小學生科技創(chuàng)新能力結構模型研究

隨著全球科技競爭的加劇，培養(yǎng)具備科技創(chuàng)新能力的人才成為各國教育的重要目標。我國近年來在科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)領域持續(xù)推出相關政策，逐漸形成了“教育一科技一人才”三位一體的戰(zhàn)略布局。小學生具備成為未來科技創(chuàng)新人才的潛力，他們對事物充滿好奇心和探索欲，擁有豐富的想象力和較強的可塑性，這些特點為其未來成長為科技創(chuàng)新后備力量提供了有力支持。因此，深人研究小學生的科技創(chuàng)新能力，構建科學合理的結構模型，對于指導科技創(chuàng)新教學活動的設計和實施，以及早期發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)潛在的科技創(chuàng)新人才具有重要意義。本研究聚焦于小學生科技創(chuàng)新能力的內涵與結構，通過理論分析與實證研究，旨在構建一個系統(tǒng)的小學生科技創(chuàng)新能力結構模型，為我國科技強國建設提供理論參考和實踐借鑒。

一、小學生科技創(chuàng)新能力的提出背景

1.政策為發(fā)展科技創(chuàng)新教育提供風口契機

科技競爭日趨激烈，科技創(chuàng)新能力已經成為衡量國家核心競爭力的重要標準。習近平總書記對創(chuàng)新人才培養(yǎng)作出了重要指示。黨的二十大報告指出，著力造就拔尖創(chuàng)新人才，聚天下英才而用之。習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時指出，要進一步加強科學教育、工程教育，加強拔尖創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)，為解決我國關鍵核心技術攻關提供人才支撐。科學教育作為國家發(fā)展的重要支撐，其重要性在2024年兩會上得到了充分體現(xiàn)，代表委員紛紛就科學教育問題建言獻策。2023年教育部等部門發(fā)布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，強調通過基于探究的實踐來推動科學教育，引導中小學生在現(xiàn)實生產生活環(huán)境中體驗和理解創(chuàng)新精神。2022年教育部修訂了《義務教育信息科技課程標準》，將課程目標定位為培養(yǎng)學生科學精神，促進學生運用信息科技高效解決問題，并進行創(chuàng)新活動。習近平總書記的重要講話和相關政策的頒布，突顯了提升中小學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要性，也為中小學科技創(chuàng)新教育的發(fā)展提供了風口契機。

2.小學階段科技創(chuàng)新教育存在迷航風險

當前我國中小學生科學教育發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀，不利于小學生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一是師資力量不足。一項涉及我國31個省的調研表明，小學科學教師隊伍結構嚴重失衡，兼職教師、文科背景教師占比較多，教師專業(yè)發(fā)展羸弱，且缺乏專業(yè)培訓。教師的實踐性教學智慧薄弱，信息技術應用、探究教學等實踐能力亟待提高。二是學校對科技創(chuàng)新活動不夠重視。受應試文化的影響，學校教育過于注重知識的灌輸，忽視了科技創(chuàng)新的重要性。在科技創(chuàng)新方面“說起來重要、做起來次要”。在基礎教育階段，學生缺乏科學探究，難以深入理解科技創(chuàng)新過程，對科技創(chuàng)新的興趣也有待提升4?？傮w上，我國在小學階段的科學教育存在功利導向阻礙創(chuàng)新人才培養(yǎng)等問題，小學生的創(chuàng)新能力有待提高，動手實踐能力也不容樂觀，這對于實現(xiàn)科技強國的長遠目標構成了挑戰(zhàn)。

