大家上午好，我也做一个特别说明，我是北京市宣武情操年科技馆的张俊菊老师，我是北京市宣武科技管一名普通的老师，今天因为我们馆长主持另外一个非常重要的活动，所以今天我作为一个一线的教师然后给大家交流一下，呈现一个一线教师真实的工作状态。

我今天演讲的题目是“科技创新教育从观察一片叶子开始”，我也希望能够给大家带来一些新鲜感。做任何一个事情之前，我想都有一个非常重要的目标，作为教育，教育的目标是什么？从总的来说，世界各国的基础教育的目标，从根本上是一致的，都是为了使受教育者在教育者设计的各种各样教育教学的活动中，然后来获得以下的知识和技能，就是学会这些技能。

青少年科技教育的目标是什么？在我们工作的过程里面，真正体验到的其实青少年科技教育活动主要体现在这五大方面。第一个，科学知识的掌握。第二个，学会科学的方法。第三个，端正科学的态度。第四个，树立科学精神。第五个，创造科学的成果。我认为前四个是最主要的目标和目的，因为创造科学的成果在这个过程里面可以说是得到的一个副产品，长大以后可能会有更大成果的呈现。

我是专职教师，主要的任务进行青少年科技馆博物空间的活动策略和实施，也接一些全国科技教师的培训工作。今天我给大家带来分享的是青少年科技创新项目的一些分享。我日常的工作就是利用节假日带着中小学生到户外，或者是到各个科技馆，像中国科技馆、自然博物馆、中国地质博物馆以及中国科学院以及国家重点实验室等等，包括我们自己的科技馆，搞一些科学探索活动。带着他们就是从一只小虫子，一片叶子，一块小石子开始青少年科技创新活动的，让他们在小石子，小虫子里去体味科学的味道，体验科学家的情趣，体验科学家的生活与工作，然后学会用科学的方法去解释自然界中许许多多的现象以及社会现象，这是我的一个日常的工作。

下面我跟各位分享一下其中的一个案例。大家可以看到，我们带着孩子看到一样东西先问他这是什么，我们一开始看不清楚，我再呈现一个，这是什么？再给一个图片，但是又看到一个东西，这就是一片叶子，一片谁的叶子呢？滴水观音的叶子。滴水观音对我们来说是非常熟悉的一种观赏性植物，但是对学生来说他观察到这种现象还有疑问，他就会问老师为什么会滴水呢，它旁边的绿萝为什么不滴水呢，别的植物有滴水现象吗。在这种情况下，老师在带领他们，然后制定研究方案，带着他们去实施这个方案，主要是查阅资料，看看别人研究什么，比如说关于滴水观音的论述、论著、论文等等，了解滴水观音滴水的原因，或者其它植物滴水的原因，设计一些实际的观察试验，提出多种假设，在这种情况下我们就把得到的数据带着孩子们进行整理，最后得到结果。资料表里发现热带雨林的很多植物都有出水现象，它们具有相似的排水性，供水量与滴水量有关系，我们用肉眼观察，带着孩子们一步一步从宏观到微观的观察，让他学习用肉眼观察，接着仪器设备观察。用肉眼观察发现的滴水观音的叶缘有户型的叶脉，但是其他的没有，这符合孩子们的好奇心。我们怎么证明它和叶缘和叶脉有关系，我们就用简刀把叶接的地方剪了两个口，发现叶简的地方不再滴水，从两边滴出来，说明叶源的弧形叶脉和水的运动是有关系的。另外我们又提出假设，它是不是跟叶间也有排水器，是不是没有气孔，提出这些假设以后，我们进一步的设计了实验，让孩子去真正的发现观察到原来它也有排水器，它也有气孔，这说明不是因为它没有气孔才从这个地方滴出水来，是因为它有这个排水器，它有生活在热带地区，这样的情况下需要把多余的水分通过叶尖排出来，通过气孔蒸发的速度没有干旱地区干，这样就要从叶尖地方滴水出来。这是我们整个的分析过程，我再详述，我只是体现一个过程。最后得度结论，并且指导学生撰写出论文。这个论文探索滴水观音滴水的奥秘，参加全国青少年科技创新的大赛活动中获得了一等奖。

