高凱

新時(shí)代的科技教育不僅要向青少年群體傳遞科學(xué)知識(shí)、技術(shù)與方法，更重要的是要讓青少年了解我國(guó)一代代優(yōu)秀科學(xué)家的優(yōu)秀品質(zhì)，將科學(xué)精神的教育融入科技教育中，引導(dǎo)青少年形成正確的人生觀、價(jià)值觀。從“中國(guó)航天之父”錢學(xué)森放棄美國(guó)的優(yōu)厚條件毅然百經(jīng)周折回到祖國(guó)，到北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成時(shí)孫家棟老先生的感動(dòng)落淚;從袁隆平23歲立下誓言不再讓中國(guó)人挨餓的初心不改，到屠呦呦失敗近200次的實(shí)驗(yàn)后終獲成功的砥礪前行……這些偉大科學(xué)家的崇高精神，正是推動(dòng)我國(guó)科學(xué)研究事業(yè)快速向前發(fā)展的不竭動(dòng)力，更是應(yīng)該在科技教育中傳遞給青少年的“中國(guó)精神”。我們要將這些中國(guó)榜樣的力量賦能給青少年群體，增強(qiáng)他們的使命感與責(zé)任感。

以創(chuàng)新和探索的精神助力青少年成長(zhǎng)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展總是與創(chuàng)新和探索密不可分的。創(chuàng)新是科技發(fā)展的顯性基因，是科學(xué)精神的外顯表達(dá)。青少年階段是培養(yǎng)科學(xué)興趣、形成科學(xué)精神的重要時(shí)期，要在科技教育的課程、活動(dòng)、競(jìng)賽中搭建提升青少年創(chuàng)造力成長(zhǎng)的舞臺(tái)。創(chuàng)新和探索精神的養(yǎng)成往往基于學(xué)生對(duì)科技知識(shí)和科學(xué)現(xiàn)象的探究。在科技教育中，教師要為學(xué)生的探究設(shè)置腳手架，讓學(xué)生在探究中獲得成功，感受快樂(lè)，從而使他們形成創(chuàng)新和探究的精神。讓學(xué)生在參與科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程中，遇到困難或問(wèn)題時(shí)，能夠利用自己所學(xué)的知識(shí)、掌握的技能與合理的思維方式思考問(wèn)題的成因，并通過(guò)探究實(shí)踐的方式解決問(wèn)題。在探索中不斷實(shí)踐，在實(shí)踐中獲得真理，引導(dǎo)青少年在科學(xué)探究中不斷成長(zhǎng)。

創(chuàng)客與機(jī)器人等活動(dòng)都是青少年樂(lè)于參與的科技活動(dòng)。隨著2017年《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，很多學(xué)校將人工智能相關(guān)內(nèi)容納入了科技活動(dòng)和科技課程的范疇。豐富的科技活動(dòng)載體，為青少年創(chuàng)新和探究精神的培養(yǎng)提供了成長(zhǎng)的沃土。如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器手臂精準(zhǔn)抓取特定目標(biāo)物品？如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)校內(nèi)天氣變化？如何利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別出是否有人在進(jìn)入校園時(shí)沒(méi)有佩戴口罩？這些問(wèn)題都值得青少年群體探究，在探究的過(guò)程中，幫助他們形成不拘一格解決問(wèn)題的創(chuàng)新精神。

明確目標(biāo)和發(fā)散的項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程有助于青少年形成創(chuàng)新和探索精神。機(jī)器人活動(dòng)中使用傳感器巡線是一項(xiàng)經(jīng)典任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容，在此活動(dòng)中可以設(shè)計(jì)從單光電傳感器到PID算法的融會(huì)貫通。不同的巡線方法，效果也不盡相同，在這一過(guò)程中可以引導(dǎo)青少年探究發(fā)現(xiàn)不同方法的各自優(yōu)勢(shì)。

以奉獻(xiàn)和人文精神傳遞科技向善的理念

2020年是極不平凡的一年，所有人都親身經(jīng)歷了疫情的考驗(yàn)，所有人也都看到了最美逆行者在這場(chǎng)戰(zhàn)斗中“舍小家，為大家”的奉獻(xiàn)精神，這就是科學(xué)精神最好的體現(xiàn)和展現(xiàn)。這些生動(dòng)鮮活的案例，都可以成為科技教育活動(dòng)中的教育內(nèi)容。立德樹人是教育的第一要?jiǎng)?wù)，要將德育滲透到教育的各個(gè)領(lǐng)域中。同樣的，科技教育也不應(yīng)該只是單純地傳遞科學(xué)知識(shí)與技術(shù)，更應(yīng)該將科學(xué)精神滲透到科技教育的各個(gè)維度中。奉獻(xiàn)精神是我國(guó)許許多多科學(xué)家為后代留下的寶貴財(cái)富，無(wú)數(shù)科研人員付出寶貴的生命換來(lái)的科研成果，才使我國(guó)能夠在短短的幾十年間迅速崛起。我們?cè)谙硎苓@些成果的同時(shí)，更應(yīng)該致敬科學(xué)家的奉獻(xiàn)精神。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，總是能夠給人們的生活帶來(lái)更多的便捷。5G和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展使無(wú)人駕駛汽車正在走入我們的生活;數(shù)據(jù)量的不斷積累讓我們可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)的個(gè)性化、精準(zhǔn)化培養(yǎng);面部識(shí)別技術(shù)準(zhǔn)確率的不斷提高，正在變革我們的生活方式……我們每天都在享受科技發(fā)展給生活帶來(lái)的紅利。在科技教育中，我們也要不斷向青少年傳遞科技向善的理念，讓他們感受科學(xué)與技術(shù)的溫度。在科技活動(dòng)中激發(fā)青少年的創(chuàng)造力，為他們創(chuàng)造運(yùn)用科學(xué)技術(shù)關(guān)懷弱勢(shì)群體的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生正確看待技術(shù)的發(fā)展。如在課程中以“關(guān)注弱勢(shì)群體”為主題進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)，可以在科技活動(dòng)中激發(fā)青少年的人文情懷，將“科技讓生活更美好”這一觀念厚植于青少年的腦海中。

