基于學(xué)生“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育模式的構(gòu)建與實踐

劉煜民

【摘 要】建構(gòu)基于“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育模式，須在包括教育教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)組織形式、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)流程、驅(qū)動機制、評價主體與評價方式等多方面進(jìn)行創(chuàng)新。這種教育模式有助于創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)的動力機制，為學(xué)生提供提升學(xué)科實驗?zāi)芰Φ男峦緩?，提高學(xué)科學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，改變課堂教學(xué)面貌，為小組合作學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新提供新視角，為家校聯(lián)動和校企聯(lián)動提供新平臺。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新教育 “虛擬科技公司” 驅(qū)動機制 學(xué)科融合

【中圖分類號】G63 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ?【文章編號】1002-3275（2023）08-22-04

隨著通用技術(shù)課程教學(xué)體系的不斷完善，學(xué)生科技創(chuàng)新活動成為重要的課程實踐內(nèi)容，對于全面提高學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才和推進(jìn)教育的整體創(chuàng)新具有重要作用。［1］以項目式學(xué)習(xí)為載體、以STEAM教育理念為引領(lǐng)的科技創(chuàng)新教育是近幾年教育研究的熱點，科技創(chuàng)新教育被視為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。然而，科技創(chuàng)新教育卻在部分高中學(xué)校成了一種形式和點綴，效果并不樂觀，其中的原因較為復(fù)雜。筆者認(rèn)為科技創(chuàng)新教育在高中學(xué)校實施困難，主要是科技創(chuàng)新教育自身操作層面的問題，部分學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育的實施策略不能適應(yīng)當(dāng)前的高中教育環(huán)境。

家長、學(xué)生、學(xué)校、教師和社會對高考升學(xué)有著很高的期待，學(xué)生學(xué)業(yè)進(jìn)步在學(xué)校辦學(xué)效果的評價體系中是一個重要指標(biāo)。在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的視域下，應(yīng)找到教育的有效融合方式，培養(yǎng)學(xué)生的基本創(chuàng)新素養(yǎng)，將學(xué)識型人才轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用與創(chuàng)造型人才。

一、高中科技創(chuàng)新教育面臨的問題

（一）活動難以持續(xù)

高中科技創(chuàng)新教育普遍存在活動難以持續(xù)的問題，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力較大，家長、學(xué)生、教師普遍擔(dān)心科技創(chuàng)新活動會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)，因此學(xué)生只是在課堂上參加此類活動，難以自主持續(xù)開展科技創(chuàng)新活動。

（二）思維難以遷移

學(xué)生難以將在科技創(chuàng)新活動中學(xué)到的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法遷移到學(xué)科學(xué)習(xí)中，科技創(chuàng)新與學(xué)科學(xué)習(xí)的壁壘沒有打通，投入與產(chǎn)出不相匹配，這是科技創(chuàng)新教育最明顯的問題，也是高中科技創(chuàng)新教育實施過程中的最大障礙。

（三）探究過于膚淺

“操控遙控器”“簡單的圖形化編程”“機器使用式3D打印”等低齡化的科技創(chuàng)新活動在高中學(xué)校非常普遍，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)收獲較少，這樣的科技創(chuàng)新活動被許多學(xué)生當(dāng)成緊張學(xué)科學(xué)習(xí)后的放松和調(diào)節(jié)。這就導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維與方法、創(chuàng)新意志和實踐能力等基本創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)難以達(dá)成。

（四）參與規(guī)模較小

由于高中科技創(chuàng)新教育存在活動難以持續(xù)、思維難以遷移和探究過于膚淺等問題，再加上現(xiàn)行科技創(chuàng)新教育中，部分學(xué)生學(xué)習(xí)組織缺乏凝聚力，學(xué)科關(guān)聯(lián)度和驅(qū)動力較弱，因此無論教師如何強調(diào)與啟發(fā)，參與科技創(chuàng)新活動的學(xué)生往往只有極少數(shù)。

