能力，推进创新型国家建设”。要“加强科学思维培养，大力促进素质教育和创新精神培养，注意培养独立思考能力、实践能力、创新能力，以及追求真理、勇于创新，实事求是的科学精神。重点从‘娃娃’抓起，培育创新意识和创新精神。”

实施新课程是教育的全面创新，是一场人才培养模式的深刻变革，其中的一个重要目标是，确立学生在课程中的主体地位，改变学生的学习方式，建构学生自主、探索、发现、研究以及合作学习的机制，使学习过程变成学生不断提出问题、解决问题的探索过程，并能针对不同的学习内容，选择不同的学习方式，比如，接受、探索、模仿、体验等，使学生的学习变得丰富而充盈个性。而且，在实施新课程中，强化探究性和实践性的教学目标，给学生提供一个开放性的、面向实际的、主动探究的创新型学习环境。

3.巩固学校科技创新教育成果

我校在2000年就在全省率先建立了科技创新少年班，培养学生的创新能力、引导教师进行科技创新教育。2008年提出了在教学中构建广阔的科技创新学习平台，培养和提高学生的创新素质的教学理念。建立了必修课、选修课、活动课程和科技创新课程的四维一体的开放、灵活的课程体系。必修课重在夯实基础知识和基本技能；选修课重在尊重学生的兴趣爱好，发展个性特长；活动课重在培养学生的实践能力；科技创新课程着重在培养学生的创新意识和创造能力。“基础+特长+实践+创新”，以构成学生合理的知识结构、能力结构和素质结构。

实施了建立创新型课堂教学模式和开展综合实践课程的改革实验，以培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。改变课堂过于注重传播的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基本知识与基本技能的过程的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程，注重培养学生的独立个性，引导学生质疑、调查、探索，在实践中学习，在教师指导下主动地、富有个性地进行学习。

二、本课题国内外研究现状

科技创新理论源于美国，20世纪30年代，美国通用电气公司开设“创造工程”训练课程。世界著名发明家爱迪生是这个公司的前任董事长兼经理，通过对员工进行创造力的培训，取得了惊人的成绩。1941年，美国奥斯本先生率先写出《创造与思考》一书，该书提出了 “头脑风暴法”，目前，美国已有50多所大学设立了专门的创新研究机构。 50年代，科技创新传入日本，日本发现这一科学非常有用，称之为“天书”、“聪明学”、“点金术”等，人们纷纷结合自己的专业开始研究学习。

目前，青少年科技创新活动的研究是世界性新兴课题，世界各国都在实践、探索，理论上尚未成熟，也永远不会成熟，因为它研究的是怎样研究出未知的东西。就实践上日本、美国走在前列，而我国相对落后。近几年我国青少年科技创新活动发展速度较快，而我省的创新活动相对发达省市较落后。

此前，由天津教科院张武什研究员主持的《中学生创新精神、创新能力培养研究》已经在这个领域取得了一定成果。由中央教科所徐长发教授主持的科技部2008年年度科技基础性工作项目《中小学生创造力培养案例研究》，全国有近100所中小学作为案例学校参与了该课题的研究。其中，小学初中开展此课题类似研究的比较多，高中相对比较少，像我校这样在2000年起就有意识对学生进行科技创新能力培养的更少。

三、本课题研究的主要内容

1、以科技创新少年班为载体，以学科创新性教学、科技创新活动为两翼，构建立体化的科技创新教育模式。

1）科技创新教育的组织模式

①建立科技创新教育领导组

校长担任“科技创新教育领导组”组长，分管教学副校长为副组长，教导主任、教科室主任、教研组长、班主任为科技创新教育领导组成员。

②建立科技创新特色班和科技创新少年班

面向全市选拔科技创新特长生，每个年级设置一个行政编制班―--“无为中学科技创新特色班”，开设常规科技创新教学课程；年级部在各班“科技创新活动小组”中选拔优秀的学生组建“无为中学科技创新少年班”，选派优秀科技辅导员利用课外活动时间进行科技创新技法培训。各班建立“科技创新活动小组”，由本班科技辅导员负责培训。