3.小學生具備科技創(chuàng)新能力的發(fā)展?jié)撡|

盡管當前小學階段科學教育面臨一些挑戰(zhàn)，但這個階段是學生發(fā)展科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的關鍵時期，對于科技創(chuàng)新后備人才的培養(yǎng)至關重要。小學生之所以具有科技創(chuàng)新能力，與其認知發(fā)展特點和生活環(huán)境有關：一是小學生對事物充滿好奇心和探索欲，而好奇與探索是科技創(chuàng)新的重要推動力。小學生有較明顯的創(chuàng)造性表現(xiàn)，他們的創(chuàng)造力不僅表現(xiàn)在當前的學習活動中，也是未來成人創(chuàng)造力的重要基礎]。二是小學生具有一定創(chuàng)造性思維。小學生往往擁有豐富的想象力，能夠用獨特視角看待問題，有助于創(chuàng)造性思維的產生。美國的《K-12年級科學教育框架》提倡通過實踐來提升學生科學素養(yǎng)，其中包括創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)]。三是小學生心理的發(fā)展變化具有較大的可塑性2。小學生正處于認知結構快速建構的關鍵階段，其思維方式尚未定型，接受新觀念、新方法的能力較強。同時，他們對外界反饋高度敏感，易于在引導和激勵下調整學習行為和思維策略。這種心理發(fā)展的可塑性使得小學階段成為開展科技創(chuàng)新啟蒙教育的重要“窗口期”。四是小學生對技術的適應性較強。如今科技進步日新月異，作為數字原住民的小學生從小便接觸了技術產品[3]，這使他們更能適應新技術，甚至可能提出改進或創(chuàng)新的想法[4。

4.小學生科技創(chuàng)新能力研究的現(xiàn)實需求

小學生科技創(chuàng)新能力雖得到了研究者的關注，但主要集中在能力提升與培養(yǎng)方面，如通過發(fā)展項目式學習[、構建學科課程來提升小學生科技創(chuàng)新能力，中小學加強師資隊伍建設、革新教學組織來建設高質量科學教育體系，高校建立面向中小學的科技教育資源共享平臺，以創(chuàng)新青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制。然而，小學生科技創(chuàng)新能力的內涵與結構尚缺乏清晰的界定和深入的理解。

二、小學生科技創(chuàng)新能力的內涵探析

研究按照“創(chuàng)新能力一科技創(chuàng)新能力一小學生科技創(chuàng)新能力\"逐層分析，深入理解小學生科技創(chuàng)新能力的內涵。創(chuàng)新能力的概念最早出現(xiàn)在經濟學領域，被定義為企業(yè)領導者實施新技術、新工藝，采用新管理辦法時展現(xiàn)的能力。隨著各學科對創(chuàng)新能力研究的深入，其內涵變得更為豐富。創(chuàng)新能力的定義主要有三種取向：其一過程取向，強調產生創(chuàng)造性時的認知過程或思維過程，如Wallas提出創(chuàng)造性思維包括\"準備—醞釀一明朗一驗證\"四階段，強調了產生創(chuàng)新性事物的思維過程2;其二產品取向，強調創(chuàng)造性活動最終產生的結果，如林崇德將創(chuàng)新能力看作產生產品的能力，這里的產品既可以是新概念、新設想、新理論，也可以是新技術、新工藝，新產品[2;其三人格取向，指向具有創(chuàng)新能力的主體，創(chuàng)新人格可以驅動和調控個體的創(chuàng)新活動，除了創(chuàng)造性智力因素，創(chuàng)新人才需要具有創(chuàng)新人格22?？梢?，創(chuàng)新能力涉及過程、產物和人格等維度，這些維度為理解小學生科技創(chuàng)新能力提供了全面的視角。

科技創(chuàng)新能力是創(chuàng)新能力在科技領域的延伸和體現(xiàn)，而科技又可細分為科學與技術?？茖W關注“知”，強調通過觀察、實驗、比較、分析來揭示、發(fā)現(xiàn)、認識客觀世界事物的屬性和運動規(guī)律，回答是什么、為什么等理論層面問題；技術關注“行”，重在把理論具體化、可操作化，通常以物質形態(tài)呈現(xiàn)，回答做什么、怎么做等實踐層面問題23]?？萍寂c創(chuàng)新能力有異曲同工之妙，幾乎所有為解決生活中困難而產生的科技產品在誕生之初，都被認為具有創(chuàng)新性24。從本質上說，科技即為創(chuàng)新能力的一種表現(xiàn)形式[25]。

