如何促进青少年科技创新人才成长(修改稿)2.ppt

如何促进青少年科技创新人才成长？,2010年上海市青少年科普促进会年会,2010.10.15,一、青少年科技创新人才培养与国家战略 二、青少年科技创新人才培养的国际比较 三、科技创新项目研究在创新人才培养中的作用 四、大学在青少年创新人才培养中的作用和责任,一、青少年科技创新人才培养与国家战略,人才：第一资源和国家战略,世界银行最近的一份报告指出：当前世界工厂、土地、工具、机械所凝聚的财富日益缩水，而人力资本对于一国竞争力正变得日渐重要。在以知识经济为主的美国，人力资本与实物资本相比，重要性要高出三倍多。,二战前世界中心在欧洲,第二次世界大战前，世界的中心还在欧洲。在尖端科技上，德国的诺贝尔奖得主的总是是美国的三倍，不但是最早研制核武器、最早发现核裂变的国家，也是最早发明使用导弹、火箭技术的国家。,二战后美国“明抢”人才,二战前，美国建立阿尔索斯突击队负责明抢战败国顶尖科学家并劝服其加入美国籍； 1943年诺曼底登陆后，美国以一个伞兵师、两个装甲师加上整个第六集团军重兵出击，来掩护阿尔索斯突击队俘虏德国顶尖科学家的行动。,流入的尖端人才对美国的贡献,上书美国总统研发原子弹的爱因斯坦（德国科学家） 美国第一座受控核反应堆的主要领导人恩里科.费米（意大利科学家） 美国氢弹之父爱德华.特勒（出生匈牙利、在德国受教育的犹太人） 电子计算机之父冯.诺依曼（德国） 主管“阿波罗”工程的冯.布劳恩（德国） Google的创始人布兰（前苏联移民）,美国强大的背后,美国成为超级大国，不仅因为他能够培养世界40%的诺贝尔奖得主，更因为他能聘用全球70%的诺贝尔奖得主为其工作，聚集了从欧洲、非洲、加拿大、印度、中国等整个世界的大多数杰出人才，因而才成为独一无二的超级大国。,历史告诉我们,人才资源是我国经济社会发展的第一资源； 加快人才发展是在激烈的国际竞争中赢得主动的重大战略选择。 国家中长期人才发展规划纲要,国家对人才的需要,培养一批善于治国理政的领导人才，一批经营管理水平高、市场开拓能力强的优秀企业家，一批世界水平的科学家、科技领军人物、工程师和高水平的哲学社会科学家、文学家、艺术家、教育家，一大批技艺精湛的高技能人才，一大批新农村建设带头人，一大批职业化、专门化的高级社会工作人才，充分发挥高层次人才在经济社会发展和人才队伍建设中的引领作用。,人才培养是一个系统工程,青少年是人才成长的关键阶段，在国家人才培养系统中有着极为重要的基础性地位，关系到整体人才队伍的起步质量和发展后劲。,父亲钱家治：写文言文；母亲章兰娟：爱花草 小学老师于士俭：广泛求知，写字 中学老师董鲁安(于力)：国文、思想革命，俞君适：生物学，高希舜：绘画、美术、音乐，李士博：矿物学(十级硬度)，王鹤清：化学(原子价)， 傅仲孙：几何(数学理论) ，林砺儒：伦理学(社会发展) 大学老师钟兆琳：电机工程(理论与实际)；陈石英：热力学(理论与实际) ；预备留美王助：（经验设计） 留美Theodore von Karman(冯卡门) 归国后毛泽东、周恩来、聂荣臻,钱学森曾亲笔写下一份珍贵文件，回忆一生中给予他深刻影响的人，其中7位是中学教师。,其他国家举措,1901年，美国马萨诸塞州沃斯特开办了第一所天才儿童专门学校，启动了天才教育的正规化、专业化和科学化的进程； 1954年，美国第一专业研究协会资优研究协会成立； 1958年，美国通过国防教育法，确定了天才教育的国策，大大促进了美国天才教育的发展； 1978年美国国会根据马兰报告书，通过天才儿童教育法 1988年，美国通过杰维斯资赋优异学生教育法，并成立国家资赋优异研究中心 1993年，美国教育部发表国家卓越性：发展美国人才能之道报告书,其他国家举措,2002 年，日本在全国范围内选定26 所高中(包括初、高中一贯制学校)作为理科高中，文部科学省一年投资7亿2714万日元用于该类高中的发展； 1983 年韩国成立第一所科学高中，主要提供科学领域的特色教学；1999 年韩国科学中学已达16 所。