创新人才早期培养

科普教育创新与创新人才早期培养科普教育创新与创新人才早期培养李象益 教授中国自然科学博物馆协会名誉理事长前国际博协执委中国科技馆原馆长中国科协科普工作部原部长中国自然科学博物馆协会原理事长一、现代科普教育的基夲特征二、创新理念与技术推进科普教育创新三、培育创新思维，造就一代新人全

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例一、现代科普教育的基夲特征一、科技博物馆的历史沿革自然博物馆工业技术博物馆科学技术馆(科学中心)科学技术馆(科学中心)世界科技博物馆和社会教育的新潮流表达展品科学内涵1）剖开2）可动3）参与参

与互

动体

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visitor参与Link

with

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body与自己的身体相联系Interactive互动的Sensation:体验

high-wire

bike高空线车(5,2

m)5.2米科技博物馆现代科技馆（科学中心）教育内容上——科技发展史——历史性展品教育形式上陈列式教育内容上——科学原理和应用——高新技术、前沿科学教育形式上参与性传统博物馆以藏品为核心,阐明其历史、文化、科技价值现代科技馆不依赖传统藏品,而是科学概念的再创造--关注前瞻性、导向性的科普内容--科学性、知识性、趣味性的体现--科学知识、科学思想、科学方法相结合--参与、互动、体验的教育方式--不断创新、各具特色科技馆教育的基本特征这一方法强调主动学习，提出：听会忘记

(“You

hear,

you

forget”)看能记住

(“You

see, you

remember”)做才能会

(“You

do,

you

learn”)主动学习过程教育科学实践国外先进科学教育理念“Hands

on”活动的基本过程是：提出问题动手做实验观察记录解释讨论得出结论表达陈述科学中心教育理念的新描述Eyes

（视觉）Hands

（参与、互动）Mind

（科学思想与方法）如何推进我囯科普教育的创新发展？以创新理念与技术，推进科普教育的深度创新，已成为科普教育创新与发展的关注要点。全

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例二、创新理念与技术推进科普教育创新(一）以元认知概念,提高教育与创新设计理念认知大象的耳朵有什么特点？兔子的耳朵有什么特点？大象的耳朵和兔子的耳朵有什么区别？元认知--为什么大象的耳朵那么大，有什么用？--为什么兔子的耳朵有时会竖起来，有时会耷拉下来？--我还可以从哪里获得有关动物耳朵的知识？如：儿童展厅是什么为什么从认知与元认知的角度对展示进行分析认知指个体接受信息、加工信息和运用信息，表现在人对客观世界的认识活动。元认知是个体对自己的认知过程进行认知，表现为人对发生的认知活动的认识。知其然还要知其所以然广义知识观与元认知程序性知识陈述性知识知识动作技能基本智慧技能认知智慧技能高级智慧技能深度理解深度学习一元认知(二）科学素养整合目标----一科学素养的内涵科学知识科学思想、方法及过程科学精神、价值观对科学的应用能力科学对社会的作用AKP（知识）knowledge（情感）Affectivity（过程）ProcessOAKP科学知识（knowledge）科学过程（Process）情感

（Affectivity）事件

（Occurrence）KPAO（事件）Occurrence展项或活动O模型的价值：---其理论价值将指导方案、展项和活动的创新设计---用于评估方案和项目的创新---模型可引发在实践中的创新原则、路径、方法过程教育凸显科学思想与科学方法-----中科院高端科技科普化体现精神和价值观的实例：水稻专家

袁隆平小麦育种专家

李振声设计师

比尔·盖茨积极参加激发灵感，启迪智慧，提升科学思想、方法的教育活动。(三)关注自然科学与人文科学的结合科学与艺术的表现方法-----“箭头问题”------

科学与艺术的基础都是创造力科技春晚“糊中曼舞”非牛顿流体—-软物质上跳舞(四)新兴技术推动科普教育的创新与深化发展1.数字技术给科技馆教育带来创新生机*

*—**基因剧场相对论剧场诺贝尔奖科普展爱因斯坦展科技影视剧

场2.数字技术重组科技馆教育知识体系爱因斯坦展MXR\心脏.lnk42①②③④⑤⑥⑦⑧⑨全

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例三、培育创新思维，造就一代新人儿童认知能力与创造性思维的早期培养儿童认知能力发展的关键期(敏感期)脑体积出生时，婴儿脑体积为350立方厘米，为成人的1/4，而脑神经细胞已接近或超过成人脑神经细胞数量；半岁时，脑体积为成人脑体积的1/2；2岁时，脑体积为成人脑体积的3/4；4岁时，已接近成人脑；大脑皮层突触密度变化：出生时，突触密度远低于人；几个月时，突触迅速增加；4岁时，突触密度为成年人1.5倍；儿童期，突触密度高于成年人；青春期，突触密度幅度下降。丰富的刺激和经验对脑发育至关重要。丰富的刺激和经验在“关键期”(CriticalPeriod)或“机会窗口”(WindowofOpportunity)内效应最大。敏感期现象突出地显示了儿童认识能力发展的可塑性。研究表明，认知能力发展十分迅速的时期是在生命的早期，0—7岁。系统研究和探讨儿童早期发育的关键期和可塑性：有助于人类深入认识脑行为发展的关系、脑认知发展的实质和规律；有助于解决如何优化教育投资效益、如何培养创新人才以及推动教育科学化。与儿童早期认知能力的发展提供适宜的环境和教育(1)学习材料的性质与认识活动的关系语言刺激——左脑激活多；图形材料——右脑激活多；音乐刺激——右脑激活多；运动性刺激——大脑皮层知觉区；(2)不同感觉通道的信息对于同一学习任务，在采用单一通道或多通道方式进行信息输入时，脑被激活区域数量的多少和面积大小均存在明显的差异。(3)不同学习与思维活动类型对于同一认知任务和学习任务，运用不同的学习方式(如内隐学习与外显学习)、不同的思维方式(如聚合思维与发散思维)，个体大脑的活动特点不同。确定的唯一答案聚合思维：2+3=5发散思维：5=1+4=2+3=1+1+3=2+1+2=1+2+1+1非确定的唯一答案在进行发散思维时，有更多的神经元被激活；