再有一个案例是关于一只小虫子的。通过叶子的研究学生学会了观察，学会了使用文献，还学会了设计试验以及显微镜观察，还学会了撰写论文，也学会了科学记录的方法，包括生物的绘图等等，在这个研究的过程中学生的知识丰富了，技能也增长了，我们也真正体验到了用科学的方法去解释自然界中滴水观音滴水的现象。

下面的案例是一个很神奇的案例，大家也可以看一下。这个案例是一个蜘蛛男孩和两个蜘蛛女孩，我们的博物空间是系列的研究，就像一个小小的科学院研究的方式。我今天重点介绍李汉歌，李汉歌从小学三年级就开始研究蜘蛛，大约用了十年的时间。这样持续的研究是很少见的，在全国范围里他应该是一个非常独到的孩子。另外博物空间还有陆续的袁意舒、赵晓初都是延续性的在他的领域里研究，并且获得比较好的成绩和成果，光他自己撰写了近10篇论文，获得了十多个大奖。他进入了北京市第二中学，第二中学给他建了一个中国第一个中学生的工作室，给他配备了比较先进的实验的仪器，供他继续引领学校的科技爱好者，然后进行研究。

李汉歌这几年里所撰写的论文，在老师的指导下撰写这么多的论文，并且一年一年都能获得非常好的奖项。第一个就是我们研究的第一种蜘蛛，紧接着就是研究横纹金蛛。这个孩子是怎么能够进行研究的？在我们整个博物空间里面，在老师的指导下，首先我们是在饲养这个蜘蛛的过程，他们家养着上百只蜘蛛，有盒装的，有阳台窗户上天花板上蜘蛛，阳台是开放性的。一开始家长特别的害怕，在我们养的过程中了解了蜘蛛的生活习性之后就不再害怕了。因为它居有定所，平时生活在网上，所以妈妈也加入了我们的队伍，帮着她进行观察，做一些数据的补充，这是非常有意思的。在这个里有一个要求是我们博物空间的要求，只要你观察就要端着照相机，结果有一次他做作业做累了，又去观察，拿着照相机，为了一个皇榧虫，它一放结果横纹金蛛一下子跑出去就把网上的东西拽下来给大裹上，夜十点给我打电话，我觉得特别激动，我说你把它好好的记录下来，我说拍照了吗，他说拍了。接下来我们就继续研究神奇的现象，我们就提了好多的问题，这个现象意味着什么呢，它是偶然的，还是常态的行为，如果是常态的行为，这个支持带就有了了一个特别的功能，就是哺食。后来我们查阅资料，结果我们发现在美国权威性的文章，就是有关支持带研究的科学家，然后他研究了支持带的两种作用，一种是支持的作用，也就是说支持带会让它的网更加坚固。横纹金蛛的扶持带在网上是X形的，就把8只足藏在支持带里，它就有了隐蔽的作用。而我们的实验证明，支持带还有哺食作用，就这一个小小的发现，我们论证做了更多的观察试验，从蜘蛛的有效时期开始观察，我们想这个支持带是在什么时间利用，也就是幼蛛使用支持带，在我们持续观察的过程中发现幼蛛使用支持带几乎是100%，到成年蛛的时候就基本上不再使用支持带了，很少，一直到它更加大的时候，几乎网上也看不见支持带，也就不再用支持带进行哺食，直接用口齿撕咬。这是我们的一个小小的自然界的发现。

通过我们的实验还发现横纹金蛛在产卵期的时候能够产卵一些网丝，网丝一段时间旧不见了，网丝就被新的幼蛛吃掉了，这样我们就发现了丝的另一个作用。我们通过各种的数据的证据、分析，最后得出的这个结论，同时直到他撰写出两篇关于横纹金蛛的论文，并且荣获了全国青少年科技创新大赛一等奖，国际INTEL与工程大赛四等奖，因为70%是展示，只有30%的获奖，他作为一名初中生一种特别的身份去参加的比赛。因为英特尔大赛基本上都是高中的学生，只有他作为一个初三的学生参加的这个大赛。今年我们又有一个学生叫张析文，他也入围国际英特儿科学与工程应用大赛最后的评选的过程，也融合了今年的全国青少年创新大赛的一等奖。