要使科技創(chuàng)新教育取得實質(zhì)性成效，并能持續(xù)健康發(fā)展，必須突破上述四個瓶頸問題。

二、解決高中科技創(chuàng)新教育問題的基本手段

（一）驅(qū)動力優(yōu)化

科技創(chuàng)新活動往往強調(diào)興趣引領(lǐng)，注重過程評價，然而在現(xiàn)有的人才選拔和學(xué)業(yè)評價背景下，興趣引領(lǐng)和過程評價不足以持續(xù)推動高中學(xué)生深度參與科技創(chuàng)新活動。

對此，本文提出了“成果驅(qū)動、學(xué)科驅(qū)動、興趣選題、績效評價”十六字驅(qū)動機制。學(xué)生科技創(chuàng)新活動具有明確的成果指向性，要求人人有成果，對活動效果的評價以成果為導(dǎo)向，以探究思維方法的形成為參考，成果的歸屬以績效評價為依據(jù)，注重從學(xué)科中選題。

（二）學(xué)科深度融合

要充分發(fā)揮學(xué)科驅(qū)動作用，科技創(chuàng)新活動必須與學(xué)科深度融合，開展跨學(xué)科融合探究，才能提高科技創(chuàng)新活動的可持續(xù)性，擴大學(xué)生的參與面。科技創(chuàng)新活動中學(xué)科深度融合有助于為高考考試科目的知識學(xué)習(xí)和習(xí)題解答增添科技創(chuàng)新色彩，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維習(xí)慣，優(yōu)化學(xué)習(xí)方式。科技創(chuàng)新活動要讓學(xué)生有切身體驗，讓學(xué)生能在活動中應(yīng)用、驗證已掌握的學(xué)科知識。

（三）學(xué)習(xí)組織與活動流程創(chuàng)新

學(xué)生科技創(chuàng)新活動一般采用自由組合的小組合作探究形式，這種方式有可能存在分工不夠明確、責(zé)任不易落實、活動缺乏持續(xù)動力的問題。為了解決小組合作探究存在的結(jié)構(gòu)性問題，可將合作小組組建為學(xué)生“虛擬科技公司”，探究過程改為公司研發(fā)流程，給學(xué)生的科技創(chuàng)新活動提供有效的活動平臺和強大的探究動力。

（四）“四創(chuàng)”教育引領(lǐng)

高中科技創(chuàng)新教育應(yīng)以高起點、大視角作為要求，以創(chuàng)新、創(chuàng)學(xué)、創(chuàng)教和創(chuàng)業(yè)“四創(chuàng)”教育為重心，教師創(chuàng)造性地教，教會學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)學(xué)和創(chuàng)業(yè)。其中尤為關(guān)鍵的是要以創(chuàng)造性學(xué)習(xí)為行動指南，引領(lǐng)學(xué)生開展科技創(chuàng)新活動。要讓科技創(chuàng)新活動成為學(xué)生學(xué)科創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力發(fā)展的腳手架和提升學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)效果的重要手段，從而使學(xué)生主動、積極、深入地參與科技創(chuàng)新活動。

三、基于學(xué)生“虛擬科技公司”的創(chuàng)新教育模式

基于以上問題和解決問題的基本手段，本文建構(gòu)了基于學(xué)生“虛擬科技公司”的創(chuàng)新教育模式，初步顯現(xiàn)了高中學(xué)校大規(guī)模、高質(zhì)量培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的可行性。該模式可概括為一條主線、兩大組織、三類問題、四種成果。

第一，一條主線。以學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展為主線，建立學(xué)生“虛擬科技公司”，合理選擇探究項目，開展相關(guān)教育教學(xué)活動。

第二，兩大組織。①組織結(jié)構(gòu)。每個班成立班級創(chuàng)新委員會和包含6～10個學(xué)生的“虛擬科技公司”。其中班級創(chuàng)新委員會統(tǒng)一管理班級“公司”；學(xué)生“虛擬科技公司”設(shè)立經(jīng)理室，下設(shè)市場調(diào)研部、戰(zhàn)略發(fā)展部、創(chuàng)新工程部、文本模型部、人力資源部和財務(wù)管理部等六個職能部門。②工作流程。學(xué)生“虛擬科技公司”的工作流程包括四個階段：提出與明確問題階段（A-B）、開發(fā)項目和設(shè)計方案階段（C-D）、形成文本模型階段（E）、專利申請與成果交流階段（F-J）。具體流程如圖1所示。

