淺析航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育對(duì)青少年科學(xué)素養(yǎng)提升的積極作用

沈承芬

摘要：科技創(chuàng)新和科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，科學(xué)普及要放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。在眾多科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系中，找到進(jìn)行科學(xué)普及的最有利的載體，是使科學(xué)普及工作事半功倍的根本途徑。文章分析了航天科技和航天事業(yè)的特點(diǎn)，闡明了航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育對(duì)于青少年科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)作用，列出了航天科技教育體系發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的幾點(diǎn)措施。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng);航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育;科學(xué)方法;科學(xué)精神;科學(xué)思想

自20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)就提出：加快國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)，解決科技與經(jīng)濟(jì)相脫節(jié)的問題，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和推廣這一命題。2006年的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》提出：要提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新國(guó)家。黨的十八大指出，科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略職稱，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。2016年習(xí)總書記在全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士、中國(guó)科協(xié)第九次全國(guó)代表大會(huì)上明確提出：科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。沒有全民科學(xué)素質(zhì)的普遍提高，就難以建立起宏大的高素質(zhì)創(chuàng)新大軍，難以實(shí)現(xiàn)科技成果快速轉(zhuǎn)化。

以上舉措均表明，在新的國(guó)際形勢(shì)和新的國(guó)家發(fā)展階段之下，科技創(chuàng)新在我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)中的地位日益凸顯。而科學(xué)普及又是實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但是人們對(duì)科學(xué)普及的內(nèi)容和范圍了解得并不全面，往往覺得科學(xué)普及就是學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。而事實(shí)上，科學(xué)普及是普及科學(xué)技術(shù)知識(shí)、倡導(dǎo)科學(xué)方法、傳播科學(xué)思想、弘揚(yáng)科學(xué)精神的活動(dòng)，任務(wù)是宣傳創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)教育、傳播和普及，提高公民科學(xué)素質(zhì)，在全社會(huì)形成講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好氛圍。在全球一體化時(shí)代，科學(xué)普及是持續(xù)增加創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)性工程。

因此，科學(xué)普及是普及科學(xué)技術(shù)知識(shí)、倡導(dǎo)科學(xué)方法、傳播科學(xué)思想、弘揚(yáng)科學(xué)精神。而現(xiàn)階段，我們發(fā)現(xiàn)在學(xué)校針對(duì)學(xué)生進(jìn)行的科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系里，基本是針對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，鮮少涉及科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神的學(xué)習(xí)，這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的局限，也是片面理解科學(xué)素養(yǎng)的結(jié)果。

科學(xué)素養(yǎng)至少包含三要素，科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思想，故此，科學(xué)普及的內(nèi)容和目標(biāo)也是針對(duì)這三個(gè)方向去提出和設(shè)置的。

青少年群體，是求知欲最旺盛，校內(nèi)生活最有延續(xù)性的群體，青少年階段是提升科學(xué)素養(yǎng)最有基礎(chǔ)，也最容易見到成效的階段。故此，在校園內(nèi)對(duì)部分有興趣、有激情的青少年開展科技創(chuàng)新素質(zhì)教育對(duì)提升青少年甚至是全民的科學(xué)素養(yǎng)具有非常重要的意義。那么，在青少年群體當(dāng)中，尋找適合的載體方向，構(gòu)建有進(jìn)階性的科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容、形式和用具，開展科技創(chuàng)新素質(zhì)教育必將對(duì)提升青少年乃至全民的科學(xué)素養(yǎng)產(chǎn)生積極的作用。

筆者經(jīng)過多年的航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育的理論研究與實(shí)踐教學(xué)，特別深刻地感受到航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育是對(duì)青少年的科學(xué)素養(yǎng)提升具有積極意義的載體，這是由航天科技和航天事業(yè)本身的特點(diǎn)決定的，也是由新時(shí)代對(duì)于青少年的素養(yǎng)的要求決定，兩者很好結(jié)合，可以為我國(guó)的科技創(chuàng)新、科技發(fā)展貢獻(xiàn)出巨大的能量。

