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摘要：随着德国提出并实施“工业4.0”，世界各国掀起新一轮科技工业革命。《中国制造2025》提出智能制造是新一轮科技工业革命的主攻方向。加快发展智能制造技术，是搭建新型制造体系、实现制造强国的重要战略举措。智能制造不仅是一个系统工程，更是一个生态系统，需要集合产品的创新、技术的创新、模式的创新和人才的创新。具有创新精神的人才培养是新时代人才强国战略的基础，社会发展的第一动力就是创新，创新已经成为一种时代精神。因此，学生创新精神和创新素养的培养成为国家创新体系的一个重要组成部分。

关键词： 创新素养、智能制造、实践活动

一、国内外相关研究动态

从新世纪开始，一些发达国家和国际性组织就开始探索人才培养核心素养指标体系的组成，认为学生创新素养是教育中最关键、最必需的潜在能力，把创新素养作为人才培养核心素养指标体系的核心。2005 年，一项欧盟的权威报告中提出人类终身学习的八大关键素养，其中界定的素养之一便是“创新精神”，由此可见该组织对创新素养的重视；日本一个进行“教育课程编制基础研究”的项目组提出“21 世纪型能力”模型，该模型明确了创新素养的内涵，创造力被认为是这些思维能力非常重要的组成部分；美国21 世纪技能联盟也曾提出，人才培养的核心素养包括学习和创新技能；斯坦福大学强调既要重视理论学科的学习，更要注重人文学科的学习；牛津大学通过实行“学院制”、“导师制”等方式培养学生的创新思维能力；这些都是为了提升学生的创新素养。

国内对于创新素养的研究相对较晚。从中国知网数据库中以“创新素养”为主题进行查询，仅搜索到6378篇相关论述。其中，核心素养1971篇，创新素养719篇，创新能力243篇，信息素养215篇，占比接近50%。大多数文献是围绕创新精神、思维、品格、涵养以及知识结构等进行阐述，但是对于如何在实践中提升学生的创新素养涉及较少，或实施路径模糊。有学者调查了现阶段学生创新素养培养的情况，了解到学生创新素养的培养实施现在还存在许多的问题。2017年，师保国曾提出创新素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的创新品格和创新能力，是学生核心素养的"核心"成分之一。在学校教育当中，STEAM教育是一条提升学生创新素养重要而有效的途径。学生创新素养的培养可以从以下几个方面来实现：一是开展实践、促进专长发展，二是从跨学科、跨领域的角度，三是从解决现实问题的角度。甘秋玲（2020）提出，人类文明的进步和社会发展的根本动力是创新，专家一致认为创新是二十一世纪人才发展的关键特征。所以，中小学生创新素养的培养刻不容缓。具有创新素养的个体，才能够从大量无序的信息中提取有效的资源，产生新颖且有价值的观点，形成高质量的方案、产品等成果。创新素养包括创新人格、创新思维和创新实践三个要素。创新人格侧重于情意因素；创新思维侧重于内在的思维过程和方法；创新实践侧重于外显的行为投入，它是创新素养落地的重要抓手。笔者希望通过一些课题研究，对学生创新素养的培养模式及培养路径进行实践研究。

根据国内外研究状况的分析，在社会发展，人才培养的大背景下，各个国家都根据各自不同的国情，制定了自己的核心素养内涵和框架。虽然内涵和框架的具体内容有所不同，但都体现出对人才培养创新素养的一致重视，可以说，全球各个国家和地区都不约而同地认为是创新素养是培养人才所必须的素养。

2021年12月29日山东省教育厅发布《关于加强新时代学生创新素养培育体系建设的意见》（鲁教办字〔2021〕2号），《意见》指出，新时代学生创新素养培育全面涵盖科技、理论、管理、实践等各种类型的创新，真正把创新作为一个整体来看待；《意见》所指向的对象是全体学生，目标是提升全体学生的创新素养；《意见》认为创新素养是新时代每个公民都应当具备的关键能力和品格，是面向人人的普惠性教育。创新素养是21世纪人才必备的核心素养之一。面对新一轮科技工业革命的挑战，培养中小学生的创新素养刻不容缓。

