作者：张成元、邬贵成

 
　　一所牧马山上的普通乡村初中，一个民转公的普通乡村初中物理教师，在校长、专家和教师的大力支持和关心下，转变教育教学理念，大胆从事物理科创教学，仅四年物理科创教学时间，就改变了学校形象，取得社会认可，赢得家长信任，被县、市、省各电视台和各大网络媒体纷纷报道，使学校招生人数逐年上升，使同处牧马山上的公兴、胜利、永安和黄甲四所初中中的黄甲初中，脱颖而出，从始终保持十多年倒数第一名的黄甲初中，摆脱落后，走进了全区（县）前列，还先后被评为双流区和成都市优质学校。这一功劳的取得，全靠这位默默无闻无私奉献的物理科创老师夜以继日的辛勤工作所得。这所普通乡村初中，在邬贵成老师夜以继日无私奉献的辛勤付出中，指导师生成功申请国家专利一百七十多件，辅导学生参加各级各类科技创新大赛，为学校取得七十多件集体荣誉（含奖状、授牌和奖杯），学生也因此获得奖状，有的学生因此还获得升学加分。学校因科创成果硕果累累而获得《全国创新名校》授牌，初中科创，创造了奇迹，创出了名声。邬贵成入驻“中国民间人才库”。

　　一、黄甲中学开设科创课程的起因：

　　黄甲中学地处四川省成都市双流区牧马山上，被胜利初中和公兴初中夹在中间，从双流城区出发走牧华路要先经过胜利，再到黄甲、公兴最后到华阳，胜利、黄甲和公兴都在牧马山上，胜利离双流城区最近，公兴离华阳城区最近，黄甲处在中间。黄甲中学1991年前是黄光成当校长，四川省内有名，1991年黄光成调到棠湖中学当校长后，黄甲中学教学成绩逐渐下滑，2010年的前几年更是在双流区内一直垫底，更多时期全县总评下来还落后倒数第二名十多分。2010年新调来的孟志明校长，他说，现在全国小学和初中，国家都开设有科学课，我们黄甲初中，如果还是只抓教学质量，凭借考试成绩升学，是肯定不行的，是搞不好的。要想重振黄甲中学雄风，像上世纪九十年代前一样，我们就设科创课，也许行。当时安排周洪良主任找人教科创课，找了很多老师，都不愿意。最后找到邬贵成，周洪良老师说，邬贵成是物理老师，教物理离科学近一点，也许能教出名堂来。孟志明校长还请了双流县科技局的张成元专家，带领邬贵成老师搞科创活动，参加各级各类科技创新大赛。结果2010年到2014年，邬贵成老师的科创教学成果硕果累累，四川科教频道首先来进行报道，四川科教频道是省级科技教育宣传媒体，拍摄的记录片《成就孩子科技梦想的引路人》（网上可搜到），电视台报道后引起了黄甲老百姓的轰动，网络上也留下了很多感人的点赞。黄甲的本地人看了这篇电视台报道后，很多家长就对黄甲中学开始信任了，本地黄甲小学升学的孩子升入黄甲中学的开始增多，黄甲中学再读学生转学转走的减少了，学生总人数逐年上升，已经由2010年三百多学生，增到2023年七百多学生。2014年后，双流电视台、成都电视台和省科教频道及几家本地报社也都来报道了黄甲中学的科创成果，宣传了黄甲中学，2022年四川科技新闻拍摄组来黄甲中学，拍摄的“《我是科技工作者》邬贵成——诲人不倦的科技教师”，也是记录片，在二十二家网络媒体和电视台传播。可见，黄甲中学在各级领导、校长和老师们的关心和支持下，依靠硕果累累的科创教学成果，彻底改变了学校形象，走上了振兴的金光大道。现在学校以“德厚三品，才广六艺”为办学理念，以科普教育和科创教学、及基础教育达标为特色。学校先后荣获“中国少年科学院科普教育示范基地”、“全国绿色小记者站”、“全国创新名校”、双流区老科协授予的“科普教育基地”、“四川省青少年科普教育基地”、“成都市青少年科普教育基地”、“四川省阳光体育示范学校”等荣誉称号。2022年评为成都市优质学校。

　　二、面对当前国内和国际形式，初中开设物理科创课教学的可行性

　　我们知道，曾经，名目繁多、质量良莠不齐的中小学生竞赛令学生和家长趋之若鹜、疲惫不堪。现在的新形式下，教育主管部门持续为此“减肥”，取得了显著效果。前不久，教育部又公布了《2022—2025学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单》，包括自然科学素养类、人文综合素质类和艺术体育类在内的44项竞赛入选，并又一次强调竞赛以及竞赛产生的结果不作为中小学招生入学依据和中考加分依据。也就是说竞赛与升学脱钩了，发展孩子的兴趣特长不为升学、加分，而是关乎孩子的综合素养的提高了。

