一、創(chuàng)新能力：高中科技實(shí)踐的核心目標(biāo)與內(nèi)涵界定演講人創(chuàng)新能力：高中科技實(shí)踐的核心目標(biāo)與內(nèi)涵界定01系統(tǒng)支持：創(chuàng)新能力提升的保障機(jī)制與教師角色02科技實(shí)踐：創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效載體與實(shí)施路徑03結(jié)語(yǔ)：以科技實(shí)踐之光照亮2025創(chuàng)新之路04目錄2025高中科技實(shí)踐之創(chuàng)新能力提升課件作為一名深耕中學(xué)科技教育十余年的一線教師，我始終相信：科技創(chuàng)新不是“天才的游戲”，而是每個(gè)學(xué)生都能通過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練獲得的核心能力。2025年，當(dāng)“科技自立自強(qiáng)”被提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度時(shí)，高中階段作為創(chuàng)新思維塑造的關(guān)鍵期，如何通過(guò)科技實(shí)踐活動(dòng)有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，已成為教育工作者必須破解的命題。今天，我將結(jié)合多年帶隊(duì)經(jīng)驗(yàn)與區(qū)域教研成果，從“是什么—為什么—怎么做”的邏輯鏈條出發(fā)，與各位同仁共同探討這一課題。01創(chuàng)新能力：高中科技實(shí)踐的核心目標(biāo)與內(nèi)涵界定創(chuàng)新能力：高中科技實(shí)踐的核心目標(biāo)與內(nèi)涵界定要提升創(chuàng)新能力，首先需要明確“創(chuàng)新能力”在高中階段的具體指向。根據(jù)《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中“實(shí)踐創(chuàng)新”維度的要求，結(jié)合科技實(shí)踐活動(dòng)的特殊性，我將其核心要素歸納為以下四個(gè)層面：1.1問(wèn)題發(fā)現(xiàn)力：從“被動(dòng)接受”到“主動(dòng)追問(wèn)”的思維躍遷高中階段學(xué)生最常出現(xiàn)的困境，是面對(duì)生活現(xiàn)象時(shí)“視而不見(jiàn)”。我曾帶過(guò)一個(gè)項(xiàng)目組，最初選題是“校園垃圾分類優(yōu)化”，但學(xué)生僅停留在“統(tǒng)計(jì)垃圾桶滿溢時(shí)間”的表層觀察。直到我引導(dǎo)他們追問(wèn)：“為什么可回收物桶總比其他桶空？是否與標(biāo)識(shí)清晰度有關(guān)？”學(xué)生才意識(shí)到，真正的問(wèn)題不是“垃圾如何分類”，而是“分類規(guī)則與用戶認(rèn)知的錯(cuò)位”。這讓我深刻體會(huì)到：?jiǎn)栴}發(fā)現(xiàn)力的培養(yǎng)，本質(zhì)是打破“標(biāo)準(zhǔn)答案依賴”，鼓勵(lì)學(xué)生用“為什么”“如果…會(huì)怎樣”的句式重構(gòu)觀察視角。2跨學(xué)科整合力：打破“知識(shí)孤島”的實(shí)踐橋梁科技實(shí)踐的魅力，在于它天然具有跨學(xué)科屬性。2023年我指導(dǎo)的“基于物聯(lián)網(wǎng)的校園微氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”項(xiàng)目，學(xué)生需要同時(shí)運(yùn)用物理傳感器原理、編程知識(shí)、地理氣候分析模型，甚至美術(shù)設(shè)計(jì)完成終端界面。過(guò)程中，有學(xué)生因“溫度傳感器數(shù)據(jù)跳變”困惑時(shí)，生物組的同學(xué)提醒“可能與植物蒸騰作用有關(guān)”，化學(xué)組的同學(xué)提出“是否受空氣濕度影響”——這種知識(shí)碰撞不僅解決了技術(shù)問(wèn)題，更讓學(xué)生真正理解“學(xué)科是人為劃分的，問(wèn)題是自然存在的”。3實(shí)踐迭代力：從“完美主義”到“快速驗(yàn)證”的思維轉(zhuǎn)變我常和學(xué)生說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)室里的‘失敗’，是現(xiàn)實(shí)世界的‘預(yù)演’?！比ツ暌粋€(gè)“智能澆花裝置”項(xiàng)目，學(xué)生最初設(shè)計(jì)了復(fù)雜的土壤濕度梯度算法，但測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)因花盆材質(zhì)不同導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。他們沒(méi)有陷入“重新設(shè)計(jì)算法”的牛角尖，而是轉(zhuǎn)而用“重量感應(yīng)+簡(jiǎn)易濕度閾值”方案快速驗(yàn)證，最終在區(qū)級(jí)比賽中獲得“最佳實(shí)踐獎(jiǎng)”。這印證了：創(chuàng)新不是追求“絕對(duì)正確”，而是通過(guò)“假設(shè)—驗(yàn)證—修正”的循環(huán)逼近最優(yōu)解。