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中国在进步,科技更新速度非常的快,大力提倡国民综合素质,这离不开社会科技的发展。想要提高中国在世界上的地位,就要增强我国的综合实力,提高国民的素质是很有必要的,民族的素质离不开教育,特别是青少年时期的教育,青少年教育在人的一生中起到了关键性的作用。国家在不断进步的同时也在不断的创新发展,创新也要从青少年培养开始,培养孩子们的开阔思想和创新思维能力是很重要的。对青少年良好的教育和创新决定着国家的命运,科技馆作为为大家服务的一个平台起到了不可取代的社会意义。
1 青少年科技创新教育的意义
青少年肩负着国家未来建设的重任,我国目前在青少年科技创新教育方面也取得了一定的成就,中国对青少年科技创新教育的核心是学习教育。在一些大城市科技创新教育模式已经很健全,在教育设施方面和教育内容方面随着国家对青少年的重视都已经逐步完善,这些对国家和国民有利的因素吸引了很多青少年参加到科技创新教育活动中来,很好的促进了学生的创新思想教育并且提高了青少年自身的科技素质,这些对青少年来讲起到了良好的促进作用,具有现实意义,比如,在全国青少年科技创新大赛中,就有全国性的科技竞赛。青少年培养对科技创新精神和科技创新思维能力的掌握对自己来说是一项很好的事情,而且对于社会的发展来说具有很重要的意义。
2 科技馆对青少年教育的重要性
中国在发展科技馆事业上已经有很多年的历程了,最近的几年由于经济的快速发展,我们青少年科技馆也有着翻天覆地的变化。我国青少年创新教育的科技馆开始走向全面发展的阶段,已经取得了一定的成绩。科技馆对青少年的科技创新教育非常的重要,开展青少年科普教育是对青少年进行素质教育的重要部分,这也是青少年健康成长的唯一途径。青少年在这个社会上生存的法宝就是教育和经济,青少年要想成为前辈的接班人,从小就要培养出探索、创新的能力。青少年正是学习科学知识的最好阶段,需要对科学知识的掌握,青少年科技馆满足了青少年的这一愿望,科技馆可以让青少年在学习创新教育的阶段起到引导和增长知识的作用,所以我们要认识到科技馆在青少年教育中的重要性。
3 科技馆在青少年科技创新教育中的作用
随着科技发展,现代社会形成了一个大经济体,传统的思想已经跟不上现代社会的步伐,在青少年从小的学习中引导他们学习创新教育,引导他们参加科技活动是一个很好的方法。科技馆形式多样,可以满足不同青少年的个性和兴趣,利用科普活动在青少年中普及和传播科普知识和科学创新精神。还可以培养青少年对科学的兴趣,弥补了黑板教育模式的不足,让青少年在教室外可以学到教室内学不到的知识,激发出他们对科学的热爱,提高他们的科学素质。
3.1 科技馆在科技教育中的作用
我国得以发展靠的是科技,一个国家想要科技兴国,就要从青少年开始抓起,科技馆是我国科技事业的重要部分,在青少年创新教育中,实施科学发展,让科技在实践发挥作用,把他们培养成未来的创新人才,为国家的创新技术带来更大的突破做贡献。
3.2 科技馆在教育中的启迪作用
科学创新就是求知答案的过程,是求知欲的动力。要培养青少年问为什么的习惯,我国教育喜欢让学生回答一些有唯一明确答案的问题,对于那些发散思维的问题很少。科技馆通过灵活的方式,让学生做出一些根据他们内心真实想法的题目,这样可以更好启发学生散发自己的思维,培养创新的能力。科技馆更好的在启发教育方面帮助孩子,科技馆在启发教育上为青少年做出了很做的努力和贡献。
3.3 科技馆培养竞争意识的作用
科技馆在开展的一些科普活动中,有青少年科技竞赛,它要求学生自己动手实践,这样可以更好的培养孩子对科技创新的主动性,通过一些实验参加实践活动丰富了他们在课堂上的学习模式。通过比赛的方式,培养他们的竞争意识,在这个竞争的环境中做到了对科学知识实践普及的效果,让他们在学到科学知识的同时具有竞争的意识。
3.4 科技馆起到了青少年创新的作用
科技馆培养了很多教育科技人才,开展青少年科技创新教育是一件很大的教育工程,它是帮助青少年提高自身创新能力的重要的环境条件。科技馆是否能不断的培养创造型的人才,这关系到科技馆能否继续下去的因素,直接关系到科技馆的前途。利用可行的有限资源培养孩子的创新精神,提高创新能力,让孩子在以后的生活中具有创新能力,适应国家的发展需要。
3.5 科技馆起到对青少年素质教育的作用
科技馆在青少年素质教育中起到了很大的作用。科技馆以学习对象为中心,对学习者建立了责任和义务,学习中主要根据学生自身的意识学习。调动起学生的积极性来强化教育恩师和学生之间的平等关系,这样做的好处是增强了学生的团结意识。科技馆教育除了科技知识教育以外,还有专题的科普讲座,有人文关怀主体,这样可以更好的帮助青少年学生建立自己积极向上的世界观和价值观,让青少年在社会这个大家庭里有一个很好的素养。
关键字:新型人才;青少年;科技创新
随着我国教育改革的不断深入,青少年科技创新活动逐步受到社会的重视,通过活动开展,激发青少年的内在潜能,培养其学习能力,鼓励实践、探索、创新。为社会培养更多更优秀的人才。
一、加强青少年科技创新意识的必要性
每位学生家长对自己的子女都有“望子成龙”、“望女成凤”的愿望,为了达成愿望的实现,在对孩子的艺术培养和文化课补习上不惜重金。认为文化课相对的优秀便可“成龙成凤”。
往往忽视了对孩子进行科技创新教育。每每提到发明创造,家长和学生的脑海里都情不自禁的联想到爱迪生、牛顿、居里夫人等与我们差之千里的伟人伟事。让青少年去迪生未免有些贻笑大方。家长普遍的这种心理,从根本上限制了青少年进行科技创新活动。那么中小学生究竟如何做到国家对其一直提倡的发明创造呢? 发明创造从广义上说,既有高科技的大发明,也有小科技的小发明,青少年在有限的知识前提条件下无法创造航空航天,也创造不了飞机导弹;但是他们可以在日常生活中创作一些小发明。国家对青少年提倡的科技创新,不是要求发明的成果史无前例,而其深远意义在于培养学生的创造发散性思维;更有利于学生健康、全方面的成长和自身各种潜能的引发。
