刘煜民
【摘 要】建构基于“虚拟科技公司”的高中创新教育模式，须在包括教育教学目标、学习组织形式、学习内容、学习流程、驱动机制、评价主体与评价方式等多方面进行创新。这种教育模式有助于创新学生学习的动力机制，为学生提供提升学科实验能力的新途径，提高学科学习效率与质量，改变课堂教学面貌，为小组合作学习方式的创新提供新视角，为家校联动和校企联动提供新平台。
【关键词】创新教育 “虚拟科技公司” 驱动机制 学科融合
【中图分类号】G63 【文献标识码】A 【文章编号】1002-3275（2023）08-22-04
随着通用技术课程教学体系的不断完善，学生科技创新活动成为重要的课程实践内容，对于全面提高学生的创新素质、培养创新人才和推进教育的整体创新具有重要作用。［1］以项目式学习为载体、以STEAM教育理念为引领的科技创新教育是近几年教育研究的热点，科技创新教育被视为培养创新人才的重要途径。然而，科技创新教育却在部分高中学校成了一种形式和点缀，效果并不乐观，其中的原因较为复杂。笔者认为科技创新教育在高中学校实施困难，主要是科技创新教育自身操作层面的问题，部分学校科技创新教育的实施策略不能适应当前的高中教育环境。
家长、学生、学校、教师和社会对高考升学有着很高的期待，学生学业进步在学校办学效果的评价体系中是一个重要指标。在培养创新型人才的视域下，应找到教育的有效融合方式，培养学生的基本创新素养，将学识型人才转变为应用与创造型人才。
一、高中科技创新教育面临的问题
（一）活动难以持续
高中科技创新教育普遍存在活动难以持续的问题，学生学习压力较大，家长、学生、教师普遍担心科技创新活动会影响学生的学习，因此学生只是在课堂上参加此类活动，难以自主持续开展科技创新活动。
（二）思维难以迁移
学生难以将在科技创新活动中学到的创新思维和创新方法迁移到学科学习中，科技创新与学科学习的壁垒没有打通，投入与产出不相匹配，这是科技创新教育最明显的问题，也是高中科技创新教育实施过程中的最大障碍。
（三）探究过于肤浅
“操控遥控器”“简单的图形化编程”“机器使用式3D打印”等低龄化的科技创新活动在高中学校非常普遍，导致学生的学习收获较少，这样的科技创新活动被许多学生当成紧张学科学习后的放松和调节。这就导致学生的创新兴趣、创新意识、创新思维与方法、创新意志和实践能力等基本创新素养的培养目标难以达成。
（四）参与规模较小
由于高中科技创新教育存在活动难以持续、思维难以迁移和探究过于肤浅等问题，再加上现行科技创新教育中，部分学生学习组织缺乏凝聚力，学科关联度和驱动力较弱，因此无论教师如何强调与启发，参与科技创新活动的学生往往只有极少数。
要使科技创新教育取得实质性成效，并能持续健康发展，必须突破上述四个瓶颈问题。
二、解决高中科技创新教育问题的基本手段
（一）驱动力优化
科技创新活动往往强调兴趣引领，注重过程评价，然而在现有的人才选拔和学业评价背景下，兴趣引领和过程评价不足以持续推动高中学生深度参与科技创新活动。
对此，本文提出了“成果驱动、学科驱动、兴趣选题、绩效评价”十六字驱动机制。学生科技创新活动具有明确的成果指向性，要求人人有成果，对活动效果的评价以成果为导向，以探究思维方法的形成为参考，成果的归属以绩效评价为依据，注重从学科中选题。
（二）学科深度融合
要充分发挥学科驱动作用，科技创新活动必须与学科深度融合，开展跨学科融合探究，才能提高科技创新活动的可持续性，扩大学生的参与面。科技创新活动中学科深度融合有助于为高考考试科目的知识学习和习题解答增添科技创新色彩，改变学生的学习习惯和思维习惯，优化学习方式。科技创新活动要让学生有切身体验，让学生能在活动中应用、验证已掌握的学科知识。
（三）学习组织与活动流程创新
学生科技创新活动一般采用自由组合的小组合作探究形式，这种方式有可能存在分工不够明确、责任不易落实、活动缺乏持续动力的问题。为了解决小组合作探究存在的结构性问题，可将合作小组组建为学生“虚拟科技公司”，探究过程改为公司研发流程，给学生的科技创新活动提供有效的活动平台和强大的探究动力。
（四）“四创”教育引领
高中科技创新教育应以高起点、大视角作为要求，以创新、创学、创教和创业“四创”教育为重心，教师创造性地教，教会学生创新、创学和创业。其中尤为关键的是要以创造性学习为行动指南，引领学生开展科技创新活动。要让科技创新活动成为学生学科创造性学习能力发展的脚手架和提升学生学科学习效果的重要手段，从而使学生主动、积极、深入地参与科技创新活动。
