新时代青少年学习科学家精神的路径选择与关键要素

在新时代，学习科学家精神是培养国家所需创新型人才的应有之义。基础教育阶段为人的终身发展打基础，是科技创新人才培养的早期阶段。其中，小学阶段学段最长，且升学压力小，学生能充分探索自身的潜能，挖掘科技创新潜质。因此，在小学阶段引导学生学习科学家精神是时代选择。广州市越秀区中星小学在实践层面做了长期探索，通过创造性地开展科学教育，让学生在学习过程中体验科学家精神的内核，逐步实现自我发展目标。

一、环境创设：青少年学习科学家精神的路径选择

在小学阶段，学生对科学家精神的学习处于了解、感受、理解的状态，学校需要着重通过环境创设引导学生学习。

1.组织环境：建设跨学科教师队伍，吸引学生进入科学世界

打造具备科学素养的教师专业队伍，深化学生对科学家精神的理解。其一，建设跨学科科学教育的专业教师队伍。中星小学的科学教育通过STEM课程实施，其授课团队由校长室直接领导，包括一位正高级教师、三位副高级教师以及数位省市区的科研骨干教师，经验丰富。其二，加入科学教育教师联盟、申请科研项目以提升学校整体的科学文化层次。2018年，中星小学成为首批“穗港澳STEM教育联盟”成员单位。2020年，广州市教育局科技立项“STEM开启智慧，创新培育未来人才”为学校STEM教育实验项目提供有力支持。

2.课程环境：打造数字赋能科学课堂，提升学生科学理解力

建构良好的学校课程环境，发展学生对科学家精神的认知。其一，设计具有数字时代特色且符合学生年龄特征的科学读本。中星小学根据“和雅”办学理念设计了《和雅科创读本》，分成《和雅科创小技能》《和雅科创小发明》《和雅科创小课堂》三个系列丛书，每个系列丛书根据低中高学段设计主题，每个主题以“学习内容—设计理念—学习目标—操作步骤与参考范例—作品展示及评价”的主线展开。其二，利用智能平台赋能科学课堂，让学生体验科学实践。科学教师在日常教学中结合智慧阅读平台、Classin、AiClass云课堂等数字工具，实现高效即时反馈。通过数字赋能，将科学探究实验中的数据转化为可视化数据曲线图，使学生能够直观地发现数据中的现象和规律，培养学生的科学探究能力。

3.学校环境：创建特色科创空间，激发学生科学想象力

创建具有科幻特色的学校环境，涵养学生科学想象力。基于科学原理、科学特色建设流动开放的科学教育空间，促进学生的学习交流。中星小学为学生打造的创客空间，分为科学室和创新展示区。科学室包括创客教学区和个性化学习区，创客教学区主要用于日常教学、创意交流；个性化学习区可划分出个人学习空间和协作学习空间，便于学生自主学习。创新展示区包括动手创作区、加工制作区、作品展示区和工具耗材区。动手创作区主要用于设计、组装、制作、编程、调试，是学生动手创作的主要场所；加工制作区主要摆放各种设备、工具和物料；作品展示区包括学生作品展示区角、创意墙；工具耗材区主要用于收纳和存放各类耗材、小型工具。

4.社会环境：邀请科学家进校园，使学生感受科学魅力

在家校社协同育人环境中，引入社会科学资源，邀请科学家进校园，对于培养青少年的科学家精神十分重要。一是选择学生较为感兴趣的科学家进入校园。中星小学根据学生的课堂反馈，安排相关领域的专家进校园，为学生讲解学生期待的科学内容，这种具有内容针对性的方式深受学生的喜爱。二是选择与学生学习课程相关的科学家进入校园。例如通过学习三年级语文课本中的《赵州桥》、美术课本中的《家乡的桥和塔》，学生初步了解桥梁方面的科学知识，同时邀请曾参与著名桥梁设计的科学家给学生讲解设计过程，在学生心中种下科学梦的种子。三是选择社会影响力较大的科学家进入校园。中星小学曾邀请中国科学院院士陈光南开展科普讲座，院士对于科学的热爱，将逐渐渗透学生心灵。

二、内在驱动：青少年学习科学家精神的关键要素

青少年对科学家精神的学习还需要转化为自主实践，形成亲历性经验。在这个阶段，学校可以通过以下方式促成学生亲历性经验的获得。

1.激发学生积极的认知性情绪

认知性情绪与知识学习密切相关，探究式学习和项目化活动能让学生体验科学家思考和实践的过程，激发积极的认知性情绪。首先，引导学生提出在生活中遇到的困难，由此生发科学问题。其次，引导学生懂得做中学、学中悟，给予学生试错和怀疑的机会，让他们在不断尝试和调整的过程中得出合理结果。最后，引导学生进行自我评价，认识自己的问题，并尝试提出改进方法，进而达到教育的效果。

2.合理对待学生的学习成就感

学习成就感是一种积极的心理暗示和内心体验，能增强学生的学习热情。一是教师需要了解学习成就感与个人潜能有关，充分挖掘有特长、天赋的学生，将他们引导到合适的赛道上，充分发挥自身潜能。二是认识学习成就感有大小强弱之分。例如有些学生在参加无线电测向比赛时出现了一些失误，无法拿到更好的奖次，这时教师可以听他总结经验教训，适当给予建议。三是鼓励学生将在科技竞赛中获得的成就感迁移到将来的学习中。教师可以在班上表扬其成绩，并以此作为其他学生学习的榜样。四是引导获得较强成就感体验的学生到相应的技术领域发展。笔者与一些获得奖项的学生谈话，发现他们将来的职业选择与自身在某个领域获得较高的认同感息息相关。

3.引导学生维持稳定的精神内核

“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”教师引导学生学习科学家精神需要预防“四失”，即《学记》所说的“多、寡、易、止”。其一，将爱国精神融入科学课程教学，坚定学生的理想信念。其二，将协同精神贯穿于学生学习科学的过程中，形成行动的精神力。其三，将创新精神融入学生的科学学习过程中，培养学生的抗逆力。少年儿童在某个领域取得非凡成就，与非认知因素，尤其是抗压能力或者解压能力密切相关。因此，在学习科学过程中，学生的一些反抗行为可能是在挑战常规路线，教师需要包容和理解，而非以异样眼光来看待，避免给学生施压。