2）科技创新教育的教学模式

①科技创新课程教学

将学生创新精神和创造能力培养纳入教学计划，高一年级开设《科技创新思维训练》课程，高二年级开设《科技发明技法培训》课程，每周开设一节课。对学生进行创造发明技能、技巧的训练并在创造活动中开发学生的创造力。同时高一、高二年级开设物理、化学、生物、地理、信息技术、通用技术科技创新选修课程，选修的学生600多人。

②学科创新性教学

以学科创新性教学为主战场、主阵地，探索旨在培养学生创新意识、创新精神和初步的创造能力的教学方法。数学、物理、化学、生物、地理、信息技术、通用技术课的课堂教学中必须结合三维教学目标渗透科技创新教育。将科技创新教育目标纳入学科教学目标；运用探究性教学方法，让课堂充满创新的活力；引导自主创新性学习，使学生成为学习的主人；建构创新性教学意识规范，使创新性教学步入教学常规。省教科院杨思锋主任、市教科所李文波主任分别来我校观摩了两节创新型课堂教学，并予以充分的肯定。

3）科技创新教育的实践活动模式

活动是学生创新能力发展的生命和灵魂。一方面，在活动中学生的创造力得以显现并凝固在活动的过程之中和结果之上；另一方面，通过活动又丰富并发展着学生的创造潜能和创造个性。

①每年十月份举办为期一周的校园科技节。科技节的内容有：

科技创新和科普讲座。我校先后邀请了省教育厅程艺厅长作了《数学的奥秘》讲座、中科大叶邦角教授作了《无限小世界》讲座、中科大孙立广教授作了《神奇的南极》讲座、北京化工大学励杭泉教授作了《高分子时代》讲座、中科大孔燕教授作了《创新思维训练》讲座，安工大冷护基教授作了《创新技法训练》讲座、安徽工程学院金世伟教授作了《青少年科技创新选题方法指导》讲座。这些讲座不但开阔了学生的视野，而且针对中学生的思维特点，深入浅出地讲解了青少年科技创新在人类进步历程中所起的重要作用，以及发明与创造的课题发现方法、发明技巧等，使学生们创新热情高涨。

科技创新活动交流会。邀请全校热爱科技创新实践活动的同学进行座谈，并将我校已经毕业的在科技创新大赛中获奖的校友请回来，谈心得，讲体会，同学们异常高涨的热情令人惊讶，同学们将自己精心研究和创作的科技小论文、学习体会、科幻文章等拿出来交流。交流会非常成功。

科技小论文竞赛。活动之初，我们专门通过校园内网系统介绍了前几届全国青少年科技创新大赛的优秀作品，以及科技小论文的撰写方法与要求，同学们思想活跃，勇于实践，共收到各班呈报的科学研究报告、调查报告、研究论文、研究性学习体会等200余篇，有十多篇科技小论文在全国获奖。

科技创新比赛。我校十二个科技创新少年班现有600多名科技创新爱好者，各班级还组建了以科技副班长带头的科技创新兴趣小组，系统的创新教育极大地丰富了学生的想象力，启迪了同学们的创新思维，每年能收到创新作品300余项。优秀的作品上报参加省、市、县和全国创新大赛。近四年来我学生创新作品荣获国家级奖十项，省一等奖二项，市长奖三项，县长奖三项。

科学幻想绘画比赛。同学们发挥自己丰富的想象力，用不同的绘画种类、风格及使用不同材料创作的科学幻想绘画更是让人感受到了同学们对科技发展的期待与他们对未来的憧憬，活动共收到各类科学幻想绘画作品300余幅，并在活动总评阶段进行了展示。

科学家发明发现的故事演讲比赛

为了调动同学们进行科学活动的兴趣，了解历代科学家们为科学事业所付出的艰辛以及他们不被人所知的故事，我们还专门进行了“科学家发明发现的故事”演讲比赛，每年有几十名同学参加了比赛。并通过校园内网系统对全校进行了现场直播。许多中外科学家的热爱祖国、热爱科学、献身祖国科技事业的感人事迹，深深震撼了每位学生的心灵，收到了良好的教育效果。

