青少年科技创新活动
•怎样通过观察选题
•研究方法设计技巧
周又红
中科院老科学家演讲团
中国科协青辅协专家辅导团
绿色北京绿色宣传演讲团
北京西城青少年科技馆特级教师
中国科协青少年部专家委员会委员
全国环境教育先进个人
全国先进科普工作者
全国“地球奖”获奖者
全国“十佳科技教师”
讲座提纲
理解创新意义
掌握选题方法
设计研究方法
重视创新发明
明确教师作用
理解创新意义
4个高中生
非创新国家
2002
全国竞赛佼佼者2007
两个教师的遭遇
看“不成功”学生
非创新大赛的佼佼者
新时代需要多样的、综合的、有科学
头脑的、有社会责任感的人材
新时代急需科学人才
猜一猜两组数据：利润？专利费？成本？
32美元DVD ：18美元、13美元、1美元
79美元 MP3：45美元、美元、美元
没有创意的辛苦劳作！
中国的创新现状令人堪忧
2003国际专利申请数量
美国 39250件 日本 16774件
德国 13979件 中国 1205件
中国发明专利授权量2004年49360件
中国人获得18241件，占%
外国人获得31119件，占%
世界上平均每人购买中国生产的1双鞋、2米布、3件衣服。
贴牌生产利润10％，品牌利润达90％
具有讽刺意义的对勾
我国计算机、手机等产品产量居世界第一。
90％是加工贸易，很多只是加工组装。
社会生产价值链－微笑曲线
研发设计
原料采购
仓储运输
定单处理
批发经营
终端零售
加工生产
“6＋1”产业链
美国第一任物理学会会长
——亨利奥古斯特讲话启示
不当创新型国家的问题
中国人很早就知道火药的应用，因为
只满足于火药爆炸的事实和应用，而没有
寻根问底，中国人已经落后于世界的进步，
以至于我们现在只将世界上所有众多民族
中这个最古老、人口最多的民族视为野蛮
人。
1985年
2061年
全民科学素质行动计划纲要
（2006—2010—2020年）
中华人民共和国国务院
2006年03月20日 颁布
全民科学素质行动计划，又称“2049行动计划
（2003年1月6日闭幕）
2010年：奠定持续快速发展基础
2020年：科技大国
2050年：科技强国
全国科技大会提出我国科技发展
的战略目标
创新型
国 家
自 主
创 新
创 新
人 才
全 民 科 学 素 质 的 提 高
专业化科技教育、传播与普及人才人才保障
关心探究如何深入
关注科技怎样参与
体验创新从何入手
一刀切，削足适履
同学们的困惑
发现人人头脑中的“科研火花
接续一闪而过的“科研火花”
想飞的人
人们对学习情境的“感觉”会决定其投入的注
意程度
青少年时期容易受情绪的支配而影响思维和记
忆（举起右手）
学习环境改变了学习方式也必须随之改变
勤于动脑可以促进脑功能的发展
科
学
的
本
质
在
于
探
索
未
知
事
物
认
识
世
界
我
要
出
去
掌握选题方法
选题要求
选题方式
选题方向
选题内容
选题过程
难点一
难点二
难点三
难点四
缺乏创意：常规性的活动不
吸引人，学生兴趣不高。
方法难用：有创意的活动方
法设计难，经费有限。
信息不足：教师设计活动的
能力和辅导水平有限。
时间紧张：缺少专门设置的
科技教育课，学生没时间。
突破选题难点
人无我有
人有我精
人精我独
锦囊妙计
大题近做
小题大做
熟题细做
一个对自己选题失望的孩子
2008 年奥运间，
尘和臭氧污染将影
响运动员创造优良
成绩。
想研究沙尘暴的孩子
选
择
放
置
地
点
不同家庭
不同社区
不同位置
放
置
胶
条
胶面向上
胶面固定
胶条校正
回
收
胶
条
称量胶条
显微观察
如何向自己希望的目标靠拢
沙尘暴沙尘粉尘
称
量
胶
条
综合分析
可行的
有意义可持续
有价值 有背景