科技創(chuàng)新能力的主體可以是非自然人，如國家、區(qū)域、企業(yè)、高校等[26-29]，也可以是自然人，如青少年、本科生、研究生、高校教師等[30-33]。不同類型自然人的科技創(chuàng)新能力有所差別，如青少年的科技創(chuàng)新能力體現(xiàn)為，在科技領域活動中產生新穎、適當意念并將其在實踐的過程中表現(xiàn)出來的能力34；高校學生的科技創(chuàng)新能力表現(xiàn)為，在科技領域的活動中，利用專業(yè)知識進行理論探索、科技攻關與技術研發(fā)，富有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新熱情的一項綜合實力[35；高校教師的科技創(chuàng)新能力則包括創(chuàng)意提煉、科技研發(fā)、市場認知、自適應等維度，從創(chuàng)新鏈的不同環(huán)節(jié)出發(fā)，落實創(chuàng)新想法，提高科技創(chuàng)新的效率和效果3。

盡管不同類型自然人在科技創(chuàng)新能力上的含義存在差異，但仍存在共同點，即都發(fā)生在科技活動領域，關注產生新穎想法的能力，并強調將這些創(chuàng)新想法實踐化和落地化。因此，可將科技創(chuàng)新能力理解為，在科技領域的活動中，個體運用已知信息、知識和技能等，通過產生新穎想法并投入實踐，從而產生創(chuàng)新性產物的能力。針對本研究的主題，可將“小學生科技創(chuàng)新能力\"定義為：小學生在科技領域內，基于已有的科技知識、技能和學習經驗，綜合運用多種思維方法，以產出具有個人或社會價值的新穎產物的能力。

三、小學生科技創(chuàng)新能力結構模型的理論分析

1.基于理論分析提出核心維度

鑒于小學生科技創(chuàng)新能力的豐富內涵，需要綜合多個理論來提供更為全面、深入的理解。研究基于創(chuàng)造力4P模型、建造主義和創(chuàng)造力領域特殊性理論建構了小學生科技創(chuàng)新能力的5個核心維度。

（1）根據創(chuàng)造力4P模型，提出“科技創(chuàng)新品質”“科技創(chuàng)新思維能力”\"科技創(chuàng)新產出能力”三個維度

創(chuàng)造力4P模型由Rhodes提出，認為創(chuàng)造力可從創(chuàng)造性個體、創(chuàng)造性過程、創(chuàng)造性產品和創(chuàng)造性環(huán)境四個方面加以界定。該模型對創(chuàng)造力的理解較為全面，其他關于創(chuàng)造力的分類通常被包含在該理論的四個方面之中38?？紤]到個體的創(chuàng)新品質、創(chuàng)新的心理過程、創(chuàng)新后的產物是個體實現(xiàn)創(chuàng)新的重要內部要素，故根據創(chuàng)造力4P模型提出了小學生科技創(chuàng)新品質、小學生科技創(chuàng)新思維能力、小學生科技創(chuàng)新產出能力三個維度。創(chuàng)造性環(huán)境是實現(xiàn)創(chuàng)新不可或缺的外部因素，但本研究關注的科技創(chuàng)新能力是個體能力的表現(xiàn)，與內部要素關系密切，故未將創(chuàng)造性環(huán)境納人維度之中。

（2）基于建造主義提出“科技創(chuàng)新實踐能力\"維度

建造主義理論認為學習者通過設計活動進行知識的建構，強調與外在實物的互動來深化對知識的理解3。通過實踐操作，小學生能夠直接體驗和掌握科技概念，而且在操作有形技術工具時能夠驗證自身想法，不斷調整學習過程并增強思維控制力。實踐操作能激發(fā)小學生的求知欲，有助于他們在科技創(chuàng)新過程中發(fā)展思維、建構知識40]。因此，本研究提出小學生科技創(chuàng)新實踐能力維度，以強調實踐操作在小學生科技教育和創(chuàng)新活動中的重要性。

