引导学生在科技创新活动中成长

　　[摘 要]要想培养一个科技创新后备人才，绝非一朝一夕的事，只有完整体验研究过程的学生，才能得到最好的锻炼和培养。对教师而言，发现有创新潜力的学生是科技创新后备人才培养的第一步。在几年的辅导学生参加创新大赛的过程中，笔者总结出科技创新后备人才应具备的几项基本素质：活跃的思维、动手的愿望、克服困难的决心，三者缺一不可。笔者还结合几年的实践，对在科技创新研究项目各阶段中侧重培养学生的能力目标做了总结：包括在选题过程中提升学生观察能力，训练查新技能，鼓励质疑精神；在项目研究过程中让学生学会借鉴研究方法，注重实践调查和实验，加强数据分析，提高撰文水平；在参赛过程中从表达、宣传策划等多方面对学生进行培养，引导他们在科技创新活动中体验过程，全面成长。
　　[关键词]学生 科技创新 活动 培养
　　
　　2009年7月，当笔者第一次带着学生走进全国青少年科技创新大赛的赛场时，心情很激动：当学生带着科学论文项目“酒窝的双基因隐性遗传假说”终于站在领奖台上捧回一个全国二等奖时，笔者的心情又变得非常平静。激动的是，为了这一天，笔者和学生都已经付出很多，学生获奖也是对老师付出的一个肯定；平静的是。回顾几年宋辅导学生参与创新大赛的经历，笔者深知，要想培养一个科技创新后备人才，绝非一朝一夕的事，只有完整体验研究过程的学生，才能得到最好的锻炼和培养。
　　
　　一、科技创新后备人才的基本素质
　　
　　辅导学生参加过创新大赛的教师可能都有这样的体会，那就是要想出创新成果，靠教师单方面的努力是不够的，除非是教师包办。当然，教师包办的后果是既违反参赛规则，也不利于学生成长，更甭提对学生创新素质的培养了。所以，发现有创新潜力的学生是科技创新后备人才培养的第一步。
　　在几年的辅导学生参加创新大赛的过程中，笔者总结出科技创新后备人才应具备的几项基本素质：活跃的思维、动手的愿望、克服困难的决心，三者缺一不可。
　　
　　(一)活跃的思維
　　活跃的思维是指有想法，接受新事物快，学习能力强。但这并不意味着学习成绩是最好的。如果是仅凭记忆而获得好成绩的学生。并不一定具有创新精神。思维活跃的学生往往在课堂上表现为提问较多，甚至随时有可能难倒教师。而且这一类学生还常常有着较广的知识面，容易将所学的东西与自己已有的知识经验联系起来。
　　
　　(二)动手的愿望
　　有热情而没有创新想法的，根本无法开始创造性的活动；有创造性思维而又不愿动手实践的，也只是空想家。在挑选科技创新后备人才开展课题研究时，往往初期讨论时学生热情高涨，但后期因懒于实践而最终放弃的学生则不在少数。
　　例如“酒窝的双基因隐性遗传假说”这一课题。实际上在几年前就有学生注意到了。在人教社八年级下册的《生物》教材中，一道课后练习题让笔者连续几年接受着学生的挑战。因课本讨论到的“有酒窝为显性遗传，所以父母没有酒窝。孩子就不可能有酒窝”这一说法，几乎在每个班都有孩子提出质疑，说自己有酒窝，而父母却没有。但是在质疑过后，很多学生会不了了之。最后只有一位学生希望对此深入研究，想亲自通过调查更好地解释酒窝的遗传现象。
　　
　　(三)克服困难的决心
　　有了好想法、好做法，但一旦遇到困难就打退堂鼓者，最终也无法出成绩。只有真正有创造性的想法，又能将自己的想法付诸实践，并勇于克服重重困难的人，才能最终取得胜利。事实上，这也是自古以来各行各业中能够取得优异成绩的人的共同特征。
　　所以，在每一个课题开始之前，笔者都会向学生强调这几点，以保证创新活动的顺利进行。
　　
　　二、在项目研究中培养学生的创新素质
　　
　　有了基本素质，要使学生真正成为科技创新后备人才，当然还离不开在科技创新项目研究中各阶段的锻炼与培养。现结合几年的实践经验，对各阶段中侧重培养学生的能力目标加以阐述。
　　
　　(一)确定选题阶段
　　1　提升观察能力