合伦理
选题要求
学生能自己设计并完成
可以掌握必需的科学
概念和科学研究步骤
有趣，能激发学生
学习科学的积极性
不会伤害学生生命和破坏环境
能使学生产生持续较
长时间的探究兴趣
是学生生活和其周
围世界中的真实问题
理念创新---重视实践
选题创新— 关注小事
方法创新---强调探究
内容创新---涉猎广泛
人工景观让蜻蜓受骗点水
蜻
蜓
点
水
为
哪
般
在照得见自
己影子的石
面上上当最
深的蜻蜓就
要点水
普及
优选型
引导
独立型
专家
辅导型
以老
带新型
集体
合作型
自主
发现型
选题方式
适合新工作，没经验教师
包括专家
适合基础较好的单位
适合有经验的教师
适合没经验的团队
适合比较天才的学生
贴近 社区 小事
关心 个人 生活
关注 国家 大事
注意 校园 死角
发现 隐蔽 问题
探讨 新生 课题
选
题
方
向
05年 摄于武汉东湖
忘记了落叶归根
清扫腐叶的工人
在绿色社区中
清扫落叶的“男子汉”？！
在绿色社区中
多此一举的绿化工人
2006年10北京月坛南街
奇怪的清洁工人
05年美国
中
美
不
同
的
清
洁
观
绿
地
高
于
路
面
同一小区
的绿地不
同状效果
路面高于绿地
摄于05年
汽北社区
在绿色社区中
下
雨
时
浇
水
时
奥运村中的设计
各学科之间的联系课题
螺钉螺母受力分析、非碘后洗手情况—————社会与物理
中学生环境意识调查、中学生消费心理调查——社会与环境
北京的小区建设与可持续发展、建筑垃圾———建筑与环境
颜料中铅、消毒剂对金属等影响———————化学与环境
果树清洗机的利与弊————————————植物与环境
狗粪影响环境———————————————动物与环境
平箅式与立箅式雨水口———————————工程与环境
居室的空间————————————————数学与环境
北京的枣—————————————————生态与环境
火腿蛋白质降解问题研究——————————生物与化学
青少年的科技创新大赛
竞赛活动共设立13个学科：
数学 物理、 化学、
微生物学、 环境科学、 生物化学、
医药与健康学、动物学、 植物学、
计算机科学、 工程学、 社会科学
地球与空间科学
望宝川、喇嘛山冰臼成因研究
数学老师的杰作--探讨教室的形状
只有一种足球的证明
让冷门不冷
田昊枢 刘来福
20---12
服用胶囊的烦恼
让冷门不冷
不同液体
不同温度
不同姿势
汽车尾气排放口位置
让热门有力
新快报
广州市环保局机动车污染控制处处长李倬：
• 排气管放在左还是右，国内暂时没有法律规定。 两种设置的
区别，是否对人的影响不同，要通过大量的实验和检测才能有
结论。
倪尚格,做10多年汽车研究，担任多个汽车品牌销售老总
• 导致排气管设置方向不同的原因，是国际上存在左行和右行
两种交通规则，排气管在左的车，其生产国基本都是靠右行驶
• 之所以如此可能就是考虑了对本国人的身体危害问题。
• 两种设置的区别是，放在左侧比放在右侧，与人行道行人的
距离增加了一米左右。按此来推算，排气管放在左侧会比右侧
对行人的危害要小一些。
但令人奇怪的是，其出口到其他国家的车，排气管的位置
则未更改。而如果将排气管安装在车身右边，当尾气排放出来
后，就非常靠近行人的鼻子，很容易被吸入人体。
日本丰田、广州本田、日产等厂商表示
汽车尾气排放中的有害物质含量已减少到与排气管位置没有
直接关系的程度。无论排气管在左还是在右，都达到了我国
目前要求的尾气排放标准, 取得相关认证，符合国家的相关
标准。
目前并无计划在原装车型投产时更改排气管的位置。
骊威、骐达、轩逸、帕拉丁等排气管都在左边。当初在设计
的时候主要是依据发动机的型号和整个车辆的布局来考虑的.