近年來(lái)，我校將通用技術(shù)課程與科技教育育人相結(jié)合。在課堂教學(xué)中，學(xué)生利用學(xué)到的技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作。項(xiàng)目主題突出以科學(xué)技術(shù)關(guān)愛弱勢(shì)群體為方向，以班級(jí)為單位設(shè)計(jì)出了“多功能老年人拐杖…‘幼兒喝水提醒器…‘智能溫奶器”等，以實(shí)物或者方案、草圖的方式詮釋自己的設(shè)計(jì)理念和科學(xué)創(chuàng)新精神。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生以同理心思考用戶需求。例如，在智能溫奶器作品中，要考慮加熱水溫控制、夜間照明功能、缺水提示功能等。在這些功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，讓學(xué)生充分感受科技帶給人們的人文關(guān)懷。

以求真和求實(shí)的精神引導(dǎo)青少年追求真理

人類從來(lái)不曾停下對(duì)真理的追求，哥白尼堅(jiān)持日心說(shuō)，為追求真理不惜付出生命的代價(jià);伽利略的“兩球?qū)嶒?yàn)”推翻了物體下落速度與重量成正比的錯(cuò)誤理論……科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)馬虎，求真與求實(shí)也成為了古今中外所有科學(xué)家的科研準(zhǔn)則。在科技教育中，要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)求真的科學(xué)精神，并滲透到科技教育的全流程中。引導(dǎo)學(xué)生形成既要知其然還要知其所以然的科學(xué)態(tài)度，對(duì)任何疑問(wèn)都要刨根問(wèn)底，究其根本，直到找到滿意的答案。

因此，教師在進(jìn)行科技教育課程設(shè)計(jì)時(shí)，也要設(shè)計(jì)相關(guān)環(huán)節(jié)與內(nèi)容。比如：為什么發(fā)光二極管正負(fù)極接反不會(huì)發(fā)光？為什么平行四邊形具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特征？為什么面部識(shí)別可以認(rèn)清每一個(gè)人……讓學(xué)生從小多問(wèn)幾個(gè)為什么，養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，對(duì)未來(lái)從事科學(xué)研究的青少年群體而言有至關(guān)重要的意義。以實(shí)事求是的態(tài)度看待每一個(gè)科學(xué)問(wèn)題和現(xiàn)象;以精益求精的精神對(duì)待每一次科學(xué)研究;以嚴(yán)謹(jǐn)求真的行動(dòng)參與每一次科技活動(dòng)，將求真與求實(shí)作為培養(yǎng)青少年科學(xué)精神的重要內(nèi)容。

以實(shí)踐和協(xié)作的精神培養(yǎng)青少年心底無(wú)私的行為準(zhǔn)則

習(xí)近平總書記在全國(guó)勞動(dòng)模范和先進(jìn)工作者表彰大會(huì)上的講話中指出： “新時(shí)代是奮斗出來(lái)的。”在科學(xué)研究領(lǐng)域亦是如此，每一項(xiàng)科研成果的獲得，背后都凝聚著無(wú)數(shù)科學(xué)家夜以繼日的辛勤奮斗。科學(xué)研究不是紙上談兵，而是需要腳踏實(shí)地做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)、完成每一次測(cè)試，實(shí)踐是科學(xué)研究永遠(yuǎn)不變的主旋律，實(shí)踐也是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在科技教育中，不僅要培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方式，還要積極引導(dǎo)學(xué)生參與科研實(shí)踐，將“思”與“做”整合在一起。

“一個(gè)人走得快，一群人走得遠(yuǎn)”?？蒲泄ぷ餍枰I(lǐng)軍人物指引方向，更需要團(tuán)隊(duì)合作相互幫扶、相互鼓勵(lì)，才能克服更大的困難。團(tuán)隊(duì)協(xié)作、分工明確也是新時(shí)代科技教育工作的一大特征。在教育內(nèi)容設(shè)計(jì)、活動(dòng)效果評(píng)價(jià)、參與表現(xiàn)等方面都更加強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。每個(gè)人在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮更加重要的作用，才能達(dá)到“1+1>2”的效果。

科技項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要充分考慮小組合作的要素。在每個(gè)項(xiàng)目實(shí)施前，應(yīng)以小組為單位給每個(gè)學(xué)生不同的角色。以工程項(xiàng)目為例，可以將學(xué)生的角色分配為“硬件工程師”“軟件工程師”“產(chǎn)品測(cè)試工程師”等。每個(gè)學(xué)生承擔(dān)不同的角色，既要考慮自己的工作，也要兼顧項(xiàng)目的整體，由此培養(yǎng)青少年的合作精神。

科學(xué)精神的傳承與滲透是科技教育工作的靈魂所在，培養(yǎng)青少年的科學(xué)精神能夠讓他們?cè)诳茖W(xué)研究的道路上沿著更加正確的方向走得更遠(yuǎn)。將科學(xué)精神的種子播撒在青少年心中，不斷呵護(hù)其成長(zhǎng)，有朝一日這些種子一定能夠長(zhǎng)成參天大樹，成為我國(guó)科研事業(yè)中的優(yōu)秀一分子。