科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

王英

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是近年來(lái)社會(huì)各界共同關(guān)注的熱門(mén)話(huà)題，也是教育教學(xué)研究一直深入探索的理論問(wèn)題。教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，為了完成社會(huì)對(duì)教育的重托和歷史使命，各級(jí)各類(lèi)學(xué)校都非常重視學(xué)生創(chuàng)新教育的問(wèn)題，大力推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，探索各種形式的教育教學(xué)模式，為推動(dòng)學(xué)生的素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作好堅(jiān)實(shí)的準(zhǔn)備。2015 年，東高地科技館創(chuàng)建了“小衛(wèi)星工作室”，致力于小衛(wèi)星項(xiàng)目的研究工作，學(xué)生來(lái)自全市多所中學(xué)，項(xiàng)目研究取得大量成果，得到市教委等各級(jí)部門(mén)的廣泛認(rèn)可。

科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的良好平臺(tái)

“豐臺(tái)少年”科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)是以“豐臺(tái)少年”系列科普衛(wèi)星為主題的教育實(shí)踐活動(dòng)。從內(nèi)容上講，包括普及航天衛(wèi)星知識(shí)和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新人格，具有教育性；從教學(xué)方式上，有講授、動(dòng)手做、科學(xué)探究、實(shí)踐與應(yīng)用、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)、參觀體驗(yàn)、匯報(bào)交流等多形式多層次的教學(xué)體驗(yàn)；從形式上，突出教學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐性、活動(dòng)性、開(kāi)放性特征，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主要教學(xué)目標(biāo)。

創(chuàng)新性 航天及衛(wèi)星科普教育活動(dòng)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)截然不同，它對(duì)教學(xué)器具、場(chǎng)地、師資等要求不同于傳統(tǒng)課堂，其所傳授的是現(xiàn)代前沿科技，更注重學(xué)生的動(dòng)手操作能力和新穎獨(dú)特的想法。

綜合性 衛(wèi)星技術(shù)是一項(xiàng)極具綜合性的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各種高新知識(shí)的聚合，如機(jī)械結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)、智能控制、無(wú)線(xiàn)電、工程設(shè)計(jì)等。因此，衛(wèi)星課程也具有知識(shí)和技能廣泛性和綜合性的特點(diǎn)。

開(kāi)放性 科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)與傳統(tǒng)教學(xué)相比，教學(xué)環(huán)境是開(kāi)放性的，教學(xué)活動(dòng)有時(shí)在教室內(nèi)，有時(shí)在操場(chǎng)上、樹(shù)林里，有時(shí)在科研院所的實(shí)驗(yàn)室里，有時(shí)在教育基地的實(shí)踐場(chǎng)館，甚至有時(shí)要去發(fā)射場(chǎng)。開(kāi)放的教學(xué)環(huán)境和資源更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和注意力，激發(fā)學(xué)生的靈感與創(chuàng)新。

實(shí)踐性 科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)有知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，更具有實(shí)踐性，學(xué)生要自己設(shè)計(jì)衛(wèi)星并制作出來(lái)，3D 打印、機(jī)械加工、工程應(yīng)用、主題實(shí)踐活動(dòng)等都是很好的實(shí)踐平臺(tái)。

科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容以校本教材內(nèi)容為依據(jù)，建構(gòu)有利于培養(yǎng)學(xué)生航天科學(xué)知識(shí)與技能、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人格的航天科普教育活動(dòng)模式，并形成學(xué)校教育和校外教育有機(jī)結(jié)合的工作方法，探索一條有利于促進(jìn)青少年科學(xué)素養(yǎng)、提升學(xué)生創(chuàng)新能力的教育實(shí)踐活動(dòng)，為培養(yǎng)新時(shí)代的創(chuàng)新人才作出嘗試?；顒?dòng)主要內(nèi)容如圖1 所示。

培養(yǎng)學(xué)生獲得創(chuàng)新活動(dòng)所需的全面的知識(shí)與技能

青少年創(chuàng)新活動(dòng)中，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生獲得較為全面的知識(shí)與技能，這是學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展所需要的。

首先，要通過(guò)教育教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生獲得全面的科學(xué)知識(shí)與技能，強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)與技能的廣泛性。創(chuàng)新需要較多數(shù)量的知識(shí)技能，這些知識(shí)技能是基礎(chǔ)性的。在活動(dòng)中，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到豐富而全面的航天知識(shí)，包括航天發(fā)展史、太空環(huán)境、航天器、運(yùn)載工具及工作原理、衛(wèi)星軌道、人造衛(wèi)星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能等，內(nèi)容涵蓋了航天概論的大部分內(nèi)容，是學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)的“土壤”。

其次，學(xué)生通過(guò)活動(dòng)要掌握高端的技能，表現(xiàn)為收集、分析、處理信息的技能，動(dòng)手操作與制作的技能，表達(dá)和交流的技能，寫(xiě)作技能和表演技能等。在活動(dòng)中，學(xué)生還要掌握機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的使用，能夠進(jìn)行小衛(wèi)星設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)使用3D 打印機(jī)、電子電路制作工具、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、無(wú)線(xiàn)電工程、電臺(tái)操作使用等多種技能，這些是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)的“基本工具”。

