浅析航天科技创新素质教育对青少年科学素养提升的积极作用

沈承芬

摘要：科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼，科学普及要放在与科技创新同等重要的位置。在众多科技创新素质教育体系中，找到进行科学普及的最有利的载体，是使科学普及工作事半功倍的根本途径。文章分析了航天科技和航天事业的特点，阐明了航天科技创新素质教育对于青少年科学素养的培养作用，列出了航天科技教育体系发挥优势的几点措施。

关键词：科学素养;航天科技创新素质教育;科学方法;科学精神;科学思想

自20世纪90年代以来，我国就提出：加快国家创新体系建设，解决科技与经济相脱节的问题，促进科技成果转化和推广这一命题。2006年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》提出：要提高自主创新能力，建设创新国家。党的十八大指出，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略职称，必须摆在国家发展全局的核心位置。2016年习总书记在全国科技创新大会、两院院士、中国科协第九次全国代表大会上明确提出：科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质的普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。

以上举措均表明，在新的国际形势和新的国家发展阶段之下，科技创新在我国社会主义建设中的地位日益凸显。而科学普及又是实现科技创新发展的一个重要环节，但是人们对科学普及的内容和范围了解得并不全面，往往觉得科学普及就是学习科学知识。而事实上，科学普及是普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神的活动，任务是宣传创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，推动科学技术教育、传播和普及，提高公民科学素质，在全社会形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好氛围。在全球一体化时代，科学普及是持续增加创新能力和国际竞争力的基础性工程。

因此，科学普及是普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神。而现阶段，我们发现在学校针对学生进行的科技创新素质教育体系里，基本是针对科学知识的学习，鲜少涉及科学方法、科学思想、科学精神的学习，这是一个认识上的局限，也是片面理解科学素养的结果。

科学素养至少包含三要素，科学知识、科学方法、科学思想，故此，科学普及的内容和目标也是针对这三个方向去提出和设置的。

青少年群体，是求知欲最旺盛，校内生活最有延续性的群体，青少年阶段是提升科学素养最有基础，也最容易见到成效的阶段。故此，在校园内对部分有兴趣、有激情的青少年开展科技创新素质教育对提升青少年甚至是全民的科学素养具有非常重要的意义。那么，在青少年群体当中，寻找适合的载体方向，构建有进阶性的科技创新素质教育体系，运用恰当的教学内容、形式和用具，开展科技创新素质教育必将对提升青少年乃至全民的科学素养产生积极的作用。

笔者经过多年的航天科技创新素质教育的理论研究与实践教学，特别深刻地感受到航天科技创新素质教育是对青少年的科学素养提升具有积极意义的载体，这是由航天科技和航天事业本身的特点决定的，也是由新时代对于青少年的素养的要求决定，两者很好结合，可以为我国的科技创新、科技发展贡献出巨大的能量。

一、航天科技和航天事业的天然底色

航天科技有着其鲜明的行业特点，航天事业的发展一路披荆斩棘，航天人对于教育的思考积淀了厚重的底蕴，这些根植于航天事业骨髓里的特质为航天科技创新素质教育提供了有助于青少年科学素养提升的天然底色，这些特点主要体现在以下几个方面。

（一）航天科技是综合性的高科技集群

航天科技荟萃了当今世界上科学技术的许多最新成果。航天技术的发展带动了一系列科学技术的进步，其中包括天文学、地球科学、生命科学、信息科学以及能源技术、生物技术、信息技术、新材料新工艺等的研究与发展，同时各种卫星应用技术、空间加工与制造技术、空间生物技术、空间能源技术大大增强了人类认识和改造自然的能力，促进了生产力的发展。

这是一个远远比我们所熟知的STEAM课程更为综合、更为宏大也更为前沿的领域，涉及了现代科学发展的方方面面，在未来这样一个知识爆炸、科技发展越来越快、对人才的系统集成能力要求更高的时代，综合科学素养的提升离不开对于科技领域的认识，在科技哲学的总体框架下对科技领域予以框架性的认识对我们科技人才的培养至关重要。

航天科技的发展也是一部现代科学技术的发展史，航天事业提出需求并被逐一满足的过程揭示了科学技术发展的路径和规律，这些内容是培养科技创新能力、认识科技发展规律的最佳载体。

（二）航天事业是系统工程

系统工程是组织管理复杂系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。钱学森在我国首先构建了系统工程的思想，航天事业是我國最早采取系统工程思想进行管理的领域，也是最为成熟的领域。航天系统工程是组织管理航天型号规划、计划、预研、研制、试验、生产以及人才、物资、保障条件、经费的科学体系与方法，覆盖了全过程、全方位，内容更为丰富。

（三）航天事业具有丰富的真实实践案例

我国的航天事业从无到有，在薄弱的基础工业的基础上完成了两弹一星、载人航天、探月工程等壮举，值得记录和分享的有价值的经验有很多，在真实案例的基础上学科学、用科学是科学创新教育的精髓，在这方面，航天科技创新素质教育具有一般性的学科无法企及的高度和先天的优势。

（四）航天事业以系统工程下的系统思维建设为基

航天事业系统工程的特点决定了要用系统性的思维来解决实际问题，这是比逻辑思维、结构化思维都更高级有效的思维方式，是解决复杂问题的基础，也是区别于学科教学、应试教育的最大不同，是人才成长过程中的必须要解决的问题，是避免“高分低能”教育陷阱的必由之路。

