龔振

科技創(chuàng)新是推動(dòng)人類社會(huì)不斷進(jìn)步的動(dòng)力引擎。科技創(chuàng)新的關(guān)鍵是人才， 只有源源不斷地培養(yǎng)大批高素質(zhì)的科技人才， 才能形成持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力機(jī)制。創(chuàng)新人才培養(yǎng)必須從小抓起。在新時(shí)期實(shí)施科教興國、人才強(qiáng)國、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展三大戰(zhàn)略背景下，加強(qiáng)中小學(xué)生科技創(chuàng)新教育，培養(yǎng)未來創(chuàng)新人才已成為國家教育發(fā)展戰(zhàn)略的核心問題?！度窨茖W(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2006—2010—2020年）》指出，建立科技界和教育界合作推動(dòng)科學(xué)教育發(fā)展的有效機(jī)制。本文基于協(xié)同理論，以深圳市南山區(qū)少年創(chuàng)新院（以下簡稱少年創(chuàng)新院）建設(shè)為例，探索如何構(gòu)建中小學(xué)科技創(chuàng)新教育的區(qū)域協(xié)同機(jī)制。

協(xié)同理論：中小學(xué)科技創(chuàng)新教育區(qū)域協(xié)同機(jī)制建設(shè)的理論基礎(chǔ)

協(xié)同理論，是20世紀(jì)70年代由德國物理學(xué)家赫爾曼·哈肯（Hermann Haken）創(chuàng)立的一門適用于自然和社會(huì)科學(xué)的理論，是基于系統(tǒng)論、信息論、控制論、突變論等多學(xué)科研究基礎(chǔ)上，逐漸形成和發(fā)展起來的新興學(xué)科。

協(xié)同理論即協(xié)同合作之學(xué)?！皡f(xié)同”（synergetic）一詞，源于希臘語，本意即合作，亦即協(xié)同作用。按中文理解，“協(xié)”即“相互合作”，“同”代表“一致、統(tǒng)一”。協(xié)同理論具有普適性特征，其主要內(nèi)容包括協(xié)同效應(yīng)、伺服原理和自組織原理。協(xié)同效應(yīng)是指復(fù)雜開放系統(tǒng)內(nèi)部各要素或系統(tǒng)通過相互作用和有機(jī)整合，產(chǎn)生的整體效應(yīng)或集體效應(yīng)。伺服原理是指系統(tǒng)通常由少數(shù)幾個(gè)集體變量即序參量決定，而系統(tǒng)其他變量的行為則由這些序參量支配或規(guī)定。序參量是指影響系統(tǒng)各要素由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的集體協(xié)同行為，并能指示出新結(jié)構(gòu)形成的參量。換言之，可以將序參量理解為主導(dǎo)因素。自組織原理旨在解釋系統(tǒng)從無序向有序演化的過程，實(shí)質(zhì)上就是系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行自組織的過程，協(xié)同是自組織的形式和手段。

這啟發(fā)我們，中小學(xué)開展科技創(chuàng)新教育一方面要發(fā)揮中小學(xué)校的主體作用，另一方面也要借助高校、科研機(jī)構(gòu)、高科技企業(yè)等社會(huì)資源，促進(jìn)不同組織之間相互依托、相互協(xié)作，共同提升中小學(xué)生科技創(chuàng)新素養(yǎng)，培養(yǎng)未來科技創(chuàng)新人才?；诖?，2014年，深圳市南山區(qū)教育局與共青團(tuán)深圳市南山區(qū)委員會(huì)、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡稱中科先進(jìn)院）三方聯(lián)合成立少年創(chuàng)新院。其目的在于整合三方教育、文化、科技、智力、技術(shù)和服務(wù)優(yōu)勢，促進(jìn)教育資源的有效對(duì)接和融合，創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制，讓少年創(chuàng)新院成為未來科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的孵化地，并以此引領(lǐng)和提升全區(qū)青少年的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神。目前，少年創(chuàng)新院已成為區(qū)域科技創(chuàng)新教育的核心引擎。

開放耦合：科技創(chuàng)新教育區(qū)域協(xié)同機(jī)制與協(xié)同理論的契合性

中小學(xué)科技創(chuàng)新教育區(qū)域協(xié)同機(jī)制指區(qū)域內(nèi)教育行政部門、教育研究機(jī)構(gòu)、大中小學(xué)、科普機(jī)構(gòu)及場館共同聚焦科技創(chuàng)新教育，整合各類資源，建立健全協(xié)同教育機(jī)制，提供相關(guān)支持，為不同類型的中小學(xué)科技創(chuàng)新教育課程建設(shè)和實(shí)施搭建平臺(tái)、創(chuàng)造空間。區(qū)域協(xié)同機(jī)制包括形成機(jī)制、實(shí)現(xiàn)機(jī)制和約束機(jī)制等。