一、航天科技和航天事業(yè)的天然底色

航天科技有著其鮮明的行業(yè)特點(diǎn)，航天事業(yè)的發(fā)展一路披荊斬棘，航天人對(duì)于教育的思考積淀了厚重的底蘊(yùn)，這些根植于航天事業(yè)骨髓里的特質(zhì)為航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育提供了有助于青少年科學(xué)素養(yǎng)提升的天然底色，這些特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）航天科技是綜合性的高科技集群

航天科技薈萃了當(dāng)今世界上科學(xué)技術(shù)的許多最新成果。航天技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了一系列科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，其中包括天文學(xué)、地球科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)以及能源技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料新工藝等的研究與發(fā)展，同時(shí)各種衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)、空間加工與制造技術(shù)、空間生物技術(shù)、空間能源技術(shù)大大增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)和改造自然的能力，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。

這是一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比我們所熟知的STEAM課程更為綜合、更為宏大也更為前沿的領(lǐng)域，涉及了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的方方面面，在未來這樣一個(gè)知識(shí)爆炸、科技發(fā)展越來越快、對(duì)人才的系統(tǒng)集成能力要求更高的時(shí)代，綜合科學(xué)素養(yǎng)的提升離不開對(duì)于科技領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，在科技哲學(xué)的總體框架下對(duì)科技領(lǐng)域予以框架性的認(rèn)識(shí)對(duì)我們科技人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。

航天科技的發(fā)展也是一部現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，航天事業(yè)提出需求并被逐一滿足的過程揭示了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的路徑和規(guī)律，這些內(nèi)容是培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力、認(rèn)識(shí)科技發(fā)展規(guī)律的最佳載體。

（二）航天事業(yè)是系統(tǒng)工程

系統(tǒng)工程是組織管理復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法。錢學(xué)森在我國(guó)首先構(gòu)建了系統(tǒng)工程的思想，航天事業(yè)是我國(guó)最早采取系統(tǒng)工程思想進(jìn)行管理的領(lǐng)域，也是最為成熟的領(lǐng)域。航天系統(tǒng)工程是組織管理航天型號(hào)規(guī)劃、計(jì)劃、預(yù)研、研制、試驗(yàn)、生產(chǎn)以及人才、物資、保障條件、經(jīng)費(fèi)的科學(xué)體系與方法，覆蓋了全過程、全方位，內(nèi)容更為豐富。

（三）航天事業(yè)具有豐富的真實(shí)實(shí)踐案例

我國(guó)的航天事業(yè)從無到有，在薄弱的基礎(chǔ)工業(yè)的基礎(chǔ)上完成了兩彈一星、載人航天、探月工程等壯舉，值得記錄和分享的有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)有很多，在真實(shí)案例的基礎(chǔ)上學(xué)科學(xué)、用科學(xué)是科學(xué)創(chuàng)新教育的精髓，在這方面，航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育具有一般性的學(xué)科無法企及的高度和先天的優(yōu)勢(shì)。

（四）航天事業(yè)以系統(tǒng)工程下的系統(tǒng)思維建設(shè)為基

航天事業(yè)系統(tǒng)工程的特點(diǎn)決定了要用系統(tǒng)性的思維來解決實(shí)際問題，這是比邏輯思維、結(jié)構(gòu)化思維都更高級(jí)有效的思維方式，是解決復(fù)雜問題的基礎(chǔ)，也是區(qū)別于學(xué)科教學(xué)、應(yīng)試教育的最大不同，是人才成長(zhǎng)過程中的必須要解決的問題，是避免“高分低能”教育陷阱的必由之路。

（五）航天事業(yè)推崇目標(biāo)導(dǎo)向的工作方式

航天工程的實(shí)施都是以目標(biāo)為導(dǎo)向的，且層層分解，細(xì)分為更為具體的問題。學(xué)生在追隨航天目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的過程中，會(huì)學(xué)到目標(biāo)設(shè)定與分解、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、解決實(shí)際問題的具體方法。這是學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)中的程序性知識(shí)的最有效手段，很多學(xué)生初期面對(duì)一些復(fù)雜都有無從下手的感覺，但隨著課程的深入，輔以PBL項(xiàng)目制學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)等手段，直至將問題深挖到最基礎(chǔ)最根本的具體問題，學(xué)生不僅解決了這一類問題，還構(gòu)建了解決問題的流程和方法，這既是一種程序性科學(xué)知識(shí)，也是一種可遷移的能力。

