青少年科技创新人才培养,应向哪里发力?专家校长的分析来了

日前,习近平总书记在京主持召开科学家座谈会并发表重要讲话时指出,要把教育摆在更加重要的位置,全面提高教育质量,注重培养学生创新意识和创新能力。
9月21日下午,现代教育报联合北京科技教育促进会,邀请业界专家、中小学校长聚焦“青少年科技创新人才培养”问题,在北京市第十一中学举办现教论坛2020年第2期研讨。
北京科技教育促进会副理事长兼秘书长张萍在论坛上表示,以此次论坛为起点,至2021年底,将和现代教育报社共同聚焦建党100周年,围绕科技教育联合举办一系列活动,希望大中小学校积极参与。现将本次论坛嘉宾的部分观点分享如下,以飨读者。
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科技创新教育带动学校育人方式改革
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朱建民(北京市第三十五中学校长):为求解“钱学森之问”,2010年,北京35中和中科院联合创办科技创新人才培养班。通过科教联手,为科技班量身定制课程,包括基础科学课程、野外科考实践、项目式课题研究三个板块,以探索科技创新人才培养模式。为进一步将科技教育和创新人才培养工作以点带面辐射到更多学生,学校开始进一步提升科技教育的人力、平台、硬件等支持体系。
首先建设专业的科技教师队伍。2011年成立了科技教育中心,招聘博士毕业生,创建博士创新工作室,组建专业教师团队。在建设人力资源的基础上,进一步提升科技教育平台建设,基于对当前科研热点和青少年科技教育需求的分析,联手中科院、北航、清华大学等逐步建立十大高端科学探究实验室,同步开发了配套的科技创新课程,实现了高端科技资源课程化,并进一步带动学校育人方式改革。
学校科技创新课程分三个板块,能够满足不同年龄、不同层次的学生需求。目前学校科技创新课程已经辐射到全校所有学生,不再是个别兴趣小组或个案活动。同时,为把这些课程资源辐射到更多学生,学校将科技课程上传到全国青少年科学素养平台,现在已经有40门课程上线。这些课程在疫情期间也都放在西城区中小学课程平台上,集中呈现给区域所有初高中学生。
“科学”“人文”一体两翼培养科技创新人才
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周建华(人大附中联合学校总校常务副校长、人大附中航天城学校校长):新时代科技创新人才培养,在中小学阶段主要是早期培养,重在帮助学生夯实最基本而且是最核心的素养。为此,我们除了把握教育规律、学生身心发展规律外,还需要认识科技创新人才的特质,在中小学早期培养的要求等;还要对标国际最前沿的标准,把握它们共同的特征。
课程是人才培养的根本。在课程建设中,我们不仅要注重科学素养的培养,而且要特别重视人文素养课程、学科领域内的课程以及跨学科课程,还有真实的科研项目。从资源方面来讲,一是课程资源的建设,打通学科的壁垒,生成跨学科资源,这对中国学生来说是比较欠缺的。人大附中有少年科技院,还有院士系列报告,学生受益匪浅。二是高科技实验室的资源,国外优质高中的一个高科技实验室要搭载8~10个高端课题(基本达到本科研究水平)。第三是打通校内外边界,生成协同育人的资源,要支持大中小学有效的衔接和协同,再如我们一直倡议成立的全国创新人才早期培养的资源中心。
此外,还有师资建设,培养跨学科的教师。我们一直强调科学与人文是科技创新人才的一体两翼,但是能做到科学与人文跨学科的老师是少之又少。还有,来自高校和科研院所的科学家应该有意识地到中小学指导师生开展科学研究。
创新人才培养重要的是价值引领
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郭杰(北京汇文中学校长):今天的论题是聚焦青少年科技创新人才培养,青少年这个定语非常重要。科技人才的培养其实是有阶段性的,中小学处于基础阶段,因此与其他阶段的科技人才培养,还是有很大的区别。