从古至今每一个科学家的发明创造都是从不起眼的小发明开始,从失败开始。正是青少年在常人熟视无睹的小发明中,培养和锻炼了自身的想象力和创造力,为以后的伟大创造奠定基础。爱迪生一生只上过三个月的小学,曾被人认为是低能儿的爱迪生,长大后成为举世闻名的“发明大王”。发明创造,创造意识非常重要。当有人称爱迪生是天才的时候,他却解释说:“天才就是1%的灵感加上99%的汗水,而那1%的灵感是至关重要的。”在我们日常生活身边,有不少青少年看到其他同龄人的发明成果以后,十分惋惜,原来原理是如此简单,惋惜自己也曾有过同样的机会。生活处处有科学,发明就在你我身边。你的没有想到,正是因为你缺少一件十分宝贵的东西,那就是创造意识。每位青少年都希望自己具有较强的创造能力,兴趣是进行发明创造的首要条件,也是提高创造能力的重要因素。青少年必须重视创造兴趣的培养,通过开展科技创新活动,培养创造兴趣和创造能力,兴趣和能力的收获是任何都无法估量的。
二、青少年科学教育的提高是培养创新人才的基础
在当今的教育背景下,科学素质是学生必备的素质之一。是对科学技术知识的了解,掌握基本的科学方法,树立科学思想信念,并具有实施、应用处理和参与实际事务的能力。在公众的意识里,已经认识到青少年科学素质的提高是使国强不可缺的一个重要指标,而青少年科学素质的提高将为培养科学技术新型人才打下结实的基础,也为发展国家经济建立科学技术打下坚实基础。
目前,我国的教育体制仍处于把升学作为最主要目标的应试教育阶段。但凡与升学有关的各种科目补习班家长都愿意让孩子参加,从小学入学到高考,分数成为了衡量学生的标准。这种片面的教育理念和教学体制,严重阻碍了青少年个人潜在能力的爆发,束缚了有创新能力的人才成长。对青少年来说,学习本应该是生活与精神又与科技的交流活动,这些是不能仅凭一张试卷就能概括的。真正的学习应该是,学生在求知的过程中,敢于发现和提出问题,在解决问题的过程中积极发挥自身的聪明才智,从而深化对科学技术概念和原理的理解,发展其对陌生事物的探究能力。同时,通过多样的探究学习与科技创新活动,培养青少年正确的世界观、价值观和良好的科学情感态度,增强创新意识和实践能力,露出新型人才的一角。
三、培养科学素质教育 加强青少年科技创新精神
随着科学技术更新换代的交替,人人都需要知识的充电。 “少年强则国强”,对青少年进行科学教育是提高其科学认识培养科学兴趣的有效途径。爱因斯坦曾经说过,兴趣是最好的老师。只有激发出兴趣才能有产生探究的欲望。青少年的兴趣需要引导,经过科学教育的引导,其可能会对科技产生兴趣,从而产生探究欲望。展望二十一世纪,科学技术的飞速发展带给我国前所未有的发展机遇,也给我们带来了许多引以为荣的惊喜。遗传学告诉我们,在基因组中的DNA决定了个体在生理结构上和行为上的潜在性能,但并非所有的潜在性能都必定可以在那个正在发育着的个体中获得实现。一个人的身心能否得到发展和发展到什么程度,都与他的社会环境分不开。社会环境是人的身心发展的外部的客观的条件,对人的发展起着一定的制约作用。心理学家皮亚杰认为“:6岁至12岁的小学生心理发展的主要特点是对新奇的具体事物感兴趣,善于记忆具体的事,不善于记忆抽象的内容”。因此,让青少年学生在做中发现、感悟、理解、探索,把枯燥的学习内容变为动态的探索活动尤为必要,而实践可以为学生的探索提供宝贵的感性知识,是学生经历、感受、体验和获得知识的源泉。实践又是创新活动中必不可少的一个过程,前苏联著名教育家苏霍姆林斯基说过“:手和脑之间有千丝万缕的联系,这些联系起着两方面作用:手使脑得到发展,使它更加明智;脑使手得到发展,使之变成创造的聪明工具,变成思维的工具和镜子”。如果学生养成手脑并用的习惯,能利用大脑左右半球的协同作用,充分动手操作,尽心实践,不仅可以让学生参与知识形成过程,了解知识的来龙去脉,还有助于促进形象思维和逻辑思维的发展,培养学生的创新意识,萌发智慧潜能。
四 、构筑社区科技活动平台
为了拓宽孩子智力发展的空间,培养青少年的创新能力,可以广泛构筑社区科技活动平台。社区科技活动平台的管理人员及师资可由退休教师、退休技工、熟练工人来担任,主要起到管理和技术指导作用,人员不宜多。平台还可以开设“技术培训”专题频道,播放趣味科学、实操技能、机械制造与维修等知识,充分发挥现代信息网络的作用。
五、建立家庭小实验室
为进一步推动我校青少年科普教育活动的开展,学校研究决定举办2016年科技节暨科技创新大赛,并选报优秀作品参加市第31届泰安市青少年科技创新大赛。现将有关事项通知如下:
一、活动内容:(青少年科技成果竞赛、优秀科技实践活动)
1、小制作、小发明:作品内容不限,要求是学生个人运用有关的科学理论知识制作出的新颖独特、具有实用意义的实物作品。
2、创意设计:指因原材料、工艺等限制未能做出实物的发明创造,但根据科学原理和发明创造方法完成的创新设计。要写出设计的目的、原理(科学依据)、创新之处。
3、科学论文:指中小学生源于科技活动撰写的科学成果论文。如:研究论文、实验报告、考察报告、观察(观测)报告、调查报告、研究报告等。
4、科技实践活动:以小组为单位开展的研究性学习、社会实践活动,具有一定的教育意义与科普意义。
二、活动规则:本次竞赛是省市青少年科技创新大赛的选拔赛,具体竞赛办法见《山东省青少年科技创新大赛规则》(2010年12月修订稿),登录山东省青少年科技创新活动服务平台查阅。
1、申报项目时,务必按照要求到网站下载青少年科技创新大赛标准申报表
2、查新报告:科技创新竞赛项目应提供查新报告,其中技术发明要提供专利查新报告。查新报告的格式会在申报表中体现。选手必须自行对类似论文或项目进行检索,或请专业部门进行查新。