　　现在，自然科学素养类竞赛成为了重头戏。大幅度削减竞赛数量、体现了五育并举的育人宗旨。引人注目的是自然科学素养类有23项，占全部竞赛的一半以上，其中，特别增设了一批与芯片技术、卫星导航、人工智能、机器人、无人机、发明创造等高精尖科学技术有关的竞赛，着眼解决科学技术进步问题。特别是党的二十大报告中明确指出了教育在社会主义现代化强国建设和中华民族伟大复兴征程中的重要使命，强调科教兴国和人才强国，国家的这些政策导向充分体现了二十大报告的精神。

　　不难看出现在的老师和家长同志们，有很多敏锐点的都已经从中悟出了今后孩子发展的导向，意识到了国家和教育主管部门对青少年科技创新能力和科学探索精神的重视，正在积极支持和培养孩子的科学素养和科技综合实力，提升孩子日后的竞争力，这也同时提升了国家的综合科学实力。这样看来培养孩子的科学素养，确实需要从娃娃抓起了。再看近年来的“双减”大环境，我们的中小学生，已经有了更多自由支配的时间和发展各自兴趣爱好的空间，那么我们的家长呢？是不是应该在数字化时代，趁早鼓励和支持培养孩子的科学兴趣与素养了呢？

　　科技创新教育已经不再是中国特色，更是全球大趋势。近年来兴起的STEAM教育，就是将科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Arts）、数学（Maths）这些跨学科内容融合在一起，为儿童青少年提供了一个跨学科学习的环境，让他们亲自动手完成自己感兴趣的、和自身生活相关的项目，在此过程中学习各种学科以及跨学科的知识。STEAM教育注重学习与现实世界的联系，而非体现在试卷上的知识结果。STEAM学习是基于项目的学习，也是基于创造的学习，我们耳熟能详的机器人编程、人工智能编程等，都是STEAM教育的具体表现。随着科技的快速发展，人类与机器人、与数字化打交道会日渐频繁，机器人也会在很多领域取代人工。所以，我们家长、教师、特别是校长，是不是应该热衷于送孩子去学习创意编程启蒙、人工智能编程、机器人编程等内容了呢？

　　其实，学习编程能让孩子手脑并用。以机器人编程为例，简言之，它是给一件物品注入生命力，即用模块制作（搭建）出机器人，然后通过编写程序使机器人按照我们的意愿动起来。在这个过程中，孩子需要自行或与同伴合作设计、搭建、编写程序。在编程时，如果某一处语言或逻辑出现错误，整个程序就不能正常运行，这就需要孩子有耐心、有较强的观察能力和分析能力，重新审视自己的程序逻辑。因此，孩子从一开始就要统筹考虑，细致规划，综合各学科知识，反复调试、不断试错、修改、完善。可见，这些动手动脑的实践流程，能很好地锻炼和培养孩子主动发现问题、独立思考问题和创造性解决问题的能力，养成严谨、缜密的科学思维习惯。请注意，这些很难被量化的能力，往往就是孩子未来的核心竞争力。

　　还有，老师和家长都应该引导孩子留心身边的科学。让孩子学习编程等数字化知识和技能，这是培养孩子科学素养的途径之 一，而老师和家长留心身边生活中的科学因素和科技含量，是为呵护孩子的好奇心、想象力起到促进的作用的，是会给孩子建立科技创新的机会的，能引导他们善于发现，鼓励他们积极探索，则更能尽早在孩子心中埋下爱科学、创科学的种子。我希望我们的孩子能够他科学。

       近年来兴起的创客教育，旨在各个领域为孩子的科学素养养成和创造力发展提供可能，这种个性化的教育其实也能在家庭中实现，很多孩子的科技小发明就是很好的例证。

　　孩子天性好奇，在日常生活中，老师和家长都应尽量创设丰富多彩的环境，使孩子在多种选择中逐渐发展自己的兴趣。家长保护、顺应孩子的兴趣，尝试在家中建设一个迷你实验室，或者布置一个创造发明角，网上购买一些科学小设备小实验供孩子探究科学奥秘。对那些喜欢拆东西的孩子，家长不妨将孩子玩过的旧玩具如玩具汽车、玩具枪、飞机和被淘汰却依然可以使用的小家电等材料供孩子拆装研究，让他们在玩中，在天马行空的想象中、在反复的试错中，在亲身实践实验中，探秘其中的科学原理，进而产生向更多的未知科技领域挑战的兴趣和勇气，将来，没准就会创新出新的东西，成为发电家。可见，科学兴趣和科技创新能力的养成并非一蹴而就，教师和家长都从生活入手，由表及里，由近及远，持之以恒地渗透、协助、创设各种条件，定能把孩子引向科学之路。