4創(chuàng)新責(zé)任感：科技實(shí)踐的價(jià)值錨點(diǎn)2022年，我?guī)W(xué)生參與“鄉(xiāng)村水質(zhì)監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目，當(dāng)他們?cè)谔锕∵吙吹嚼先擞脺啙岬暮铀床藭r(shí)，有個(gè)學(xué)生紅著眼說(shuō)：“我們的傳感器必須更精準(zhǔn)。”這種由真實(shí)需求觸發(fā)的責(zé)任感，比任何說(shuō)教都更有力量。創(chuàng)新能力的終極目標(biāo)，是讓學(xué)生明白：科技不是冰冷的工具，而是解決真實(shí)問(wèn)題、改善人類生活的溫暖力量。02科技實(shí)踐：創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效載體與實(shí)施路徑科技實(shí)踐：創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效載體與實(shí)施路徑明確了“培養(yǎng)什么”，接下來(lái)要解決“如何培養(yǎng)”。高中科技實(shí)踐活動(dòng)類型多樣，需根據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)分層設(shè)計(jì)，構(gòu)建“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—項(xiàng)目探究—競(jìng)賽突破”的階梯式培養(yǎng)體系。1基礎(chǔ)層：學(xué)科延伸實(shí)驗(yàn)——?jiǎng)?chuàng)新思維的“啟蒙土壤”課堂實(shí)驗(yàn)是科技實(shí)踐的起點(diǎn)，但需從“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”向“改進(jìn)性實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)型。以物理“伏安法測(cè)電阻”為例，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是按教材步驟操作，我們嘗試讓學(xué)生思考：“如果電表內(nèi)阻不可忽略，如何設(shè)計(jì)更精確的測(cè)量電路？”“能否用手機(jī)攝像頭替代電流表？”去年，有學(xué)生受“手機(jī)慢動(dòng)作拍攝”啟發(fā)，設(shè)計(jì)了“通過(guò)拍攝電阻發(fā)熱導(dǎo)致的空氣擾動(dòng)來(lái)間接測(cè)量電流”的創(chuàng)新方案，雖未完全成功，但這種“不按套路出牌”的思維訓(xùn)練，正是創(chuàng)新的萌芽。2進(jìn)階層：跨學(xué)科項(xiàng)目——?jiǎng)?chuàng)新能力的“綜合熔爐”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的最佳載體。在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，需把握三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：（1）問(wèn)題真實(shí)性：項(xiàng)目需源于學(xué)生生活或社會(huì)熱點(diǎn)。如“校園快遞末端配送優(yōu)化”項(xiàng)目，因?qū)W生每天取快遞排隊(duì)而產(chǎn)生，天然具有參與動(dòng)力；（2）任務(wù)開(kāi)放性：不設(shè)定唯一解決方案。我曾要求“設(shè)計(jì)一款幫助視障同學(xué)的導(dǎo)盲裝置”，學(xué)生有的用超聲波測(cè)距，有的嘗試振動(dòng)反饋，有的結(jié)合語(yǔ)音導(dǎo)航，最終形成6種不同方案；（3）資源支持性：學(xué)校需提供“工具包”，包括開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、聯(lián)系企業(yè)工程師指導(dǎo)、推薦相關(guān)論文。2024年“智能溫室”項(xiàng)目中，我們聯(lián)系本地農(nóng)科院專家，學(xué)生通過(guò)視頻會(huì)議解決了“光照周期控制”的專業(yè)問(wèn)題。3突破層：競(jìng)賽與展示——?jiǎng)?chuàng)新成果的“檢驗(yàn)舞臺(tái)”競(jìng)賽不是目的，而是檢驗(yàn)與提升創(chuàng)新能力的手段。需重點(diǎn)關(guān)注兩類競(jìng)賽：（1）學(xué)術(shù)型競(jìng)賽：如青少年科技創(chuàng)新大賽、明天小小科學(xué)家獎(jiǎng)勵(lì)活動(dòng)，側(cè)重考察問(wèn)題深度與研究規(guī)范性。我指導(dǎo)的“城市道路窨井防墜裝置”項(xiàng)目，因連續(xù)3個(gè)月在暴雨天蹲點(diǎn)記錄窨井情況，獲得評(píng)委“數(shù)據(jù)扎實(shí)、貼近民生”的評(píng)價(jià)；（2）實(shí)踐型競(jìng)賽：如DI創(chuàng)新思維、VEX機(jī)器人，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與快速應(yīng)變。