中小學(xué)科技創(chuàng)新教育是一個(gè)開放性的、循序漸進(jìn)的過程。其機(jī)制建設(shè)與協(xié)同理論的契合性主要體現(xiàn)在：一是中小學(xué)科技創(chuàng)新教育是開放的系統(tǒng)工程，需要多元主體協(xié)同參與，是外部協(xié)同培養(yǎng)與內(nèi)部協(xié)同培養(yǎng)的統(tǒng)一，本身就滿足自組織的基本條件;二是中小學(xué)科技創(chuàng)新教育在區(qū)域推進(jìn)過程中，形成的創(chuàng)新教育文化具有較大的穩(wěn)定性，不易改變，在區(qū)域科技創(chuàng)新教育機(jī)制構(gòu)建與運(yùn)行中起到主導(dǎo)和支配作用，具有序參量特征;三是從宏觀來看，中小學(xué)科技創(chuàng)新教育在探索的過程中，本身就有著無序和有序的狀態(tài)。在此過程中，創(chuàng)新教育各要素的相互影響和制約乃至耦合，形成序參量，使整體功能發(fā)生倍增或放大，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。少年創(chuàng)新院三方聯(lián)合，統(tǒng)籌環(huán)境、資源、師資等要素，構(gòu)建一體化未來創(chuàng)新人才培育鏈，有效解決不同主體銜接不暢所產(chǎn)生的科技創(chuàng)新教育“各自為政、少有合作”的條塊化、分割化問題，形成了“1+1+1>3”的協(xié)同效應(yīng)。

貫通融合：南山區(qū)科技創(chuàng)新教育協(xié)同推進(jìn)策略

頂層設(shè)計(jì)，引領(lǐng)區(qū)域科技創(chuàng)新教育協(xié)同發(fā)展。目標(biāo)協(xié)同是區(qū)域科技創(chuàng)新教育協(xié)同推進(jìn)的基礎(chǔ)，是精神層面的統(tǒng)一保障，對(duì)協(xié)同合作起著重要的作用。深圳市南山區(qū)從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，制訂《南山區(qū)科技創(chuàng)新教育特色發(fā)展實(shí)施方案》《南山區(qū)少年創(chuàng)新院規(guī)劃》《南山區(qū)少年創(chuàng)新院小院士培養(yǎng)辦法》等文件，強(qiáng)化教育、團(tuán)委、中科先進(jìn)院等部門科技創(chuàng)新教育職能的貫通與融合。一是明確提出了青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程，建立創(chuàng)新優(yōu)秀人才培養(yǎng)制度。完善三大體系，即科研機(jī)構(gòu)（高校）—高新企業(yè)—中小學(xué)結(jié)合體系、創(chuàng)新人才培養(yǎng)教育投入體系和創(chuàng)新人才培養(yǎng)區(qū)域、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)支持體系;二是明確提出創(chuàng)新升級(jí)南山課程改革，共建“南山少年創(chuàng)新院”等舉措;三是提出充分利用南山區(qū)高科技企業(yè)云集、科研院所集中的特點(diǎn)，整合社會(huì)資源，重點(diǎn)打造“六個(gè)一”工程（100個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、100個(gè)科技創(chuàng)新教育項(xiàng)目、100門科技創(chuàng)新課程、100個(gè)科技創(chuàng)新課題、100位科技創(chuàng)新教育導(dǎo)師、100名南山少年創(chuàng)新院小院士）。以上文件就創(chuàng)新教育的實(shí)施辦法、推進(jìn)制度、評(píng)價(jià)機(jī)制、經(jīng)費(fèi)保障等作了具體部署，保證了各部門、各層次子系統(tǒng)協(xié)同力的正向功能發(fā)揮，使創(chuàng)新教育舉措得以落地實(shí)施。

整合資源，豐富區(qū)域科技創(chuàng)新教育渠道。協(xié)同理論認(rèn)為，一個(gè)系統(tǒng)由無序轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?，盡管起主要作用的是內(nèi)部協(xié)同機(jī)制，但同時(shí)在演變過程中所需的物質(zhì)、能量和信息等控制變量也需要外部環(huán)境來提供。這就要求系統(tǒng)具有開放特性。而當(dāng)系統(tǒng)控制變量在開放的環(huán)境下，發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)與外部的物質(zhì)、能量和信息交換，系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)要素和地位協(xié)同方式以及程度也會(huì)隨之變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)的非平衡性。

