科学教育于我，从来不是简单的知识传授，是教育和立德树人的缩影。在这段跨越30年的旅程中，我逐渐领悟到，真正的科学教育是点燃好奇之火，培养学生发现和解决问题的能力，帮助学生找到改变命运的支点，成为更好的自己，也成就更好的我们。

1初始阶段（1993—2005）：困境点燃科学热情火种

初为人师的震撼与挑战

1993年，我从内蒙古乌盟师专毕业，被分配到农村职业学校，成为一名教师。学生大多是传统应试教育的“失败者”，戴着“差生”的标签，他们整体基础非常差，有的甚至连两位数的乘法都不会。我第一次站在职业学校的讲台上，教室里弥漫着一种令人窒息的沉闷。当我讲解欧姆定律时，看到的是42张茫然的脸。那一刻，我意识到传统的教学方式在这里完全失效。我开始观察这些“问题学生”，发现他们虽然对课本知识几乎毫无兴趣，但却对拆装收音机、修理自行车等操作类、实践类活动充满热情，让我深刻体会到科学探索实践对学生发展的意义和可能。

教学转型：引导实践与模式创新

我决定彻底改变传统的教学方式。没有经费购买教具，就带着学生收集废品，旧收音机、报废的电动机、废弃的电线等，都成了我们的实验材料和制造工具。记得第一次制作简易电动机时，铜线在磁场中转动的那一刻，整个教室爆发出欢呼声。有学生惊呼：“老师，原来科学真的能让东西动起来！”此后，我开始定期准备一些实用电路制作，锻炼学生的创新能力和动手技巧，让他们体验成功的快乐。学生的学习兴趣越来越浓，有的学生过了饭点还待在实验室，不舍得离开，曾经逃课成瘾的学生，每到课外活动时间就早早等在实验室门口，手里总是拿着新构思的电路⋯⋯

与学生互相成就，实现蜕变

1998年春天，被其他老师称为“混世魔王”的刘同学成为了我的学生。他因为父亲在大棚劳作时摔伤而变得沉默寡言，生活的重压让他无心学业，常常无法控制自己的情绪和言行。家访时，我看到他熟练地帮父亲调试老旧的喷雾器，突然意识到，这孩子身上具有最宝贵的善良和爱的能力，他只是缺乏自信和方向。“如果我们能发明自动化控制的大棚，你父亲是不是就不用爬那么高了？”这个问题点燃了他眼中的火花。接下来的3个月，我们泡在实验室里，用最简陋的材料——几个继电器、温度传感器和二手电机，搭建出了第一个大棚自动控制系统原型。在村里实验成功后，全村人都争先恐后想在自家的大棚使用这套系统。以前人人看不起的“刺儿头”，从此在村里昂起了头，成了远近闻名的小专家。

不久后，这个日光温室自动控制系统在山东省青少年科技创新大赛上获得了一等奖，刘同学在领奖台上泣不成声。农业部的专家在电视上看到这件作品后，认定这项技术和当时国际上最先进的技术基本相同，便决定收藏这件作品。后来，这件作品不仅被中国农业博物馆收藏，还与袁隆平院士的作品一起展出，并被写入小学教材。

2发展阶段（2006—2012）：联合实践带动技术革新

到生产一线中拓宽视野

2006年，我带领的团队经常因实验器材不足而发愁。一位学生虽然达到了能熟练设计、调试电路的水平，却因家庭困难面临辍学。心急如焚的我决定另辟蹊径，带着学生走访求助附近的几家工厂，最后达成了“友好合作”方案，我们利用周末、节假日为工厂维修设备，车间的设备和仪器则成为了学生训练和实操的工具，工厂以集中发放劳务费的形式对贫困生进行资助。当时的一个暑假，为了调试四色印刷机控制电路，我和学生在没有空调的车间里熬了1个星期，当系统成功运转时，汗水浸透的衣衫和学生兴奋的欢呼成为了最珍贵的记忆。

独立创新解决技术瓶颈——3D打印的研发与推广

2012年夏天，我在全国职业院校学生技能作品展洽会上第一次见到工业级3D打印机，当得知这台德国进口设备要价80万元时，一个大胆的想法浮现了：我们中国师生自己能不能造出来？回校后我立即组建了攻关小组，分析国外产品图片，推导工作原理并进行实验。最艰难的时候，我们连续72小时调试设备，团队成员轮流在实验室打地铺休息。经过3个月的奋战，第一台自制的3D打印机终于成功打印出作品，这台成本仅2 000元的设备，性能接近进口产品的70%，在全国500多所学校得到应用，编写的《中小学3D打印入门教程》也被广泛使用。全国3 000多名教师接受了相关技术的专业培训后，均能熟练应用操作，大批学生受益。