　　开展科技创新活动的第一步是确定选题。一个好的选题既是学生研究的内容，也是其研究的动力。如果选题是由学生提出的，对此会更感兴趣，在确立了其可行性后，那么这个课题就比较容易做下去。但找到一个好的课题并不容易。有着敏锐观察力的人善于发现，会注意到常人难以关注到的问题，即可能创新之处。培养学生“发现的目光”，首先是要鼓励他们注意生活中的几个“不”——不方便、不寻常、不合理。用眼睛从这几方面去观察生活中的现象、事物和社会热点，再提出解决办法，这是搜索课题来源的最主要的途径。
　　以2008年科学论文参赛项目“从公交车站看城市文明”为例。两位参赛学生由自己平时上学放学时在公交车站候车的辛苦，想到研究公交车站设立长凳的问题。恰逢东莞正在争创全国文明城市，他们希望以此为东莞的文明加分，便选之为课题进行研究。仅几天后国庆长假结束时，他们就带着在珠三角各地拍回的照片和论文初稿来见我了。尽管是第一次写论文，格式和内容都不太好，但是，他们的独特视角，加上切实的实地考察带回的有效的第一手材料，都为后期的论文撰写打下了良好的基础。课题虽小，但在几个月后，东莞公交车站悄然增设的候车长椅。无疑很好地呼应了他们的想法，证明了他们为提升东莞城市文明形象而提出的建议的可行性。想必他们如今再次在公交站候车时，心中必然会有种油然而生的自豪。而这一项目的发现，正是由对平日“不方便”的所观所思而得到的。
　　在经过基本的训练后，大多数学生的视角都会因此而变得更宽广，开始注意到许多平时不太在意的现象。在这个阶段，很多时候他们所发现的内容，往往就是前两年创新大赛的获奖研究项目。
　　
　　2　训练查新技能
　　由于创新大赛比赛规则限制，他人研究过的内容，一般就不会再做，所以训练查新技能也很重要。一般学生多是利用网络搜索引擎搜索参考资料，但也可能因此而获得一些并不可靠的参考资料。
　　例如在进行有关酒窝现象研究前，一般网络搜索得到的相关理论基本都与课本相同，认为“酒窝是显性遗传的”，但这无法解释学生所观察到的现象。倒是在一些亲子论坛中，一些自发地有关酒窝现象的讨论中，能发现酒窝遗传关系的多样性。因此，搜索相关专业已发表的文献就非常重要。有条件的话可以通过大学查找中国期刊网，东莞因图书馆系统资源丰富，也可以利用其免费提供的维普数据库系统进行查找，在确定课题的初期，这一过程必不可少，以避免项目开展起来却发现没有创新性。当然，在后期提交参赛时要出具专业的证明，还需要专业的查新机构协助。
　　
　　3　鼓励质疑精神
　　科技创新后备人才还得有“不唯书，不唯上”的科学质疑精神，这样才能够有新的发现。在确定选题过程中，要经常提醒并鼓励学生的大胆合理的质疑，从而激发他们的创新精神。 “酒窝的双基因隐性假说”就是大胆地推翻课本的说法，也不盲从网络的观点，而是在调查的基础上，提出自己的合理解释。当然，质疑精神也不是一朝一夕就能形成的。要在平日的教学中尽可能多地给学生以锻炼的机会。
　　例如在讲到“人类对细菌真菌的利用”一节时，结合当时的一个社会热点“东莞禁猪令”，引导学生讨论这一政府禁令是否值得支持。很多学生结合所学知识都会联想到可通过建设沼气池来解决养殖场的污染问题，没有必要因此而禁止养猪。教师继续引导学生思考政府部门为何没有这样做，是没有考虑到还是其他原因，并鼓励学生通过课后调查去进一步深入了解这个问题，从而延伸成研究项目。尽管最后研究的学生因为学习紧张而没能继续下去，但在不久之后，“禁猪令”的撤销证明了他们的想法是基本正确的。
　　
　　(二)课题研究阶段
　　尽管在课堂上教师会讲解各种科学研究的方法，如观察法、调查法、实验法、收集和分析资料等，但只有在项目研究时，才能真正体会到各种方法的综合运用。
　　1　借鉴研究方法
　　“他山之石，可以攻玉”。查新之后，有些学生往往会因自己的想法总是与他人雷同而泄气，或是想到了课题却不知如何开展。这时，应鼓励学生仔细研读获奖作品，重点深入了解其研究方法。一方面，发现他人研究方案的可借鉴之处，启发自己的研究思路，这对学生自行设计方案而言是一个很好的学习：另一方面，青少年作品并非尽善尽美，在研读过程中还应思考其可改进之处，这说不定还可能是确定选题的另一个切入点。