（3）基于創(chuàng)造力領域特殊性理論提出“科技創(chuàng)新學習能力\"維度

創(chuàng)造力領域特殊性理論認為，某一領域的創(chuàng)造力難以遷移到其他領域，不同領域展現(xiàn)出創(chuàng)造力需要不同的知識技能，這一觀點已得到認可。如創(chuàng)造力游樂場理論形象地說明了創(chuàng)造力既需要一般性的知識技能，又需要特殊性的知識技能42。在國際上測評創(chuàng)造力的發(fā)展趨向是從一般領域到特殊領域[43]，可以發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造力的領域屬性在創(chuàng)造力測評領域同樣受到認可。創(chuàng)造力成分模型的“與領域有關的技能（domain-relevantskills）”維度明確提出創(chuàng)造力需要領域知識和技能等[44]。可見創(chuàng)新能力并非憑空出現(xiàn)，而要基于特定領域的知識、技能才能得以發(fā)揮?？紤]到知識和技能并不是一種能力，而學習知識和習得技能則是個人發(fā)揮學習能力的表現(xiàn)，為此提出小學生科技創(chuàng)新學習能力維度。

綜上，多種理論相互補充，構建了合理、科學的小學生科技創(chuàng)新能力的核心維度。其中，創(chuàng)造力4P模型提供了全面的理論角度，強調從個人品質、思維過程和創(chuàng)新結果來理解科技創(chuàng)新能力；建造主義強調通過實際操作來學習和實現(xiàn)意義建構，突顯了實踐對于發(fā)揮科技創(chuàng)新能力的重要性；創(chuàng)造力領域特殊性理論強調領域知識和技能的重要性，科技創(chuàng)新能力需要特定的領域能力，應關注科技領域相關知識與技能的學習。這些理論相互補充，為厘定小學生科技創(chuàng)新能力的核心維度提供了不同的視角。

2.核心維度的內涵闡釋

5個核心維度構成了一個相互依賴和補充的系統(tǒng)，在相互關聯(lián)中發(fā)揮作用，共同構成了全面、科學的結構模型（如圖1）。5個維度的內涵逐一解釋如下。

（1）科技創(chuàng)新品質

科技創(chuàng)新品質涉及小學生在科技領域創(chuàng)新時表現(xiàn)出的特征和素質，以便激發(fā)和維持小學生對科技創(chuàng)新的興趣和熱情。這一維度作為小學生科技創(chuàng)新能力的動力系統(tǒng)，回答的是小學生“愿不愿”進行科技創(chuàng)新的問題，即小學生是否有科技創(chuàng)新的動機和目標，是否對科技創(chuàng)新有興趣和熱愛，是否愿意參與科技創(chuàng)新活動。根據人本主義的理念，教學中應關注學生的情感和興趣的發(fā)展45。在科技創(chuàng)新教學實踐中，應保持和培養(yǎng)小學生的好奇心和探究熱情。通過激發(fā)內在動力，小學生將更有可能積極、自發(fā)地參與科技學習和探究活動。

（2）科技創(chuàng)新學習能力

科技創(chuàng)新學習能力涉及小學生獲取和掌握科技創(chuàng)新相關知識、技能和經驗的能力。這一維度作為小學生科技創(chuàng)新能力的基礎系統(tǒng)，回答的是小學生“能不能”進行科技創(chuàng)新的問題，即小學生是否具備了科技創(chuàng)新所需的知識和技能，是否能夠運用知識和技能進行科技創(chuàng)新?？紤]到小學生的認知發(fā)展階段，他們的科技創(chuàng)新理解通常是基于生活經驗且較為樸素4。這一維度承認并接受小學生的知識和經驗的局限性，鼓勵他們在實際生活中探索和學習，以不斷提高科技創(chuàng)新學習能力。

