沈承芬

摘要：科技创新素质教育不应止于科学知识的普及和动手实践能力的提升，更应关注到科学方法、科学精神、科学思想的普及以及创新思维水平的提升。文章以航天科技的一个真实案例为载体，探讨了全面提升青少年科学素养的可能性，更通过问题梳理、探究学习、分组讨论等多元课堂形式使学生具备研究问题的科学流程与方法，抓住问题的核心，掌握科学决策的方法和工具，提升学生的科学素养水平。

关键词：科学普及;科学素养;航天科技创新素质教育;科学方法;科学普及實践方法

现阶段，科技创新素质教育在我国的中小学校园的开展呈蓬勃发展的态势，涌现出了一大批非常优秀的科技创新教育体系，为我国科普事业的发展和科技创新环境的形成奠定了坚实的基础，为科技创新人才的成长提供了肥沃的土壤。

这些科技创新素质教育体系多以创客教育为基础，对青少年的科学知识、动手实践能力的提升作用十分明显，但从科学素养提升的角度来看，对科学方法、科学精神、科学思想的普及又往往效果不够明显。通常情况下，我们的科普工作者，会将这部分的任务放给科普讲座去完成。笔者在多年的学校科技创新素质的理论与实践研究中，积累了一些有益的经验，也引发了一些思考，笔者认为找到合适的载体和素材，利用合适的方法和课堂组织形式，是有可能将科学知识、科学方法、科学精神融会在一起进行教学，从而系统地提升青少年的综合科学素养的。

笔者曾多次指出，航天事业素材丰富，涉猎极广，既覆盖多元的知识体系，又强调依靠科学方法开展科学实践，完成科学任务，亦包含非常厚重的历史文化底蕴和广博的精神思想文化内涵，是提升青少年科学素养最有效最有力最适宜的载体之一。下面，我们就以《航天与航空，历史背景下的生死抉择》课程为例来具体地谈一谈，从科学知识、科学方法、科学精神、科学思想的多元融合角度来管窥一下航天科技创新素质教育的深刻内涵，从实践的角度来思考科学普及工作的更多可能的实践方法。

一、课程名称

航天与航空，历史背景下的生死抉择

二、课程目标：

（一）科学知识目标：航天与航空的区别与联系，主要包括航天与航空各自的疆域划分、基础原理、、推进原理、研究范围、相关技术、技术难易比较及其发展的现状等;

（二）科学方法目标：初步建立分析问题的流程意识，了解科学决策的过程，认识和使用5W2H分析问题模型和SWOT决策模型;

（三）科学精神及科学思想目标：了解每一个重大决策的背后都是一系列的科学知识的支撑做出的结论，科学决策的方法贯穿于国家和个人生活的方方面面;

（四）价值观目标：了解航天事业发展对国际和平稳定发展的战略性意义，了解航空事业发展滞后的原因，客观认识科技发展的规律性问题，激发热爱、投身航空航天事业的使命感。

三、课程简介

本课程将带领学生回到建国初期的历史背景下，以国家领导人的视角来对优先发展航空，还是优先发展航天这一决定中华民族生死存亡命运的问题进行深入探讨，用科学、理性的方法，从宏观与微观、政治与和平、眼前与长远、经验与发展、科学与技术、人才与环境等诸多方面进行探讨，从而做出真正有利于当时中国的选择。最后，孩子们又以上帝的视角去评判当时的选择，在历史反转的过程中，去思考如果当时做了相反的选择，今日的中国又将是怎样的中国。

四、课时数

4课时

五、课程适用层次

五～八年级

六、课程主要内容及实施流程

（一）问题的提出：建国初期的中国，工业基础薄弱，人才奇缺，百废待兴，当时的党和国家领导人面临这样一个选择：是优先发展航空还是优先发展航天事业，请问，如果是你，你要怎样做出选择？