2023年VEX比賽中，學(xué)生的機(jī)器人在決賽前一天摔壞，團(tuán)隊(duì)用午休時(shí)間拆解備用零件重組，這種“危機(jī)處理能力”比獲獎(jiǎng)本身更有價(jià)值。此外，校內(nèi)科技節(jié)、社區(qū)展示會(huì)等非競(jìng)賽性展示平臺(tái)同樣重要。去年我們組織“科技改變生活”社區(qū)展，學(xué)生的“老年人防跌倒坐墊”“智能藥盒”被居民當(dāng)場(chǎng)詢問(wèn)購(gòu)買方式，這種“被需要”的反饋，是學(xué)生持續(xù)創(chuàng)新的最強(qiáng)動(dòng)力。03系統(tǒng)支持：創(chuàng)新能力提升的保障機(jī)制與教師角色系統(tǒng)支持：創(chuàng)新能力提升的保障機(jī)制與教師角色創(chuàng)新能力培養(yǎng)不是“單槍匹馬”的活動(dòng)，需要學(xué)校、家庭、社會(huì)構(gòu)建協(xié)同支持系統(tǒng)。作為教師，更需完成從“知識(shí)傳授者”到“創(chuàng)新引路人”的角色轉(zhuǎn)型。1學(xué)校層面：構(gòu)建“全生態(tài)”創(chuàng)新支持體系（1）硬件支撐：除常規(guī)實(shí)驗(yàn)室外，需建設(shè)“創(chuàng)新工坊”，配備3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、Arduino開(kāi)發(fā)板等工具。我校2022年建成的“創(chuàng)客空間”，已支持學(xué)生完成27個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目；（2）課程融合：將科技實(shí)踐納入校本課程體系，開(kāi)設(shè)“創(chuàng)新思維訓(xùn)練”“科技倫理”等選修模塊。我們的“問(wèn)題發(fā)現(xiàn)工作坊”通過(guò)“觀察日記”“痛點(diǎn)清單”等工具，幫助90%的參與者提升了問(wèn)題敏感度；（3）評(píng)價(jià)改革：建立“過(guò)程性+成果性”多元評(píng)價(jià)體系。除項(xiàng)目報(bào)告、實(shí)物作品外，重點(diǎn)記錄“思維碰撞記錄”“失敗反思日志”。我曾將學(xué)生的“12次方案迭代記錄”作為評(píng)價(jià)材料，最終該生雖未獲獎(jiǎng)，卻因“堅(jiān)持與改進(jìn)”獲得“創(chuàng)新精神獎(jiǎng)”。1232教師層面：從“指導(dǎo)者”到“協(xié)作者”的身份轉(zhuǎn)變我常提醒自己：“不要急著給答案，要學(xué)會(huì)問(wèn)問(wèn)題?！碑?dāng)學(xué)生卡在“如何降低傳感器成本”時(shí)，我不會(huì)直接說(shuō)“用XX型號(hào)芯片”，而是問(wèn)：“你預(yù)算多少？現(xiàn)有材料中有哪些可以替代？”這種“蘇格拉底式追問(wèn)”，比直接指導(dǎo)更能激發(fā)學(xué)生的自主思考。同時(shí)，教師需保持“終身學(xué)習(xí)者”的姿態(tài)——我去年為指導(dǎo)AI相關(guān)項(xiàng)目，專門參加了高校的“中學(xué)教師人工智能培訓(xùn)”，這種“和學(xué)生一起成長(zhǎng)”的狀態(tài)，能傳遞給學(xué)生“創(chuàng)新永無(wú)止境”的信念。3家庭與社會(huì)層面：打破“創(chuàng)新封閉圈”的關(guān)鍵力量家長(zhǎng)常存在認(rèn)知誤區(qū)，認(rèn)為“科技實(shí)踐影響學(xué)業(yè)”。我們通過(guò)“家長(zhǎng)開(kāi)放日”展示學(xué)生項(xiàng)目，邀請(qǐng)參與“家庭科技小實(shí)驗(yàn)”（如用檸檬做電池），逐漸轉(zhuǎn)變觀念。社會(huì)資源方面，與本地科技企業(yè)、科研院所建立“實(shí)踐基地”，讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)線，感受科技應(yīng)用的真實(shí)場(chǎng)景。2024年，我們與某環(huán)?？萍脊竞献鞯摹拔鬯畠艋Ｐ汀表?xiàng)目，學(xué)生實(shí)地參觀污水處理廠后，主動(dòng)將“降低能耗”加入設(shè)計(jì)目標(biāo)，這種“從書(shū)本到現(xiàn)實(shí)”的聯(lián)結(jié)，是課堂無(wú)法替代的。04結(jié)語(yǔ)：以科技實(shí)踐之光照亮2025創(chuàng)新之路結(jié)語(yǔ)：以科技實(shí)踐之光照亮2025創(chuàng)新之路回顧十余年的科技教育實(shí)踐，我最深的感悟是：創(chuàng)新能力不是“教”出來(lái)的，而是在“做”中生長(zhǎng)出來(lái)的。2025年的高中學(xué)生，即將成為“十四五”末期的建設(shè)者，他們需要的不僅是知識(shí)，更是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的敏銳、解決問(wèn)題的智慧、持續(xù)創(chuàng)新的勇氣。作為教育工作者，我們要做的，是為學(xué)生搭建“敢想敢試”的平臺(tái)，提供“跌倒重來(lái)”的包容，傳遞