三、基于学生“虚拟科技公司”的创新教育模式
基于以上问题和解决问题的基本手段，本文建构了基于学生“虚拟科技公司”的创新教育模式，初步显现了高中学校大规模、高质量培养创造性人才的可行性。该模式可概括为一条主线、两大组织、三类问题、四种成果。
第一，一条主线。以学生创新能力的发展为主线，建立学生“虚拟科技公司”，合理选择探究项目，开展相关教育教学活动。
第二，两大组织。①组织结构。每个班成立班级创新委员会和包含6～10个学生的“虚拟科技公司”。其中班级创新委员会统一管理班级“公司”；学生“虚拟科技公司”设立经理室，下设市场调研部、战略发展部、创新工程部、文本模型部、人力资源部和财务管理部等六个职能部门。②工作流程。学生“虚拟科技公司”的工作流程包括四个阶段：提出与明确问题阶段（A-B）、开发项目和设计方案阶段（C-D）、形成文本模型阶段（E）、专利申请与成果交流阶段（F-J）。具体流程如图1所示。
第三，三类问题。学生“虚拟科技公司”的创新活动以项目创新为主，具体课题应该尽量贴近学生的学习和生活，契合学生兴趣，同时也应有适当数量的前瞻性课题。除了“公司”的主要活动——项目设计，还应适当开展研究性学习课题探究，掌握科学研究方法，以便学生更好地完成项目创新任务和培养创造性学习能力。目前，每个“公司”至少要完成以下三类课题：一是学科领域的实验类课题。学校科技创新教育与考试学科相关联，才具有生命力和可持续性，这体现了十六字驱动机制中的“学科驱动”。每个“公司”和每个学生必须完成一项实验和教具创新，并尽量申请发明或实用新型专利。二是生活中的课题。对家庭生活用品、社会生活用品和学习用品进行改进创新。其中部分课题要求具有一定的前瞻性或颠覆性，前瞻性课题主要涉及与生活有关的智能、自动、物联网的课题，难度较小，一般不涉及具体的程序设计，但也要满足专利性要求；颠覆性课题主要用于思维训练，并不要求达到专利标准。三是探究性课题。可以是学科内的知识探究和习题探究，也可以是开放性社会调查和文献检索，目的在于帮助学生掌握研究方法，拓宽学科视野，培养创新能力。
第四，四种成果。成果包括科技竞赛、专利申请、校内科技交流成果，以及个人的学科创造性学习成果。其中，部分成果可以论文的形式发表于班刊或校刊上。
四、基于学生“虚拟科技公司”的高中创新教育模式中的关键问题
（一）关于知识产权的教育价值
由于高等学校自主招生中少数不合理获取学生专利的现象，以及一些媒体的负面宣传，许多人对学生专利等知识产权产生了曲解，导致部分教师刻意回避学生知识产权开发与保护的教育教学问题。这是不恰当的做法，只有用好知识产权这一工具，才可以让创新教育更扎实有效。
例如在开展语文创造性学习时，可以利用版权的相关法律规定，引导学生进行小说、诗歌、散文、剧本的借鉴与创新；在进行创新与创业教育时，可以在相关活动中引进商标权的相关法律规范，使学生的探究活动更加符合社会实际，也更能激发学生的探究积极性。笔者在教学中对学生提出较高的专利技能目标要求，包括技术查新、专利文本的解读与撰写、专利侵权的判定和专利挖掘等。这些专利素养的培养对于学生未来发展弥足珍贵，使学生终身受益。
需要注意的是，在创新教育活动中，教师要让学生明白坚决拒绝“违法的创新”，市场意识、知识产权和技术道德意识应该根植于学生心中。
（二）关于活动内容的创新
探究项目要与高考学科高度关联，不过分追求科技创新项目的“高大上”。实验创新和教具设计让学生重新审视教材与习题价值，在此过程中形成的创造性学习能力让学生更容易发现问题，更有办法解决问题，并对学习内容产生个性看法。学习内容的创新有助于消除学生、教师、学校和家长对学生科技创新活动的顾虑，使科技创新活动充满活力。
（三）关于评价主体和评价方式的创新
在创新教育活动中教师基本上不参与评价，评价的主体主要是学生，评价的方式主要是绩效评价，其评价结果直接关系到知识产权的归属，因此评价的激励作用更大，且更客观公正。
（四）关于探究的深度
教学中要求学生勇于创新、拒绝平庸、追求卓越，要深度学习、深度探究、深度设计。“虚拟科技公司”的项目设计要以专利相关要求为指南，符合国家专利“新颖性、创造性、实用性”标准，这样才能保证学生真正创新、深度创新。
（五）关于成果归属问题
在基于学生“虚拟科技公司”的高中创新教育中，最核心和最关键的问题是成果归属。为了避免产生法律纠纷，处理方法是依据学生参与程度和实际绩效确定成果归属。对于申请专利的项目，经理室依据人力资源部绩效记录，明确各学生的实际贡献，确定申请人和发明人，财务管理部协调与收缴专利相关费用。
