关键词 科技教育基地 创新人才 “信息”与人体“信息通道” 体验活动 建设策略
《全民科学素质行动计划纲要》中明确指出，为了“完善基础教育阶段的科学教育体系，提高学校科学教育质量，使中小学生掌握必要和基本的科学知识与技能，体验科学探究活动的过程与方法，发展初步的科学探究能力，培养良好的科学态度、情感与价值观，增强创新精神和实践能力。”要“开展多种形式的科普活动，增强未成年人对科学技术的兴趣和爱好，初步认识科学的本质以及科学技术与社会的关系，培养社会责任感以及交流合作、综合运用知识解决问题的能力。”其中，除了学校要加强综合性的科学教育改革外，“整合校外科学教育资源，建立校外科技活动场所与学校科学课程相衔接的有效机制。利用科技类博物馆、科研院所等科普教育基地和青少年科技教育基地的教育资源，为提高未成年人科学素质服务”是十分重要的。
一、科技教育基地的界定
2002年7月31日，科技部、中宣部、教育部和中国科协联合颁发了《全国青少年科技教育基地申报和命名暂行办法》。该《办法》指出，科技教育基地授予有科技教育功能的单位或机构，如：博物馆、科技馆、国家重点实验室及其他科技教育单位。申报基地的条件有：明确的青少年科技教育工作规划和年度青少年科技教育工作计划，并设置相应机构和人员负责计划的落实、执行；根据场所的优势和特点，经常举办适合广大青少年参与的科学技术实践活动；有相应的科技教育活动内容设计和与之相配套的指导性资料，有固定的活动场地并配备相应的设施和器材；有相应配套的青少年科技教育活动经费，建立经常性的对青少年免费或优惠开放制度等。
《全民科协素质行动计划纲要》中明确指出“整合利用社会相关资源，发展青少年科技教育基地和科普教育基地。”
可见，科技教育基地是指：具有固定活动场所及相应的设施和器材，有明确的组织和人员，有活动计划和经费，具有一定特色及规模，能经常性开展相应科技活动的校外科技教育活动单位和机构。
中小学校内的科技教育场所，一般称为实验室、科技活动室、气象站或生物园等。
学校是对青少年进行科技教育的主要阵地，特别是在新的基础教育课程改革的今天，科技教育已经融入各门课程之中，许多课程已经增加了直观教学和实践教学，为什么还要加强校外科技教育基地的建设和发展呢？这就要从创新教育理论中寻找答案。
二、“信息与人体信息通道对创新人才全脑模式开发”的创新教育理论
人的创新行为来源于创新思维，创新思维的物质基础是人的大脑。近年来科学家对脑科学研究的成果，是对创新教育理论基础的有力支撑。
1、“信息”对创新人才全脑模式开发的影响
近年来，脑科学研究成果指出，大脑是脑的最高级部位，大脑皮层平均厚度大约2.5毫米，表面有像核桃仁似的沟回褶皱，总面积达2600平方厘米，上面密密麻麻地分布着145亿个形态多样的神经细胞【1】（见图1）。
神经细胞又称神经元，是一类灵敏程度很高的细胞，具有迅速接受刺激和传导神经冲动的能力。神经元的特点是细胞体可以发出突起，包括树突和轴突。
图1 几种不同类型的神经元
树突是神经元的最大信息接受区，对脑内神经微环路与局部神经环路的建立，对中枢神经的信息加工处理都有重要作用。每个神经元与其它神经元的连接部位就是突触。突触的可塑性是脑内神经可塑性的核心。大量的实验证实，脑内神经元树突与突触的变化受生活环境、情绪状况、营养条件、外界刺激、衰老、脑病等的影响。例如，群聚于复杂多样的环境与单独生活在单调环境的同窝大鼠，前者的大脑皮质神经元树突分支与棘的数目比后者大得多。
人脑在发育早期，神经网络中的突触连接是大大过量的，处于不稳定状态。人出生以后，需要通过各种一般信息和特殊信息的刺激作用，诱发新突触的形成或促进神经环路的修饰，将没有用到或不适当的突触淘汰。一般情况下，婴儿出生后几个月，树突及突触连接大量生长和形成，2～3岁幼儿脑内突触的数目已达到成年人的两倍，11～12岁以后过量的突触开始调整，成年时只有少量的稳定下来。
人是通过感觉系统（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等）来接受外界各种信息的。在人脑的发育过程中，遗传因素是很重要的，但后天环境的作用和个人的主观努力更不可忽视。天才在很大程度上取决于自身努力以及培养其成长的环境。家庭、学校和社会三方面的最佳配合是孕育天才人物的重要条件。