目前没有权威的科学实验来证明放在右边是否会对行人造成
危害。
广汽本田表示
经请教专家后，放在左还是右，没什么具体的原因，就像方
向盘在左在右一样。
广汽本田的车辆无论在左边还是右边，都符合汽车安全和环
保的国家标准，因此也没有必要针对现有和未来车型做改动。
发现问题
不断修正
查阅资料归纳分析
调查研究
选题
过程
确定目标
制定研究
方案
局部实验
验证
设计制作
确定选题
设计研究方法
寻找规律
精确模糊
制定计划
论文格式
强调探究
要掌握完整的研究过程
问题 假设 研究论证 结论
详细的研究
记录 数据记录
观察报告
选题 讨论 设计 实施
科学研究
要寻找问题的规律
研究设计
让科学探究实现
1
2
3
4
6
7
8
9
5
练习—精确与模糊
找人
9人均分13个橘子
鸳鸯火锅红汤先沸腾的讨论
研究计划
加热煮沸
取出一半,加同等量
水稀释，煮沸
取出一半,加同等
量水稀释，煮沸
测量沸腾温度 大米、玉米粉
加热煮沸
加入同等量底
料，煮沸
再加入同等量
底料，煮沸
测量沸腾温度 红汤火锅
加入等量等温
水，煮沸
测量达到沸腾时间 水、水+牛油
加入等量等温水，并且
加入牛油，煮沸
试
验
内
容
与
步
骤
设计科技活动经常采用的方法
统计 查阅
调查
访问咨询
试验
考察 观察
那种灯饰好？
吊灯和吸顶灯使用功能优缺点
1只灯管
缩减了1/3
米
显示300Lx
并排2只灯管
米
显示300Lx
照度计 照度计
中央电视台“创新少年、创意无限 ”栏
目
鸡蛋中的学问
高中生的研究—古建筑中的科学设计
雨速（v1）m/s 15 20 25 30
水流出房檐时的速度（v2）m/s
(Ⅰ)型房顶的流出距离（S）m
(Ⅱ)型房顶的流出距离（S）m
古书上称之为“上尊而宇卑，则吐水急而溜远”
。
调查类
观察类
实验类
综合类
技术工程类
论文的类型决定研究的方法
考察报告型
研究探究型
实验探索型
调查分析型
发明设计型 待机耗电测试仪
涂改液有害健康
口香糖残胶污染环境问题调查
关注保洁员健康，防止清洁剂污染
老年人在社区学习生活情况调查
研究目的
研究方法
研究结果
研究分析
结论与建议
科学论文的撰写格式
摘要
关键词
背景
（前言、
问题的产生）
体会、
参考书目
致谢
重视创新发明
• 应具备发明的新颖性、创造
性和实用性。
• 小发明孕育着大发明
• 小发明是大发明的摇篮
• 两者在本质上实际是相通的。
青
少
年
的
小
发
明
发现与发明
发明不同于发现，它们存在密切的联系
发明不但要前所未有，还要符合科学原理
科学原理只有通过探索发现后才可为发明者知
晓并加以利用
发现是发明的重要源泉和理论依据。
科技制作活动主要是模仿与重复，
如航模制作，电子制作，标本制作
等，这类科技活动不具备创造性，
所以既不是发现，也不是发明，是
培养、训练动手能力的好办法。
模仿与重复
创新发明的故事
给鸡戴眼镜
野猪不怕毒？
防毒面具——活性炭
讨论
蝴蝶与战争的关系
迷彩装饰让敌机找不到目标
生活处处有创造
创造与创意有不同
创意与创造
煮米饭
的烦恼 切葱头
的烦恼
洗碗的烦恼
卖鱼的烦恼
剪羊毛的烦恼
汽车撞大桥的烦恼
油烟 油烟
油烟
油烟
利
用
伯
努
利
原
理
油
烟
骚
扰
的
烦
恼
高效节能壶
非洲的村落体育场 水塔没电没有办法送水
孩子们没钱没有运动场
发明创造十二法
加一加
减一减
扩一扩
缩一缩
变一变
改一改
拼一拼
学一学
代一代
搬一搬
反一反
定一定
明确教师作用
