□ 記者 程曉琳 蔡姝雯

“要在教育‘雙減’中做好科學教育加法，激發青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。”習近平總書記在主持中共中央政治局第三次集體學習時強調。

如何激發青少年對科學的興趣、挖掘“具備科學家潛質”的青少年？4月1日—4月2日，第34屆江蘇省青少年科技創新大賽終評在西北工業大學太倉智匯港進行。700余名選手帶來536個科技創新項目，其中小學組參賽項目156項、中學組290項、科學輔導員組90項，吸引了3000余名觀眾，記者從中探尋“小小科學家”的成長密碼。

科學發明“第一靈感”源自生活

青少年的科學探求欲從何而來？最能激發其科學探索的“點”究竟在哪里？記者向20多位參賽中小學生發問，大部分受訪者不約而同地說，生活中遇到的問題、觀察到的社會現象是激發自己開啟科學小發明的“第一靈感”。大賽評審、東南大學教授任祖平也認為，參賽項目直擊生活中的熱點、難點，與實際生活貼合度越來越高。

“我看到過一則老年人長時間如廁暈倒的新聞，就想能不能發明一個報警器，幫助老人快速發出求救信號？”江蘇省揚州中學學生陳琪祎發明的智能報警馬桶裝置，不僅可以提醒老人上廁所時長，還利用傳感器連接計時電子模塊和蜂鳴器，萬一老人暈倒，該裝置可將消息通過信號發射器發送至家屬手機并啟動報警，幫助老人獲得更多救治時間。

老人迷路自救式馬甲、防失控嬰兒車、幼兒學步機器人、AI高齡群體生活輔助器、老人起坐助力椅……青少年的這些發明聚焦老幼群體生活所面臨問題，并提出解決辦法。“將科技發明與人文關懷結合，這是非常有價值的發明方向，也是‘科技向善’最好的注解。”南京市第二十七高級中學教師徐敏說。

而將靈感真正變成現實，還需要激發創新性思維。無錫市江南中學學生劉笑然告訴記者，她發明“指示冰箱內食物冷藏時間的標簽”，思路源于一部紀錄片。片中刑偵人員用京尼平（一種化學試劑）獲取嫌疑人指紋，得知京尼平可和汗液中的氨基酸反應變色，她進一步設想，在低溫下假設京尼平和氨基酸產生反應，是否可以通過反應產生的不同顏色顯示食物儲藏時間？她由此發明的標簽，可直觀顯示食物冷藏期是否超過3天。

青少年科學發明創造，具有變成實際應用的可能。江蘇省鎮江第一中學和鎮江市實驗高級中學合作發明的“‘三段式’雙頭智能樓梯清潔機器人”，采用類高鐵“雙頭”結構，使用中大大減少掉頭轉彎的頻次，從而提高了效率。該項目負責人朱子正同學介紹，這款機器人目前已申報發明專利，未來將繼續完善并推動其轉化落地。

“緊跟時代發展需求和構建人才體系需要，省青少年科技創新大賽堅持以賽促學、以賽促教。”省科協黨組成員、副主席方勝昔說，大賽中涌現了一批機械制造、智能設計、數理邏輯、生物醫藥、社科調查等相關學科的科技創新作品，希望廣大青少年充分展示充滿奇思的科技創新成果，盡情表達對科技問題的深邃思考，在科技創新的道路上更加堅定學術志趣。

科學教育從“黑板教學”走向“實戰演練”

任祖平從事青少年科學教育多年，在他看來，青少年開展發明創造，不僅要具備基本素質和能力、理解相關基本科學原理和概念，還要掌握涉及的研究方法和關鍵技術。“青少年思想活躍，是作品創新點提出、實施和驗證的主要貢獻者，既要準確理解研究的核心問題，也要有能力找出研究的不足之處和局限性。”

從確定科學發明選題，到選取研究方法、進行可行性驗證，每一步都馬虎不得。來自省內外重點高校、科研院所的近40名專家組成大賽評審委員會，綜合評判參賽項目的科研水平，對于遴選參加國賽的項目還增加了創新素養和綜合素質測評環節。

“評價青少年科學發明水平，創新性、科學性、完整性、實用性是重要參考指標。”任祖平進一步解釋，要看作品的立意、提出的觀點以及研究的方法等是否有新意，分析問題、實驗設計、技術路線、數據處理方法是否獨特，研究方法和技術方案是否合理，研究和分析數據是否充分、有說服力，成果能否對經濟社會發展或生產生活產生積極影響等。

比賽中，南通代表隊的一款“防糾纏”型新一代水下割草收集裝置吸引了眾人的目光。項目負責人肖立淳同學介紹，團隊大膽革新，在割草機水平刀頭兩側安裝豎直刀頭，有效克服了原來因為水草“糾纏”而切割不徹底的弊端，提高了效率，在改進型割草機上又加裝了推進器，“相較于傳統割草辦法，速度提高了近一半，工作強度也大為減輕。”

“中小學科學教育不能停留在理論教學階段，必須從‘黑板教學’走向‘實戰演練’。”任祖平認為，實踐教學會讓學生理解吸收知識更簡便、知識儲備體系更完善，應采用多元化手段激勵青少年投入科學發明創造，讓崇尚科學、投身科技創新的氛圍更濃厚。

家校聯合做好科學教育加法

記者注意到，參賽項目中，中小學生發明成果與各自階段所學科學知識緊密結合。小學科學課本知識注重啟蒙、激發好奇心，在物質科學、生命科學、地球環境與宇宙科學、行為與社會科學等領域為小學生開啟科學發明的“鑰匙”。中學階段的發明成果，則與物理學、數學、化學、工程學、計算機科學與信息技術、環境科學等細分學科精準對接。此次比賽終評成果中，小學組技術類發明124項，占項目數的79%；中學組工程學類成果152項，占項目總數的52%。

青少年在發明創新過程中必然會遭遇“攔路虎”。記者了解到，大多數參賽選手都花費較長時間去理解實驗原理、驗證操作路徑的科學性，并面臨多次試錯的困境，這就需要教師和家長的幫助指導。

目前，一批有用有趣的科學教育課程正在全省各地開展。鹽城市第一中學教師劉國鼎帶領學生開展3D打印技術科普活動，形成了有地方特色的校本科技教育活動體系；南京市玄武高級中學教師張軍響應“天宮課堂”，設計了系列科普實驗，讓學生在重力環境下體驗“實心水球成像”“太空轉身”“花樣滑冰運動員轉速調節”等；連云港市海頭中心小學教師謝書偉介紹，學校打造了木工坊、機器人編程教室、創意發明小牛頓工作室等實踐平臺，推動學生從“坐著學知識”向“做中學知識”轉變。

高校教師也積極與中學生“結伴前行”，參賽選手中不乏“英才計劃”學生的身影。近日，來自南京大學、東南大學、南京農業大學和南京師范大學的24位導師與14所項目中學的99位新學員結為“師徒”，開啟2023年江蘇省“中學生英才計劃”。作為該計劃首批實施省份，江蘇積極探索基礎學科拔尖創新人才早期培養，10年間共培養優秀中學生385名。

培養青少年科學素養，家長也應肩負起責任，引導孩子“愛科學、學科學、用科學”。任祖平說，許多科學實踐經驗可以在做家務中獲得，要從中培養青少年發現問題、分析問題、解決問題的能力。比如此次大賽中，家庭自來水防漏裝置、綠植養護智能裝置、物聯網智能家用藥品盒等，就是從家庭生活挖掘出“科學寶藏”。