后天环境“信息”对创新人才的培养的影响是很重要的。后天环境是指人出生以后周围一切事物的总和，包括自然环境、社会环境、人际环境等诸多方面。环境对人的影响是以“信息”进入人的大脑。例如具体自然环境信息包括空气、水源、气温、湿度、声响、色调等等，通过人的感觉系统进入人的大脑。清新的空气， 洁净的水源，适宜的温度与湿度，和谐的色调，没有噪声干扰等良好的环境必然对脑功能的发展有正面效应。有人认为，智慧的本质是思想意识的作用，而“存在决定意识”，客观环境对智慧的形成有极大的影响。1976年在东南亚的某森林里发现了一个10多岁的狼孩。他不是直立行走，而是用四肢爬行。他的指甲已长成爪子，手掌、肘关节以及膝盖等部位的皮肤增厚，就像狼蹄子一样。他不会说话，白天潜伏，夜间嚎叫。狼孩的大脑本来是人的大脑，具有人类的遗传基因，为什么他却没有人类最基本的行为和智力呢?这显然说明，人在成长的过程中，后天环境的信息影响是极大的。
人们常说 “经历就是财富”，不仅说明了丰富的阅历可以使人们获得多元化的生活体验，同时，还可以刺激其大脑中形成更多或不同于他人的树突和突触。
2．个人主观努力程度对“信息”进入人脑的影响
在同一环境中生活和工作的人们，为什么智慧会出现高低，能力会出现强弱？聪明和成就究竟是怎么来的?是人脑的“天赋”起主要作用，还是后天的努力更为重要?这些问题一直有不同的观点。英、德、美一些国家的研究者们进行了多年的调查研究，成果丰富，概括起来，说明后天努力更为重要。
例如，盲人为了生存的需要，努力地用听觉和触觉来感知世界，在相关的脑区，信息流通量增大，引起所受刺激脑区的可塑性变化，诱发新突触的形成或促进神经环路的修饰，使其听和触摸的感觉能力比一般人强。
在总体人群中，由于先天遗传条件及后天多种因素使得少数人，或发展成为“天才”人物，或变为弱智者。后天因素造成的人脑差异在生物统计学上呈正态分布，即特别“聪明”和特别“愚笨”者都是少数。这些在群体里特别优秀、非常聪明的人，他们都是非常努力，积极向上的人。人们常说的“勤能补拙”，是说那些勤奋好学的人，他学会了某项技术，相关的事都会找他做，在做的过程中，他的大脑得到了更多良性的激活，与别人相比，他越来越聪明能干。疏懒于学和做的人，会使脑力退化，越来越笨，越来越无能。在同一环境里，个体获取信息的能动性不同，“环境信息流”进入人脑的量就不同。
可见，人脑对周围环境信息的采集量的多少，有两个影响因素：一是环境信息量的多少，另一个是个体接收信息能动性的大小。因此，在创新教育工程中，为学生提供合适的环境信息以及培养学生学习的主动性都是十分重要的。因此，“信息”是对人脑进行可塑性的充要条件。
在青少年时期，根据经验依赖性和功能活动依赖性的突触可塑性的原理，不仅要对其提供大量间接性的学科知识，同时还应该积极创造条件让孩子们在实践的体验中获得直接经验；不仅要使孩子们在学校通过获得校园信息，同时还应该让孩子们在家庭和社会获得丰富的信息。青少年在多彩缤纷的环境中，大脑与大量信息流交换的过程，是对创新人才全脑开发的过程，也是创新人才成长的过程。
3、人体“信息通道”对创新人才全脑开发模式的影响
不同信息由人体的不同“信息通道”（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等）进入不同脑区，形成不同的思维，对创新人才全脑的开发也是一个重要影响因素。
1981年获得诺贝尔医学和生理学奖的美国神经生物学家斯佩里（Roper Spery）博士关于裂脑人的实验研究，提出了脑的“双势理论”【2】。
研究证明,人的左脑倾向于对抽象材料（如语言、文字、书写、数学公式等）做出判断，用推理的方式进行逻辑思维。逻辑思维是是线性思维，受逻辑顺序的束缚。例如，求解平面几何中的证明题的过程，就是典型的逻辑思维过程。逻辑思维主要是左脑的功能。
右脑则通过对形象材料（如空间方位、、形象、表象、音乐、美术、舞蹈、情感等）的加工改造进行形象思维。形象思维（非逻辑思维）不受时间和逻辑顺序的束缚，它是多维的。形象思维具有形象性、整体性、概括性、跳跃性、直觉性、非语言性和富有情绪色彩等特点，其思维形式主要有联想、想象、灵感、直觉、顿悟等。
人的创新灵感也产生在右脑。