《走进哈佛（创新篇）》
培养学生创新能力的十个重要环节
1 提出问题； 6 制定计划；
2 寻找资料； 7 执行计划；
3 弄清问题； 8 拟定过程；
4 形成思路； 9 记录过程；
5 选择思路； 10 回顾总结。
冒险心
挑战心
豁朗
（思考运作）
验证
（执行成果）
酝酿
（概念形成）
好奇心
准备
（意念形成）
想象心
●
●
●
●
●
●
●
●
带领学生的技巧——立体的解决问题
神奇的桌子理论
形
成
合
力
的
科
技
教
育
基
础
相互独立的科技教育基础
四条腿、敦实的科技教育基础
学
校
学
生
教
师
家
长
科技教育四条线
学校引领教师
教师推进学校
家长
家长带动学生
学生影响家长
学校
学生
教师
学
校
联
络
家
长
家
长
敦
促
学
校
学
生
促
进
教
师
教
师
指
导
学
生
很
薄
弱
的
支
持
基
础
三
条
腿
的
桌
子
不
够
稳
定
一条腿的桌子弱不禁风 加
固
加
粗
理解成人支持与个人实施
教
授
专
家
科
学
家
工
程
师
科
研
机
构
教
师
家
长朋
友
学
校
压力
拉力推力
压力
拉力推力
走不动的车
理解三个力
对待不被看好的科研项目
静电除油烟装置
装置烟道状,油烟气通过
进、出风口保证与烟道密合
油烟机
烟道
失败后的发明，静电除油烟装置
西城区环境保护
监测站
用“德尔格自动
采样泵ARSM－
0077”进行“检
测管比色法”试
验
使用装置时测量位置
不使用装置时测量位置
环境监测站的专家
检测我的实验数据
使用装置时测量结果没使用装置时测量结果
检测结果
北京庭院枣的故事
2003年---2010年
好大的鸡蛋枣
北京某四合院的葫芦枣最后倩影
被抢救的葫芦枣
在大冲山上抢救成活的枣树
嫁接是保护北京枣十分有效的方法
嫁接是保护北京枣十分有效的方法
05年5月
初中环保小组看望枣孤儿
葫芦枣小树长大了，2009年
2009年3月
科技活动中教师应具有的能力
分析
总结
问题 调研
假设 检验
验证
全国教育工作者发明与教具竞赛
吸烟有害健康
〈初中科学探索活动〉实例分析
辅导学生 发现自己
帮助学生 发展自己
培养学生 成就自己
接受科学的方法、研究和成果，
感受科学的严谨、实用和实际，
享受科学的美好、神奇和趣味。
不是为获奖
对麋鹿的研究获全国金奖
2000年（高二）
本人获全国明天小小科学家奖
2001年（高三）
本人获北京市中小学生银帆奖
2000年（高三）
大学毕业后成为我的同事
2004年（大四）
一
个
愿
意
从
事
科
技
教
育
的
学
生
发
展
历
程
2005年刚参加工作就辅导学生获全国
中学生 珍惜爱护水资源研究项目唯一金奖，
并代表全国赴港参加国际交流
2008年全国大赛
被拯救的孩子
城市夜间光对植物的影响
没受到激励的人
仅仅发挥了20—30%的才能
受到激励的人
可以发挥80—90%的才能
心理学家的话
陶行知：
处处是创造之地，天天是创造之时，
人人是创造之人，让我们至少走两步退一步，向
着创造之路迈进吧。
梁启超的《少年中国说》：
少年智则国智，少年富则国富，少年强则国强，
少年独立则国独立，少年自由则国自由，少年进
步则国进步，少年胜于欧洲则国胜于欧洲，少年
雄于地球则国雄于地球。
居里夫人：
你所发现的东西离传统的理论越远，
那就与获诺贝尔奖的距离越近。
科学为你打开神奇之窗
探索为你搭建成功之桥
科学让你敢想、会想
探索让你能用、巧用
zhouyouhong@ 13693606330