在进行聚合思维时，被激活的神经元相对较少。结论：1)脑结构和功能的发育遵循“用进废退”原理；脑功能的发育具有“敏感期”，存在“机会窗口”；脑功能的可塑性，强调后天提供适宜环境和有效的教育。脑科学的研究：解释了一些优秀的教学实践；促进审视一些不合理的教学方法；

认识如何推进素质教育的科学依据；为深层次推进科普教育，指明途径与方向。认识脑，爱护脑，开发脑。给脑“加油”脑离不开营养，研究中，白鼠出生后，其人为地造成营养不良。30天后解剖，发现其脑细胞显著小于营养正常的白鼠。白鼠幼时营养不良造成的脑发育缺陷，即使后来加强营养，也难以弥补。为脑吃好早餐不吃早餐或早餐吃得不足，会引起低血糖。而血糖是供给脑能量的唯一燃料。实验验证了一句话：早餐不只要吃饱，而且要吃好。优势兴奋法则当一个人进行某种劳动时，会引起大脑皮层相关工作区神经元的兴奋，它能将大脑皮层其他工作区神经元的兴奋吸引过来，加强正在工作的神经元的兴奋程度，同时使其他工作区神经元呈现抑制状态。大脑皮层的优势兴奋法则说明，进行任何一项脑力劳动，都必须专心致志，决不能三心二意。保护性抑制大脑皮层在长时间的紧张工作后，脑细胞赖以工作的血流量和氧的消耗过程超过恢复过程，大脑便会“罢工“，这个过程就是大脑皮层的保护性抑制。发挥大脑潜力的重要方式：有张有弛多种活动互相轮换，可以使大脑皮层的各个区域轮流得到休息，借以保证大脑皮层的工作效率。智力与年龄的关系与年轻人相比，老年人脑的神经元减少，酶

活性降低，某些蛋白质．RNA水平降低5％”30％左右。研究表明，80岁高龄的健康老人脑的活跃程度

并不亚于20多岁的年轻人，这表明脑可能有相当可观的生理储备能力。70－80岁的健康老人在记忆．感知．语言的心理测验中，并没有显示出完全

的衰退，只是在认知信息加工的速度方面有所减缓。运动：智力发展的重要途径人们总认为“四肢发达”必定“头脑简单”。科学研究却表明，不但运动和智慧能够互相协调，而且运动还是智力发展的重要途径。全脑的开发在很多时候，左脑和右脑可以根据工作任务的性质，进行自我调节，轮流占据支配的位置。所有训练的目的，并非是单独针对右脑，而是通过外界的手段，帮助人们更好地进行自我调节，让左．右脑都积极地开动起来。同时动起来：脑的同步和协调，先来做一个小游戏：将两手放于鼻前，然后用你的左手摸你的鼻子，并用你的右手摸你的左耳；然后交换过来，用你的右手摸你的鼻子，并用你的左手摸你的右耳。试试看，做快点会怎么样？你会发现，这样做非常费劲。如何培育创新思维？创造性思维的来源1)要勇于质疑-----打破思维定势创造性思维的来源2)树立求异思想;------打破群体惯性约朿创造性思维的来源3)要打好基础；进行知识积累；创造性思维的来源4)要学会变换思维方式创造性思维的来源5)要运用联想和对比；联想和对比创造性思维的来源6)运用元认知理念，多问几个為什么。启示：互动是深度理解和学习的要素---群体活动的设计创新思维与创新方法：T

R

I

Z1.谁发明的TRIZ?G.

Altshuller（俄罗斯人）从1946年（20岁时），于海军专利厅开始研究对40万件专利的分析，构建了发明的方向、原理发表14本书(含科幻小说)和大量技术论文指导数千名学生,65次的研讨会1990年初在西方世界传播GenrichAltshuller(1926-1998)数百万件专利及革新事例技术发展过程及革新历史50年的研究归纳的分析发现创新的公式解决问题的规则性不论领域和时代，同样的问题反复出现，同样的解决类型和原理反复被利用技术/系统进化的规则性不论不同的技术领域技术系统按一定的法规和倾向进化和发展从技术发展和成功的

解决问题的事例中汲取并确立了科学的创意的解决问题的理论。

TRIZ是发明的指南针一个实例从前，有一个阿拉伯国家的国王死后，王子继承了王位.新国王继任为了向百姓炫耀自己的宽容，大赦天下，下令释放所有的罪犯，并减半终身监禁罪犯的刑期.但是，问题是谁也不知道终身监禁罪犯以后能活到几岁.怎么办才好呢?矛盾实际问题为了执法公正必须减半罪犯们的刑期.但是,谁也不知道