课题组成员通过对淄博市张店区、高新区部分中小学的调研发现，各中小学对智能制造背景下的创新素养培育普遍有了较高认识，有些学校开设了科技兴趣班、实践课等，将与智能制造相融合的创新素养培育体现到了学生的日常培养中，中小学生也普遍对创新素养有了概念性的了解。但对于如何利用智能制造的科技优势开发创新素养资源思路并不清楚，对于通过创新素养培育有效促进中小学生创新思维能力发展效果还不明显，线上线下相结合的教育教学模式还没有建立，有效的在线资源共享、优势互补平台还未形成。

二、研究内容

在中小学、高校、政府的共同参与下，积极探索智能制造背景下，高校和中小学联合培养青少年科技创新素养实践教育模式。开发内容涵盖3D打印技术、机器人应用及研发教育和数字媒体技术的智能制造网络教育课程，建立中小学科技创新师资培训网络交流中心，实现实践平台的资源共享，以学定做，促进中小学生创新能力、逻辑思维和团队协作精神的培养。

为了更好地促进学生的创新素养，在实践教学实施过程中应该从以下三方面来培养学生的创新素养。

①从跨学科、跨领域的角度培养学生的创新素养

在创新素养培育的实践活动中，将3D打印技术、机器人应用及研发教育和数字媒体技术等多个学科进行交叉融合。通过编写校本教材、调整课程安排、应用现代信息技术等手段和途径开展教育教学活动，持续推进学生的创新素养发展。

②从开展实践、促进专长发展的角度培养学生的创新素养

要培养学生的创新素养，开展创新素养实践培育活动，需要不懈的坚持、不断的练习、长期的训练，以达到发展学生专长的目的。训练学生将学习到的知识、技能应用到解决复杂问题中去，并能够对解决问题的多种路径进行设计和评估。鼓励学生从兴趣出发，从自己喜欢的事情开始做起，逐步扩展到其他相关领城。在这个过程中，通过各种途径，比如查阅相关书籍、聆听专家讲座等，逐步了解智能制造领域的基础知识体系，深入学习相关课程，慢慢培养自己的专长。

③从真实情境中的问题解决角度培养学生的创新素养

在真实情境中解决提升学生创新素养的问题，开展基于项目和基于问题的学习。现实生活中碰到的问题复杂程度远超过书本上的题目，每一个现实问题都是综合性的，都需要跨学科知识才能解决的。

三、研究的重点难点

重点：中小学学生创新素养培育需要具备三个条件，一是完整的配套课程体系，二是专业的师资力量，三是硬件配套保障。所以要提高中小学创新素养教育质量，就必须不断完善这三个条件。但是，我国的中小学创新素养教育目前存在许多局限，课程体系不完善，家长不懂、不重视，社会舆论导向，与社会企业结合不紧密，甚至无合作，硬件条件较差，师资力量薄弱等问题，这些问题涉及教、学、产、研、家各个层面。

难点：针对中小学生特点，开发适合中小学生认知水平和学习能力的，有层次、有创新的，能够有效利用网络平台以及高校现有资源，建立具有可操作性的系统化实践课程体系。

四、课题研究的基本思路

本课题将根据“理论一实施一总结"的思路，设计基于机器人、3D打印、数字媒体三个主题的创新项目实践活动教学案例，探索由中小学专任教师与高校兼职教师联合培养的模式，并将其应用于试点学校的课堂实践之中，进而验证教学内容及培养模式的可行性和优越性，总结和完善出利用互联网平台的线上线下中小学创新素养培育实践活动课程体系与培养模式。

具体实施步骤如下：

①全面调研分析科技创新素养培育在中小学实施的现状

以区域内可辐射中小学为重点，开展调研，针对学生、教师进行细致、全面的问卷调查和访谈，并对智能制造相关科研人员、教育管理部门、企业和社会组织人员进行访谈，研究分析目前中小学科技创新素养普及教育中学生、教师的现状、问题。