（3）科技創(chuàng)新思維能力

科技創(chuàng)新思維能力涉及小學生在科技創(chuàng)新過程中運用邏輯性思維和非邏輯思維，尋求解決問題的創(chuàng)新方法和策略的能力，是科技創(chuàng)新的核心和靈魂。這一維度作為小學生科技創(chuàng)新能力的核心系統(tǒng)，回答的是小學生“怎么能”進行科技創(chuàng)新的問題，即小學生是否能夠識別和分析科技問題，是否能夠形成創(chuàng)新性的想法和假設，是否能夠不斷修正和驗證假設，是否能夠逐步推導出結論和解決方案?？紤]到小學生的認知發(fā)展階段，他們的思維特點是從以具體形象思維為主要形式，逐步過渡到以抽象邏輯思維為主要形式，但抽象邏輯思維仍與感性經驗相關[7]。正如皮亞杰兒童認知發(fā)展理論所指出的，小學生的認知發(fā)展水平處于具體運算階段48]。因此科技創(chuàng)新活動的設計應與他們的認知水平相匹配，提供具體的實物和情境以支持抽象任務的完成。

（4）科技創(chuàng)新實踐能力

科技創(chuàng)新實踐能力關注小學生通過實踐操作將創(chuàng)新想法實踐化的過程。這一維度作為小學生科技創(chuàng)新能力的操作系統(tǒng)，回答的是在小學生實現(xiàn)科技創(chuàng)新過程中“做不做”的問題，即小學生是否能夠將自己的創(chuàng)新想法轉化為具體的科技產品或方案，是否能夠運用科技工具和方法進行實踐操作，是否能夠根據實踐結果進行反饋和改進。小學生的學習過程常常是通過具體操作的實踐探究，這一過程與建構主義理論緊密相連，該理論強調學習者通過設計和制造活動實現(xiàn)自主的知識建構[4。在科技創(chuàng)新活動中，小學生通過實踐活動深化對科技知識、技能的理解和應用。這一維度突顯了在科技教育中，為小學生提供豐富的實踐機會的重要性，以促進其科技創(chuàng)新能力發(fā)展。

（5）科技創(chuàng)新產出能力

科技創(chuàng)新產出能力反映了小學生在科技創(chuàng)新過程中產出的具有新穎性、價值性、技術性產物的能力。這一維度作為小學生科技創(chuàng)新能力的結果系統(tǒng)，回答的是在小學生實現(xiàn)科技創(chuàng)新過程中“做得如何”的問題，即小學生是否能夠創(chuàng)造出具有科技特征和創(chuàng)新意義的產品或方案，是否外顯化地展示了小學生在科技創(chuàng)新方面的具體能力。根據創(chuàng)造力4C模型，創(chuàng)造力可分為不同層次，這為衡量和評估貢獻大小不同的個體創(chuàng)造力提供了有用的框架[5。對小學生而言，他們適合發(fā)展“微C（Mini-C）”和“小C（Little-C）\"層次的創(chuàng)新能力[5。這意味著，在理解和評價小學生的科技創(chuàng)新產出時，應注重他們在較低層次上的創(chuàng)新表現(xiàn)，如在理解和應用科學知識、解決問題的過程中所展示的獨創(chuàng)性和創(chuàng)造性。

四、小學生科技創(chuàng)新能力結構模型的建構

1.關鍵事件法的引入

關鍵事件法（CriticalIncidentTechnique）是一種定性分析方法[52，核心在于收集和分析關鍵事件。關鍵事件指具有代表性和可觀察的人類活動，包含四個要素：情境（發(fā)生事件的背景和涉及的人員）任務（面臨的主要任務和目標）行動（事件的過程和采取的具體措施）和結果（事件的最終結果）。關鍵事件法通過關注具體事件，簡化了小學生表達觀點的難度，使他們能夠更清晰地分享自己的思考和經歷。這種方法提高了數據收集的準確性，并有助于研究者從小學生的具體體驗中有效提煉出具體要素。

2.研究對象與數據收集

編程教育作為提升小學生創(chuàng)新思維的有效手段[53]，特別是圖形化編程工具Scratch，不僅具有娛樂性，還能有效提高兒童的創(chuàng)新能力[54。為了促進兒童將創(chuàng)新想法具體化，提供符合他們思維特點的實踐環(huán)境至關重要[5。編程教育恰好提供了這樣的環(huán)境，幫助學生實現(xiàn)和驗證他們的創(chuàng)新想法。換言之，編程教育為小學生提供了實現(xiàn)科技創(chuàng)新的切入點和實踐機會，因此研究者在編程教育中搜集關鍵事件。

