射频与微波电路设计:这里的孩子为何充满奇思妙想

  ■本报记者 徐启建

  “人没有鹰看得远，但人发明了望远镜，可以看到遥远的星河；人没有翅膀，但发明了飞机，比鸟飞得更高、更快；人没有尖锐的牙齿，但人发明了猎枪，让凶猛的动物乖乖地臣服。是什么给了我们如此的力量？是创新精神，是创造力！”山东省章丘四中自开展科技创新教育以来，师生对创新精神和创造力之于人类的意义，都有了深刻的理解。而正是这种对创新的深刻理解，让章丘四中的学生有了魔术般的变化：高一入学时还不知创新发明为何物，高三毕业时有很多人已拥有多项国家发明专利。

  章丘四中是一所普通高中，自2005年9月开始，该校在研究性学习中启动科技创新教育的探索与试验，先后有4个级部7000名学生接受创新教育，成效显著，学生普遍具有了创新意识、创新精神，形成了初步的创新能力，产生创意6万个，收到国家知识产权总局专利证书1500多份，在全国、省、市各类创新创意大赛获奖数百项。

  章丘四中是一所位于城郊区县的普通传统高中学校，它进行的科技创新教育探索试验意义在于，为我们在一时难以突破传统思维、传统教学方法模式局限的情况下，如何回应时代要求，培养创新人才，提供了宝贵经验。

  【初始路径】

  打破创新的神秘感，拉近学生与创新距离

  2005年9月，章丘四中开始创新教育时，曾邀请山东省发明协会理事陈明泉到校开创新讲座。陈明泉问：“同学们，过去谁有过发明，谁相信自己今后会有发明？”学生中没有一人举手。

  章丘四中校长刘金水说：“在一般人的眼中，创新和创造发明很神秘，让人觉得高不可攀。我们搞创新教育的第一步就是要揭掉创新的神秘面纱。”学校把认知规律与能力生成规律，用于创新教育的探索，按照“了解创新—发现课题—尝试创新”的流程进行了探索试验。

  了解创新——让学生了解创新，建立创新的自信。刘金水说：“创新已成为时代最抢眼的名词，人人渴望创新。但传统思维定式束缚着我们，认为创新很神圣、创新很神秘、创新高不可攀，创新非我所能。所以，打破创新的神秘感，让学生建立创新自信，是成功实施创新教育的前提。”

  学校聘请了专家，为学生讲了许多创新故事并用多媒体展示了众多富有启发感染性的创新作品，这些引起了广大学生的极大兴趣。几堂课后，学生创新的火花已在大脑中迸发。没出两个月，先期接受创新培训的300名学生，就形成创意1200多项。

  发现课题——学会观察，让学生拥有发现的眼睛。刘金水认为，创新要从发现开始。要创新，先要发现创新课题，发现不完美的事物，发现需要解决的问题。

  为了教学生学会观察，学会发现，章丘四中举办专题讲座，向学生大量介绍创新故事和案例，让学生从中感悟发现的特点和规律，引导学生观察事物、观察生活、观察世界，从中发现需要解决、需要改进、需要创新的课题。此外，他们还鼓励学生实现“三跳”：跳出课本，不能只关注课本知识；跳出课堂，要关注自然、社会、人生、生活；跳出教师，不迷信权威、不轻信已有结论。节假日，让学生走进自然，走向社会，去观察、去发现。发现创新课题，设计创新方案，成为学生必需而又喜欢的假期作业。

  尝试创新——让学生学会创新思维，逐步形成创新习惯。章丘四中举办创新思维理论与创新技法系统讲座，除在高一上学期相对集中地安排20节理论讲座课外，还从高一下学期到高二每周安排一节创新思维训练课，借助经典发明案例和学生创意进行案例教学。讲座与思维训练课，不仅让学生系统了解创新思维的多种类型和进行创新的各种技法，而且重在改变学生传统观念，突破其传统思维定式和思维习惯。

  学生的创新思维与创新能力的提高需要一个过程。最初，学生创意总是以身边事物为主，十几节课下来，他们逐渐能够发现带有一定独创性、复杂性的课题，如太阳高度角测量仪、汽车三级报警装置、新型门锁等。半年后，许多学生就能够提出达到国家专利水准的高水平创意了。

  刘金水说：“事实证明，章丘四中‘了解创新—发现课题—尝试创新’导入创新教育，符合人的认识规律，也符合学生的创新能力形成规律，大大拉近了学生与创新的距离，为下一步创新教育的深入进行做了充分准备。”

  【深化探索】

  从小制作到开放课题再到系统理论，培养创新素质

  你坐到椅子上时，椅子可以告诉你体重；你拿起杯子喝水时，杯子可以给你唱歌；你用筷子夹菜时，筷子可以显示冷热，告诉你菜的温度……这些神奇有趣的小制作、小发明都是章丘四中创新教育的成果。在章丘四中创新教育的谱系中，科技小制作、小发明有着不可替代的作用。

  在章丘四中专事科技创新教育的老师李昌旺说：“这些小发明只是一种表象，几百人在一起针对一个创新点进行设计，思维的火花相互碰撞，交织成一个个创意的网，又像一石激起千层浪，引起连锁反应，好的创意、点子层出不穷。它背后是对人的创造力的开发，经过老师正确的方法引导后，学生发现问题、解决问题的能力大大提高，进而创造出很多小成果，这让学生们很振奋，充满了探索的乐趣，有助于形成创新的思维。”