面对这样的问题，孩子们通常都会急于直接给出答案，这是一个基于主观的，同时也是非理性的过程，课程的这一阶段我们会让孩子们分享他们的看法，以及他们得出结论的依据，在后期的课程推进过程中他们可以对照进行背景调查资料、航天航空各方面的对比、国际国内形势等去重新进行判断，再与自己最初的判断做出对比，以及思考做出决策的过程忽略了哪些流程和步骤，又忽略了哪些信息，从而构建科学的解决问题的流程和方法。

（二）问题的分析及解构

1.问题梳理：通过前期的讨论，我们可知学生们的关注点都在结论。我们需要带领学生们进一步的深化和梳理问题，即我们到底讨论的是什么问题，为了讨论这些问题我们需要了解哪些信息，具备哪些知识，运用哪些工具。随着课程的推进，教师可以和学生共同梳理出三个问题，①航空与航天，傻傻分不清楚？也即航天与航空两领域的深入探究。②为什么非要二选一，两手抓，两手都要硬，不行吗？也即资源约束与宏观策略之间的关系。③到底要怎么做决策？也即科学决策的流程与方法。

2.背景调查：首先教师通过给定阅读材料的方式让学生了解到当时的时代背景、国家的人才基础和工业基础以及我国当时所面临的宏观国际局势。让学生们了解到为什么不能两手同时抓，即解决我们提出的第二个问题，资源约束与宏观策略之间的关系问题。

3.问题研究：接着，我们要跟学生们讨论航天与航空领域的区别与联系，这部分内容是本课程科学知识的集中体现之处，涉及内容很多，学生可能有一部分的涉猎，但不够系统，没有梳理。所以我们主要通过探究性学习、小组讨论、课堂分享、梳理总结的方式来实施。在教师的支架作用下，我们探讨的知识点包括：空天疆域的划分、航天与航空产品的梳理、以火箭飞机为例的空天比较（包括飞行环境、起降方式、动力装置、工作时限、飞行速度等）、航空与航天的基本原理的区别、推进原理的根本性的区别、对二战和现代的导弹和轰炸机运载核弹的能力进行比较（包括速度、射程、为例、精准度、可拦截性等）、以及导弹和飞机研制难度的比较（包括技术、人才、资金等），再通过这些知识点的汇总得出战略性与战术性的对比，作为决策的依据。

（三）做出判断：引入SWOT决策工具模型，对以上知识点进行分类汇总和评价，学生们自主做出决策，并与真实的历史决策进行比较。

（四）历史反转：教师通过提出历史反转的假设带领学生认识到科学决策的重要意义，珍惜祖国今日和平发展的来之不易。如果当时做了优先发展航空事业的决策，设想，今天的航空与航天事业的发展水平会是怎样？而气候的中国的政治、军事、经济的发展水平和国际地位又当如何？今日的我们又将是怎样的我们？

（五）外延观察：通过了解中国今日航空事业发展的情况，了解到我们的航空工业水平一定程度的落后，是历史原因造成的，导致今天我们仍然在航空领域受到国际的很多钳制，从而激发学生投入航空事业的豪情和使命感。

在这样的教学实践案例中，学生通过自主探究的方式学到了航天与航空两大领域的深层次科学知识，对知识体系进行了梳理和内化，并且利用自主探究所学到的科学知识，辅以科学的决策流程、方法和工具，做出了科学的决策。学生们了解了科技发展和国家政策的相关性和局限性，学生认识到科学技术的力量与作用，以及科学技术是怎样影响我们的国家以及我们个人的，激发学生热爱科学、投身科研的使命感。学生还可以从恢宏的历史背景中认识到我国老一辈无产阶级革命家的深谋远虑，树立科学决策的意识，提振民族自豪感和自信心。

以上，笔者希望通过这样一个航天科技素材的深度挖潜，通过合宜的课程设计将科学知识、科学方法、科学精神、科学思想融合起来，探索出科学普及的一种新的实践思路和方法。这样的航天科技素材还有很多，还需要进行更加系统的体系规划，遵循学生的认知规律，利用体系的完整性、互补性、进阶性的特点，完成对于青少年科学素养逐步提升的重要任务，发挥航天科技创新素质教育在科学普及工作中的引领作用。

中国航天科技国际交流中心 100048