最后，學(xué)生通過(guò)活動(dòng)獲得的知識(shí)與技能必須是能夠融會(huì)貫通的，學(xué)生能領(lǐng)悟其內(nèi)在的邏輯關(guān)系，能夠根據(jù)問(wèn)題和任務(wù)綜合應(yīng)用，最終解決實(shí)際問(wèn)題。在該活動(dòng)中，通過(guò)創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)與生活中的問(wèn)題，比如學(xué)生把計(jì)算機(jī)、人工智能、無(wú)線(xiàn)電通信、地理空間位置等綜合應(yīng)用，最終完成“應(yīng)急救援中的圖像傳輸”項(xiàng)目，這些是學(xué)生參與創(chuàng)新活動(dòng)的“果實(shí)”。

培養(yǎng)學(xué)生獲得創(chuàng)新活動(dòng)所需的思維方法

創(chuàng)新思維是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，在科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)中，我們首先讓學(xué)生掌握創(chuàng)新思維的基本步驟：提出問(wèn)題—作出假設(shè)—對(duì)假設(shè)進(jìn)行推理—檢驗(yàn)假設(shè)—結(jié)果表達(dá)。同時(shí)讓學(xué)生掌握創(chuàng)新活動(dòng)中的思維方法，包括分析與綜合、比較、概括、抽象與具體化等，科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)非常注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維與非邏輯思維、發(fā)散思維與收斂思維的辯證統(tǒng)一，引導(dǎo)學(xué)生跳出常規(guī)思維，獲得靈感，激發(fā)創(chuàng)新。在日常教學(xué)中，我們始終關(guān)注構(gòu)建創(chuàng)新性課堂，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、大膽想象，對(duì)于各種創(chuàng)新思維方式要進(jìn)行有針對(duì)性的情境訓(xùn)練。比如，在“衛(wèi)星通信天線(xiàn)的設(shè)計(jì)與制作”活動(dòng)中，學(xué)生在了解了天線(xiàn)的工作原理和參數(shù)要求后，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，自行設(shè)計(jì)天線(xiàn)的材質(zhì)、尺寸與形式等，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自己的作品能否達(dá)到性能要求，最后收斂思維，實(shí)現(xiàn)體積和性能最優(yōu)的天線(xiàn)作品。

培養(yǎng)學(xué)生獲得創(chuàng)新所需的實(shí)踐能力

實(shí)踐能力是一種綜合運(yùn)用的能力。培養(yǎng)青少年學(xué)生的創(chuàng)新能力，如果缺乏實(shí)踐活動(dòng)能力，就算具備強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)也難以實(shí)現(xiàn)其想法。

在科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)中，我們?yōu)閷W(xué)生搭建充分的空間培養(yǎng)實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)與技能，為自己所用，也為大家所用。學(xué)生親自參與設(shè)計(jì)并制作完成“豐臺(tái)少年”科普衛(wèi)星，進(jìn)行“豐臺(tái)少年”衛(wèi)星通信實(shí)踐；走出學(xué)校參加北京市應(yīng)急通信演練比賽，參加“衛(wèi)星在我身邊”社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)；把自己對(duì)全球無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者的祝福語(yǔ)音上傳到衛(wèi)星；應(yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行太空攝影，然后對(duì)眾多照片進(jìn)行分析，更深入地了解太空環(huán)境；走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院和航天部一院等科研院所，親歷衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)過(guò)程；走進(jìn)發(fā)射基地，親手將自己研制的衛(wèi)星裝進(jìn)火箭，親眼看著裝載衛(wèi)星的火箭飛入太空。在這些活動(dòng)中，學(xué)生開(kāi)闊了視野，思維得到延伸，動(dòng)手能力得到鍛煉，活動(dòng)育人，實(shí)踐育人，非常有效地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

培養(yǎng)學(xué)生形成有利于開(kāi)展創(chuàng)新的人格特征

人格特征是人在行為上的內(nèi)部?jī)A向，是人的能力、情緒、需求、動(dòng)機(jī)、興趣、態(tài)度、價(jià)值觀、性格等方面的組合。

在科普衛(wèi)星教育實(shí)踐活動(dòng)中，始終讓學(xué)生關(guān)注自然和社會(huì)中的各種問(wèn)題，思維從疑問(wèn)開(kāi)始，問(wèn)題是創(chuàng)新的源頭。學(xué)生關(guān)注衛(wèi)星通信在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，比如自然災(zāi)害、緊急救援、車(chē)輛調(diào)度等，在解決問(wèn)題的過(guò)程中不斷進(jìn)取、探索、發(fā)現(xiàn)。此外，活動(dòng)對(duì)學(xué)生具有克服困難的良好意志力的培養(yǎng)，學(xué)生還需要能夠與他人合作、有家國(guó)情懷等。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，與院士、航天專(zhuān)家、工程師共同工作，“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”的航天精神時(shí)刻感染著每位同學(xué)，這種言傳身教的影響對(duì)學(xué)生的人格養(yǎng)成起到潛移默化的深刻影響。

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