3、研究论文及附件资料:除填写申报书外,还应提交完/,!/整的研究论文,如果需要提交附件资料,复印件即可。
4、原始研究记录或实验数据:申报者须提供完整的项目原始研究记录或实验数据。
5、参加市比赛采取现场评审,由专家评审、学生答辩、社会公众观摩三部分组成,为方便现场评比,须将参赛项目内容以展板形式喷绘,展板规格为120cm×90cm,展示内容不得出现学生姓名、学校名称、指导老师、媒体报道、申请或已获专利、专家评价、以往获奖及其他未经授权的涉嫌侵权知识产权的内容等。以上要求如有不符不予评选。
关键词:加强青少年科技创新
国际竞争的基础是人才之间的竞争,为了应对日趋激烈的国际竞争以及渐趋复杂的国内发展挑战,必须从基础性、前瞻性、战略性和全局性出发,强化并完善我国的科技创新人才体系。创新驱动发展,创新引领未来,创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。“少年强则国强,少年智则国智”,青少年的创新能力决定我们国家的未来。近年来,随着国家对科技创新工作和学生素质教育的重视,我市各个区县都在大力推动青少年科技创新工作的有序开展,目前青少年科技创新工作取得了长足的进步,但在工作推动中也存在一些问题。我们该如何立足实际解决这些问题呢?下面,结合本人的工作经历就如何加强区县青少年科技创新工作提几点肤浅的建议。
一、学校青少年科技创新工作中存在的问题
(一)创新意识差。根据中国科协2018年进行的中国公民科学素质抽样调查结果,虽然我国的公民科学素质有了很大提高(我国公民具备科学素质的比例从2015年的6.2%上升到了2018年的8.47%),但是与科技发达国家相比仍然存在不小差距。这一科学素质水平仅相当于欧美发达国家20多年前的水平,而美国早在1999年就已经达到了17%的平均水平。根据预测,即使到2020年,我国公民具备科学素质的比例也只能到10%左右,与美国等主要发达国家当前20%-30%的指标差距甚大。造成这一现象与基础教育阶段的科学教育体系缺失密切相关,青少年的科技创新意识因小考、中考、高考教育的短视而不断被压抑,一方面,科学教育仍然大量地停留在课程或学科阶段,缺乏课程之间的融合以及与实际问题的对接。另一方面,科学教育更多地让位于高考考试科目的教学和强化,狭隘的应试教育既忽视了科学思想和科学方法的培养,也占用了学生宝贵的时间。此外,在高考指挥棒没有实质性改变的情况下,老师和学生都以争“分”夺秒的精神过度强化题海战术和考试技巧,无暇顾及更为重要却一时难以量化显见的创新精神和创新意识培养,而这恰恰是科技创新人才最需要最宝贵的核心素养之一。
此外,我国在高中阶段的自然学科(物理,化学和生物等)的结业考试中虽然已引入实验操作的考核内容,但所占比例太小,而且考核的主要方式仍然是以机械的操作步骤和技能为主,因此无法真正检验学生在相关学科领域的探究能力潜力和方法。这就必然导致相关课程标准中虽然明确倡导了要培养科学探究能力以及核心科学素养,但是由于在现有的考核体系中无法有效检测,因而也就很难达到引导学生强化科学素养以及提升科学能力的既定目标。实际上,基础教育阶段的科学教育体系应该是一个涉及科学教育以及包括数学、物理、化学、生物、地理等学科在内的综合系统。但是,区县的中小学往往只将专门的科学教育课程纳入科学教育体系,在其他与科学思想、科学思维等密切相关的学科领域仍然停留在学科知识和应试方法的掌握上。在这种宏观环境下,就出现了离开基础教育后的大量公民普遍缺失创新意识的这一状况。
(二)创新资源缺。从助力科技创新人才培养的角度看,区县的科学教育还任重道远。首先是教师资源欠缺,目前,区县各中小学校尚无专职的科技辅导员老师。现有的科技辅导员老师有两类,一类是由校内的科任教师兼任,但受专业面的限制,不适合青少年科技创新中多学科交叉的特点;一类是邀请校外的科技人员担任,通过其去联系校外的专业科技人员对学生加以辅导,带领青少年参加科技实践活动,但这不是他们的主业,受精力的困扰,大多数科技人员都不能全心投入;其次是设施资源缺。青少年在进行科技创新时,所能利用的文件检索、资料收集、实验场地、实验器材、样品制作、成果保护等资源比较欠缺。部分区县科技馆的建设落后,目前都还没有建立科技馆、图书馆的建设有点流于形式,受到资金的影响管理人员较少、每年的图书资源更新很少,公共科普网络建设基本没有投入。这就形成了青少年不能到科技馆参观学习、感受不到科技的氛围。正是由于这些创新资源的紧缺,青少年不能及时了解科技发展的动态和科技带来的进步和发展就不能激发他们应有的科技创新意识提升科技创新能力。开展活动少。区县目前的科技创新活动除了青少年科技创新大赛外,少有有其它的科技创新活动,缺少了活动这一载体青少年没有施展的平台和机会,这让他们的创新精神得不到很好的培养。
(三)激励措施弱。我市青少年科技创新大赛一、二、三等奖获得者只有奖状,没得奖金。仅有很少作品能在全国大赛上获奖,得到高考加分优待。
以上问题使得区县青少年科技创新能力很弱。在青少年科技创新大赛上我县作品创新性低,很多学生参赛作品实际是辅导老师所作。在创新能力上中学生不如小学生,存在“小时天才、长大平庸”的尴尬。
二、对今后加强青少年科技创新工作的几点建议
青少年时期是培养科技创新能力的关健时期,青少年时期求知欲旺盛,好奇心强,他们乐于观察周围事物,喜欢提问题,他们“初生牛犊不怕虎”,敢于向权威挑战。当前,党和国家提出了建设创新型国家的奋斗目标,要建设创新型国家就需要一大批科技创新型人才,而科技创新型人才的培养必须从青少年抓起。
(一)构建青少年科教融合创新教育课程体系