创造性思维是通过左右脑协同互补，通过抽象思维和形象思维协同进行的。伟大的物理学家爱因斯坦对科学发现创造活动中的形象思维和逻辑思维的关系有非常精辟的论述，他在《探索的动机》中说，人类在认识客观世界的过程中，“从特殊到一般的道路是直觉性的，而从一般到特殊的道路则是逻辑性的。” 创造的全脑模式的提出，将指导创造力开发的实践，给教育的改革打开新的思路。
环境信息与人脑进行交换的通道不同，信息进入不同的脑区，思维的形式就不同，对人脑的可塑效果也不同。
例如，对同一化学实验采取不同的学习方式，实验信息进入大脑的通道不同，信息获取结果可能有两种情况：
（1）．学生通过书上写的有关实验的文字和符号以及老师讲的语言来获得实验信息，这些信息通过“视觉、听觉信息通道”进入左脑，主要进行逻辑思维。
（2）．学生动手“做实验”，经过触摸、观察、体验等实验过程，实验信息是通过“触觉、视觉等信息通道”，大部分进入右脑，进行形象思维。对实验中发现的问题，学生通过书本等查阅实验原理，书本信息通过视觉进入左脑，进行逻辑思维。在这样的学习过程中，学生还真切地感受到科学美【3】，从而实现左右脑并用，促进创新人才全脑开发。
传统教育中 “左脑优势理论”的影响，学生上学是“读书”，老师教学是“教书”，回到家里作业是“背书”“写字”。学生主要通过“视觉和听觉信息通道”获得文字符号和语言的信息，这些信息进入左脑，促进左脑逻辑思维的发展。社会上对高考状元等的宣传攻势，应试教育的选拔方式，进一步强化了“左脑优势”的教育效果。
从小学到高中，再到大学16年的漫长岁月里，学生没有时间和途径通过“触觉等信息通道”获取形象、表象、直觉、想象、音乐、情感等进入右脑的信息，右脑的树突和突触不能得到有效的塑造，使在右脑进行的形象思维与创新灵感无法进行，这样的人能够产生原创性吗？。
我国的高考状元、奥赛金银奖得主，为什么在考试上那么棒，但缺乏原创性？这是因为我们的教育中，过分注重书本间接经验信息的灌输，忽略了对自然、社会中直接经验信息的获取；过分注重用“视觉和听觉信息通道”获取信息的学习方式（课堂讲授方式），忽略了用“触觉信息通道”获取直接经验信息的过程（动手、体验式学习方式）；过分注重应试教育中分数的甄别功能，忽略了对学生创新精神和实践能力的培养。
4、“‘信息’与人体‘信息通道’创新人才全脑开发模式”对教育改革的启示
“‘信息’与‘信息通道’创新人才全脑开发模式”的研究一方面说明了大量“信息流”进人脑，能够促进脑神经元树突与突触增多；另一方面还揭示了不同信息由不同“信息通道”进入不同脑区，形成不同的思维，对创新人才全脑的开发也是一个重要影响因素。
“‘信息’与‘信息通道’创新人才全脑开发模式”的研究，为我国基础教育及大学教育改革提供了理论依据。在教育改革中，要把学生培养成创新人才，从创造性全脑开发模式着眼，我们的研究思路如图2所示：
图2 创新教育理论研究思维图
三、科技教育基地在培养创新人才中的地位和作用
科技教育基地的建设超越了传统教育中的单一教室教学环境，学生们进入社会，深入生活，他们可以看到许多在教室里看不见的东西，听到许多新鲜有趣的事情，感受到许多世间美好的情感，体验到许多成功的喜悦和探索的艰辛。在科技基地活动过程中，五彩缤纷的现象，丰富多彩的情感交流，大量科技作品的动手制作等“信息”通过多种人体“信息通道”进入右脑，使大量的表象在右脑积累，非常有利于右脑形象思维的发展。……
学生在科技教育基地的活动拓展了“信息量”，充分调动了人体各种“信息通道”，使学生在这些新奇的环境信息刺激下，诱发新突触的形成或促进神经环路的修饰，增加了神经环路的使用频率，有利于形成更多的突触，延长醒觉的持续时间，激活脑内网状结构，增大信息向脑内的输入和贮存。这种经验依赖性和功能活动依赖性的突触可塑性,是科技教育基地活动中开发青少年智力的理论依据。活动中的各种各样运动有利于对小脑的锻炼，是非常有利于创造的全脑模式开发的。