,二、青少年科技创新人才培养的国际比较,泛指：所有青少年学生都应具有创新精神和实践能力。 特指：天才儿童、英才儿童、资优学生、超常学生、拔尖学生、创新人才 ,科技创新人才的内涵,天才学生的定义,天才由高于平均水平的能力、创造力、执着精神和责任感等三个同样重要、相互关联且彼此影响的特质构成。（天才三环理论） 美国天才教育家Joseph S. Renzulli,1. 缺乏法制环境和宏观指导,许多国家和地区纷纷制订与颁布专门法规和政策，以支持和保障创新人才的培养； 一项关于2004年对欧洲天才学生教育总体情况的调查显示，在被调查的21个国家中，有9个国家和地区在法律中明确提到了“天才”一词，有12个国家在立法中将天才学生视为有特殊需要学生的一部分，强调要保护他们接受适当教育的权力。,国家层面,2. 缺乏科学的甄别和跟踪研究体系,由于青少年智力发展的多元性、可变性和可塑性，单纯的智力鉴别方式逐渐受到质疑； 现采用多种方法进行综合鉴别，包括：学生学业成绩、校外成就、学生发展档案袋、各类心理测验、日常或现场观察检查表、教师/家长/同伴评价与提名推荐、及使用各种专业测量工具进行测试等； 一些发达国家开发“天才学生数据库”，为国家制定政策、大学招生、研究人才成长规律、评估学校培养效能等提供可靠的基础数据和技术支持。,国家层面,3. 缺乏社会支持系统,美国所有的博物馆、科技馆内设有专门针对学生的教育项目开发机构； 美国各种基金会提供大量经费支持天才教育的科学研究； 美国高校教授在承担国家科研项目时被附带要求，必须向社会公众进行相应的科普宣传教育，专家教授有义务到中学承担面向天才学生的教学任务。,国家层面,美国高中天才学生在利用大学图书馆、实验室、实验仪器、聆听讲座、提前选修大学课程、提前进入大学学习等方面畅通无阻； 目前美国有300多所大学推出了“科学教育项目”，利用暑期夏令营等活动，面向全球招收高中天才学生和优秀高中教师，为他们提供走进大学实验室与顶级教授学者一起研究和学习的机会。,国家层面,4. 缺乏平和淡定的文化环境,中国的文化强调“做人上人”，家长望子成龙、望女成凤的期望强烈，社会对精英教育有特殊情结； 资优学生教育经常和教育不公平画上等号，受到社会舆论和民众的颇多指责； 政府行政部门对学校的评价导向“高升学率+高奖牌数=好学校”使得优质生源成为决定办学成绩的唯一条件，引发学校间各种无序竞争。,国家层面,最近出版的一本新书，引起网络热议。作者认为，现在的孩子没有玩伴；没有令人放心的娱乐场所和娱乐方式；没有学以致用的机会；大人们很忙、没有时间看孩子；竞争越来越激烈；要学的东西越来越多；商家都在挖空心思赚钱， 正是社会对科技、对财富、对西方生活方式的盲目追求，让我们远离了生活的真谛和幸福的根本而这一切，才是“奥数”现象背后的症结。,国家层面,1. 功利化倾向日趋严重,由于理科各科竞赛成绩与升学或者高考加分的直接挂钩，奥数竞赛成绩实质上已经变成学校鉴别在数学和科学领域拔尖学生的主要标准，成为许多学校乃至地方教育部门的政绩工程。许多学校中科技创新人才培养几乎等同于竞赛训练。,学校层面,2. 缺乏有针对性的课程设置,学校课程比较单一，主要表现为基于书本知识的超前学习，以学科概念知识结构为主的学术内容，围绕竞赛和高考的反复训练； 多数学校的课程体系中，重知识轻思维，重动脑轻动手，重事实轻过程，重智力因素轻非智力因素的倾向明显；科学实验类、问题研究类、人文社科、体育艺术类、思维训练类课程薄弱的问题广泛存在。,学校层面,3. 缺乏灵活的教学管理,所有学生的学习内容和学习活动都是根据学校的统一安排整齐划一地齐步推进。除了选修课内容稍有不同外，学生既没有个性化的课程计划，也不可能免修、跳级或提前升入大学。大学不承认学生提前所修习的课程学分，中学也不允许学生游离在班级活动之外，整个教学管理非常统一和僵化，缺乏灵活性和弹性。,学校层面,4. 