立足学科教学主阵地实施创新教育。要将青少年科技创新教育纳入教研安排,把创新教育融合到义务教育阶段科学课程,并建立教研制度予以保障。要引导学校做好科技创新与素质教育相结合工作,开展以培养创新精神和实践能力为主的创新教育教学改革,在学科教学的常规活动中强化学生创造、思维、动手能力的培养。积极开展以科技发展史、优秀科学家成长史为主要内容和各种科技探究活动为基础的青少年科普知识教育,着力培养青少年的科学精神和社会责任意识。加强青少年科技创新活动地方课程教材的建设与开发,鼓励学校开展校本课程改革,鼓励支持教师在教学探索的基础上,参与研究与编写有特色的青少年科技创新教材和其他科普读物,每年评选并支持出版一定数量的精品校本科技教材,在全市中小学免费发放或推荐使用;每年开展一次科普校本读物评奖活动。推动新型教育技术在创新教育教学中的应用,全面加强实践活动课程。利用VR/AR/MR等技术手段,积极构建信息技术支撑下的创新教育教学课程体系,促进信息技术与创新教育教学的深度融合。鼓励各中小学结合“互联网+”发展新形势,通过大数据等技术手段,为学生制定个性化的创新教育学习计划,提供更丰富的教育资源。广泛建立科技社团或科技兴趣小组,积极开展以创新教育为主题的跨学科教学和课外、校外实践活动,培养学生跨学科观念、思维模式和探究技能,增强学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力,形成课堂教学、课外活动、校外实践的育人合力。
(二)加大资金投入完善创新资源。基本资源与基础设施是实施青少年科技创新的物质保证。实施创新实验室建设工程。将创新实验室建设纳入学校建设规划。新建学校须规划建设创新实验室,支持现有学校根据学校科创工作规划新建改建创新实验室。特别是支持农村中小学在乡村学校少年宫项目中建设科技馆、创新实验室等农村青少年科技活动场所。90%的学校建有不少于一个项目的科技教育创新实验室。建立区域性创新实验室联盟,形成联盟互动机制,提升创新实验室的使用率和创新能力。
加快建设校外教育实践基地。选择配备先进科研设备设施的高校、科研院所、院士专家工作站、高新技术企业、科技场馆、科普教育基地、创客空间、STEAM教育基地等校外机构,作为科技创新教育基地,组建科教融合组织联盟,建立开放共享平台机制,充分利用基地的人才优势、技术优势和实验条件优势,为青少年科技创新实践活动和课题研究创造便利条件。各部门要进一步加大投入,加快科技设施更新,加强对专职人员的培训,重要场馆要免费向学生开放:各中小学要建好、用好科技活动室,县上要建设科技活动中心;创造发明教育活动的开展需要一定的经费支持,区县财政可以预算一定比例的费用,用于订购各类科技书刊和购置各种活动器件,从而较好地保证活动的顺利开展,为青少年科技创新提供物质保证。
(三)加强中小学科技教育师资队伍建设。建立专、兼职相结合的中小学科技辅导员队伍,引进在全国有影响力的五大学科竞赛教学名师、在市内有影响力的教学名师,建立学科竞赛教学名师培养、选拔机制,相应县级学会成立竞赛专业委员会,开展学科竞赛师资培训和学生学科竞赛辅导。建立健全青少年科技创新类社会组织,开展教师科技创新培训、选拔和学生科技创新辅导。教育行政部门要把中小学教师进修科技类专业课程列入师资队伍建设规划,列入继续教育的内容,进行课外科技活动的辅导教育,并加强枝能训练,培养中小学的后备师资;成立科技辅导员协会,为科技辅导教师在工作、进修等方面提供必要的便利条件,以稳定科技教师队伍,最大限度的调动他们的工作作积极性。
(四)开展丰富多彩的科技创新活动。要组织开展多种形式的科技动,注重培养学生的科技创新兴趣和能力。围绕科技创新大赛、五大学科竞赛等国家权威赛事,构建区县科技竞创新赛体系,强化相关科技社团职能,加大对相关科技社团的支持力度。打造各级各类学生创新展示平台,围绕全市每年科技教育活动主题,开展好“科技活动周”、“全国科普日”“中小学生科技节”、“院士专家进校园”等品牌活动。开展自然观察、社会考察、科学探究、参观游学等形式多样的科技创新活动,开展以小发明、小制作、小实验、小课题、科技小论文、小读书报告为主要内容的“六小”评比活动。实践证明,各类科技创新活动的开展,不但没影响青少年对基础知识的学习,而且还巩固了他们的学习基础,开阔了视野,在这些创新活还培养造就了一批具有较高科技素质和创造能力的学生。
(五)建立健全更加完善的创新激励机制。完善评价指标体系。建立科教融合工作评价机制,成立相关部门组成的联合评价机构,建立科教融合评价指标体系,开展科教融合工作评价,对各地及相关部门科教融合实施情况进行通报,各级教育部门要将科教融合工作纳入学校工作考核体系,学校要把科教融合工作纳入学生综合素质评价体系和教师工作绩效考核体系,要建立定期考核和动态管理机制,加强工作督促和评估。
突出学生科技创新成果在普通高长特色招生中的重要作用。在全市高长特色招生中设置科技创新类项目,增加科技创新成果项目设置,合理设置科技创新成果有效期限,合理确定科技创新成果采信证明材料,增加科技创新类学生的招生数量,提高科技创新类学生在特长特色学生招生名额中的占比,引导家庭、学校、社会重视青少年科技创新实践,加快我市科教融合工作推进步伐。一是要建立更新市级、县级激励与奖励系列政策,学校、教师和学生的成果予以适度的激励,并逐步倡导形成新型的科技活动参与的价值观。二是科技部门要青少年进行成果的固化与转化。奖励及资助青少年申报专利,帮助其进行成果转化;三是对创新典型及创新激励政策的宣传,营造良好的创新氛围。以此来激发青少年科技创新热引领青少年踏上科技创新之路。
参考文献:
[1]《中国教育现代化》
[2] 陶行知—— 《陶行知 创造教育思想 》
大赛以“感悟与分享――我的科学梦”为主题,通过封闭答辩与评审、公开展示与交流、科普报告会、中外师生论坛、专项奖颁奖典礼、“科学・梦的N次方”优秀科技成果展示及开闭幕式等环节,使广大青少年在科学探究的过程中、在感受科技进步为人类带来美好生活的同时,通过创新大赛这个舞台,与更多的同龄人分享追逐科学梦的成功与快乐!