　　三、改变学校形象的物理科创课，黄甲中学究竟做了些什么？

　　1.初中孩子申请国家知识产权保护的可行性

在大学和高中都很难成功申请的国家专利，更不要说在初级中学了，但是四川省成都市双流区黄甲初级中学，这所山区普通乡村初级中学，成功申请国家专利一百七十多件，实属全国少有。说明了初中学生的科技创新能力是可以培养、发掘出来的。

　　邬贵成老师，教学初中物理三四十年，熟悉物理教材，对课本上的物理知识深思熟虑，并能引导初中学生深入学习，并引导孩子设计出很多与初中物理知识相关的国家专利。比如，初中物理教材上的液体压强，邬贵成老师就引导学生完成了《液压坚果硬壳装置》、《液压豆渣榨汁机装置》、《液压碎骨台装置》、《豆渣榨汁成型装置》等，并成功申请国家专利；初中物理教材上课程“连通器”，邬贵成老师指导学生成功申请的国家专利有《自动排污浴桶装置》等，与初中热学知识有关的专利，主要有《电热公路装置》、《摩托车把手发热装置》、《人体制冷制热装置》等，与初中物理上浮力知识有关的专利，有《漂浮镰刀》、《漂浮钓鱼桶》等；与电学有关的专利，有《光电捕鼠装置》、《声光电捕鼠装置》等。

       黄甲初中部分专利之一

       黄甲初中部分专利之二

　　黄甲中学成功申请国家专利一百七十多件，那么，向国家知产局申请国家专利，申请知道产权保护，有什么重要的作用和意义呢？

       现在我们先来认识一下知识产权是什么？知识产权是指人们在创造、发明、创作等方面所产生的知识成果所享有的权利。知识产权的作用和意义在现代社会中越来越受到重视，它不仅是保护创新和创造的动力，也是促进经济发展和文化繁荣的重要保障。知识产权的存在，可以激励人们进行创新和创造，因为只有通过创新和创造，才能获得知识产权的保护。如果没有知识产权的保护，那么创新和创造的动力就会受到打击，人们就会失去创新和创造的热情，这对于社会的发展是非常不利的。

知识产权能促进经济发展和文化繁荣。知识产权的保护可以鼓励人或企业进行技术创新和产品创新，从而提高产品的质量和竞争力，促进经济的发展。同时，知识产权的保护也可以保护文化创作的权益，鼓励人们进行文化创作，从而促进文化的繁荣。

       知识产权的作用还在于保护消费者的权益。知识产权的保护可以防止假冒伪劣产品的出现，保护消费者的知情权和选择权，从而保障消费者的利益。

       在从现实生活中，获得国家专利者，区市县各级政府的科技经济发展局，都会给予经济补贴奖励，有的地方乡镇街道也会有现金补贴奖励；专利还可以换钱，把生产权力卖给别人或企业；学生成功申请专利后，有的地方升学加分，大学生的专利还可算作一门功课，代替另一门难考过的功课。在你的人生档案里，有一项是你有没有国家专利，还有一项是你曾经获得过何种奖励和受过何种处分，把你的专利都可以填写进去，这将影响你的一生，对你的工作、生活和学习，都很重要，都会起到促进作用的。

      黄甲初中邬贵成老师的部分专利证书

　　2.初中生参加科幻画比赛，其意义何在呢？

　　科幻画（ScienceFictionPainting）是以科学知识为基础的想象，通过绘画的手段在画面上表现出来的一种形式。它是对宇宙万物、未来人类社会生活、社会发展、科学技术的遐想而产生出来的绘画作品，真实反映孩子对美好生活追求的一种艺术形式。科幻画的主要作用是鼓励孩子探索科学。科幻画不是一般意义上的幻想，它是富有时代理念，有一定前瞻性、科学性和技术内容含量的幻想作品，它必须以科学的知识和科学规律去幻想。“今天的幻想，将会成为明天的现实。”至于实现这个幻想，需要多少天，多少年，也许会很长，也许会很短，是孩子未来发明创造的基石和里程碑。