（六）实施要点
1．要指导学生开展创造性学习
教师在指导学生进行项目创新的过程中，要以项目创新为依托，指导学生开展基于高考学科的创造性学习，提供一套高效学习方法和思维方法，进而提高学生科技创新活动的参与度、活动效果和可持续性。
2．要与通用技术课程的校本化和项目化相结合
基于学生“虚拟科技公司”的高中创新教育模式既是一种科技创新教育学习模式，也是作为通用技术课程教学体系的重要组成部分和STEAM教育项目推进的方式。因此，它要求通用技术课程校本化和项目化，体现通用技术课程培养创新人才的价值。
3．要充分拓展学习时空
由于高中学生的学习任务重，因此教师要为学生拓展学习时空，充分利用社团课、节假日、劳动日、社会实践日、科技节等，引导学生开展项目与课题探究活动。学生“虚拟科技公司”的创建，能使学生创新活动日常化，促进学生自主学习，让学生自觉地参与科技创新活动，实现深度学习。
4．以赛促学和以赛促教
科技创新竞赛对于提高学生开展项目创新活动的积极性，实现成果驱动，培养学生创新精神和实践能力有着重要的作用。因此，教师要激励学生参加各级各类科技创新竞赛，不断打磨优化作品，以赛促学，以赛促教。
同时，科技竞赛能让学生学习他人的思考方式，学习他人的长处，从而使自己的项目得以完善。比赛现场能让学生欣赏丰富的优秀作品，感受催人奋发的氛围，享受展示的成就感，也让学生学会合作与分享，通过展示提高表达能力和信心。
5．注重培养科技创新典型
学生“虚拟科技公司”要有骨干成员，否则活动难以继续。对此，教师要注重培养活动积极分子，注重发现、塑造典型，以点带面，促进项目设计活动的持续发展。此外，还可以定期举办发明创意赛，开展研究成果交流活动，评选“小小发明家”“创新学习之星”等，以榜样引领激励其他学生积极参与创新活动，激发他们的创新潜力。
五、基于学生“虚拟科技公司”的高中创新教育模式的意义
（一）创新学生学习的动力机制
学习动机是指引发与维持学生的学习行为，并使之指向一定学业目标的一种动力倾向，它包含学习需要和学习期待两个成分。
学生的学习要有强烈的成果意识和成功体验，这一点对于高中科技创新活动尤为关键。本文提出的“成果驱动、学科驱动、兴趣选题、绩效评价”十六字驱动机制，补充、发展了现有科技创新活动的驱动理论。从学习动机的角度看，这个十六字驱动机制高度契合学生、家长和教师的心理需求，学生基于科技创新活动，开展关于考试学科的创造性学习，有助于提高学生的探究兴趣。
（二）提供促进学生学科实验能力提升的新途径
实验是一些学科的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径。创新教育要求每个学生至少完成一项实验创新和一项教具设计，对接学科教学，同时又高于学科实验要求，指向学生创新能力的培养。学校帮助学生将实验新设计申请国家专利，鼓励学生参与各级各类创新竞赛，这有助于促进学生实验创新设计与操作能力的进一步提升，突破了学科实验教学瓶颈，为学科实验教学改革提供了一个新视角、新途径。
（三）提高学科学习效率与质量
学生“虚拟科技公司”的探究活动与学科探究活动高度关联，学生的联想、质疑、变通、建模、独创、反思等创造性学习能力得以发展，有助于改变学生的学科学习方式，提高学科学习效率与质量，从而得到家长、学科教师和学校领导的理解与支持，进一步发挥高中科技创新教育的作用。
（四）改变课堂教学面貌
课堂上，以“公司”为小组开展学习和讨论，使发明创造社团课、通用技术课和综合实践活动课的课堂教学面貌焕然一新，呈现“百花齐放，百家争鸣”的局面，学生的个性得到充分展现与发展，学生的创新思维得到充分锻炼。
（五）为小组合作学习方式的创新提供新视角
小组合作学习一直是教育研究的热点问题，一些教师反映学生小组合作学习的实际效果并不理想。本文构建的创新教育模式的理念与思路能为小组合作学习的创新与突破提供新视角。
（六）为家校联动和校企联动提供新平台
学生的创新活动会产生大量专利成果，这为家校联动和校企联动提供了新的平台，将学生成果推向市场的过程中会产生积极的社会影响。
本文将科技公司的运作模式创造性地融入高中创新教育中，科技创新与学科融合有助于学生发展，使学校科技创新教育面貌焕然一新，有助于提高学生的创新意识和创新能力。
【参考文献】
［1］徐新虎．如何在通用技术教学中培养学生创新能力［J］．中学教学参考，2016（27）：99.