目前,基础教育领域里青少年科技创新人才培养有一个很重要的问题是功利化的倾向比较严重。我们都希望青少年在科技创新过程中有自己的成果,现在有的太过于追求结果,导致超出了在基础教育阶段青少年科技人才培养应该做的事情,反而出现了欲速则不达的状况。
基础教育阶段科技人才培养更聚焦两个方面,一是基础性,二是兴趣。学生在基础教育阶段取得成果固然让人高兴,但未必价值很高,而以能力为导向,培养一些能够未来进入到科技领域里从事相关工作的基础性能力,比如科学研究方法,这对他今后的发展成长意义更大,我认为基础性的意义就在于此。
第二,兴趣真的非常重要,能够让学生发现自己的兴趣,并且持久地保持兴趣,这是很重要的事情。我们都知道兴趣的重要性,但是在对待兴趣上,我们经常只是停留在认识里,不能贯彻在行动中。
汇文中学在科技人才培养上,十年培养了6个科技创新市长奖,4个小小科学家奖。我们更聚焦人才成长生态和环境的塑造,在生态的塑造上首先是价值引领,要让学生认识到科学的价值,追求科学的意义。我们更注重人文环境的营造,在学术上学生可以有各种机会去尝试,允许学生试错,逐渐地,学生就能发现自己长久发展的信念。
好奇心和勇敢是创新人才的重要特质
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崔楚民(北京第十一中学校长):关于创新人才培养,教育人一直在思考一个问题——是面向全体还是面向少数人?结合我的教育实践来看,我认为作为基础教育阶段,创新人才培养最重要的还是要面向全体学生,在这个基础上稍有侧重,对一些已经表现出来具有明显的创新潜质的人才,给他们适当的发展。培养科技创新人才,要营造宽松、自由、开放的氛围,孩子在这样的氛围中才能顺利成长。
凡是取得突出成就的科学家都是凭借执着的好奇心、事业心,终身探索成就事业的。我曾经和诺贝尔化学奖获得者阿兰·黑格尔有过一次对话,我问他,“回顾您这一生的学术经历,您觉得最重要的是什么?”他回答,“两个词,一是好奇心,二是勇敢。”好奇心是人的天性,勇敢在我看来,是要敢于尝试。
培养科技创新人才要注重培养他们的品德,没有健全完善的人格的培养和锤炼,很难成为一个对社会有用的创新型人才。在全国抗击新冠疫情表彰大会上,“人民英雄”陈薇讲过一句话,“成功就是把个人的兴趣爱好和社会发展的重大需求要紧密地结合起来。只有这样才能成倍地放大自己的个人价值,才能获得真正意义上的成功。”我对这句话非常感动,不仅个人的兴趣爱好要发展,还要跟国家社会的发展需求紧密地结合起来。
线上线下融合 培养科技人才
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王彤(北京八十中睿实分校校长):科技人才的培养离不开优秀的教师。教师首先要创新,教师不改变,科技人才就无法进行基础性培养。在线教育会常态性融入到学校科技教育之中,基于大数据、互联网等新一代信息技术,建立促进学生个性发展的教育体系,是未来教育的基本趋势。在线教育时空分离的本质特点,打断了传统教与学的关系,在教学上带来了一定的参与自由度,这对高质量提供教育教学带来很大的挑战。科技人才培养要想取得效果,需要学校教师在思路上、方法上做一系列的创新。
第一,老师要了解最常见的数字技术工具,有效地教会学生使用数字技术。每个教师应该都有人工智能助手,每个课程都有知识图谱。这样,学生的社会交往就不仅仅是单向的。我们要通过双向的互动的教学活动来支持、培养科技人才。
第二,教师创新要善于利用大数据。从科技人才培养初始,学生的学习教育过程就是数据不断采集分析加工利用的过程。通过大数据平台,对学生的学习进行分析,实现分离式培养。通过数字技术对学生进行很好的激励管理和评价,了解学生学习过程中的进展,分析学生学习过程中的问题,为培养科技人才提供前提和基础。