缺乏胜任的师资,学校层面,美国全国天才教育协会(National Association for Gifted Children；NAGC)和特殊教育协会（Council for Exceptional Children；CEC）于2006年针对天才教育教师所需具备的知识和技能，制定的10项标准。,基本理论 天才学生的发展与个性特征 个体学习差异 教学策略 学习环境与社会互动,语言与交流 教学设计 天才的识别与评估 专业与道德实践能力 合作能力,1. 非兴趣导向,很多家长让孩子参加科技创新活动，只是为了某种现实的或功利的目的。,学生层面,爱因斯坦：“兴趣是最好的老师” 兴趣是科学家探索未来世界的内在动力机制； 青少年阶段的主要任务是培养兴趣，使其觉得“好玩”，热爱科学，甚至对科学痴迷。,兴趣对科技创新的重要性,2. 创新能力弱,学生层面,创新能力表现 二思：扩散性思维、聚敛性思维 三面：智力、认知思维风格、人格动机 四心：好奇、冒险、挑战、想象 五力：敏感力、流畅力、应变力、独创 力、精进力 五阶段：寻找事实、发现问题、构思解决方案、找出最佳方案、付诸实践,中国中小学生创新能力,2009年教育进展国际评估组织对全球21个国家的调查显示，中国孩子的计算能力排名全球第一、想象力却排名倒数第一、创造力排名倒数第五。,学生层面,三、科技创新项目研究在创新人才培养中的作用,最近美国一项调查的启发,全美16所由洲政府资助的公立寄宿制高中接受了调查； 16所接受调查的学院（学校）中，有12所将自身视为科学技术工程和数学（SETM）学校（75%）。,学校都为学生提供科学研究的机会,15所学校的学生能够跟随一位教师或者是导师（93.75%）进行研究； 13所学校的学生能跟随导师参加暑期研究项目（81.25%）； 12所学校的学生要完成独立的研究项目，能够在校外的实验室或者是科研机构中展开研究，并且有机会发表研究成果（75%）。,各校科学研究的层次和时间,16所学校中有13所为学生提供初级或者是中级的研究经历（81.25%）； 11所提供高级研究机会（68.75%）； 14所学校为学生提供校外的实验室/设备；每周学生用于科学研究的平均时间为6.19个小时。,配合研究学校开设大量新课程,如：细胞生物学，解剖和生理学，生态学，人类传染病，天文学，电学，磁学，分析化学，电子，天体生物学，遗传学，动物学，酶的机制，鸟类，有机化学，微积分，内分泌，热物理，理论物理学，激光，植物学，机械工程，天体物理学和宇宙学，量子和相对论等。 这些课程的门类超过了传统公立学校的课程种类，是对美国当今科学和数学课程缺乏深度的改革。,新的学习科学理论“问题解决”,“问题解决”是科学家探索未知领域思维过程的重要方法。教育界从中得到启发，汲取了如何培养和发展儿童的思维、智慧和道德的灵感； “问题解决”的学习理论，要求教师在教学中为学生创造具体环境，启发和激发学生独立提出探索性及求证性问题，形成多向思维的意识，通过动手做，寻找在不同条件下解决问题的多种途径，探索可能出现的多种答案，并通过这种探索来发展学生的能力；,研究类课题经历的过程：,通过观察和质疑，发现和提出问题； 运用已有知识对问题做出假设； 根据假设，制定科学研究计划； 通过多种渠道获得资料、数据和信息； 对已获得的信息进行思维加工； 用多种形式表达和交流自己的研究成果； 思考自己研究结果对自然和人类的影响。,技术类课题经历的过程：,有改进和创造产品的强烈欲望，并通过各种方式，在头脑中设计自己产品的雏形； 制定详细的技术行动计划； 绘制设计图纸； 安全正确使用工具，形成初级产品； 对初级产品进行美化精细加工； 与人交流，实行评估，使产品更完善； 思考产品的应用价值和社会影响。,科技项目研究与能力训练,提出问题阶段：发散和聚敛思维，好奇心，想象力，观察能力和概括能力； 分析和解决问题阶段：寻找、分析和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，动手能力，克服困难的毅力，学会与别人合作及如何从别人那里获得帮助的能力，尊重实验证据和事实，愿意根据事实来改变自己的看法，积极思维； 表达和分享阶段：写作能力，口头表达能力，应用现代信息技术能力，鉴赏他人作品的能力。