第三，三類問題。學(xué)生“虛擬科技公司”的創(chuàng)新活動以項目創(chuàng)新為主，具體課題應(yīng)該盡量貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，契合學(xué)生興趣，同時也應(yīng)有適當(dāng)數(shù)量的前瞻性課題。除了“公司”的主要活動——項目設(shè)計，還應(yīng)適當(dāng)開展研究性學(xué)習(xí)課題探究，掌握科學(xué)研究方法，以便學(xué)生更好地完成項目創(chuàng)新任務(wù)和培養(yǎng)創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力。目前，每個“公司”至少要完成以下三類課題：一是學(xué)科領(lǐng)域的實驗類課題。學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育與考試學(xué)科相關(guān)聯(lián)，才具有生命力和可持續(xù)性，這體現(xiàn)了十六字驅(qū)動機制中的“學(xué)科驅(qū)動”。每個“公司”和每個學(xué)生必須完成一項實驗和教具創(chuàng)新，并盡量申請發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠?。二是生活中的課題。對家庭生活用品、社會生活用品和學(xué)習(xí)用品進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。其中部分課題要求具有一定的前瞻性或顛覆性，前瞻性課題主要涉及與生活有關(guān)的智能、自動、物聯(lián)網(wǎng)的課題，難度較小，一般不涉及具體的程序設(shè)計，但也要滿足專利性要求；顛覆性課題主要用于思維訓(xùn)練，并不要求達(dá)到專利標(biāo)準(zhǔn)。三是探究性課題?？梢允菍W(xué)科內(nèi)的知識探究和習(xí)題探究，也可以是開放性社會調(diào)查和文獻(xiàn)檢索，目的在于幫助學(xué)生掌握研究方法，拓寬學(xué)科視野，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

第四，四種成果。成果包括科技競賽、專利申請、校內(nèi)科技交流成果，以及個人的學(xué)科創(chuàng)造性學(xué)習(xí)成果。其中，部分成果可以論文的形式發(fā)表于班刊或?？?。

四、基于學(xué)生“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育模式中的關(guān)鍵問題

（一）關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的教育價值

由于高等學(xué)校自主招生中少數(shù)不合理獲取學(xué)生專利的現(xiàn)象，以及一些媒體的負(fù)面宣傳，許多人對學(xué)生專利等知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)生了曲解，導(dǎo)致部分教師刻意回避學(xué)生知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)與保護(hù)的教育教學(xué)問題。這是不恰當(dāng)?shù)淖龇?，只有用好知識產(chǎn)權(quán)這一工具，才可以讓創(chuàng)新教育更扎實有效。

例如在開展語文創(chuàng)造性學(xué)習(xí)時，可以利用版權(quán)的相關(guān)法律規(guī)定，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小說、詩歌、散文、劇本的借鑒與創(chuàng)新；在進(jìn)行創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育時，可以在相關(guān)活動中引進(jìn)商標(biāo)權(quán)的相關(guān)法律規(guī)范，使學(xué)生的探究活動更加符合社會實際，也更能激發(fā)學(xué)生的探究積極性。筆者在教學(xué)中對學(xué)生提出較高的專利技能目標(biāo)要求，包括技術(shù)查新、專利文本的解讀與撰寫、專利侵權(quán)的判定和專利挖掘等。這些專利素養(yǎng)的培養(yǎng)對于學(xué)生未來發(fā)展彌足珍貴，使學(xué)生終身受益。

需要注意的是，在創(chuàng)新教育活動中，教師要讓學(xué)生明白堅決拒絕“違法的創(chuàng)新”，市場意識、知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)道德意識應(yīng)該根植于學(xué)生心中。

（二）關(guān)于活動內(nèi)容的創(chuàng)新

探究項目要與高考學(xué)科高度關(guān)聯(lián)，不過分追求科技創(chuàng)新項目的“高大上”。實驗創(chuàng)新和教具設(shè)計讓學(xué)生重新審視教材與習(xí)題價值，在此過程中形成的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力讓學(xué)生更容易發(fā)現(xiàn)問題，更有辦法解決問題，并對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生個性看法。學(xué)習(xí)內(nèi)容的創(chuàng)新有助于消除學(xué)生、教師、學(xué)校和家長對學(xué)生科技創(chuàng)新活動的顧慮，使科技創(chuàng)新活動充滿活力。