（五）航天事业推崇目标导向的工作方式

航天工程的实施都是以目标为导向的，且层层分解，细分为更为具体的问题。学生在追随航天目标实现的过程中，会学到目标设定与分解、目标实现、解决实际问题的具体方法。这是学习科学知识中的程序性知识的最有效手段，很多学生初期面对一些复杂都有无从下手的感觉，但随着课程的深入，辅以PBL项目制学习和探究性学习等手段，直至将问题深挖到最基础最根本的具体问题，学生不仅解决了这一类问题，还构建了解决问题的流程和方法，这既是一种程序性科学知识，也是一种可迁移的能力。

（六）航天科技教育具有坚实的理论研究与丰富的实践基础，二者相得益彰。

中国航天事业发展的哲学思想研究和钱学森大成智慧学为航天科技创新素质教育夯实了理论的基础，与丰富的实践案例一起构成了完整的科学教育体系。以此为指导思想的航天科技教育体系在思想上、人才培养目标与实施路径的结合上都有着更为深刻的思考。

二、航天科技教育对于青少年科学素养的培养作用

航天科技教育的特点决定了她是提升青少年科学素养的优良载体，她将为青少年的成长奠定积极、拼搏、勤思、爱国的基础。

（一）博学以立志

航天科技以其综合性高科技集群的特点会为孩子们打开一扇通往科学殿堂的大门，这所殿堂呈现的不是一点、一线、一面，而是一个综合体，每个孩子都能从中找到属于自己的那一方热土。志趣是好学之源，广泛涉猎是立志之本，航天科技为孩子们树立人生的方向提供了开阔眼界、找到自我的基础。

（二）审问以思远

航天事业发展到今天，突破了一个个的重大难题，在过程中遇到了难以想象的困难，所幸，人类探索的脚步未曾停止。此课程体系中将会在讲解的过程中多问几个为什么，孩子们会学会像科学家一样思考问题及其解决问题的路径。

（三）慎思以勤学

航天科技创新素质教育体系在教育实践的过程中会以航天实际案例为基础，以探究式的教学方式，增设体验动手环节，结合校内教学体系的理论知识，让学生更多地思考，且这种思考不止步于理论性的思考，更多的是在复杂的实际条件下的思考，训练孩子们的逻辑思维、结构化思维、系统性思维和创新思维。

（四）明辨以致知

在纷繁复杂的未知领域，找到解决问题的正确方法，需要非凡的辨识力，也是认知升级的有效途径。

（五）笃行以报国

航天人的使命是强国强军，航天人的征途是星辰大海，航天人的脚步是行稳致远。学生通过航天科技创新素质教育课程的学习，在爱国思想、国防意识、理念情怀、大局观念等方面均会得到非凡的提升。

三、充分发挥航天科技创新素质教育优势的几点必要举措

那么，航天科技创新素质教育具有如此得天独厚的先天优势，需要我们一线的工作人员做好一些具体的工作，以便更好地发挥其优势，为青少年科学普及工作提供必要的支撑，使其发挥出更大的能量。

（一）航天科技素材的深度挖潜

一方面要利用热点事件吸引学生的关注，激发学生的兴趣点，例如近几年的北斗组网、探火、嫦娥五号登月返回、空间站等重大任务，讲好航天故事，学好航天知识。另一方面，也要对历史中的真实案例、事件、人物进行深度的挖潜，利用好这些载体，总结实践经验，深挖科学规律，从科学普及的要义入手，以人才培养为根本，讲好航天科普大课堂。

（二）构建完整的航天科技创新素质教育体系

人的认知发展是有其规律的，各学段、各年龄层次下的青少年有其知识水平、认知能力的特点，要开发出符合各年龄层青少年特点的、符合其认知规律的、具有進阶性的能够逐步提升青少年科学兴趣和科学素养的航天科技创新素质教育体系的产品，从而完成科技教育的长期目标性任务。

（三）培养一大批具有现代科学素养的航天科技教育师资队伍

教育体系的有效实施，在科学合理的课程体系的支撑下，关键在于教师团队的质素。在师资培养体系中既要注重航天科技能力的提升，也要注重现代化教学手段的运用，在PBL制学习、STEAM教学、探究性学习等方面进行以航天科技素质教育课程体系的探索和实践，亦应增加诸如仿真软件和管理工具等现代化工具的应用与学习。

（四）加快实验室、校园文化体系建设

航天科技创新素质教育体系有其先进的实践性特点，诸如卫星实验室、探月实验室、测控实验室、卫星地面站等，为教学提供了有益有效的硬件支撑，既让学生对相应技术及设备有了直观的认识，又提升了动手实践的能力，还能以高效手段实现天地互联、模拟仿真等其他领域无法实现的教学展现，是提升学生科学素养的有效手段。航天校园文化体系的建设，又在探索方向、科学精神等方面给予学生软性综合实力的展现与提升。

综上，航天科技教育以其综合性高技术群、系统工程、真实实践案例、系统思维、目标导向、坚实理论等特点，可以为青少年提供认识更多高科技领域发展及应用的机会，达到开阔眼界、寻梦立志的目标，再以讲科学、重实践为手段，从而达到既提升动手实践能力，有提升思考维度;既学习科学知识，又构建科学实践和科学创新的方法;既知其然，又知其所以然的目标，对青少年综合科学素养的提升提供有力的助益。当然，要想充分利用航天科技创新素质教育这一优良载体达到科学普及的目标，需要我们一线工作者坚持仰望星空，脚踏实地的工作作风，切实解决好对航天科技素材的深度挖潜、构建完整体系、培养优秀师资队伍、加快实验室及校园文化等软性文化建设等一系列问题。

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