我市今年共有30余万名青少年参加了大赛活动,各区县上报参加本届大赛的初评作品达1885项,其中竞赛项目929项、优秀科技实践活动84项、优秀科技辅导员18名、科技辅导员科教创新竞赛项目170项、少年儿童科学幻想绘画684幅。
为了鼓励青少年科技创新精神,《知识就是力量》杂志在本次大赛增设“知力专项奖”,杂志社社长郭晶邀请中国科协科普部传播处处长邓帆、中国人民大学科学技术哲学博士刘华杰、中科院研究生院人文学院教授李大光、中国科技馆原馆长王渝生担任“知力专项奖”评委。届时将有三支团队和2名优秀个人获此殊荣,《知识就是力量》杂志后续将对获奖团队和个人进行详细报道。
我的项目是探讨中国中侏罗世脉翅目昆虫翅斑的多样性及其生态学意义,研究成果:斑块型翅斑是一种破坏性斑纹,打破了固有的倒三角形或近椭圆形翅型,起到了隐蔽的作用;条带状翅斑可能是模拟当时环境中苏铁类等植物的细条状小叶片形成的明暗相间的图形,起到了隐藏自身的作用;眼斑是对当时环境中的大型捕食性动物眼睛的模拟,从而起到了恐吓捕食者的作用,同时,眼斑可以转移捕食者的进攻部位,使捕食者误以为翅是捕食对象的头部,从而起到了保护昆虫身体的作用。
我的项目是设计一台具有自主感知和自主控制功能的智能追光系统,这是受由人工操纵的舞台聚光追踪系统的启发。我们最初的设计目标是一套完整的由软硬件结合的,包含人体、环境感知和实时精确控制功能的,可以在现实生活中得以应用的系统。我们设计实现了人体检测和三维坐标提取的图像处理算法和实现底层跟踪的PID角度位置控制器,同时为了提高系统的实用性,考虑并实现了多人干扰和遮挡问题的处理算法,使系统的实用性大大提高。目前,我们的系统已经基本完成,但要在实际应用中发挥作用,还有一些后续的改进工作尚需完成。
大熊猫在生物学分类中被划分到了食肉目,但很多人都觉得大熊猫应该是植食性动物;白熊、棕熊和大熊猫同属于熊科,但它们的食性存在着很大差异;裂齿的形态最能反映食性的变化。我的项目便是利用虚拟解剖技术重建出不同年代的大熊猫的裂齿,以此来分析出大熊猫食性的演变过程;对现生白熊、棕熊、大熊猫的裂齿进行比较,探究它们食性的差异,并结合它们的生存环境进行分析,提出熊科动物(包括大熊猫)的食肉性随纬度的升高而增强的假说。
刘宏一
我的项目是北京市小汽车生态驾驶行为现状及潜力的评估,通过对普通和专业驾驶员的调查,对驾驶行为和驾驶现状进行分析,获取小汽车在不同驾驶行为下的燃油消耗和有害气体排放数据,提出了北京市典型道路交通情况下小汽车生态驾驶行为的最优值,开发了生态驾驶行为综合评价软件,对生态驾驶节能减排潜力进行了定量的微观评价和宏观测算。
刘雨鑫
我的项目是研究金溶胶的制备及丁达尔效应。首先制备粒径不同的金颗粒,并用紫外可见光分光光度计和透射电子显微镜对其形貌尺寸进行表征,证明制得金溶胶。然后,研究金溶胶的丁达尔效应。解决了课内实验现象单一、药品沉淀的问题。除此之外,我制备的金溶胶、银溶胶已在中国科技馆进行丁达尔效应演示。
彭博
我的项目是“PhyMo交互式物理实验仿真软件”,这是一款为中学生开发的,能有效促进其物理知识学习和提高的物理实验仿真软件。在使用PhyMo的过程中,用户将主要的精力都用于对实验中所包含的物理知识的理解和掌握上,而不是仿真软件本身。
辛昱辰
我的研究是探索使用于电动汽车的下一代能量储存的新材料和新设备,研究目的是通过水热法制备磷酸铁锂,并对材料进行碳包覆,制备具有良好导电网络,高倍率性能的LiFePO4正极材料,并对其进行测试,得到了获得良好的长循环、稳定性及倍率性能的正极材料,可以应用于混合动力汽车中。
施一弘
参与各项比赛的过程,重要的不是最后获得的奖项,而是在参赛过程中的收获、成长、提升。在竞赛中,与评委老师的交流让我收获良多。项目问辩时,工程组一位老师指出我的展板没有写明装置的各项参数,这是不专业的,提醒了我要注意所研究学科的专业性。还有专家为我讲述了他以前评审过的一些项目,启迪了我的思路。综合素质测评中,专家们就我抽中的问题与我进行交流、探讨,鼓励我畅所欲言,亦指出了我思维过程中一些不够严谨的细小问题,让我领略到了科研前辈的思维方式,完善了自己的思维体系。
万若萌
我的项目是为什么海洋藻类中只有绿藻成功进化为陆生植物。从海洋藻类向陆地进化的角度分析,许多藻类含吸收绿光的光合色素,而只有不含该色素的绿藻成功登陆。陆上光环境中绿光辐照度最大,植物大量吸收绿光可能受严重抑制,光合速率反而降低。本实验用单色光混合模拟陆上光环境,其他条件不变,改变绿光光强,发现当红藻对陆上绿光的等效吸收率超出绿藻对入射绿光的吸收率时,其光合速率明显降低。这证明陆生植物不含高效吸收绿光的光合色素与高强度绿光造成的抑制有关。
据知力记者了解,报名参加本届大赛的北京市青少年共计30余万人,递交初评作品达1937项。此外,还有来自澳大利亚、捷克、丹麦、以色列、意大利、俄罗斯、美国等10个国家,以及我国香港、澳门、台湾地区的14个代表团参赛。
大赛延续国际化评审原则,最终评选出中学生科技创新成果项目一等奖99项,二等奖200项,三等奖260项。此外,还评选出小学生科技创新成果项目、少年儿童科学幻想绘画项目、青少年科技实践活动、创意竞赛项目等奖项。
生活中发现科学“金点子” 张嘉玮同学的“川花椒挥发油对烟草甲防控的活性物质基础研究”获得中学生科技创新成果项目一等奖