第三,教师还要具备数字化技术的迁移能力、数字技术的整合能力、整体协作能力,这样科技型人才培养起来才更加有特色。一方面通过数字技术大幅度提高教师的工作效率。另外一方面要通过数字技术来增强教师能力,使得教师能够解决超越个体认知能力的一些复杂性问题。教师应具备利用数字技术进行社会交往、数字化协作能力。
科技教育是引领学校发展的最好载体
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李升华(北京市陈经纶中学嘉铭分校校长):陈经纶中学嘉铭分校一直倡导全人教育,通过科技教育培养学生的思维方法和创新意识,提高学生实践能力,使学生得到全面综合发展。
陈经纶中学嘉铭分校的“儒雅课程”体系分6个模块,包括文雅、思雅、博雅、艺雅、体雅、志雅。思雅课程注重学生的科技素养的提升,旨在培养学生的科技创新能力和科技意识,以国家课程中的数学、物理、化学、生物、科学作为根本,在现有课时不变的基础上,开发科学素养、校本选修课程和校本必修课程。博雅课程注重培养学生的动手实践能力,这个课程是以劳技信息、地理课为依托,在现有课程不变的基础上,开发校本选修课程。
学校特别注重科技教师科技素养的提升和科技实践能力的发展,由学校的副校长作为九年科技大教研组负责人,实行跨学段管理,大教研组长管理9个年级的学科。大教研组下又设了3个科技工作室,负责科技教育课题的研究和学校科技课程的开发。科技工作室由四人博士团队组成,负责给嘉铭分校建设九年四段的课程,包括大学科和小学科的课程。这些课题已经在很大程度上引领学校科技教育的发展。
到目前为止,科技教育已经引领了嘉铭教育的发展。我们认为,科技教育的发展应该是引领学校发展的最好的平台和载体
“科技年”给孩子更多科技体验
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刘昕(北京市西城区奋斗小学校长):我们学校的工作重点是普及科技知识,激发学生科技创新的兴趣,搭建培养创新型人才的平台。基于此,我们把原来的“科技节”改成现在的科技年,开展长达13个月的科技“大派对”。
科技年活动立足“人人都参与,人人有收获”的原则,将活动分为4个阶段5大方面。在活动策划时,我们请专家和家长参与其中,集团队的智慧制订活动方案和评价指标。第一个科技年,我们还让学生自主参与了主题曲、LOGO、吉祥物、口号等一系列自主设计活动,让学生感到“我的活动我做主”。
在科技年活动中,我们还开展了“科学家进校园”活动,通过提前开展问卷调查,按照学生的需求来聘请专家。目前,已有30余位院士和专家走进校园,为我们开展分年段的培训活动。
我们在校内校外开展了丰富的科技实践体验活动。带领学生走出校园,进入少年环保学院,开展环保实践活动,让他们感受大自然,了解城市生态系统和生物多样性。通过不同的主题的实践活动,让学生体验科技乐趣,锻炼他们的动手能力。
在科技活动中,我们不仅让学生看一看、动一动,还要研一研。比如在校园绿色种植活动中,低年级播种,中年级观察植物成长过程,高年级对种植植物进行小课题研究。使学生不仅能够了解种植情况,更能够爱植物、爱自然,并且会研究。
专家观点
教育者首先要具备科学精神
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丁书林(中国信息协会教育分会常务副会长):什么是科学精神?第一,科学精神就是质疑的精神,没有质疑就没有科学精神;第二,是在质疑的基础上发现;第三是执着的精神。如果没有质疑,没有发现,没有执着,根本无从谈起创新。
当前我们协会主要研究推动两个方向的工作:一是推动在线教育和混合教学。今年我们专门推出了在线教学质量评价标准,在社会上影响较大。二是推动人工智能教育。坦率地讲,很多国家连续发布了很多关于人工智能教育和人工智能战略发展的一些文件,但在教育上怎么做,各国也把握得不是太准。目前做得比较多的主要是在高等教育、职业教育领域,但在中小学如何开展人工智能教育,都还没有找到有效的落脚点。