各学科智力竞赛。我们还举行了别开生面的智力竟赛，主要考查学生的各学科知识以及分析问题、解决问题的能力。每个年级有30名同学参加总决赛，我们还把考题张贴于校园，由于题目新颖、涉及的知识面广，吸引了更多的学生参与。

我给爷爷奶奶送发明爱心比赛。为了培养学生的创新能力，加强中华传统美德教育，消除祖孙的代沟，培养学生勤俭节约的精神，我校开展了我给爷爷奶奶送发明活动，学生利用手边的废旧物品制成一件件充满爱心的小发明。学校请来获奖学生的爷爷奶奶举办赠送仪式，在学生和家长中产生较大影响。

电脑制作和计算机编程比赛。学校组建了计算机兴趣小组，有100多人参加电脑制作班和编程班。每年参赛的作品有200多件，并在校宣传栏上进行展示。

我校在省、市和全国青少年科技创新大赛获奖的作品展示。为了让同学们能感受到全国、省、市大紧张、严肃、规范的比赛程序，我们重新组织参加全国、省、市青少年科技创新大赛的作品和选手，重现了当时的比赛情景，使同学们对科技创新大赛的程序和参赛过程有了一个比较清晰的了解。

科学发展史及高科技成果展。我们收集了大量反映人类文明史、科技进步史和现代高科技成果的各类宣传资料、画报、图片等，制作了几十块大型展板；我校还从上海市科普宣传团借来反映科技发展与人民生活提高、反对迷信、崇尚科学等内容的展板300余块；每个班级还自己设计制作了一块展板，也在全校进行了展览。同学们纷纷驻足展板前，踊跃观看，详细摘录，学到了许多课本上学不到的知识，同时也坚定了他们努力学习、立志成才、报效祖国的决心。

物理、化学、生物趣味实验展。为了使同学们能直观地观察到自然界中的物理、化学和生物现象，激发学习科学的兴趣，我们充分挖掘、利用了实验室仪器，并培训部分学生作为操作员，共布置了3个展室，面对呈现在面前的千奇百怪的物理、化学、生物现象，同学们表现出了极大的兴趣，纷纷动手操作、试验，大大激发了其学科学、爱科学的良好情趣。

动物和植物标本展。同学们对动物和植物标本展也表现出了浓厚的兴趣，为了使同学们能了解系统的生物科学知识，我们按生物进化的先后顺序，对生物的不同类型的标本和模型进行了分类展示，同学们高昂的热情充分表达了他们热爱自然、热爱生命的良好情操。

②每年举办一次科技夏令营。我校每年组织科技创新少年班的学生参加中国科协组织的科学夏令营活动，参观省市科技馆，参观我县周家大山国家森林公园和动物养殖基地，开阔了学生的视野，培养了学生的创新能力。

③每年参加中国科技大学举办的科技开放周活动。我校每年组织近百名学生参加中国科技大学举办的科技开放周活动，参观中科大同步辐射实验室、火灾实验室、生命科学实验室、天文台、机器人大赛，学生还亲自参与植物标本制作，大大激发了学生科学研究的热情。

④每年组织学生参加县、市、省组织的青少年科技创新大赛。参加或参观全国青少年科技创新大赛和全国劳技创新作品大赛。我校学生在各级创新大赛中获得国际奖一项，国家级奖二十八项，省级奖六十多项。其中典型的创新作品有：陶涛同学发明的“无声喇叭”在第三届APEC青年科学节中荣获二等奖、在安徽省青少年科技创新大赛中荣获一等奖，倪伟同学发明的“全自动菜籽脱壳机”在全国青少年科技创新大赛中获三等奖、在安徽省省青少年科技创新大赛中获一等奖，俞笑闲同学发明的“脚踏气压式农用喷雾器”在安徽省青少年科学论坛中获省一等奖，俞笑闲同学发明的“紧急刹车误踩油门自动刹车系统”在安徽省青少年科技创新大赛中获省一等奖、在全国青少年科技创新大赛中荣获三等奖，郭圣君同学发明的“灌溉深井落物捡拾器”在全国劳技创新大赛中荣获金奖，王娟、解涛、郭杰、钱晨阳、罗靖、刘原辉同学荣获六项全国银奖，我校郭圣君、解玮同学荣获“全国优秀创新少年”，张伟豪、张蕾、王娟同学荣获三项科技创新市长奖，俞笑闲、盛焕、黄翰天、陈子丰、翟雪、高尚荣获六项科技创新县长奖。