,两种学习的比较,常规理科课程的学习，主要以科学知识的学习和掌握为主, 提高学生理解和掌握科学知识的能力，重在形成纵向思维即强调因果关系的逻辑思维能力； 参加课题或项目研究，则以应用科学知识解决实际问题为主, 使学生更多地尝试在纵向思维基础上进行横向思维。各种解决问题方案的尝试、调整和付诸实践的过程，是思维火花不断闪现和绽放的过程，是横向的创作性思维和动手实践能力的培养过程。,“问题解决”本质上是一种培养和发展学生创造性思维能力的重要教学方法和教育思想，是当今科学教育思想发展的重大变化和突破。,1. 能力迁移学生终身受用的能力,观察 提问 假设或预测 调查研究，收集处理信息 解释和说明问题 交流和表达自己的看法,今天的社会，面对信息过载的挑战，科学已经成为公民一项基本的文化技能，不再是少数人垄断的专利。 每一个人，都需要掌握科学信息和在日常生活中做出选择和决定的反思办法、推理的技能。 开展科技创新项目研究活动，就是保证每一名学生都有这样的学习机会，为他今后的生活和学习奠定基础。,2. 有利于学生形成共同价值观,科学项目研究在不少方面是人类崇尚的价值观的系统运用：如诚实、勤奋、公正、好奇、易于接受新思想、怀疑和想象等； 真正的科学研究过程就是强调和体现这种价值观的过程，在增进学生对人类的认识和完善自身方面有极其重要的作用。,四、大学在青少年创新人才培养中的作用和责任,1. 科学研究 2. 师资培养和培训 3. 提供服务和支持,为教育部做政策咨询研究,普通高中教育转型研究 关于普通高中创新人才发现和培养机制的研究报告 普通高中学校拔尖学生培养实验方案（讨论稿）,教学技能实训中心,物理探究实验室,化学探究实验室,生物探究实验室,教师教育实验教学中心(“1+3”模式),教学技能实训中心、物理探究实验室、化学探究实验室、生物探究实验室（“1+3”），已成为国家级实验教学示范中心。,中心采用先进的硬件设备，并通过软件系统将各功能区进行无缝集成，实现微格教学、教学设计、教学观摩、教学反馈等教学训练过程的有机结合。促进新理念和新技术在教师教育领域的研究与推广，加快新实验和新方法在学科教学领域的开发与应用。,全方位开放的运行机制，向全校学生开放、向全校教师开放、向社会群体开放，提供全员参与、全面体验、全程贯通的指导与服务。,师范生教学技能集中训练、自由预约训练； 承担学校继续教育培训任务； 成功举办东芝杯中国理科师范生教学技能比赛； 举办青年教师课堂教学大赛； 实现与华中师范大学教师教育课程开放互选； 接待了国内外大学和社会机构40余批次； 年使用超过250000人时数。,中国科协青少年科技创新人才培养项目,中国科协青少年科技中心和华东师大共同合作，成立“华东师大科教合作研究中心” 获得国家自然科学基金委资助（2007-2010年） 项目已经实施两个阶段： 第一阶段：（20022007） 第二阶段：（20072010） 全国先后有143所学校为项目实验学校,项目背景,党中央关于建设创新型国家的号召 国务院于2002年起草、2006年2月颁布全民科学素质行动计划纲要 教育部从2000年开始逐步推进的新一轮中小学课程教学改革 教师在课改中面临很多困难，尤其在指导学生开展科学研究方面，科技界主动支持中小学科技教育改革,目标与任务,贯彻落实全民科学素质行动计划纲要，组织科技界和教育界联手开展中学教师培训工作，探索科教合作的长效机制。 继续探索适合国情的有效教师培训模式，充分利用和大力拓展各种社会资源，构建中学教师专业发展的支持系统。 配合普通高中课程与教学改革，以提高中学教师的科学素养和指导学生开展科学研究的能力为重点，推动和支持学校开展课堂教学改革和科技创新活动，培养青少年的创新精神与实践能力。,已经开展的培训工作,项目孵化：提升高中科学教师指导学生开展研究性学习和科技创新项目研究的能力 聚焦课堂：新课改背景下高中教师执教能力培训 科学精神培育：高中学校德育管理和建设能力培训 通用技术：高中通用技