（三）關(guān)于評價主體和評價方式的創(chuàng)新

在創(chuàng)新教育活動中教師基本上不參與評價，評價的主體主要是學(xué)生，評價的方式主要是績效評價，其評價結(jié)果直接關(guān)系到知識產(chǎn)權(quán)的歸屬，因此評價的激勵作用更大，且更客觀公正。

（四）關(guān)于探究的深度

教學(xué)中要求學(xué)生勇于創(chuàng)新、拒絕平庸、追求卓越，要深度學(xué)習(xí)、深度探究、深度設(shè)計?！疤摂M科技公司”的項目設(shè)計要以專利相關(guān)要求為指南，符合國家專利“新穎性、創(chuàng)造性、實用性”標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能保證學(xué)生真正創(chuàng)新、深度創(chuàng)新。

（五）關(guān)于成果歸屬問題

在基于學(xué)生“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育中，最核心和最關(guān)鍵的問題是成果歸屬。為了避免產(chǎn)生法律糾紛，處理方法是依據(jù)學(xué)生參與程度和實際績效確定成果歸屬。對于申請專利的項目，經(jīng)理室依據(jù)人力資源部績效記錄，明確各學(xué)生的實際貢獻(xiàn)，確定申請人和發(fā)明人，財務(wù)管理部協(xié)調(diào)與收繳專利相關(guān)費用。

（六）實施要點

1．要指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)造性學(xué)習(xí)

教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目創(chuàng)新的過程中，要以項目創(chuàng)新為依托，指導(dǎo)學(xué)生開展基于高考學(xué)科的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，提供一套高效學(xué)習(xí)方法和思維方法，進(jìn)而提高學(xué)生科技創(chuàng)新活動的參與度、活動效果和可持續(xù)性。

2．要與通用技術(shù)課程的校本化和項目化相結(jié)合

基于學(xué)生“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育模式既是一種科技創(chuàng)新教育學(xué)習(xí)模式，也是作為通用技術(shù)課程教學(xué)體系的重要組成部分和STEAM教育項目推進(jìn)的方式。因此，它要求通用技術(shù)課程校本化和項目化，體現(xiàn)通用技術(shù)課程培養(yǎng)創(chuàng)新人才的價值。

3．要充分拓展學(xué)習(xí)時空

由于高中學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)重，因此教師要為學(xué)生拓展學(xué)習(xí)時空，充分利用社團(tuán)課、節(jié)假日、勞動日、社會實踐日、科技節(jié)等，引導(dǎo)學(xué)生開展項目與課題探究活動。學(xué)生“虛擬科技公司”的創(chuàng)建，能使學(xué)生創(chuàng)新活動日常化，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自覺地參與科技創(chuàng)新活動，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

4．以賽促學(xué)和以賽促教

科技創(chuàng)新競賽對于提高學(xué)生開展項目創(chuàng)新活動的積極性，實現(xiàn)成果驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力有著重要的作用。因此，教師要激勵學(xué)生參加各級各類科技創(chuàng)新競賽，不斷打磨優(yōu)化作品，以賽促學(xué)，以賽促教。

同時，科技競賽能讓學(xué)生學(xué)習(xí)他人的思考方式，學(xué)習(xí)他人的長處，從而使自己的項目得以完善。比賽現(xiàn)場能讓學(xué)生欣賞豐富的優(yōu)秀作品，感受催人奮發(fā)的氛圍，享受展示的成就感，也讓學(xué)生學(xué)會合作與分享，通過展示提高表達(dá)能力和信心。