其实我们的日常生活中,有很多可供同学们进行科学探究的地方,许多参赛选手,也把目标对准了这些生活中的现象。让我们一起来看看,同学们都用自己的一双慧眼,从生活中发现了哪些科学“金点子”! 王康瑞、桑雨菲、蒋涵彬同学的“中华蜜蜂(Apis cerana cerana)三型蜂肠道菌群的组成差异的比较研究”获得中学生科技创新成果项目一等奖 杨瀚思同学的“昌平区公共自行车运营现状研究”项目获得中学生科技创新成果项目一等奖
北京市第八十中学的张嘉玮同学看到奶奶用花椒来防止粮食和药材生虫,勾起了她的好奇心。她使用市场上卖得较多的川花椒作为试验材料,以烟草甲为靶标昆虫,研究了川花椒完整果实对仓储害虫的防范作用,并对川花椒挥发油成分进行了分析和活性测试,得出其在杀灭仓储害虫(如烟草甲)方面的功效,为天然杀虫剂的研发提出了新思路。在未来的试验中,她还将着手研究实际生活中不同的花椒使用量对不同仓储害虫活性的影响,以便向更多的人推荐使用花椒来防治仓储害虫,同时为未来生产含有花椒有效成分的杀虫剂提供帮助。 胡泽涵同学设计的“移动终端上形独APP软件”获得中学生科技创新成果项目一等奖 葛静怡、朱琳岳同学的“日本动漫文化对中国青少年成长的影响调查研究”获得中学生科技创新成果项目一等奖
我们平时都经常喝蜂蜜,但却很少对蜂蜜相关的问题做过深入的思考。北京师范大学附属实验中学的王康瑞、桑雨菲、蒋涵彬三位同学就非常细心。他们在购买蜂蜜时,发现营养价值和口感都很好的中华蜜蜂产的蜂蜜比较难购买到,于是产生了研究中华蜜蜂的欲望。于是乎,他们通过查阅资料和咨询专家,了解到蜜蜂的肠道微生物与其自身健康密切相关,进而影响其种群的数量。因此,他们对蜂王、工蜂和雄峰的肠道微生物进行了比较研究,发现三型蜂之间乳酸菌含量的差异最大,其中蜂王最高,雄峰最少。他们在生产实践中也发现,蜂王是最健康的,这其中有可能是乳酸菌起了重要的作用。下一步,他们还将研究蜜蜂的产品质量和蜜蜂的肠道菌群数量之间的相关性,为蜂产品的生产提供参考依据。
北京市昌平区第二中学的杨瀚思同学注意到,自2015年公共自行车正式进入昌平区后,给人们的生活带来了极大的便利。他认为公共自行车可以较好地解决公共交通“最后一公里”的问题,而目前它的运营现状却少有研究,因此他决定从这个方面寻找突破。他首先进行问卷调查,并利用Excel图表调查分析结果,同时利用八爪鱼软件,从公共自行车官网在线数据库中抓取各个站点的可借车数,归纳其变化规律,最终提出了自己的推广建议,以及便于居民使用公共自行车的道路设计方案。他希望借此机会能让更多的人了解公共自行车的优势并选择使用它,缓解城市交通拥堵和污染的现状。 王佳妮、彭天杨同学的“H9N2禽流感病毒基因变异与分子溯源研究”获得中学生科技创新成果项目一等奖
兴趣激发科学创新能量
兴趣是最好的老师。古往今来,许多拥有辉煌成就的人,他们的事业往往都萌发于青少年时代的兴趣中。
清华大学附属中学的胡泽涵同学就是出于对数学和计算机学科的爱好,设计了在移动终端上使用的形独APP软件。他介绍说,“形独”这个数学概念是由自己的数学老师杨青明提出的,并且已经有学长做了电脑版的形独软件,但他觉得形独软件应该放到移动终端上,这样所有人都能拿出手机或平板电脑来使用。这款软件可以提高中小学生的空间想象力和创造力,例如加深他们对垂直的理解和认识。目前,他开发的这款软件已经能在App Store和安卓应用市场下载,填补了几何类型益智软件的空白。
来自北京市京源学校的陈其昌同学是一位航模爱好者,他参赛的项目是可变翼尾坐式四旋翼布局垂直起降无人飞行器(VTQUA)。他告诉知力记者,目前民用垂直起降飞行器市场潜力巨大、需求量高,其中尾坐式飞行器效率高,是后起之秀,但是目前的技术仍存在抗侧风能力差、动力效率低、姿态调整不灵活、高速性能不佳等问题。为了克服上述技术瓶颈,他与学校航模社的同学自主论证,研制出能垂直起降的无人飞行器。在无人机尾坐式垂直起降领域,他们将固定翼与四旋翼通过可变上反角的折叠机翼进行转换的设计尚属首创。
北京育才学校的葛静怡和北京一六一中学(南校区)的朱琳岳同学是小动漫迷,身着cosplay服装的她们在赛场中格外引人注目。她们的项目是研究动漫文化对于青少年的影响。在动漫产业的兴起和动漫文化的渗透下,青少年群体受日本动漫的影响越发明显,正是在这样的背景下,她们希望做一项研究,能使青少年意识到动漫文化对自身的影响,扬长避短,树立正确的价值观;也希望中国的动漫产业能够发展壮大,用动漫的途径把中国的传统文化发扬出去。 梁可h同学与她设计的基于快速释放气球的无线电求救搜救系统
逐梦路上体现责任担当
除了从自己的生活和兴趣入手进行科学探究和技术创新,同学们作为社会小主人翁的责任感,也在参赛的项目中有充分的展现。
H7N9禽流感在许多国家都是谈之色变的话题,我国也曾出现人感染禽流感的案例,社会关注度很高。来自北京市第八中学的王佳妮、彭天杨同学就想,为什么禽流感病毒会感染到人身上?它变异后会不会越来越难控制?流感疫苗是不是需要及时更新?因此,她们针对最新流行的H9N2病毒进行了遗传进化研究,从基因水平证实了2015年的流行病株已经发生了较大变异,为疫苗的更新提供了依据。另外,她们还发现,新流行的H9N2病毒具有结合人类受体关键氨基酸的突变,对人类具有潜在的感染能力,警示大家要提高对它的防范意识。
