摘要：科學(xué)教育是青少年科學(xué)素養(yǎng)形成的基礎(chǔ)。科學(xué)教育在造就青少年科學(xué)素養(yǎng)形成基礎(chǔ)的同時(shí)，還要擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)未來科技創(chuàng)新人才的使命，并且要進(jìn)一步探索培養(yǎng)未來科技創(chuàng)新人才的新模式。為了更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，筆者提出了以微項(xiàng)目為載體的學(xué)生課外科學(xué)教育的新模式。文章類比一般的項(xiàng)目概念，回答了什么是微項(xiàng)目，以及如何在科學(xué)教育的課外活動(dòng)中開展實(shí)施微項(xiàng)目這一科學(xué)教育模式。

關(guān)鍵詞：微項(xiàng)目;科學(xué)教育;創(chuàng)新

一、引言

科學(xué)教育是青少年科學(xué)素養(yǎng)形成的基礎(chǔ)。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息化和全球化的時(shí)代大背景下，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，已經(jīng)成為我們?cè)谖磥砀偁幹汹A得主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵，也是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。所以科學(xué)教育在造就青少年科學(xué)素養(yǎng)形成基礎(chǔ)的同時(shí)，還要擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)未來科技創(chuàng)新人才的使命，并且要進(jìn)一步探索培養(yǎng)未來科技創(chuàng)新人才的新模式。

自微博、微信、微電影、微店、微商等誕生以來，這個(gè)時(shí)代似乎進(jìn)入了“微時(shí)代”。微課作為順應(yīng)時(shí)代潮流的產(chǎn)物在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生，也成為了教學(xué)的主要手段。北京、上海、浙江、福建等地的一些學(xué)校和校外機(jī)構(gòu)的科學(xué)教師和科技輔導(dǎo)員，通過嘗試?yán)眯Ｍ饪萍蓟顒?dòng)資源形態(tài)的碎片化、微型化、主題化，逐漸開發(fā)出以微視頻為主要載體的微課，讓中小學(xué)青少年體驗(yàn)到新的學(xué)習(xí)科學(xué)的模式。

為了更好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，筆者提出了以“微項(xiàng)目”為載體的學(xué)生課外科學(xué)教育的新模式。

二、什么是微項(xiàng)目

在回答什么是微項(xiàng)目之前，首先要知道什么是項(xiàng)目。項(xiàng)目是為創(chuàng)造獨(dú)特的產(chǎn)品、服務(wù)或成果而進(jìn)行的一項(xiàng)工作，比如廠家為了開發(fā)一項(xiàng)新產(chǎn)品，或者某單位或機(jī)構(gòu)策劃組織晚會(huì)、自駕游、大型國際會(huì)議等大型活動(dòng)等，都可以稱為一個(gè)項(xiàng)目。項(xiàng)目是指一系列獨(dú)特的、復(fù)雜的并相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)，這些活動(dòng)有一個(gè)明確的目標(biāo)或目的，必須在特定的時(shí)間、預(yù)算、資源限定內(nèi)，依據(jù)規(guī)范完成。

微項(xiàng)目是我們?cè)趯?duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育、開展課外活動(dòng)時(shí)，讓學(xué)生模仿公司或單位做項(xiàng)目的流程而設(shè)計(jì)的一種課外科學(xué)教育模式。微項(xiàng)目要突出一個(gè)“微”字，主要是指學(xué)生在有限的時(shí)間和有限的資源環(huán)境中所做的項(xiàng)目。它雖然不像公司或單位做項(xiàng)目時(shí)有那么復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)，但是這些活動(dòng)同樣有一個(gè)明確的目的，也需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、資源條件的限定內(nèi)按計(jì)劃完成。微項(xiàng)目的主要目的是進(jìn)行科學(xué)教育，讓學(xué)生在完成微項(xiàng)目的過程中，體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、微項(xiàng)目的分類

在具體的課外科學(xué)教育活動(dòng)中，微項(xiàng)目的表現(xiàn)形式主要有以下幾類。

1.小實(shí)驗(yàn)類

中學(xué)生已經(jīng)具備相應(yīng)的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)有一定的了解，為了擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等能力，可以把一些學(xué)生力所能及的實(shí)驗(yàn)作為微項(xiàng)目讓學(xué)生在課外活動(dòng)中完成。

比如“探究暖水瓶的保溫效果與瓶中水量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在幾個(gè)保溫效果大致相同的暖水瓶中分別盛入不同的水量，每隔相同的時(shí)間用溫度計(jì)測量各暖水瓶中水溫的變化，從而獲得瓶中水量與暖水瓶的保溫效果的關(guān)系。