在研究中，研究者通過訪談能夠獨立創(chuàng)作編程作品的15名小學生，收集了33個關鍵事件，形成了18余萬字的訪談文字。這些事件需滿足以下標準：由被訪者本人獨立構思與創(chuàng)作、體現(xiàn)創(chuàng)新、構成完整作品情節(jié)、具體詳細且可信。符合這些標準的關鍵事件被認定為有效，并用于后續(xù)數據分析。研究主要分析前12位學生的訪談數據，后3位的數據用于驗證理論飽和。

3.運用內容分析法分析數據

采用內容分析法對獲取的關鍵事件訪談文本數據進行分析，包括確定分析單元、進行節(jié)點編碼、構建分析類目、進行量化分析、信度和效度檢驗等步驟[57]。

（1）確定分析單元

分析單元即在轉錄后的訪談資料中尋找與分析目的有必然聯(lián)系的內容，可以是單詞、短語、符號、句子或其他語法單元，這些分析單元在文本中客觀存在，其出現(xiàn)頻率明顯可查。研究以構建結構模型為目的，因此涉及科技創(chuàng)新能力的內容，比如小學生在編程活動中如何為作品創(chuàng)作做準備、作品創(chuàng)作的過程、創(chuàng)作之后的結果等，都被確定為分析單元。

（2）進行節(jié)點編碼

為保證編碼忠于受訪者的本意，采用\"鮮活編碼（invivocoding）”的方法進行編碼，即對訪談資料“活生生地呈現(xiàn)”，提取受訪者的原話，從原話中挖掘詞語作為編碼節(jié)點。編碼由兩位具有教育學背景知識的人員共同完成。完成編碼之后，研究者查閱所有的編碼內容，對具有重復意義的編碼進行了合并。最終提取了355個編碼節(jié)點，這些節(jié)點全面呈現(xiàn)了創(chuàng)作新穎編程作品的全過程，涵蓋了從編程創(chuàng)作前的素材準備、編程創(chuàng)作的過程到創(chuàng)作結果的各個環(huán)節(jié)，從而深入反映了科技創(chuàng)新能力的內涵和特征。

（3）構建分析類目并進行量化分析

分析類目是指對文本內容進行分類的類目系統(tǒng)，特定的研究應建立明確的類目并使之適合該項研究，以保證內容分析的準確性5。研究者根據5個核心維度（科技創(chuàng)新品質、科技創(chuàng)新學習能力、科技創(chuàng)新思維能力、科技創(chuàng)新實踐能力、科技創(chuàng)新產出能力）構建分析類目，據此對節(jié)點進行歸類和統(tǒng)計分析，從量化的視角挖掘關鍵事件的內涵，從而提煉出具體要素。在此過程中，既注重避免指標間的重復與交叉，同時確保指標之間具有內在的邏輯聯(lián)系。

最后總結出核心維度下屬的具體要素：好奇心、敢為性、堅持性、科技知識、科技技能、生活經驗、發(fā)散思維、分析思維、問題提出、動手操作、假設檢驗、創(chuàng)新性、有效性、技術性。

（4）編碼一致性分析

兩位編碼人員對訪談文本進行閱讀并獨立編碼。經計算，在參與編碼的指標中，編碼一致性系數均在0.90以上，因此編碼具有信度。

綜上，研究以關鍵事件法為數據收集方法、以內容分析法為數據分析方法，提煉出小學生科技創(chuàng)新能力的具體要素，結合已確定的核心維度，研究初步建構了結構模型。