     黄甲初中学生邬珂展示获奖科幻画作品

       黄甲初中学生张雪宁展示获奖科幻画作品

       3.机器人大赛，是初中学生非常感兴趣的科创活动

　　带领学生参加机器人比赛，其目的是鼓励和开发学生的创造力的有益活动。机器人设计和制作的过程需要学生们融合科学理论和技术应用,去探索问题并寻找创新的解决方案。他们需要灵活运用所学知识,设计出能够完成任务的机器人。比赛过程中,学生们会遇到各种问题和挑战,需要通过创造性思维来找到解决办法。这种创造力的培养将为学生们未来的学习和工作提供基础。机器人比赛还培养了学生的创新思维能力。在比赛中,学生们要通过自己的思考和实践,克服困难,并改进机器人的设计和性能。他们需要在有限的时间和资源内,进行迭代和优化,以取得更好的成绩。这个过程培养了学生的反思能力和解决问题的能力,激发了他们对创新的热情。学生们的创新思维将在未来的科技领域中发挥重要作用,他们将成为推动社会进步的力量。

       黄甲初中学生开展机器人制作活动

      黄甲初中学生参加机器人探雷比赛

      4.黄甲初中学生，航海模型制作比赛。

　　指导学生开展航海模型制作比赛，有利于培养青少年的分析观察能力和思考能力,善于创造性地解决各种问题的能力。教育部早就指出要在中小学校中开设“技术课”课程。制作舰船模型需要各种技能,如木工、电工及无线电技术,还有车、钳、铆;焊、板金等金属加工技术以及制模、喷漆技术等。因此有利于培养青少年学生动手的能力,因此航海模型活动在中小学校中开展是很有生命力的，初中生当然也在其内。还有利于锻炼青少年反应迅速、动作灵活的能力。更有利于激励青少年勇于实践、敢于创新。学生在研制模型和竞赛过程中总会遭受到失败和挫折,也就有利于培养广大青少年百折不挠的毅力,锻炼意志和陶冶情操。

       黄甲初中学生参加电动船模型制作比赛

       5.航空模型制作比赛

　　让初中学生参加的航空模型大赛，是以放飞、操纵自制的航空模型进行竞赛和创纪录飞行的一项航空运动。这项运动目的就是要培养青少年的航空知识和今后的事业的兴趣，普及航空知识和技术，培养航空人材，发展智力，增进身体健康。

       黄甲初中学生组装摇控飞机并进行比赛

       6.参加四川省环保厅宣教中心组织的美境行动大赛

　　美境行动”是一项环保实践活动，旨在提高中小学生的环保意识，鼓励中小学生自己设计环保小方案并予以实施，激发孩子们自己动手动脑，解决身边的环境问题。它由壳牌集团倡议并支持。“美境”两个字是“美好环境”的简称，而“行动”，则是指只有通过我们身体力行，亲自开展各式各样的环保活动，才有可能实现环境的改善。“美境行动”不同之处：◆ “美境行动”不是一个简单的比赛，而是一个鼓励更多青少年行动起来、改善环境的支持性活动；◆ “美境行动”不是在盲目地鼓励创新和追求过分的高科技，而是强调行动过程中学生们身体力行的操作实践；◆ “美境行动”不是一次性、简单意义上的推动，而是看重学生的环保小项目有没有真正改善身边环境、解决环境问题。参与美境你将收获：成就感、实现梦想、认识新朋友、团队合作精神、更融洽的师生情、丰富科学知识技能、勇敢、理智地面对困难、集体荣誉感、社会责任感、有效实现环境教育的行动目标。

黄甲初中邬贵成在第四届美境行动颁奖大会上发言

       黄甲初中荣获美境行动优秀组织奖

　　7.黄甲中学多次组织学生参加中国少年科学院小院士选拔赛

　　中国少年科学院是共青团中央、全国少工委于1999年2月8日在北京创建的以6－16岁少年儿童为服务对象，以少年儿童校外教育阵地为依托，以鼓励少年儿童爱科学、学科学、讲科学、用科学，培养少年儿童的观察能力、动手能力和创新能力，提高科学素质，丰富活跃少年儿童课余生活为目标的功能性社团。 