  这些科技小制作、小发明不仅促成了学生对于创新的浓厚兴趣，也给学校带来了巨大社会声誉：正是这些小制作、小发明为他们带来了数以千计的国家专利，也正是这些小制作、小发明为他们带来了众多高校保送名额和加分资格，老百姓对此赞誉有加。

  但章丘四中没有满足和陶醉于“小制作、小发明层面”创新教育带来的巨大成果。刘金水说：“培养学生强烈的创新意识、较强的创新思维和创新能力才是我们的初衷和根本诉求。”章丘四中的创新教育经历了“小制作、小发明”的起步，他们又把“开放型课题类研究性学习”作为创新教育的重要突破点。

  章丘四中把“开放型课题类研究性学习”当作培养学生综合创新能力的平台，既保持了研究性学习的研究性和实践性特点，更突出了引导学生运用创新思维、创新方法研究解决问题，提倡超常规思维，鼓励发表独到见解。

  近年来，章丘四中每个年级至少开设两个学期的开放性课题类创新的课程，每个学生都能参加2至3个课题的创新研究。通过开放性课题类创新实践，学生的综合创新能力、探究性学习能力与实践能力明显提升。2008级学生已完成研究课题300余个，学校的“优秀课题类创新报告”正在结集出版中。

  2007年7月18日，济南的一场水灾夺去了34人的生命，章丘四中学生韩化谋、李彦之很快就作出了一份3万多字的报告，内容包括济南受灾情况调查、历史水灾调查、地形调查研究等，并结合调查情况有针对性地提出了10条建议。这份报告在当地引起了很大轰动。

  如果单纯推进科技制作发明和开放型课题类研究性学习，没有恰当的理论引进，创新教育也是行而不远的，章丘四中在创新教育的实践中还引进了世界领先的“萃智理论”，培养学生准专业创新素质。刘金水说：“章丘四中引进这一理论就是要让创新教育有足够的支撑和提升，让学生有一个准专业的创新素质。”

  对于“萃智理论”，章丘四中每年级专门安排一学期课程，让学生系统学习和应用这一理论进行创新实践。开课后，创新课教师深有感触地说：“只要学透了这一理论，人人都有可能成为发明家。”

  【有效机制】

  让创新精神成为校魂，真正内化在学校的血脉中

  怎样让创新教育深入人心？刘金水认为，要想持续有效地进行创新教育，让创新教育深入人心，就要让创新精神成为学校的校魂，在学校深入全面地融入创新意识，“创新精神只有进入了学校的血液，才能真正内化为一股澎湃不息的力量”。

  把创新教育内化到学校的血脉中，第一个就是要解决师生们的思想问题。章丘四中每一名师生在入校时，都会接受一个系统的常识教育：创新是时代的呼唤和要求，我们面临的时代是以创新为利器的知识经济时代，是以知识的创新和创造性应用为特征的时代；创新是国家强盛、民族兴旺的根本支撑，创新是民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力；创新并不神秘，创新并非高不可攀，人人皆有创新潜能，幼儿时就有创新萌芽，儿时那种整天有问不完的问题和打破砂锅问到底的表现，就是创新潜能的自发显露；要报效祖国，服务人类，成就人生，拥有未来，就要做创新型人才。

  把创新教育内化到血脉，章丘四中做的第二项工作是全面创设创新教育氛围，涵养创新兴趣。他们制作了长达500米的大型科技画廊，介绍当今科学技术的发展成就；在教学区摆放了几十位科学家、发明家的雕塑，让学生时时从科学大师身上感受学习与创新的激励；建设了科技活动室，让学生在科技活动中学习科学知识，感受创新的乐趣；投资50万元开辟了500平方米的创新教育活动基地，在那里，学生可以进行机器人编程，观看创新发明录像，进行创意设计和作品制作，进行创新经验的切磋和交流。此外，学校还经常把科学家、发明家请进校园，让学生直接聆听大师的报告，领略心中偶像的风采，感受科学家的严谨治学态度与献身科学的精神。

  把创新教育内化到血脉，最重要的是要确立创新教育的地位，对此进行制度性保障。为把创新教育规范、深入、持久地开展下去，使之真正成为培养学生创新能力的高效平台，章丘四中于2006年把科技创新教育确定为校本全员必修课程，作为研究性学习的核心课程来开设；制定专门的课程方案，从课程研究、课程实施、师资建设、活动阵地、校园文化、考核评价、专利申报、成果转让、组织领导等方面作了明确规定，对学生创新情况实行严格的学分管理；提出“四个人人”的目标，即人人接受创新教育，人人参加创新实践，人人学会创新思维，人人具有创新能力；以创新统领学校各项工作，使创新成为学校最鲜亮的特色。

  把创新教育内化到血脉，学校策略性的“发动机”是活动推动，成果激励。他们开展了“创新中国，我也行”大型持久的科技创新活动。他们鼓励学生用心发现问题，开展创意大赛，评选“小小发明家”；在知识产权部门支持下，通过专利事务所把学生优秀创意制作成规范文本，向国家知识产权总局申请专利；将便于制作的学生创意制成模型，选送参加各级创新大赛，用各方面创新的显性成果激发学生的创新热情。一系列措施，调动了广大学生参与创新的积极性。