通过这样的研究他学会了查阅英文的文献，学会了撰写英文的摘要，以及敢于挑战权威，学会了观察动物的行为，学位了记科学日志以及撰写论文的过程，并且仍然是用科学的方法解释了自然界中的现象。大家看一下博物空间的学生做积累的材料都是这样一个，就是说从研究方案开始，还有查新报告都要做，同时在研究过程中做科学日志，还有过程图片，过程图片非常的全，表格以及实验所用的过程以及绘图等等，这些原始数据的记录以及分析的表格。这个还是一个非常严谨的研究过程。研究报告也是一样，它就是一个比较完整的研究报告的形式，这是赵晓初，赵晓初研究的叫卷带跳蛛，这是在奥林匹克森林公园我们找到的这样的蜘蛛，这样的蜘蛛我们经历了很神奇的一些过程，最后我们通过中国科学院的专家帮着我们给它做鉴定，鉴定完了以后我们又进行了DNA测序，并且数据还是新的，在国际DNA数据库里也是新的，我们把我们的数据填补到数据库里。像研究严谨的论文，我们所有的孩子都必须像这样做。这是一个初中生研究的论文也需要近万字的论文撰写，是很不容易的。这是我们利用社会资源，我们找到中国科学院发现蜘蛛在玻璃上它也能够自由的行走，于是我们把它的足部的细纹结构都扫描出来，这挺不容易的。另外我们的图片就是用高倍摄影的技术，然后1分钟可以拍1000张照片的那种，把它整个的运动的过程拍摄下来，发现它的跳跃过程中特别的行为动作，就是它在空中的前滚翻的动作。我们还到武汉一个从新加坡回来的专门研究跳蛛的科学家让他给我们做了一个指导，对跳蛛做的一个更深刻的坚定。整个的研究是科学的，我们整个孩子的研究过程也讲究是科学性，它不是随便的写一写的，所以这也是一个用科学的方法来解释自然界中现象的过程。

我还有很多的这样的案例，像朱雷同学正在新西兰奥塔哥上大学，还有王亦他他发现中国鸟类新纪录钳嘴鹳，这虽然是小孩子，但是在生物里也做出小贡献，包括张天问，在我们博物空间出来的孩子大多职业的选择，或者专业选择跟这个都有关系，这也是我值得自豪的一个方面。这个孩子就是发现了钳嘴鹳，这个孩子上的是传媒大学，是主持人，也是一个非常优秀的孩子。

通过上述的这些案例，大家也能看出来，我也概括了一下青少年科技创新教育的目的和意义。在刚才的科学精神、科学方法那些方面的基础上又做了一个具体目标的总结，就是提高他获取知识、挑战知识、创造知识的能力，还有养成应用科学方法解决实际问题的习惯，学会思辨，学会理性思考，学会鉴别真伪，在生活中也是能够以防上当受骗，这都是属于它的生活技能。另外，激发孩子们在研究的过程中为社会做贡献的这样一个健康的情感以及社会的责任感。

同时，根据上述的这些例子，我也总结出了四本原则，这是我最大的体会，也是自己工作的总结吧。第一，本色。就是带着孩子们严格的像科学家一样的去研究一个小东西，而不是糊弄，这是严谨求事，每一个数字，每一个小数点都要求他们是真实的，给他们说差一个小数点咱们的宇宙飞船就上不了天，孩子们特别认真，养成严谨的习惯。第二，本土。我们就在北京的附近，就在我们自己的身边去发现问题，虽小，但是它内藏的科学的味道，科学的含义在里面。第三，本位。毕竟是学生，把科研当作是一个学习的方式，不是他的主流，而是一个学习，一个特别的学习方法和方式，在这个探索创新的过程中获得知识，获得能力。第四，本地。我做高大难的这种，就从一个基础的东西研究起，在他能力可及的范围，在可发展的区域里跳一跳可以够得着的地方我们去发展，去鼓励，去帮助它完成一个项目的研究。