2、研究科技创新教育的实施策略

1）营造一种和谐的科技创新教育环境氛围

利用宣传栏、校园网、广播站进行科技创新教育宣传，加强班级和创新作品展览室的创新布置，营造学校的科技创新环境和文化氛围。建立民主、平等、合作、创新的新型师生关系。制定科技创新活动评价和奖励制度，鼓励师生积极参加科技创新活动。

2）利用好科技创新教育的二种资源

①开发和利用好十多年来我校师生积累的科技创新教育资源。

2000年以来，我校每年都举办一次“爱迪生”杯科技创新大赛，每次都有几百名学生参加，近千项创意，几百件发明。十三年来，积累了丰富的科技创新资料和经验，我们认真梳理和总结，上升为理论，更好地指导我校的科技创新工作。我校丁玉清老师撰写的论文《创新型班集体构建初探》获全国一等奖，论文《让创新的火焰照亮年轻的心》、《青少年科技创新教育初探》、《青少年科技创新教育模式和实施策略研究》、《浅谈劳技创新教育》获四项全国二等奖，《层次启动式教学中的课外三小活动》获省一等奖，《物理学科教学中创新性教育初探》发表在《科技教育》杂志上。这些理论研究对我校的科技创新教育起到一定的指导作用。

②有效利用社会科技创新教育资源。

本校的科技创新教育资源是有限的，能不能有效地利用社会上的科技创新教育资源，决定着青少年科技创新教育开展的广度与深度。我们紧紧依靠全国青少年科技辅导员协会、中国创造协会、全国劳动技术教育委员会来提高科技辅导员的理论水平；我校已经是全国科技辅导员协会团体会员。我校紧密联系中国科技大学、安徽工业大学、安徽工程技术大学等名校，提高科技辅导员的实践指导能力，聘请中国科技大学孔燕教授、安徽工业大学冷护基教授、安徽工程科技学院金世伟教授为我校的科技创新教育指导组成员兼校外科技辅导员；积极参加全国和省市县科普活动，参观省市科技馆，拓宽学生的创新视野；与我县的高新技术和工件制造企业有效合作，提高学生的实践制作能力。

3）实现科技创新教育的“三化”。

①实现科技创新教育目标化。

对高一、高二学生和科技辅导员分别提出明确的科技创新教育目标。对高一学生进行创新思维和基本仪器、工具使用技能训练，注重培养学生的创新思维和创新精神。对高二学生进行创造技法和制作技能培训，注重培养学生的创新能力和创新品质。

②实现科技创新教学课程化。

学生创新精神和创造能力培养的关键是开设科技创新教学课程，高一年级开设《科技创新思维训练》课程，高二年级开设《科技发明技法培训》课程，组建科技新少年班，每周开设一节课。

③实现科技创新活动常规化。

每年将全校的科技创新教育计划列入学校工作总计划，各教研组的科技创新教育计划落实到时间、地点、负责人和活动经费。全校性的科技创新活动有校园科技节、暑期科技夏令营、“爱迪生”杯科技创新大赛。班级科技创新活动小组每周开展一次活动，高一、高二年级部每月开展一次科技创新活动。做到活动前有计划，活动过程有记录，活动结束有总结和反思。

4）做好科技创新教育的四个结合。

①科技创新教育与学科教学相结合。

②科技创新教育与发明活动相结合。

③科技创新教育与课外兴趣小组活动结合。

④科技创新教育与社会实践活动相结合。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。我们经过了16年科技创新教育的实践，进行了一些有益的探索，我们把科技创新教育当作学校素质教育的突破口，把青少年科技创新教育作为学校的办学特色，为了每一个学生的终身发展奠定基础。