创新人才的个性品质要素表现为创造的动力因素和导向因素。动力因素中的核心是求知欲。在科技教育基地活动中能够激发学生的兴趣和好奇心，唤起学生的求知欲，从而形成创造的动机。好奇心可以说是内部动机的原型。当人们接触新奇的、有趣的、惊异的和复杂的事物时，就会引起好奇心。当事理还没有搞清楚时，会受好奇心的驱使，投入探索活动。探索未知的活动过程和结果，就会使人们产生满足感。好奇心和求知欲常常是紧密地联系在一起的，没有好奇心的人不会有旺盛的求知欲。儿童的好奇心是很强的，但如果长时期处于枯燥无味的、疲惫的教室被动教学活动中，好奇心就会减退和消失。在培养学生兴趣的过程中，要注意从生动的直觉兴趣开始，并不断地满足学生操作的兴趣和发展学生的认知、探索兴趣，以形成持久的动机。
在导向因素中，主要是意志的顽强性，即毅力品质。为此，要求在活动中不仅要满足学生的求成欲，为他们创造成功的条件，同时还要注意使学生经受一定的挫折，甚至失败。这样，有利于锻炼学生的意志，培养实干精神，塑造学生良好的人格，使他们得到全面而有个性的发展。
在一系列的科技活动过程中，以学生为主体，以学生的活动为中心，放手让学生自己去研究，去探索，把活动的主动权交给学生，使活动的内容和形式更符合他们的兴趣爱好，更能满足其个性发展的需要，从而有利于发挥学生的主动性和积极性。学生在活动中既动脑又动手，从找资料，定课题，阅读文献材料，做实验、搞制作、观察、记录到获得成果，都让学生自己去实践、探索。这样，学生才会感到自己是一个发现者、研究者、探索者，体验到智慧的力量和创造的欢乐。
科技教育基地与学校、家庭及其他社会教育共同构建起对青少年实施素质教育的系统。“‘信息’与‘信息通道’创新人才全脑开发模式”创新理论，有力地说明了在校外设置各具特色的科技教育基地，丰富学生获取的信息量，促进多种人体信息通道获取信息的可能性，改变长期以来我国基础教育中左脑优势论的弊端，是非常有利于青少年创造性全脑模式开发的。
四．科技教育基地建设策略
科技基地是创新教育的组成部分，它的建设遵循“信息”与人体“信息通道”创新全脑开发理论。为了充分发挥科技教育基地在素质教育中的作用，科技教育基地建设可以采纳以下策略：
1、在同一地区，要建设多个科技教育基地，每个科技教育基地要各具特色
充分发掘社会资源，建设内容与风格各异的科技基地，使学生在不同学段能够轮换到适合其综合智力构建【3】的基地参加科技活动，以增加学生的好奇心，使进入大脑的“信息量”增大，有利于脑神经元树突与触突的生长和塑造。例如，西南某省会城市，设置了省农科院青少年科技基地、省军事体育学校青少年科技基地、中科院地球化学研究所青少年科技基地、市消防科技基地、市植物园科技基地、乌江水电站科技基地等等。
2．每个科技基地的活动设计要有计划性、趣味性和探究性
各基地应该针对自身的特点，确定哪个年龄段的学员适合在本基地活动。要认真研究该年龄段青少年的认知结构与心里特征，设计出他们感兴趣的，经过一定努力，基本能够完成的具有一定挑战性的活动。
3.各基地要有适合学生动手动脑开展科技活动的场地和设备
要开展活动必须有相应的场所、设备、器材和资料。而这些学习资源耗资较大，这也就是为什么科技教育基地不可能设在每所学校的重要原因之一。学生在基地进行体验式的学习，动手动脑，使各种信息能够通过人体的视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等信息通道进入大脑，有利于学生创造性全脑模式的开发。
4.科技教育基地的生活与活动场所、设备、饮食、水、电、磁场等要符合安全要求。教育行政主管部门，应该制定一定的安全规范，并进行检查和监督。
5.科技教育基地要有专业化科技教师为骨干的教师队伍。教师具有较高的科技素质，了解科普的规律，能够用“暗示法”和“预期发展效能评价理论”指导活动【3】。
总之，科技教育基地拓展了学生的学习时空，使学生在不同的活动内容中采集到了在学校不可能接触到的“信息”；在活动中让学生了解和使用许多在学校不可能见到和摸到的设备和工具，使学生从中能够学到有关的科技知识和技能，使“信息”能够通过各种人体“信息通道”与大脑进行信息流的交换，有利于培养学生的创新精神和实践能力。科技教育基地的建设及学校基础教育课程的改革，都是对学生实施素质教育的重要组成部分，应该大力发展。
参考文献
【1】吴馥梅.脑活动的内幕[M].南京：江苏科学技术出版社.2000..
【2】罗玲玲.创造力理论与科技创造力[M].东北大学出版社.1998.
【3】钱贵晴.综合实践活动课程与教学论[J].北京.首都师范大学出版社.2004.