再比如“紅外線穿透紙張能力”實(shí)驗(yàn)。家用電視機(jī)的遙控器是紅外遙控的，我們?cè)谶b控器前不同距離處放置相同厚度的紙張，或者在遙控器前的相同距離處放置不同厚度的紙張，測試對(duì)遙控器的遙控效果有什么影響，以及是如何影響的。學(xué)生通過控制變量，設(shè)計(jì)用什么測量遙控效果等，再進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作。

在實(shí)驗(yàn)的具體操作過程中，同組成員如何分工，如何做好變量控制，如何設(shè)計(jì)表格，如何進(jìn)行結(jié)果分析及實(shí)驗(yàn)過程的合理性分析等，都需要學(xué)生親力親為。學(xué)生通過完成這些工作，不僅訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)探究能力，提高了學(xué)科核心素養(yǎng)，與此同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)具體細(xì)節(jié)中同組成員之間的討論交流，以及從不同的視角提出問題并且解決問題等方面，都能提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

2.小制作類

使用取材方便的材料動(dòng)手制作簡易作品，可以讓學(xué)生養(yǎng)成動(dòng)手的好習(xí)慣，并且提高學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力。中學(xué)生可以用專題的方式進(jìn)行小制作，也可以就解決某單獨(dú)的問題進(jìn)行小制作。

比如使用廢棄易拉罐制作日常生活用品。微項(xiàng)目小組以生活中極易得到的廢棄易拉罐，設(shè)計(jì)如何變廢為寶，使其得到二次利用。學(xué)生進(jìn)行小制作的過程，不是簡單的模仿和重復(fù)的勞動(dòng)，而是在小制作的過程中，對(duì)制作的物品進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)和創(chuàng)新。有些時(shí)候還要提出新的問題和思路，又能醞釀成一個(gè)新的微項(xiàng)目。在使用廢棄易拉罐制作日常生活用品的過程中，有個(gè)學(xué)生根據(jù)在網(wǎng)上讀到的一篇關(guān)于如何用易拉罐制作路由器無線信號(hào)放大工具的文章提出了質(zhì)疑，于是組建團(tuán)隊(duì)，把這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)實(shí)驗(yàn)類微項(xiàng)目，進(jìn)行新的探究活動(dòng)。

3.文獻(xiàn)學(xué)習(xí)類

學(xué)生如果對(duì)科學(xué)教育中涉及的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者某個(gè)問題產(chǎn)生疑問，可以就這個(gè)問題或知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，也可以將其作為一個(gè)微項(xiàng)目開展活動(dòng)。

比如在學(xué)習(xí)了渦流知識(shí)后，學(xué)生知道了電磁爐是使用渦流產(chǎn)生的熱效應(yīng)加熱食物的，但對(duì)于電磁爐的工作原理，以及電磁爐的鍋具為什么只能使用鐵質(zhì)的等問題還不是很了解，想進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，便可制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，查詢資料和文獻(xiàn)等，把它作為一個(gè)微項(xiàng)目，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，并把學(xué)習(xí)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)以報(bào)告的形式體現(xiàn)出來。在進(jìn)行這個(gè)微項(xiàng)目的過程中，學(xué)生不僅了解了電磁爐的工作原理，而且還進(jìn)一步學(xué)習(xí)了關(guān)于磁導(dǎo)率、趨膚效應(yīng)等知識(shí)。

文獻(xiàn)學(xué)習(xí)類微項(xiàng)目雖然說只是知識(shí)的學(xué)習(xí)，但在具體過程中通過一系列關(guān)聯(lián)活動(dòng)，學(xué)生不僅僅學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)，更重要的是提高了解決問題的能力。在學(xué)習(xí)過程中，不斷地變換角度思考問題，從不同渠道獲得知識(shí)，以及在不同的文獻(xiàn)中進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)同樣可以起到不可或缺的作用。

4.調(diào)查研究類

調(diào)查研究是指首先通過一定的途徑，選擇運(yùn)用切合實(shí)際的方式方法，有計(jì)劃、有目的地了解事物真實(shí)情況，然后對(duì)調(diào)查材料進(jìn)行思維加工，從而獲得對(duì)客觀事物本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)。學(xué)生可以就自己關(guān)心的問題以微項(xiàng)目的形式制訂計(jì)劃，展開調(diào)查，獲取數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出自己的見解和建議。由于受課余時(shí)間的限制，學(xué)生可以選擇一些較小的課題進(jìn)行研究。