少年創(chuàng)新院充分發(fā)揮團(tuán)委、中科先進(jìn)院與高新企業(yè)聯(lián)系密切這一優(yōu)勢，積極引入創(chuàng)新教育資源。一是借助區(qū)位優(yōu)勢，與區(qū)內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)、科普基地合作，建設(shè)26個(gè)學(xué)生實(shí)踐基地，將創(chuàng)新理念、企業(yè)創(chuàng)新思維模式引入學(xué)校，開展機(jī)器人搭建與編程、生命科學(xué)基因遺傳、3D打印、水土保持科技等實(shí)踐活動(dòng)，為學(xué)生提供良好的校外創(chuàng)新環(huán)境，讓學(xué)校創(chuàng)新成果走入社會(huì)、走向市場。二是與知名高科技企業(yè)聯(lián)合開發(fā)創(chuàng)新課程，如與人工智能龍頭企業(yè)合作，率先開展人工智能教育試點(diǎn);與大疆科技聯(lián)合，在少年創(chuàng)新院總部基地設(shè)立無人機(jī)體驗(yàn)中心，共同舉辦FTF無人機(jī)大賽。截至目前，全區(qū)43所少年創(chuàng)新分院與柴火創(chuàng)客、深圳大學(xué)等企業(yè)和機(jī)構(gòu)開展項(xiàng)目合作，讓專家團(tuán)隊(duì)參與指導(dǎo)學(xué)生的小制作、小發(fā)明活動(dòng)，培養(yǎng)小創(chuàng)客。

項(xiàng)目學(xué)習(xí)，促進(jìn)中小學(xué)各學(xué)科內(nèi)外融合。學(xué)科交叉融合是實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的重要因素。實(shí)踐已經(jīng)證明，在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、物理學(xué)等一系列基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域，重要的突破都來自交叉科學(xué)研究。少年創(chuàng)新院設(shè)立專職科技創(chuàng)新教研員，指導(dǎo)統(tǒng)籌各學(xué)科教師開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，研發(fā)STEM課程，建構(gòu)科技創(chuàng)新教育課程圖譜。一是開展學(xué)科內(nèi)整合研究，讓學(xué)科內(nèi)的知識(shí)形成有聯(lián)系、有邏輯、有層次的系統(tǒng)，實(shí)施教學(xué)內(nèi)容跨學(xué)段、教學(xué)方法多樣式、教學(xué)策略多融合;二是跨學(xué)科整合研究，以激發(fā)科學(xué)興趣、提升科學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)為目的，以現(xiàn)實(shí)問題解決為依托，以特定資源為主題，保持與前沿科學(xué)動(dòng)態(tài)同步，多學(xué)科、多活動(dòng)聚集，實(shí)施與社會(huì)生活的多學(xué)科關(guān)聯(lián)聚集式整合;三是借助信息技術(shù)，為區(qū)域科技創(chuàng)新教育精準(zhǔn)分析學(xué)情，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革。

從協(xié)同視角看，這一策略，其實(shí)質(zhì)是在學(xué)科協(xié)同過程中“保持時(shí)空上的協(xié)同與管控的一致”，通過協(xié)同行為消除學(xué)科間的障礙、刪減環(huán)節(jié)間的無效活動(dòng)，力求課程資源投入價(jià)值及效用的最大化。

博士課堂，彌補(bǔ)科技創(chuàng)新教育師資缺口。美國科學(xué)哲學(xué)家托馬斯·庫恩（Thomas Samuel Kuhn）發(fā)現(xiàn)，科學(xué)研究共同體的研究有賴于共同體所共有的學(xué)科規(guī)范，他稱之為“范式”或“學(xué)科基質(zhì)”。按照庫恩的范式理論，我國的科技創(chuàng)新教育還有許多問題需要解決?！盁o論是基礎(chǔ)教育新課程所倡導(dǎo)的科學(xué)教育理念的落實(shí)，還是全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃中學(xué)?？茖W(xué)教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，最缺乏的就是強(qiáng)有力的學(xué)術(shù)支撐和真正到位的專業(yè)服務(wù)?！?/p>

師資缺乏一直制約著中小學(xué)科技創(chuàng)新教育的深入開展。少年創(chuàng)新院利用中科先進(jìn)院人才優(yōu)勢，在中科先進(jìn)院實(shí)驗(yàn)學(xué)校分院設(shè)置相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，為每個(gè)班級(jí)配備一名博士老師，設(shè)立博士課堂，講述科技發(fā)展史、科學(xué)家的奮斗故事、科技基本常識(shí)和科技前沿發(fā)展概況以及創(chuàng)造學(xué)理論和創(chuàng)造技法等方面的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓科技創(chuàng)新真正融入中小學(xué)課堂。目前這一模式已經(jīng)推廣到6個(gè)分院。