教育理念的深化：重思维、协作和社会责任

从“教技术”到“育思维” 不再满足于教会学生操作设备，更注重培养工程思维，尤其是批判性思维、创新性思维的建立和运用，在难题有解、可解中建立积极思维。

从“闭门造车”到“开放共享” 通过建立互助共学的教师社区网和学校共享同研联结，让创新成果惠及更多师生、家庭。

从“解决问题”到“发现问题” 引导学生关注时代发展与变革，深入探索民众最普遍、最根本的需求，培养学生的社会责任感和担当意识。

3成熟阶段（2013至今）：立体系统育人建构教育新生态

研发农业机器人获批农业部推广项目

2015年，我在农村调研时发现一个令人忧心的现象：温室种植户普遍面临用工荒，村里适龄年轻人宁愿送外卖也不愿务农。深入调查后发现，喷药作业的辛苦和健康风险是主要原因。于是，我决定和学生一起研制自动喷药机器人，解决农民和农业生产的燃眉之急。

研发的过程充满艰辛，第1个原型机在测试时把农药喷洒得到处都是，第2个版本因动力不足被困在田间⋯⋯直到第7次迭代，才实现稳定作业，最终成型的喷药机器人成本仅4 000元，是市场同类产品价格的1/10。2020年，这项成果被农业农村部列为重点推广项目，已在全国23个省份应用。

“三阶式”科技特长生培养，成果斩获国际大奖

兴趣激发阶段 趣味项目，发现潜能，树立自信。

能力培养阶段 参与真实课题研究，集中训练观察、研究、调查，建立发现与解决问题的思维视角和习惯。

创新突破阶段 尊重学生特点与兴趣，自主选择比赛、赛项、作品主题和形式，结合前沿技术和科学调研，依靠个人或团队独立完成项目。

从2005年到现在，我带领师生完成创新作品500多项，曾获日内瓦国际发明奖、纽伦堡国际发明奖、匹兹堡国际发明奖等国际奖项，以及国家级科学比赛活动奖励30余项（其中10次获全国一等奖）。

教师共同体建设助力区域教育事业发展

科学教育带动临淄本地学生成长取得系列成果后，我意识到一线教师普遍缺乏相关教研和活动支持，仅依靠个人力量难以长远发展，便积极与区级教育主管部门沟通协商。2015年，在临淄区政府和教体局的大力支持下，投资2 000万元建设了临淄区青少年科技馆，这是山东省第一个由教育体育局牵头建设的纯公益、面向全体民众开放的科技场馆。作为馆长，我负责全区青少年科技教育工作，沿用前期科技特长生培养体系的模式，进一步着力打造全区科技教师成长共同体，完善区域教师教研发展。主要举措包括：每月举办“创新工作坊”，集中分享最新教学成功案例，为一线教师提供有效指导和教学支架； 建立“师徒制”传帮带，一对一或一对多形式，资深教师指导新手教师进行科学教育和师生团队建设；组织跨区域教研活动，积极承接各级各类活动赛事，促进经验交流，带动全市教师整体科学教育能力提升。

10多年来，临淄教师共同体走出省市，走向全国，期间成功培养了37名市级以上优秀科技辅导员，开发了126个创新教学案例。来自云南山区的老师在信中写道：“您分享的低成本实验方案，让大山里的孩子第一次亲手做了物理实验。”同时，临淄区青少年科技馆也获得了长足发展，先后获得全国防震减灾科普教育基地、全国人工智能特色教育单位、全国“双减”试点单位、山东省科普示范基地等多项国家级、省级荣誉称号。

正如费曼所说：“科学是一种方法，它教会人们如何直面困难。”我的教育教学经历和职业生涯印证了这一点——无论是学生还是教师，都能在科学探索中找到成长的力量。这条路，我会继续坚定地走下去，探索分享更新的未知与可能，带给社会更多的美好！

索亚敏，现任临淄区青少年科技馆馆长，正高级教师。曾获全国师德标兵、全国十佳优秀科技辅导员、山东省优秀教师、感动淄博年度人物、振兴淄博劳动奖章、淄博市突出贡献中青年专家等称号，被媒体誉为校园里的“爱迪生”。

来源: 中国青少年科技教育工作者协会