②提出切实可行的问题解决方案

在充分调研的基础之上，围绕课程、教师、硬件资源共享开展系统研究，分析借鉴英国、美国、日本等发达国家相应课程标准，开发适合中小学阶段的涵盖机器人教育、3D打印技术及数字媒体技术的综合课程，丰富教学手段和形式，借助科技创新竞赛和形式多样的科技创新科普创作；重点分析研究科技创新素养培育教育对师资队伍的需求，按照山东省教育厅《关于加强新时代学生创新素养培育体系建设的意见》，到2025年，基本形成政府主导、整体规划、分级管理、协同实施的学生创新素养培育格局；初步形成以学生创新素养培育为核心的新型教育评价体系。全体学生的创新素养普遍提升，各类创新人才脱颖而出，拔尖创新人才不断涌现。在国内率先形成整省推进学生创新素养培育的制度体系和行之有效的方式方法。对建设一支能够胜任科技创新相关课程的教师队伍提出思路；探索搭建科技创新教育资源共享平台的有效途径，分析高校在科技创新教育方面的软硬件资源优势，探索共建科技创新实验室，线上资源共享等路径，为缺少课程资源和软硬件资源的中小学提供普惠性服务。

③搭建科技创新素养培育师资培训交流平台

教师，被称为“教育第一资源”，是提高教育质量的关键所在，在科创教育领域亦是如此。根据调研信息，大部分中小学缺乏懂专业的技能型教师，缺乏科研文化底蕴。因此，充分利用高校的专业教师，加大对中小学科技创新教师的培养力度，搭建交流平台，通过专题讲座、实践操作、沙龙研讨等形式开展分层分类的专项培训。

就目前情况，解决中小学科技创新师资不足的最快方式是，利用高校的专业教师资源，建立科技创新素养教育专业化兼职教师队伍，形成师资共享常态化机制，有效补充中小学人科技创新素养教育师资力量的短板，联合其他驻淄高校、合作企业不定期举办研讨会、研修会，共同促进科技创新素养教育在基础教育中的发展。

充分利用高校软硬件资源和技术优势，举办师资培训班，培训包括线上、线下两部分课程，课程内容涵盖3D 打印技术、机器人、数字媒体等内容的智能制造学习课程。搭建网络共享平台，实现资源共享，为提升中小学教师相关知识水平和教育教学能力创造条件，为科技创新素养教育实施创造基础条件。

④建设科技创新素养培育教学资源共享库

本课题将依托科技创新素养教育培训、清华在线等平台，整合高校、企业优质资源和实用案例，建设教育资源共享库，实现教学资源共享共建。利用互联网信息化优势，打破学校限制，开通共享网络课程，通过慕课、在线网络课堂，实现跨学校共享教学资源。课题组拟联合中小学教育专家，利用高校的师资、教材、仪器设备等优势，共同开发一套贯通中小学的一体化课程体系，建设优质课程资源库，并实现高效共享。这些举措都将一定程度解决目前中小学科技创新素养教育的普及面临的缺乏系统的教材、专业的教师、硬件配套等现实问题。

⑤打造科技创新素养培育共享实践平台

在中小学缺失课程资源的情况下，与高校共享科技创新素养培育实践平台不失为一种有效途径。共享是在保证高校正常教学的前提下，联合的中小学有使用科技创新培育实践平台场地和设备的权力，同时，借助高校专业的科技创新教学团队的人才优势，来实施中小学的科技创新教学，这是一种双赢，一方面提高了资源设备的利用率，另一方面也加强了高校与中小学的合作与互动。同时，让相关专业学生参与到联合培养实践中，可以实现不同培养对象的互动和有机融合，实现“双促进”。

⑥建立区域辐射长效机制

建立科技创新素养培育平台 “大资源”概念，打造开放式平台，打通平台数据共享通道，让更多社会机构和专家参与到科技创新素养培育中来，让中小学和广大学生能够最便捷的参与和接受科技创新素养教育，提高高校在科技创新领域的辐射作用和引领作用，促进科技创新素养培育遍地开花。

参考文献：

[1]李川.指向学生创新素养培育的学校课程群建设[J].现代基础教育研究，2021，42（02）：9.

[2]教育部.教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[EB/OL].http：//www.moe. edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s 7054/201404/167226. html， 2016-04-27.

[3]申培轩；加强学生创新素养培育 助推教育高质量发展[J].现代教育. 2022（01）

作者简介：李晓芳（1980—）山东省烟台人，副教授，主要从事三维CAD设计、3D打印技术的教学与研究。

基金项目：本文系山东省教育科学规划课题（智能制造背景下多主体跨学科培育学生创新素养的实践活动研究）研究成果。