有段時(shí)間，新聞報(bào)道某大型快餐連鎖店的食品添加劑的使用對(duì)人體健康存在安全隱患，有學(xué)生就以“食品中含食品添加劑的調(diào)查”作為微項(xiàng)目開展了研究。研究的主要目的是通過了解食品添加劑的相關(guān)信息，掌握有關(guān)食品添加劑的知識(shí)，提高人們關(guān)注有關(guān)食品添加劑問題的意識(shí)。研究過程中，前期工作以調(diào)查方式為主，包括走訪、搜尋各種食品、記錄食品，后期的工作是對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納總結(jié)，對(duì)目前狀況進(jìn)行反思，同時(shí)展望前景，提出合理化建議，完成結(jié)題報(bào)告。

當(dāng)然，囿于學(xué)生知識(shí)面和客觀因素的限制，我們不需要學(xué)生能夠研究出多么重大的成果或者提出什么有意義的建議，而是主要關(guān)注這一過程。在這樣的過程中，學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦，設(shè)計(jì)實(shí)施方案，參與實(shí)地考察或調(diào)查，親身體驗(yàn)整個(gè)實(shí)踐過程中的艱辛與樂趣，感受研究性學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，樹立科學(xué)精神，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)科學(xué)興趣，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

四、微項(xiàng)目的實(shí)施流程

課外科學(xué)教育活動(dòng)微項(xiàng)目在實(shí)施過程中大致經(jīng)歷以下幾個(gè)流程。

1.動(dòng)員準(zhǔn)備階段

科技輔導(dǎo)員通過教學(xué)或?qū)ｎ}講座形式介紹微項(xiàng)目的含義，讓學(xué)生具體了解什么是微項(xiàng)目，如何進(jìn)行微項(xiàng)目選題和制訂計(jì)劃方案，用什么形式體現(xiàn)項(xiàng)目的成果等。動(dòng)員學(xué)生積極地參與到微項(xiàng)目科技創(chuàng)新活動(dòng)中，消除學(xué)生的畏難疑慮，提振學(xué)生的自信心。

2.微項(xiàng)目的立項(xiàng)

學(xué)生依據(jù)個(gè)人興趣，或者幾個(gè)同學(xué)成立微項(xiàng)目研究小組，初步確立所研究項(xiàng)目的課題，然后通過在網(wǎng)絡(luò)上搜索相關(guān)資料，查找相關(guān)書籍和刊物，了解相關(guān)研究內(nèi)容的基本情況。

科技輔導(dǎo)員在學(xué)生提出項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，幫學(xué)生把關(guān)審查微項(xiàng)目的科學(xué)性和可操作性，然后反饋給學(xué)生，并且和學(xué)生一起清晰界定微項(xiàng)目的研究范圍和方法，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)和制訂具體行動(dòng)的計(jì)劃方案。

3.學(xué)生進(jìn)行微項(xiàng)目的活動(dòng)階段

學(xué)生依據(jù)制訂的計(jì)劃方案，在課外時(shí)間按時(shí)完成微項(xiàng)目的各項(xiàng)工作。學(xué)生在實(shí)施微項(xiàng)目的過程中，可能會(huì)遇到這樣或那樣的問題，要不斷地修改完善或者調(diào)整方案，必要時(shí)科技輔導(dǎo)員要提供幫助，使項(xiàng)目得以順利推進(jìn)下去。

4.微項(xiàng)目成果展示

學(xué)生在經(jīng)歷各自的微項(xiàng)目活動(dòng)后，各個(gè)項(xiàng)目小組都取得了相應(yīng)的成果。不同的成果采取不同的展示方式，制作的實(shí)物可以用展廳布展的方式，調(diào)查研究或者學(xué)習(xí)類的可以用學(xué)生報(bào)告會(huì)的方式，或者以撰寫科技文章的形式進(jìn)行展示。

把學(xué)生做項(xiàng)目的成果進(jìn)行展示，一方面是對(duì)學(xué)生工作的認(rèn)可，讓學(xué)生體驗(yàn)到工作帶來的成就感;另一方面是對(duì)其他同學(xué)起到示范效應(yīng)，使更多學(xué)生有意愿參與到科技創(chuàng)新活動(dòng)中來。

五、結(jié)語

微項(xiàng)目是學(xué)生進(jìn)行課外科學(xué)教育活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和科技創(chuàng)新能力的有效手段之一。通過微項(xiàng)目這種活動(dòng)方式，使學(xué)生積累知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神。在學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目過程中，不僅經(jīng)歷了過程，而且提高了學(xué)生的自信心，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力掃除了心理障礙。