　　中国少年科学院存在的目的是通过形式新颖、对少年儿童有吸引力、有激励作用的载体，向少年儿童普及科技知识，引导少年儿童参与科技创新活动，培养少年儿童的科学意识和科学精神。创办中国少年科学院的指导思想是以培养少年儿童创新精神和实践能力为重点，以科学体验活动为途径 ，以少年儿童校内外教育阵地为依托，利用多种社会资源，对少年儿童进行科学知识与技能、科学精神与态度、科学方法与能力、科学行为与习惯的培养。开展中国少年科学院活动的基本原则是突出科学意识和科学精神的培养，注重科学实践的过程，符合少年儿童的特点，努力开发和利用社会资源。中国少年科学院的主要任务是通过开展科技培训、科技实践、科技竞赛、和科技争章活动，向全国少年儿童普及科技知识，发现和培养优秀少年科技人才，建设科技教育培训和科学体验阵地，开展少儿校外科技教育理论研究，举办国内外少年儿童科技交流活动，建立和完善科学体验活动专家指导队伍。

　　黄甲中学参加中国少年科学院活动，一直认真贯彻落实党和国家关于少年儿童素质教育和思想道德建设的方针政策，为不断增强少年儿童的科学素养，努力提高他们的思想道德素质和科学文化素质发挥了重要作用。成功获得“中国少年科学院科普教育示范基地”授牌。

黄甲初中荣获中国少年科学院科普示范基地授牌

      黄甲初中荣获第十四届中国少年科学院小院士课题研究成果展示交流活动优秀组织单位

     8.黄甲初中因科创成果硕果累累，荣获全国创新名校授牌

      黄甲初中荣获第十二届全国创新名校授牌

      9.黄甲中学荣获冰心文学大赛文学创作基地授牌

       黄甲初中荣获全国冰心文学创作基地授牌

　　10.黄甲中学组织学生带着发明专利参加中国上海国际展览会暨未来发明家国际选拔赛，荣获优秀组织奖

       黄甲初中2021年荣获中国上海国际发明创新展览会优秀组织奖

       11.黄甲中学荣获环境教育杂志社颁发的“绿色小记者站

       黄甲初中工业区的绿色小记者站授牌

　　12、黄甲中学科创成果硕果累累，应邀分别在北京八一中学 、北京大学和澳门劳工子弟校，向来参加全国创新名校大会的校长和科技老师，交流和汇报了教学经验 ，得到了与会领导和老师的认可和支持。

黄甲初中邬贵成在北京市八一中学交流汇报科创教学经验

黄甲初中邬贵成在北京市八一中学参会合影（自上到下第二排从左到右第十五位是邬贵成）

黄甲初中邬贵成应邀参加在广东实验中学举办的全国创新名校大会

黄甲初中邬贵成应邀参加在澳门劳工子弟校的全国创新名校大会

　　四、科创课程在初中，还有哪些前景

　　黄甲中学的科创课程，确实很有特色。邬贵成能辅导学生完成的科创，其它老师也是能够做到的。比如申请国家专利，邬贵成老师是先辅导学生从外观专利做起的，外观专利的设计容易，难度不大，通过也容易；然后再去申请实用新型专利，实用新型专利，设计难度相对要大的多，科技含量也高得多，是很多高中、大学都很难成功的。但是，邬贵成老师能够结合初中物理知识深入浅出地设计出很多国家专利，说明只要对教材熟透了，经过深思熟虑，在初中物理相关知识的基础上，是完全可以做出实用新型专利来的。最后，再去搞点发明专利，这发明专利是可以在你现有的成功申请了的实用新型专利里面去挖掘出来的，经过升级成为发明专利，这个难度最大，通过也很难，审批时间也很长，缴费也更多些。专利申请是都要缴费的，只是外观专利最少，发明专利最多，但是，国家资助也越高，缴费越多的，国家资助就越高。邬贵成还成功辅导双流中学永安校区、双流中学实验学校、棠湖中学实验学校、东升一中、黄龙溪学校和双流实验小学等学校的学生，成功申请国家专利。至于科技创新成果，现在的各地省市科学技术协会和区县新科局，都在组织青少年参加科技创新大赛，老师只需要根据文件精神组织师生参加即可。

　　纵观以上科创成功的事例，科技创新是适合在初中生中开课的，我们双流区已经在全区各中小学校专门开设了科创课程，一般是每周两节课时的教学量，很多选择安排在星期三下午活动课时间执行，也有安排在星期五下午的。作为一名普通老师，要想改变学校的形象，除了熟透教材外，还得要有奉献精神，还要有对孩子的爱心。

　　今后较有前景的竞赛有很多，特别是芯片技术、卫星导航、人工智能、机器人、无人机、发明创造等高精尖科学技术有关的竞赛，是着眼解决科学技术进步的大问题，是可以选择性参加的。

　　是金子总会发光的，是人才需要精心培养。追求德智体美劳的全面发展，才能共铸人类命运的共同体。让我们的科创，也来为建成城乡一体化公园式人居环境，创造美好的明天吧！