同時(shí)，少年創(chuàng)新院還邀請(qǐng)專業(yè)研究人員和企業(yè)精英，通過講座、座談會(huì)、研究課、觀摩參觀等形式，借鑒科技界、企業(yè)界的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新模式，開展了一系列有針對(duì)性的創(chuàng)新教育教師培訓(xùn)，先后開設(shè)《以色列SIT系統(tǒng)創(chuàng)新思維》《STEM創(chuàng)客教育》《卓識(shí)成就項(xiàng)目的探索和分享》等師資培訓(xùn)課程，幫助教師樹立創(chuàng)新意識(shí)、學(xué)習(xí)創(chuàng)新知識(shí)、自覺進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，提升中小學(xué)教師科技創(chuàng)新教育能力。

“小院士”評(píng)選，搭建未來創(chuàng)新人才展示平臺(tái)。少年創(chuàng)新院成立以來，每年都在中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì)上搭臺(tái)展示，是該展會(huì)上唯一的中小學(xué)科技創(chuàng)新教育展臺(tái)。會(huì)議期間，少年創(chuàng)新院還開展“小院士”評(píng)選活動(dòng)。對(duì)于已經(jīng)獲評(píng)的“小院士”，少年創(chuàng)新院開設(shè)了十幾門創(chuàng)新課程供他們選擇，繼續(xù)對(duì)“小院士”進(jìn)行培養(yǎng)，并推薦參與中國少年科學(xué)“小院士”評(píng)選。目前，全區(qū)共有128名學(xué)生當(dāng)選中國少年科學(xué)院“小院士”，人數(shù)占深圳市一半。

少年創(chuàng)新院還舉辦各種節(jié)日活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生在更廣闊的舞臺(tái)上展示自己的形象，在深圳乃至全國教育產(chǎn)生影響，最終在國際舞臺(tái)上發(fā)出自己的聲音。

多元評(píng)價(jià)，呵護(hù)學(xué)生個(gè)性化成長。一是研制出南山區(qū)中小學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)框架。在每年底發(fā)布《南山區(qū)中小學(xué)教育質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)年度報(bào)告》，目前發(fā)布了學(xué)生身心發(fā)展報(bào)告、南山教育創(chuàng)新發(fā)展指數(shù)等;二是推進(jìn)小學(xué)科學(xué)評(píng)價(jià)改革。制訂《南山區(qū)小學(xué)科探究實(shí)踐及個(gè)性化素質(zhì)表現(xiàn)評(píng)價(jià)指引》，促進(jìn)學(xué)校、教師全面關(guān)注和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);三是堅(jiān)持成果實(shí)用性導(dǎo)向。創(chuàng)新教育必須關(guān)注成果的社會(huì)實(shí)用性。學(xué)生通過創(chuàng)新實(shí)踐，發(fā)展獨(dú)立人格，道德與社會(huì)、文化意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生通過自己的創(chuàng)新成果服務(wù)他人、奉獻(xiàn)社會(huì)，報(bào)效國家，以發(fā)展學(xué)生對(duì)核心價(jià)值觀的認(rèn)知理解。

結(jié)語

深圳市南山區(qū)以少年創(chuàng)新院為載體，統(tǒng)籌、規(guī)劃、指導(dǎo)、實(shí)施全區(qū)的創(chuàng)新教育，探索出了符合區(qū)域?qū)嶋H的科技創(chuàng)新教育體系，為我們探索中小學(xué)科技創(chuàng)新教育協(xié)同機(jī)制提供了借鑒。中小學(xué)科技創(chuàng)新教育是一個(gè)多層面、多要素相互協(xié)同的體系，需要政府、教育行政部門、大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)發(fā)揮各自優(yōu)勢，整合資源，實(shí)現(xiàn)各方優(yōu)勢互補(bǔ)。

建立科學(xué)合理的協(xié)同機(jī)制，是促進(jìn)中小學(xué)科技創(chuàng)新教育深入和可持續(xù)發(fā)展的保證。政府要提供政策和資金支持，激勵(lì)科研院所、高新企業(yè)、社會(huì)機(jī)構(gòu)參與中小學(xué)科技創(chuàng)新教育課程服務(wù)，從而解決目前很多學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育專業(yè)師資、教材及相關(guān)配套設(shè)備問題。中小學(xué)校要基于學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架，完善中小學(xué)科學(xué)課程體系，充分利用社會(huì)資源，開展科學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)實(shí)踐的跨學(xué)科探究活動(dòng)，探索科技教育校內(nèi)外有效銜接的模式?？蒲性核?、高新企業(yè)、社會(huì)機(jī)構(gòu)要增強(qiáng)自己的社會(huì)責(zé)任，發(fā)揮自己的人才優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)勢，積極到中小學(xué)傳播科技前沿知識(shí)，指導(dǎo)中小學(xué)生開展科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，成為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的助推器。