北京市第五中学的章辰月同学的参赛项目是一套非常实用的商厦餐饮排油烟道灭火装置。她经过调查发现:现在商厦餐饮业的后厨有很多灶台同时工作,共用一个排油烟道,由于烟道一般安置在商厦建筑的夹层中,发生火灾时不便于开展消防灭火;而且这些烟道上的抽风装置内有积存油垢,明火上窜,极易引发次生灾害。因此,倘若能及时阻止烟道明火上窜,快速自动灭火,可以有效地消除安全隐患,保证人们的生命和财产安全。章辰月针对这一情况设计的装置,可以在火灾刚发生时就及时发出警报,然后分段切断火势并自动灭火,能有效地缓解因明火引发的排油烟道火灾问题。之后,她还要进一步研究装置如何与商厦中控室的消防系统联网,达到现场对接顺畅。
弹指一挥间,北京青少年科技创新大赛已走过了30年,对于增强首都青少年的科技创新能力,培养他们的创新精神,培育科技后备人才发挥了重要作用。通过这种大型的具有示范意义的科技活动,涌现了一大批具有巨大潜力的青少年科技新星,为他们走上科研之路,不断成长成才建起了一座桥梁。与此同时,随着大赛的不断发展,一批杰出的科技教师、优秀的青少年科技教育工作者不断被挖掘出来,为北京市青少年科技创新活动的可持续开展提供了必要的人力支撑。
新的形势、新的任务,对于已历经30年洗礼的北京青少年科技创新大赛来说,既是挑战,更是机遇,如何在新的历史时期改进和完善審事,进一步加强国际合作,扩大影响力,培育更多更好的青少年科技后备人才,将是審事的组织者、参与者及所有关心大審的人面临的一项重要而紧迫的课题。
在北京青少年科技创新大審创办30周年之际,北京市科协组织编辑出版了《领航——北京青少年科技创新大審三十年回望录》一书,既是对30年来北京青少年科技创新大審所取得成就的一个回顾展望,也是对30年来历届大審中涌现出来的科技英才成长历程的记录,对优秀科技教师无私奉献精神的褒扬,更是对历届大審经验的一个总结,为以后北京青少年科技创新大赛更好地开展,发挥在培育科技后备人才方面更大的作用而进行积极、有益的探索。
在本书中,我们既能看到科技界德高望重的老院士、老专家对青少年爱科学、学科学、用科学,不断成长,报效祖国的殷殷期盼,也能看到一批批优秀科技教师在幕后为青少年学生的成长默默耕耘、无私付出的动人故事,还能看到一批批科技小英才如何通过大審脱颖而出,不断成长的足迹。
随着“十二五”规划的启动实施,我国进入了贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会、加快经济发展方式转变、全面建设小康社会的关键时期,也是北京实施“人文北京、科技北京、绿色北京”发展战略,加快建设世界城市的重要阶段。北京市科协将坚持“锐意创新,提升水平,扩大影响,打造品牌”原則,不断加强组织领导,使创新大審工作系统化、普及化,机制体制更加完善合理;不断加强与首都科研院所、高校的合作,充分利用各类科技资源,运用多种形式增强青少年科技创新能力,提升其科技水平;不断加大国际交流与合作,进一步扩大影响力,打造世界知名的青少年科技活动品牌,为培养更多更好的青少年科技后备人才,促进国家及首都北京的经济社会可持续发展作出新的贡献。
一、加强组织
学校从校长到全体师生对青少年科技创新工作十分重视,并把此项工作视为开展好教学、提高教育质量的重要保障,把科技创新教育教学视为教学工作的重要组成部分。为此,建立了“纪念中学科技创新组织网络”,组织机构实行层级负责制,层层落实。专门成立了科技创新领导小组,由校长亲自任组长,主管教学的副校长、教研主任、综合实践科组长任副组长,专门成立综合实践活动小组,以“青少年科技发展研究中心”和科技社为活动基地,以点带面,形成一批青少年科技教育骨干教师和各项目辅导员。
二、思想重视
态度决定高度,思想的改变才是根本的改变。做任何一项工作之前我们都应对自己所作所为的价值做清晰的思考与论证。很多学校科技教育的失败源于对科技教育价值的思想轻视。我们要让教师明白:科技教育与教学不是对立的,不是为教学增加额外的负担,学生在科技教育活动中所养成的科学素养和对科学的兴趣对各学科成绩的提升具有很大的帮助;同时在这一过程中,学生学会了团结、互助、合作精神,培养出与人交往的能力,对问题的深入思考能力,清晰表达能力。这些将会为学生的课堂学习增光添彩,将成为他们提高人生质量的难得的精神财富。
三、队伍建设
方法决定效率,思想的转变还需要与科学的方法相结合。学校采取形式多样的科技教育校本培训,打造一支高水平的科技教育教师队伍。归纳起来为“4个结合”,即“请进来”与“走出去”相结合、“点”与“面”相结合、集中培训与自学相结合、学校培训与科组培训相结合。通过专家、学者以及领导的不断引导和启发,学校领导、教师的观念不断更新,科学素养不断提高,掌握科技创新指导的能力不断增强。现在许多教师都能根据青少年科技创新大赛的主题,优选、设计项目,并利用网络资源收集信息、分析信息、整合信息,指导学生进行科技创新活动。
四、精心准备
根据青少年科技创新大赛每年举行一次的情况,结合新课程改革要求,学校将科技创新活动贯穿于日常教学,坚持早发动、早准备。布置任务,要求到人,由科技辅导骨干教师组织教师集中培训,学习全国青少年科技创新大赛规则,指导学生利用暑假开展科技活动,收集好第一手资料。同时对学生进行宣传发动,通过黑板报、宣传标语等形式,向学生广泛宣传。大力传播科学思想、科学精神和科学知识,掀起学生爱科学、学科学、用科学的创新热潮。