（六）航天科技教育具有堅(jiān)實(shí)的理論研究與豐富的實(shí)踐基礎(chǔ)，二者相得益彰。

中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的哲學(xué)思想研究和錢學(xué)森大成智慧學(xué)為航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育夯實(shí)了理論的基礎(chǔ)，與豐富的實(shí)踐案例一起構(gòu)成了完整的科學(xué)教育體系。以此為指導(dǎo)思想的航天科技教育體系在思想上、人才培養(yǎng)目標(biāo)與實(shí)施路徑的結(jié)合上都有著更為深刻的思考。

二、航天科技教育對(duì)于青少年科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)作用

航天科技教育的特點(diǎn)決定了她是提升青少年科學(xué)素養(yǎng)的優(yōu)良載體，她將為青少年的成長(zhǎng)奠定積極、拼搏、勤思、愛國(guó)的基礎(chǔ)。

（一）博學(xué)以立志

航天科技以其綜合性高科技集群的特點(diǎn)會(huì)為孩子們打開一扇通往科學(xué)殿堂的大門，這所殿堂呈現(xiàn)的不是一點(diǎn)、一線、一面，而是一個(gè)綜合體，每個(gè)孩子都能從中找到屬于自己的那一方熱土。志趣是好學(xué)之源，廣泛涉獵是立志之本，航天科技為孩子們樹立人生的方向提供了開闊眼界、找到自我的基礎(chǔ)。

（二）審問以思遠(yuǎn)

航天事業(yè)發(fā)展到今天，突破了一個(gè)個(gè)的重大難題，在過程中遇到了難以想象的困難，所幸，人類探索的腳步未曾停止。此課程體系中將會(huì)在講解的過程中多問幾個(gè)為什么，孩子們會(huì)學(xué)會(huì)像科學(xué)家一樣思考問題及其解決問題的路徑。

（三）慎思以勤學(xué)

航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系在教育實(shí)踐的過程中會(huì)以航天實(shí)際案例為基礎(chǔ)，以探究式的教學(xué)方式，增設(shè)體驗(yàn)動(dòng)手環(huán)節(jié)，結(jié)合校內(nèi)教學(xué)體系的理論知識(shí)，讓學(xué)生更多地思考，且這種思考不止步于理論性的思考，更多的是在復(fù)雜的實(shí)際條件下的思考，訓(xùn)練孩子們的邏輯思維、結(jié)構(gòu)化思維、系統(tǒng)性思維和創(chuàng)新思維。

（四）明辨以致知

在紛繁復(fù)雜的未知領(lǐng)域，找到解決問題的正確方法，需要非凡的辨識(shí)力，也是認(rèn)知升級(jí)的有效途徑。

（五）篤行以報(bào)國(guó)

航天人的使命是強(qiáng)國(guó)強(qiáng)軍，航天人的征途是星辰大海，航天人的腳步是行穩(wěn)致遠(yuǎn)。學(xué)生通過航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育課程的學(xué)習(xí)，在愛國(guó)思想、國(guó)防意識(shí)、理念情懷、大局觀念等方面均會(huì)得到非凡的提升。

三、充分發(fā)揮航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育優(yōu)勢(shì)的幾點(diǎn)必要舉措

那么，航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育具有如此得天獨(dú)厚的先天優(yōu)勢(shì)，需要我們一線的工作人員做好一些具體的工作，以便更好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為青少年科學(xué)普及工作提供必要的支撐，使其發(fā)揮出更大的能量。