5．注重培養(yǎng)科技創(chuàng)新典型

學(xué)生“虛擬科技公司”要有骨干成員，否則活動難以繼續(xù)。對此，教師要注重培養(yǎng)活動積極分子，注重發(fā)現(xiàn)、塑造典型，以點帶面，促進(jìn)項目設(shè)計活動的持續(xù)發(fā)展。此外，還可以定期舉辦發(fā)明創(chuàng)意賽，開展研究成果交流活動，評選“小小發(fā)明家”“創(chuàng)新學(xué)習(xí)之星”等，以榜樣引領(lǐng)激勵其他學(xué)生積極參與創(chuàng)新活動，激發(fā)他們的創(chuàng)新潛力。

五、基于學(xué)生“虛擬科技公司”的高中創(chuàng)新教育模式的意義

（一）創(chuàng)新學(xué)生學(xué)習(xí)的動力機制

學(xué)習(xí)動機是指引發(fā)與維持學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，并使之指向一定學(xué)業(yè)目標(biāo)的一種動力傾向，它包含學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)期待兩個成分。

學(xué)生的學(xué)習(xí)要有強烈的成果意識和成功體驗，這一點對于高中科技創(chuàng)新活動尤為關(guān)鍵。本文提出的“成果驅(qū)動、學(xué)科驅(qū)動、興趣選題、績效評價”十六字驅(qū)動機制，補充、發(fā)展了現(xiàn)有科技創(chuàng)新活動的驅(qū)動理論。從學(xué)習(xí)動機的角度看，這個十六字驅(qū)動機制高度契合學(xué)生、家長和教師的心理需求，學(xué)生基于科技創(chuàng)新活動，開展關(guān)于考試學(xué)科的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)生的探究興趣。

（二）提供促進(jìn)學(xué)生學(xué)科實驗?zāi)芰μ嵘男峦緩?/p>

實驗是一些學(xué)科的重要教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。創(chuàng)新教育要求每個學(xué)生至少完成一項實驗創(chuàng)新和一項教具設(shè)計，對接學(xué)科教學(xué)，同時又高于學(xué)科實驗要求，指向?qū)W生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)校幫助學(xué)生將實驗新設(shè)計申請國家專利，鼓勵學(xué)生參與各級各類創(chuàng)新競賽，這有助于促進(jìn)學(xué)生實驗創(chuàng)新設(shè)計與操作能力的進(jìn)一步提升，突破了學(xué)科實驗教學(xué)瓶頸，為學(xué)科實驗教學(xué)改革提供了一個新視角、新途徑。

（三）提高學(xué)科學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量

學(xué)生“虛擬科技公司”的探究活動與學(xué)科探究活動高度關(guān)聯(lián)，學(xué)生的聯(lián)想、質(zhì)疑、變通、建模、獨創(chuàng)、反思等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力得以發(fā)展，有助于改變學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)科學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，從而得到家長、學(xué)科教師和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的理解與支持，進(jìn)一步發(fā)揮高中科技創(chuàng)新教育的作用。

（四）改變課堂教學(xué)面貌

課堂上，以“公司”為小組開展學(xué)習(xí)和討論，使發(fā)明創(chuàng)造社團(tuán)課、通用技術(shù)課和綜合實踐活動課的課堂教學(xué)面貌煥然一新，呈現(xiàn)“百花齊放，百家爭鳴”的局面，學(xué)生的個性得到充分展現(xiàn)與發(fā)展，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到充分鍛煉。

（五）為小組合作學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新提供新視角

小組合作學(xué)習(xí)一直是教育研究的熱點問題，一些教師反映學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)的實際效果并不理想。本文構(gòu)建的創(chuàng)新教育模式的理念與思路能為小組合作學(xué)習(xí)的創(chuàng)新與突破提供新視角。

（六）為家校聯(lián)動和校企聯(lián)動提供新平臺

學(xué)生的創(chuàng)新活動會產(chǎn)生大量專利成果，這為家校聯(lián)動和校企聯(lián)動提供了新的平臺，將學(xué)生成果推向市場的過程中會產(chǎn)生積極的社會影響。

本文將科技公司的運作模式創(chuàng)造性地融入高中創(chuàng)新教育中，科技創(chuàng)新與學(xué)科融合有助于學(xué)生發(fā)展，使學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育面貌煥然一新，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

［1］徐新虎．如何在通用技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［J］．中學(xué)教學(xué)參考，2016（27）：99.