五、经费保障
在经费紧张的情况下,学校全力保障科技创新活动经费。学校投入十多万元资金,用于购买相关的图书、影像资料设备,支付科技辅导教师外出参观、学习、培训及项目研究成员开发项目、调查采访、制作作品等费用。学校拨专款成立“青少年科技发展研究中心”,这是高明区首家以科技教育为核心的研究基地。为了充分调动广大教师及学生申报科研项目、积极参与科技创新活动的积极性,保证研究工作能够如期顺利完成并取得一定成果,学校视财力情况拨出科技创新活动经费,每年资助每个项目组一定的科研经费。
六、制度激励
学校不断完善教师综合素质和业务能力评价体系,逐步加大科研活动、科研成果在学科组工作评估及教师评先、评优和职称评聘的权重。将科组及教师参与、辅导科技创新活动项目与评先、晋职等挂钩,并作为申报、评定各级骨干教师或学科带头人的硬件之一,成绩突出者学校给予精神奖励和一定的物质奖励。同时,参与、主持科技创新活动项目并获得一定层次奖项的学生,在优秀团员、优秀学生评比中优先考虑。对科技创新成果突出、影响重大并获市以上奖励项目组给予重奖。
上述数项举措综合作用,助力我校科技创新教育取得累累硕果:
2005年广东省第21届青少年科技创新大赛,学校8个参赛项目全部获奖,由罗仕娥、梁伟平老师指导,刘俊宝、朱国志、杜丽莎、谢秋阳等同学参与的课题《佛山市高明区被征地农民就业问题分析及其对策》获三等奖。
2007年广东省第23届青少年科技创新大赛,学校有7个项目获市级奖;严丽芬辅导的作品《空巢的呼唤》获省二等奖。
2009年,学校荣获第25届广东省科技创新大赛优秀组织奖,赵永冲、彭小清老师辅导的作品《高明区西江新城农村宅基地换房的调查与对策研究》获省一等奖,赵永冲老师被评为佛山市优秀科技辅导员。
2011年,赵永冲、杜月霞老师辅导的作品《富湾银矿的开采对荷城市民影响的调查研究》获省二等奖。
一、活氛围,全面推动科普进校园
为提高广大青少年对科普教育的兴趣和参与积极性,让校园遍开科技之花,近年来,我局结合创建全国文明城市、全国科普示范区和推进广东省教育现代化先进区、文化先进区等工作,以“科技活动周”、“科技进步活动月”、“科普日”为主题,举办了科技辅导员培训、知识产权培训、科普知识大赛、“科普大蓬车”进校园、避震演练、“5.12”防灾减灾日宣传等科普活动,全面推动科普进校园。同时积极组织师生参观科技馆、科技文化节、科普教育基地等。使学生都有机会走进科学教育行列中来。极大地活跃了“爱科学、学科学、用科学”的氛围,提高了科普教育普及率。各中小学纷纷成立校园“科技兴趣小组”、 “小小发明家协会”,青少年科学素质教育蓬勃开展,科普活动向常态化发展,特色逐步凸显。
二、构平台,积极开展科技创新实践
为了给广大学生铺就一条走近科学、探索科学的道路,提高他们的科技创新意识和动手实践能力,我局从三个方面下功夫,构筑科技创新平台,让学生大显身手。一是在举办科技创新大赛上下功夫。我局协同区科协、科技局。2005年12月举办了首届全区青少年科技创新大赛,共26个代表队531件作品参加了比赛,影响广泛,获评良好。2007年12月,又与区科协、科技局一同成功承办了第六届惠州市青少年科技创新大赛。受到省教育厅、省科协领导好评。二是在引导学生参赛上下功夫。积极发动和组织青少年参加各级科技创新大赛,连续在全国、省、市各级青少年科技创新大赛中取得优异成绩,先后获得省级以上奖68项。三是在建设科普教育基地上下功夫。为给学生扩展认识、掌握科学的窗口,推进科普教育,我局联合区科协在“广东省大亚湾水产增殖站”和沙田镇“惠州梅园生态园”建立了惠阳区青少年科普教育基地。近年来,共组织学生2万多人次参观,为学生了解海洋生物、大自然生态提供了良好场所。
三、立规范。大力建设“科普特色学校”
为搞好科技教育试点工作,使各学校学有目标、赶有榜样,我局联合区科协,制定了《惠阳区“科普特色学校”考评办法与标准》。按“领导重视、机构健全、设施完善、学生科普意识强”的基本标准。成熟一个、发展一个。先后创建“科普特色学校”14所,并经过申报评定,其中5所成为市级“科普特色学校”。2所成为省级“科普特色学校”,位居全市各县区前列。同时,密切联系区科协、区知识产权局,多次举办知识产权培训,积极引导师生树立知识产权保护意识,申报专利。2006年,我区实验小学3件作品申报国家专利。目前,我区师生共获国家专利20多项,获广东省知识产权局、省教育厅、团省委、省少工委认定的“广东省中小学知识产权教育试点学校”3所,示范学校1所。
四、强队伍。打造过硬科技教育师资
科普教育工作离不开一支有追求、业务精、乐于奉献的辅导员队伍。近年来,我局先后组织260多人次参加省、市科技辅导员培训班,并注意在历届创新大赛中发现和培养骨干,调动各种积极因素。目前,全区各学校有科技辅导员200多人。在区科协注册的科普志愿者有126人。我区实验小学黎一兵老师,不仅指导本校科普工作,还到惠州市各县区传授自己总结的科技创新“想、说、写、做”经验,受到普遍欢迎。他主持的《大力开展科普教育,全面提升科学素养》获评为广东省实施《全民科学素质行动计划纲要》优秀案例。
五、建机制。不断优化科学素质教育环境