我用蓝字标的这些，我们都做哪些活动，除了上述我跟大家交流的科学探究类活动，博物空间还做基础的设计，包括小机器人人，有非编程机器人，还有编程机器人。非编程机器人就重视对它外观的设计就可以了，遥控机器人就用有线无线的手动控制，让它完成各种的任务。而编程机器人相对来说高一点，就是到了智能科技人。高远就是做人形机器人的研究，因为跟生物也有非常大的关系，所以说在找人形机器人重心方面我是他的辅导教师。

另外，我们也可以做科幻以及相关的科学活动。他们的目的都不一样，一个就是有序思维，像我刚才举的案例都是逻辑性思维很强的，是推理过程比较多，就是纵向有序的思维。而技术设计包括机器人这方面，刚才咱们大家提到在这个领域应用最广的就是STEAM在设计里运用比较多，就是横向的无序思维、发散性思维，这里头也最容易产生这种创新思维的发展，包括科幻，想象的能力，中小学生的想象能力很强，让他们在科学的基础上去想象，然后创造出科幻。

我们面向大众也有活动，比如说章鱼计划，比如说成功计划，这些我就不再详述了。这两个有同样的效果，都是科技馆的教师，然后进到各个中小学校，以自己的特长指导各个中小学的科技教育活动。我们校外的科技教师有二三百人，专业有几十个，所以到各个学校然后进行指导，发挥每一个青少年科技教育老师的这种作用。

经过上述的研究，我觉得老师和学生是互相受益的，我把荣誉也呈现出来“显摆”一下，学生的荣誉跟教师的荣誉给我最大的一个感觉和体会就是：老师培养了学生的同时，学生也成就了老师。学生参加国际英特尔大赛以及这些大赛里，像这些都是我的学生，获得一等奖的，下边都是点点，包括我这边我个人的荣誉和收获也是一样。昨天我刚又收到一个电话，又进入了北京优秀教师的评选，让我填表。也就是说这就是工作的成就感，我觉得带学生带出来的那种快乐这是我快速呈现下我的孩子都在干什么，有小学生，有中学生，利用社会资源到自然博物馆、中国科技馆、地质博物馆进行参观、考察获取展示出来的知识。另外我自己创办了一个趣味科普越野挑战活动，让学生利用定项的手段去辩论职务，进行趣味科普游戏，特别受欢迎，我们一次可以达到上千人，就是在西城区。这是夏令营，包括昆虫的观察以及观鸟请专家帮助我们，然后去进行观鸟以及天文的观测。因为是博物空间，晚上进行天文观测。我们把课堂搬到公园里，在现场拿着显微镜观察池塘里的浮游生物、浮游植物、浮游动物，这个我们也拿了一等奖。这是李汉歌参加国际的一些比赛，一些国际人士对我们的项目特别感兴趣，包括夏令营到野外进行观察，整个的过程中还带他们到国外进行考察，像美国、韩国、南非、新西南、芬兰等等，这几年带着学生就是考察、学习、开展眼界，看别的孩子都在做什么，还有蜘蛛的观察。

总而言之，最后我想抛出两个问题，我们也面临着一些问题，当小升初或者中考过后有一部分孩子就退了，他就离开了这种科技馆。有一个问题就是关于基于可持续发展的贯通式科技人才培养策略研究，还有基于城宫计划城区青少年科技创新团队培养机制研究，现在我正在带着老师做这两个课题的研究，我想在场的各位也在这几个方面可以给我们提一点指导性的一些建议，这样的话我有可以将小学的学生可以在科技馆的指导之下输送到中学，中学也有一个团队到了高中，高中再有一个团队可以到大学，不至于是阶段性的。孩子从小就喜欢，别到了初中因为学习放弃了这个科研的学习，长大之后能够真正成为科技方面的引领人才。

最后的结束语我也跟大家分享一下，我觉得我所做的事情就是从大处着眼，小处着手。小事坚持做，只要坚持，终有一天你会爱上科学，并有所成就，造福人类。我设计活动吸引青少年参与科学的动作。最后我想跟学生说今天研究的可能是一只小虫，明天就能成为一条巨龙。

我的演讲完了，谢谢大家！

   (本文根据会议现场速记整理而成）