　　例如，第17届全国青少年科技创新大赛中的一个获奖作品“杵状拇指的研究”是典型案例的一个，因为其调查方法并不复杂，结果分析也符合初中生的认知水平。在深入了解其方法的可借鉴之处的同时，孩子们对自己的创新项目更有信心。“酒窝的双基因隐性遗传假说”也正是在借鉴这一研究项目的基础上开展起来的。
　　2　注重实践调查和实验
　　科技创新活动中应用较多的是调查法和实验法，两者常结合起来应用。因为如果仅有调查，结果往往难以有较强的说服力，所以常会辅以实验；而一些实验，也常需要以调查作为研究铺垫，二者相辅相成。上述两种方法理论上都不难，但只有真正实践后才能体会其中需要注意的细节。
　　实际上，调查不仅仅是发一份问卷而已，其背后还有很多的学问。例如在调查酒窝现象时，调查方案就调整了四五次。在预测调查时，研究者发现了个别人具有单侧酒窝的现象，只得调整原有的仅以“√” “×”记录有无酒窝的方式，而是自行设计了一个记录符号“△|”或“|△”代表单左侧或单右侧酒窝；第一次设计好的调查表格是以班为单位让班长协助记录的，在统计过程中发现有乱填的现象，只得放弃调查结果而另行调查：第二次在调查表中不仅配有酒窝的性状图片。还对酒窝和梨窝进行了界定和区分，并以作业的形式发回调查表、不配合者不用交回调查表等方式，保证调查结果的可靠性；在扩大调查样本时还用到网络调查平台。但因第一次使用而对网络平台的数据统计方法把握不好，而导致设计的问卷要从头来过；在调查结果统计时，从刚开始用手工统计的错误率高再到电脑统计时的错误率为零……不断调整的调查方式和统计方法都让学生体会到各种调查方式的长处或不足、从实践中提升了其开展调查的能力。
　　要想提升项目的质量，设计实验的能力也很重要。初中实验以设计对照实验为主，其中除变量外其他条件的控制是实验过程中最难把握的。例如在科学论文项目“牙签的使用现状和细菌检测报告”中，如何做到取样过程不受污染，单是这一方面学生们就想了很多办法。先是连包装拿回来，然后在无菌箱里打开；后来仍担心有污染。便模仿着警察现场勘察时用全新的密封袋进行取样；实验过程中每一步骤都做好无菌处理，以保证结果的准确等。在这一系列过程中，学生对实验过程中变量的控制有了更深刻的体会。
　　
　　3　加强数据分析
　　数据分析在科技创新活动中占有举足轻重的地位。如果能够从纷繁复杂的数据中发现规律，往往就是创新的突破口。例如在酒窝的遗传现象研究中，最初只考虑酒窝到底是显性基因控制还是隐性基因控制的问题，结合有酒窝的人群比例小，以及分析多种遗传关系后大致可确定酒窝是隐性遗传，但后来在调查过程中又发现极少数人群还具有单侧酒窝的现象。进一步开展遗传关系的调查后发现，单侧酒窝的孩子其父母多数有一方是单侧酒窝，于是大胆提出了“双基因控制酒窝性状”的假说，再由此综合得出“酒窝的双基因隐性遗传假说”。后期调查得到的大量遗传关系基本印证了这一假说。这一假说的提出比最初设想的“酒窝的隐性遗传假说”，其创新性明显又更进一步。
　　
　　4　提高撰文水平
　　几乎所有的学生在第一次撰写论文时都是不符合科技论文的基本要求的，因此论文通常都需要改上许多遍。第一遍，让学生对照一个范文格式来写；第二遍，指导学生的数据统计及分析；第三遍，调整论文结构；第四遍，更正语句用词。而数据的分析、词句的斟酌等往往需要改上十几遍，甚至到最后了仍有可改之处。这些都应该尽量让学生完成，而教师仅批阅后给出意见。当然，这样教师比较费力，但学生收获会更多。在一次次地修正中，才能体会到科技论文的写法和要求，也更体会到项目研究的艰辛。
　　
　　三、在参赛过程中促进学生素质的全面提升
　　
　　一个项目研究完成后，后期参加创新大赛对学生也是很好的锻炼过程。应对答辩而进行的表达能力的训练，应对展评而进行的展板设计和制作，还有参赛过程中与其他队员的交流与合作，这些都促进了学生创新思维的发展和自身素质的全面提高。
　　几乎每一位参加过青少年科技创新大赛的学生都希望来年再参加一次。因为一次完整的科学研究的体验对他们来讲是人生中一笔宝贵的财富。更重要的是，在进行科技创新项目的研究过程中，他们的科技创新能力得到了全面的提高，为其成为21世纪科技创新后备人才打下了坚实的基