學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)造良好環(huán)境，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供廣闊的活動(dòng)空間，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源?？茖W(xué)教師或者科技輔導(dǎo)員在指導(dǎo)微項(xiàng)目的實(shí)施過程中，要為學(xué)生提供可資借鑒的建議和意見，同時(shí)還要指導(dǎo)學(xué)生敢于突破陳規(guī)，敢于標(biāo)新立異，尊重學(xué)生自主發(fā)展的自由和權(quán)利，以有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

作者簡介

程元生，安徽省鳳陽中學(xué)，中學(xué)高級(jí)教師，電子信箱：13955061994@139.com。

點(diǎn)評(píng)

盡管科學(xué)教育承載著培養(yǎng)未來創(chuàng)新人才的任務(wù)，但由于資源配置的不平衡，不同地域的科技輔導(dǎo)員在課外教育內(nèi)容和模式的選擇上會(huì)各有側(cè)重。本文作者正是結(jié)合學(xué)校所在地域的資源，探索以課外小實(shí)驗(yàn)、小制作、文獻(xiàn)學(xué)習(xí)和調(diào)查研究設(shè)計(jì)等微項(xiàng)目的實(shí)施，助力學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。其所總結(jié)的微項(xiàng)目的實(shí)施流程，諸如動(dòng)員準(zhǔn)備階段、立項(xiàng)階段、實(shí)施階段、成果展示階段，以及列舉的相關(guān)微項(xiàng)目實(shí)際案例，對(duì)廣大科技輔導(dǎo)員具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

如果作者能夠?qū)ι鲜鎏剿魈峁├碚撝危⑼ㄟ^更為規(guī)范的案例和教育測量方法，給出微項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)升華學(xué)生創(chuàng)新精神和培養(yǎng)它們創(chuàng)新能力的切實(shí)效果，則本文的科學(xué)性和教育性還有望得以充實(shí)。

——翟立原（中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會(huì)理論工作委員會(huì)副主任委員，第26屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動(dòng)評(píng)審委員會(huì)主任委員）

臨近的千新星看上去會(huì)是什么樣子？

如果2顆大密度中子星在距離地球較近的地方相撞，其形成的千新星將會(huì)與亮度被壓成一個(gè)小圓點(diǎn)的月光一起日夜閃爍。

“在夜晚，它將成為迄今為止懸于高空的最亮物體。”來自美國佛羅里達(dá)大學(xué)的物理學(xué)家Imre Bartos說道。Bartos曾于5月7日在Xiv.org上發(fā)表的研究報(bào)告中對(duì)如此亮度的爆發(fā)會(huì)是個(gè)什么樣子作出描述。

2017年，在科學(xué)家們從1顆中子星碰撞中發(fā)現(xiàn)引力波之后，如此亮度的爆發(fā)，以及產(chǎn)生的充滿活力的粒子在現(xiàn)實(shí)中首次被發(fā)現(xiàn)。那次中子星碰撞發(fā)生于距地球1.3億光年遠(yuǎn)的地方，只有通過望遠(yuǎn)鏡才能觀測到，這一發(fā)現(xiàn)證明千新星向宇宙中噴灑出類似金、銀、鉑及鈾等重元素。

盡管這并不意味著鄰近的千新星在不久的將來就會(huì)爆發(fā)，但距離當(dāng)前地球1000光年遠(yuǎn)的地方曾經(jīng)發(fā)生過（雖然那是在太陽系形成的8000萬年前）。Bartos和來自于哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)家Szablcs Marka在5月1日的《自然》雜志上就此作了報(bào)告。那次爆發(fā)為太陽系播種了元素，它們組成了今天的那些行星。

“我們想讓這次爆發(fā)更具可視性，想要了解這個(gè)距離意味著什么?！盉artos說道。因此他與同樣來自于佛羅里達(dá)大學(xué)的Nihar Gupte模仿出當(dāng)距地球只有1000光年遠(yuǎn)時(shí)，由2017年千新星爆發(fā)所釋放出的光譜。它將起始于黛青色，但是在幾天或者1個(gè)星期內(nèi)隨著千新星的殘骸覆蓋住深藍(lán)光的波長，它將變?yōu)榧t色。大約1個(gè)星期后，千新星將會(huì)消失得無影無蹤。

天體物理學(xué)家預(yù)測，靠近地球的千新星有可能每1億年爆發(fā)1次。因此我們不大可能見到，但是在地球長達(dá)45億年的歷史中，這是一定存在的現(xiàn)象。它將對(duì)那個(gè)時(shí)代生活在行星上的任何生物帶來慘痛的后果。如果千新星來一次伽馬射線爆發(fā)，就像2017年所做的那樣，高能光粒子的洪流將會(huì)間接清除掉地球上的任何生物。