人工智能是跨学科、跨领域的,由此开展人工智能教育绝不是单纯的技术教育。现在的问题是把人工智能教育和计算机技术的教育和编程的教育画了等于号或约等于号。目前,我们在做两件事情,一是推动人工智能素养等级测评,在测评里我们提出知识基础、实践技能、价值体验、社会责任4个维度。在测评中也有编程的测试,但我们与其他测评的不同是,要引导学生解决实际问题,比如五年级的学生或者初中年级的学生用编程解决相应年级的数学学科问题。此外,我们还在推动一个“院士加”计划,我们希望是高级人才的、拔尖人才的培养计划,我们会邀请院士以及“院士”团队来指导这方面的工作开展。
人工智能教育刚刚起步,教育者首先需要具备的就是科学精神,我们自己要真知真懂,才能真有效果。我们自己有了科学精神,才能真地让学生拥有科学精神和创新精神。
以未来学校理念
构建科技创新人才培养生态
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张翔(未来学校研究院助理院长兼实验部主任):结合未来教育和未来学校理念,科技创新人才培养要致力于5个方向的建设,包括校长和教师发展、课程的教学创新、学习场景的重构、测量评价的建设、学习生态融合等方面。
对于未来学校和科技创新人才的培养,从我个人的角度来看,首先是由于每个人的教育的起点不一样,在早期阶段可以去甄别每个孩子的基础的发展差异,从而进行有针对性的培养
其次是关于人才的引进,这里对应的是校长和教师发展。科技教育培养本质上缺乏真正做科技教育的人,有的学校引进很多专业的博士,这是很好的方法,教育领域需要更多跨专业的人来支持教育的发展
再次是科技课程的体系的建立。构建的科技课程体系要具备全面性、融入性、多样性、穿透性。全面性指的是课程要具有高密度、高能量的特点;融入性是相对传统学科来说,科技课程要具有很强的融合能力等。此外,还要有与之匹配的新的学习方式,新的学习方式的突出特点是自主性、互动性,打造真实的科技教育的场景。
而关于测量和评价的建设,目的是开展个性化的教育,满足学生成长发展需求。最后就是实现学习生态融合,构建学校、家庭和社区联动的科技创新人才培养生态,从而去推动科技创新人才的培养
创新人才培养需多方联动
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王强(首都师范大学教授):创新的事业呼唤创新的人才。党中央历来重视科技创新人才的培养,从“科学技术是第一生产力”的重要论断到党的十九大会议,一直强调激发创新、营造创新氛围的重要性。2020年9月11日,习近平总书记召开科学家座谈会,指出科技创新的战略意义和发展路径。要确保具有创新潜质学生接受适当创新教育,并设定相应的创新型人才培养跟踪评价体系。
要积极营造创新人才培养环境。与此同时,不能揠苗助长,更不能干预孩子自然成长的过程,杜绝功利化的教育思想。高校要和中小学联合起来,探索灵活的教学管理方式和创新型人才培养模式。
高素质的科技教师队伍是开展科技教育的是重中之重。科技竞争的本质就是人才的竞争,而人才的培养取决于教育,要加大科技教师的培养力度,着力培养一支高素质的创新型科技教师队伍。
注重培养学生的创新意识、创新能力。北京地区的科研院所实验室、博物馆、科技馆非常多,我们要切实创造条件,把“让孩子像科学家一样体验科学研究”落到实处。
要营造科技育人氛围。教育主管部门、学校、校外机构要联动起来,共同为学生的科技教育搭建平台。搭建各个学校共享优秀教师、优秀课程和其他优质教育资源的共享平台。
加强创新课程建设。创新性课程应该是基于设计的创新性学习与认知的课程体系,是以高阶思维的发展为目标,具有理解与批判、联系与构建、解构与重构、迁移与实践等这些要素。这些也代表深度学习的几个关键点。
本文按嘉宾发言顺序整理
文字:张广林 赵翩翩 赵艳国 李继君
摄影:付磊
编辑:现教姐
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