（一）航天科技素材的深度挖潛

一方面要利用熱點(diǎn)事件吸引學(xué)生的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的興趣點(diǎn)，例如近幾年的北斗組網(wǎng)、探火、嫦娥五號(hào)登月返回、空間站等重大任務(wù)，講好航天故事，學(xué)好航天知識(shí)。另一方面，也要對(duì)歷史中的真實(shí)案例、事件、人物進(jìn)行深度的挖潛，利用好這些載體，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深挖科學(xué)規(guī)律，從科學(xué)普及的要義入手，以人才培養(yǎng)為根本，講好航天科普大課堂。

（二）構(gòu)建完整的航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系

人的認(rèn)知發(fā)展是有其規(guī)律的，各學(xué)段、各年齡層次下的青少年有其知識(shí)水平、認(rèn)知能力的特點(diǎn)，要開發(fā)出符合各年齡層青少年特點(diǎn)的、符合其認(rèn)知規(guī)律的、具有進(jìn)階性的能夠逐步提升青少年科學(xué)興趣和科學(xué)素養(yǎng)的航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系的產(chǎn)品，從而完成科技教育的長(zhǎng)期目標(biāo)性任務(wù)。

（三）培養(yǎng)一大批具有現(xiàn)代科學(xué)素養(yǎng)的航天科技教育師資隊(duì)伍

教育體系的有效實(shí)施，在科學(xué)合理的課程體系的支撐下，關(guān)鍵在于教師團(tuán)隊(duì)的質(zhì)素。在師資培養(yǎng)體系中既要注重航天科技能力的提升，也要注重現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用，在PBL制學(xué)習(xí)、STEAM教學(xué)、探究性學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行以航天科技素質(zhì)教育課程體系的探索和實(shí)踐，亦應(yīng)增加諸如仿真軟件和管理工具等現(xiàn)代化工具的應(yīng)用與學(xué)習(xí)。

（四）加快實(shí)驗(yàn)室、校園文化體系建設(shè)

航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育體系有其先進(jìn)的實(shí)踐性特點(diǎn)，諸如衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室、探月實(shí)驗(yàn)室、測(cè)控實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)星地面站等，為教學(xué)提供了有益有效的硬件支撐，既讓學(xué)生對(duì)相應(yīng)技術(shù)及設(shè)備有了直觀的認(rèn)識(shí)，又提升了動(dòng)手實(shí)踐的能力，還能以高效手段實(shí)現(xiàn)天地互聯(lián)、模擬仿真等其他領(lǐng)域無法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)展現(xiàn)，是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效手段。航天校園文化體系的建設(shè)，又在探索方向、科學(xué)精神等方面給予學(xué)生軟性綜合實(shí)力的展現(xiàn)與提升。

綜上，航天科技教育以其綜合性高技術(shù)群、系統(tǒng)工程、真實(shí)實(shí)踐案例、系統(tǒng)思維、目標(biāo)導(dǎo)向、堅(jiān)實(shí)理論等特點(diǎn)，可以為青少年提供認(rèn)識(shí)更多高科技領(lǐng)域發(fā)展及應(yīng)用的機(jī)會(huì)，達(dá)到開闊眼界、尋夢(mèng)立志的目標(biāo)，再以講科學(xué)、重實(shí)踐為手段，從而達(dá)到既提升動(dòng)手實(shí)踐能力，有提升思考維度;既學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，又構(gòu)建科學(xué)實(shí)踐和科學(xué)創(chuàng)新的方法;既知其然，又知其所以然的目標(biāo)，對(duì)青少年綜合科學(xué)素養(yǎng)的提升提供有力的助益。當(dāng)然，要想充分利用航天科技創(chuàng)新素質(zhì)教育這一優(yōu)良載體達(dá)到科學(xué)普及的目標(biāo)，需要我們一線工作者堅(jiān)持仰望星空，腳踏實(shí)地的工作作風(fēng)，切實(shí)解決好對(duì)航天科技素材的深度挖潛、構(gòu)建完整體系、培養(yǎng)優(yōu)秀師資隊(duì)伍、加快實(shí)驗(yàn)室及校園文化等軟性文化建設(shè)等一系列問題。

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