五、小學生科技創(chuàng)新能力結構模型的檢驗

1.研究過程

為了驗證結構模型的有效性，本研究選取在創(chuàng)新能力、科學教育、兒童編程領域的高校研究者和實踐者共10人，對結構模型（含核心維度和具體要素）進行專家咨詢，相關參考指標見表1。在專家可靠性方面，兩次咨詢的專家積極指數分別為 83.3% 和100% ，均在 70% 以上，說明專家對咨詢工作持積極態(tài)度。兩輪咨詢的專家權威指數均為0.83，大于0.8這一標準，表明專家權威指數較高。在專家意見統(tǒng)一性方面，肯德爾和諧系數代表了專家對指標的看法是否統(tǒng)一[，取值系數是0＼～1，越接近1，表明專家之間的看法越一致。第一輪專家咨詢各級維度肯德爾和諧系數在0.14＼～0.32之間（P值均顯著），第二輪專家咨詢各級維度肯德爾和諧系數在0.22＼～0.47之間（P值均顯著），且較第一輪各級維度肯德爾系數值有所提高，說明專家對各級維度的意見協(xié)調性有所提高。

為考察專家對結構模型的看法，研究者對認同度均值、標準差、變異系數、內容效度指數以及專家書面修改意見進行統(tǒng)計分析。變異系數是標準差與平均數的比值，代表了數據的離散程度，變異系數越大，代表數據離散程度越大。內容效度指數主要通過專家對各級維度的評分來計算，采用五級評分，故將專家打分在4分及以上視為被評內容具有較好的內容效度。

2.研究結果

第一輪專家咨詢結果表明，部分維度存在變異系數過高、內容效度指數過低的問題，說明維度有待修改。依據專家意見進行了如下修改：一是生活經驗維度：由于“生活經驗”過于寬泛，不直接關聯(lián)科技創(chuàng)新，因此將其調整為“科技經驗總結”，以便更好地反映與科技創(chuàng)新直接相關的經驗；二是科技創(chuàng)新思維能力維度：為了適應小學生的思維特點，增加了“形象思維”和“想象思維”兩個要素。形象思維和想象思維是小學生解決問題和創(chuàng)造性思考的重要方式，對培養(yǎng)他們的科技創(chuàng)新能力具有重要意義。三是科技創(chuàng)新實踐能力維度：新增“科技交流\"要素，以體現(xiàn)科技創(chuàng)新實踐不僅包括創(chuàng)作過程，還應包括創(chuàng)作后的交流和展示。四是科技創(chuàng)新產出能力維度：刪除了“創(chuàng)新性”“有效性\"和“技術性”三個要素，因為它們更多描述的是產品的特點而非小學生的能力，結構模型的探析應聚焦于能力的發(fā)展和表現(xiàn)；五是新增產出要素：在“科技創(chuàng)新產出能力\"維度下，增加了“產出思維性產物\"和\"產出實踐性產物\"兩個具體要素。這樣的分類不僅包括了實體化的產物，如科技創(chuàng)新模型，還包括了思維層面的產物，如新問題的提出或新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，從而更全面地反映小學生科技創(chuàng)新產出能力的多樣性。

修改后的結構模型進行了第二輪專家咨詢，結果表明認同度均值在4.30＼～5.00之間，標準差在0.00＼～0.71之間，變異系數在0.00＼～0.16之間，內容效度指數在0.90＼～1.00之間。相較第一輪，第二輪結果的認同度均值和內容效度指數有所提升，標準差和變異系數有所下降。第二輪結果的認同度均值（ ? 4.0）變異系數（ lt;0.2 ）、內容效度指數（ ?0.8 均符合要求。這表明專家對具體要素的評價意見趨于一致，無需進行更多輪次的專家咨詢。

六、小學生科技創(chuàng)新能力結構模型分析

1.結構模型的內涵分析

研究通過理論分析提出了結構模型的5個核心維度，運用關鍵事件法提煉了結構模型的具體要素，采用德爾菲法對結構模型進行專家咨詢，構建了包含5個核心維度和16個具體要素的結構模型（如圖

