培养学生科技创新意识

培养学生科技创新意识

自进入文明社会以来，七千年的时光流逝中，人类为了生存和发展，有无数科技发明与创新。假设没有这些科技发明与创新，人类将仍然生活在石器时代，人类的生存会发生难以想象的困难，人类的生活方式将是另一种模样。

金属工具出现后，尼罗河流域的古代埃及文明、幼发拉底河和底格里斯河流域的美索不达米亚文明、印度河与恒河流域的古代印度文明、黄河与长江流域的古代中国文明相继登上历史舞台，接着欧洲的希腊文明和罗马文明也开始了。金属工具是人类文明起源的重要标志之一。

蒸汽机将热能转化为机械能，是人类继发明用火之后，在征服自然力方面取得的最大胜利。蒸汽机大大促进了机器的应用，推动了汽船、火车等交通工具的发明问世。爱迪生在实验室和工厂中勤奋探索了六十多年，获得了一千三百项发明专利，从而使法拉第发现的电磁感应现象绽放出绚烂的花朵，使电气时代的光芒真正照到了人间。

美国“二战”结束之际研制成功的用于弹道计算的世界上第一台电子计算机，重三十吨，采用了一万九千个电子管，一千五百个继电器，成千上万个电阻、电容和电磁感应器，具有每秒钟进行五千次加法或是三千次乘法的速算能力。现在所使用的超大规模集成电路计算机，体积小、速度快，每秒钟可运算几百万次甚至上亿次。即使是用于拦截飞行中的导弹的防御计算也绰绰有余：2011年4月15日凌晨，一枚中程弹道导弹从马绍尔群岛的夸贾林环礁腾空而起，朝着东北方向预定目标疾飞。位于三千七百公里外夏威夷的美国海军奥凯恩号导弹驱逐舰在收到陆基雷达指挥系统捕捉到并传送过来的信息后，利用计算机编制出火控处理方案，利用“宙斯盾”反导武器系统发射了一枚拦截导弹，摧毁了才飞行十一多分钟的目标导弹。这次海基反导测试首次采用了陆基雷达远程监控数据，是计算机强大功能的一个证例。信息科学技术以它广泛的影响力和巨大的生命力，在诞生后的半个世纪内风靡全球，成为科学技术发展史上业绩最辉煌、发展最迅速、影响最广泛深刻的科学技术领域。以前的技术革命，都是用机器代替人的体力劳动，计算机使人类的脑力劳动由机器来替代，这是人类在技术发展上跨出的具有革命意义的一步。据统计，计算机目前在全世界负担的工作量如果换作人脑和双手去完成，需要几千亿个有相当文化知识的脑力劳动者。随着电脑的普及，人类步入信息时代，电脑正在悄悄地改变着人们的时空观念。

除了上述使人类迈入金属时代、蒸汽时代、电气时代和信息时代的里程碑式的科技发明，历史上还有许多重要的、关系到人类生存的科技发明。例如化肥、生物活性肥，以及农药、生物治虫技术等，没有这些，农业生产是养不活全世界几十亿人口的；再如抗生素的发明。在抗生素尚未发明使用之前，人类在与细菌的抗争中，屡屡溃不成军。令欧洲人谈之色变的“黑死病”就是一例：几百年来，在中亚的湖畔湿地，一种杆状细菌一直潜伏在野生啮齿动物的血液中，并多次袭扰人类。14世纪中叶，鼠疫随同仓皇逃避蒙古大军的意大利商人船队登陆欧洲，四处肆虐，由于患者死后皮肤常显黑紫色，这种烈性传染病被称为“黑死病”。两年时间里，黑死病把欧洲两千多万人口送进了地狱，占当时欧洲人口总数的三分之一。从14世纪到17世纪，黑死病每隔几十年就会在欧洲爆发一次。但惨烈程度都小于14世纪。通过科学研究，19世纪晚期，黑死病的病菌、传染源、传播途径都查清楚了，到20世纪中叶，抗生素的发明使得鼠疫成为容易治愈的疾病。科学技术保障了人类的生存。

科技发明创新于人类十分重要，于国家、于民族亦同样重要。明朝中后期，中国文明开始失掉领先地位，科技创新的缺失正是原因之一。当时著名学人所编著的《本草纲目》、《天工开物》、《农政全书》，以及官修巨著《永乐大典》都是前人经验总结和文献汇编，缺少发明、缺少科技创新。而差不多同时代的伽利略因为对于科学时代的来临作用巨大，所以成为物理学史的坐标原点，牛顿、波义耳则在创建物理学和化学理论体系；当翰林院的大学士们致力于在故纸堆中进行古籍考证之际，科学机构英国皇家协会、法兰西科学院、柏林科学院和俄国科学院相继成立，科学发明家们标新立异，“看大家所看到的，但想别人所想不到的”（《欧洲文艺复兴史·科学技术卷》人民出版社2008年版）。其结果不言而喻。

“科学技术是第一生产力”、“科技兴国”已成为人们的共识。一个国家的科技进步，关系到民族的兴衰和参与世界竞争的能力。当代社会，提高全民族的科技素养，尤其是培养青少年的创新意识和实践能力，显得格外重要。学校近年来积极推进科技教育，初步形成校本科技教育特色。

在课堂教学中，通过科学课、拓展活动课、研究课等课程，开展以科技实践体验为主、科技主题研究为辅的科技教育，同时依托相关学科教研组，利用学科优势，设计小范围、主题鲜明、参与面广的学生课余活动，做好科技教育普及性工作，开展具有学科特色的科技发明、科普竞赛等活动。

依托各类科普教育基地等社会资源，拓展学校科技教育的空间，以多种教学设计来培育学生的科技素养和能力。

以科技节为载体，积极与市、区科技工作站点进行联系与合作，开展科技教育主题活动，鼓励学生积极参加青少年科技创新大赛、未来工程师大赛、专利设计大赛等活动，以此激励学生在探索自然与规律中实现特长发展。

成立学生科技创新社团。在社团活动中进行各类创新设计，“新型透水性拖鞋”、“新型减速带”、“防溅排气马桶”、“多功能遥控器”、“电磁刹车系统”、“防溢警报锅盖”、“力的合成和分解演示仪”等项目在“上海市青少年创造发明设计竞赛暨创新能力竞赛”中获奖。同时，学生的各类创新设计还成功地申请了中华人民共和国国家知识产权局认可的国家专利五十五个，尚有十余个项目待批。在上海市“11·15”特大火灾之后，社团的学生们又在设计“快速充气低空逃生伞”，为解决低空垂直距离短与降落伞打开的时间缓慢之间的矛盾，学生们设想用叠氮化钠为材料制作爆炸充气装置，使伞布在使用时迅速膨胀打开。不论这一发明最终能否成功，同学们对物理学、化学的学科知识钻研，和进行科学创意科学实验求证的精神，都是极其宝贵的。

为支持科技教育，学校2010年正式挂牌建立了二室一厅的“科技创意实践中心”，成为科技爱好者活动的“天堂”。同时，还预留了空间，以保障科技教育活动的可持续发展。

相信在学校的重视下，在教师和同学们的共同努力下，科技创新意识一定会融入同学们的学习和生活之中。聚沙成塔，集腋成裘，星星之火会燎原。

2011年4月稿

（本文原刊于校刊《市一教苑》第7期）