中小学是培养科技创新人才的关键期，我们该如何做？

近年来，各国非常重视对具有科技素养及发展潜力青少年的专业化教育，提倡并践行科技创新人才的个性化培养方式和专业化成才路径，推行了诸多人才培养的相关政策。

国家的综合实力与核心竞争力取决于内在科技创新能力水平，根本上依赖于创新人才。

智能时代，我国科技创新人才的培养，更需要重视中小学阶段的早期培养。

那么，各国是如何培养青少年科学素质的呢？

美国、加拿大、英国、德国、日本、韩国、新加坡、以色列等创新型国家，不仅重视高等教育阶段的管道输出，更为关注中小学的 STEM 教育及其科学素养提升。

澳大利亚核心素养教育将核心素养表述为“7种核心能力”，并细化至各个学科。

在英国，更强调“跨学科核心能力”，这也是其基础性的要求。

新加坡提倡“新21世纪技能”，核心理念是“学生中心、价值观导向的教育”。

以美国为例，他们强调要核心培养孩子的“21世纪素养”，并确立了三项技能领域，每项技能领域下包含若干素养要求。

①不断思考问题、发现问题包括解决问题的基本能力

②信息、媒体和技术技能

③生活和职业技能

这三种技能又被概括为4C技能：

①评判性思维与问题解决能力（Critical Thinking & Problem Solving）

②创造性与自主学习能力（Creativity & Active Learning）

③沟通能力与合作精神（Communication & Cooperation）

④跨文化理解与全球意识（Cross-culture Understanding & Global Awareness）

推动中小学科技创新人才的培养，绕不开AI、人工智能、STEM 教育，以及编程教育。

但追根究底，以上每一种教育的背后，重点不在于强调某一种技能的熟练掌握，而是在学习的过程中发展多种思维能力，例如编程思维、计算思维、计算机思维、批判思维等等，最终培养面向未来的学习能力，收获创新意识，掌握创新方法。

综合来看，科技创新人才的培养要经历以下 3 个阶段，不同阶段发展任务不同，需要采用的培养模式与教育目标也存在差异：

激发兴趣和扶植阶段

3年级前

越来越多的研究表明，孩子3到6岁是科学、技术、工程、数学能力、艺术发展的重要奠基期。

这一阶段，更关注激发儿童的科学学习兴趣并维持相对积极的学习习惯与正向的学习情感。

低龄阶段的孩子，更适合以玩促学，重在激发兴趣培养。在童程童美的课程设计中，强调回归孩子不同年龄阶段成长的规律。

我们基于活动课程理念，采用游戏化教学方式，专门为此阶段的孩子开设了相应课程，如创意编程启蒙、趣味游戏编程Scratch、情景故事编程Scratch等，将学习和游戏融为一体的启蒙课程。

在完成每项游戏任务的同时，让孩子对编程的趣味性有初步的了解，进一步引导其对科技奥秘的深层度探索。

自我探索和定向阶段

4—9年级

这个阶段关注的是学生在日常生活中表现出的解决问题能力及创造力的发展，要保持学生的科学兴趣并养成积极的科学认识论，使得学生能够更宽泛和深入地自我探索，并能够对科学学习和领域探索形成较为稳定的初步定向，培育高阶思维能力，夯实科学领域的坚实根基。

科技创新的教学过程是发现问题、分析问题、解决问题的过程。它以学生为主体，以问题为导向，以研究项目为载体，注重学习过程与成果的科学性、可行性和创新性。

对此阶段的孩子的培养，童程童美在实际教学中采用PBL和CBL相结合的方式。

· PBL项目式学习 

在此阶段，童程童美在课程的设计上，采用基于项目制的学习方式，即“基于问题的学习”（PBL，Project-Based Learning），培养孩子掌握知识和技能，并能进行灵活应用，解决生活中的实际问题。

PBL是最适于开展科技创新教育的一种教学方式。

这种项目化学习中，教师指导学生通过创造某种产品或解决一个真实问题对真实世界主题进行探究。

“问题”作为线索贯穿整个过程，将每个学习阶段有机连接起来，从而形成一个完整且有意义的学习过程。

· CBL挑战式学习 

在PBL项目式学习的基础上，阶段性开展挑战式学习，即老师引导学生定项目，通过参加具有挑战性的国内外科创挑战活动促进学习。

PBL和CBL两种教学方式相互促进相互补充，能让学生学会从问题本身出发，用计算机思维去分析问题，用创造性思维去提出解决方案，最后用设计思维去创造解决问题的产品或工具。

专业分化和才华展现阶段

10 年级—大学

侧重专业或职业素养的人所展现出的创造力的培养，鼓励和支持学生在科学某一领域或多个领域开展较为深入的探究，养成创新意识、科研精神与创造性问题解决能力等。

在此阶段，童程童美为专业化能力突出的学员们提供软件著作权的申请服务，并且组织优秀学员尝试做商业化的专业项目，让他们实现从兴趣特长到职业专长的转变。

未来，人工智能也无法取代具有创新能力的人。创造性思维越来越成为教育者重视的一项能力。

什么是创造力呢？

清华大学钱颖一教授给出了这样的创造力培养公式：创造力=知识×心智模式（好奇心和想象力）。

可见，知识基础和心智模式是形成创造力的关键，而往往我们更容易忽略的是后者。

科技创新的教学应从学生的兴趣和需要出发，以学生的经验为基础，由不同形式的一系列活动组成的课程，而不是简单的知识点堆叠带来的固化思维。

因为科学教育的目的之一，就是要让人们科学地认识这个世界，而不是反过来，照着书本去解读这个世界。