2），核心維度和具體要素的含義見表2。

2.結構模型的特點分析

（1）堅持學生立場，關注并適應小學生認知發(fā)展

結構模型的適應對象是小學生，因此該模型從小學生的角度出發(fā)，考慮了小學生科技創(chuàng)新能力的特殊性。結構模型將小學生視為能夠獨立思考、表達和選擇的主體，適應小學生的認知發(fā)展水平和創(chuàng)新水平。比如，“科技創(chuàng)新學習能力”維度主要是個體實現(xiàn)創(chuàng)新所需的知識、技能、經驗，為適應小學生的特點，該維度提到的知識、技能和經驗降低了要求，小學生學習難度相對較低的知識、習得相對簡單的技能、總結相對簡單的經驗即可。

（2）聚焦科技特點，突出科技領域的特殊性

結構模型的研究對象是小學生的科技創(chuàng)新能力，因此結構模型突出了科技創(chuàng)新的領域特征。結構模型中的各個維度和要素，都與科技創(chuàng)新的過程和結果密切相關，反映了小學生在科技創(chuàng)新活動中所需的品質、思維、實踐和產出。例如，“科技創(chuàng)新品質”維度包含“好奇心”“敢為性”“堅持性”，這些要素分別反映了小學生發(fā)現(xiàn)和提出問題，敢于投入科技創(chuàng)新活動中并持之以恒，這符合個體投人科技創(chuàng)新活動所需的品質一保持好奇、大膽提問、勇于行動、迎接挑戰(zhàn)、堅持不懈等。

（3）強調整體表達，全鏈條呈現(xiàn)模型的內在結構

結構模型中的各個維度相互關聯(lián)、互相補充。結構模型中“科技創(chuàng)新學習能力\"維度，關注個體進行科技創(chuàng)新所需的知識、技能、經驗等，體現(xiàn)了“輸入”環(huán)節(jié)。“科技創(chuàng)新思維能力”和“科技創(chuàng)新實踐能力”分別關注內在心理活動和外在行為操作，體現(xiàn)了“加工\"環(huán)節(jié)?！翱萍紕?chuàng)新產出能力\"維度，關注個體科技創(chuàng)新之后產生的結果，體現(xiàn)了“輸出\"環(huán)節(jié)。除了上述四個智力層面的因素，研究還將非智力層面的因素一科技創(chuàng)新品質囊括在內，為模型中其他維度提供動力。

3.結構模型的價值分析

（1）揭示小學生科技創(chuàng)新能力的內涵和結構

結構模型剖析了小學生實現(xiàn)科技創(chuàng)新的過程與結果，為小學生實現(xiàn)科技創(chuàng)新提供了理論依據，打開了小學生科技創(chuàng)新能力的理論“黑箱”。同時，該模型關注了小學生的思維發(fā)展水平和所能達到的創(chuàng)新高度，為觀察和深入了解小學生的科技創(chuàng)新過程提供了參考依據。

（2）指導教師開展科技創(chuàng)新教學活動的設計和實施

結構模型的具體要素具有操作性價值，可以幫助教師了解小學生在科技創(chuàng)新活動中需要掌握的能力和知識點，從而更好地進行科技創(chuàng)新教學活動。同時，教師也可以根據結構模型，對小學生在科技創(chuàng)新活動中遇到的困難和問題進行分析和診斷，進而有針對性地調整教學方案和策略，有效促進小學生科技創(chuàng)新能力的提高。

（3）奠定開發(fā)小學生科技創(chuàng)新能力測評體系的基礎

小學生科技創(chuàng)新能力的測評體系是推動小學生科技創(chuàng)新模型落地的重要舉措。依據結構模型，可通過構建系統(tǒng)、完善測評體系，研發(fā)小學生科技創(chuàng)新能力測評量表，將理論層面的模型轉化為可測量的指標體系，以此對小學生在科技創(chuàng)新活動中表現(xiàn)出的能力進行綜合測評。

（4）培養(yǎng)建設科技強國的后備人才

結構模型的研究對象是小學生，是科技創(chuàng)新的未來主力軍。結構模型為提高小學生科技創(chuàng)新能力提供了理論依據。通過應用結構模型，可以培養(yǎng)小學生的科學探究能力和創(chuàng)新精神，激發(fā)小學生對科技的興趣和熱愛，培養(yǎng)小學生的信息素養(yǎng)和終身學習能力，為建設科技強國提供人才支撐。

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