中学生科技创新素养培养面临的挑战
现代科技革命给世界带来了知识经济的推动力，给中国带来了实施可持续发展战略的可能性。目前社会的发展已表明，经济发展比以往任何时候都更加依赖于知识的扩散和应用；同时，无论是经济、社会的可持续发展，还是人口控制、环境保护以及自然资源的合理开发利用都要依靠科学技术，而科学技术的发展和进步又很大程度上取决于教育，没有高水平的教育就没有高水平的科技，也就没有现代化的社会，可持续发展的目标就不可能实现。
（一）可持续发展战略对中学生科技创新素养提出挑战
1.社会、经济的可持续发展需要一支门类齐全，整体素质好的科技人才队伍和广大的具有一定劳动技能和科学文化素质的劳动者大军
发展经济以摆脱贫困，关键要依靠科学技术进步和提高劳动者素质。发展教育是走向可持续发展的根本大计。中国基础教育的成就举世公认，但存在的问题依然很多：教育投入偏低；中小学学生，特别是初中学生流失率呈上升趋势；教师队伍不稳定，流失现象严重；教育内容和方法尚不适应经济、社会可持续发展的时代需要。社会经济的可持续发展需要优化教育结构，继续加强基础教育，积极发展职业教育、成人教育和高等教育，鼓励自学成才，实施《中国教育改革和发展纲要》，造就一批具有远见卓识的领导者和决策人才，建立一支门类齐全的、整体素质好的科技人才队伍和广大的具有一定劳动技能和科学文化素质的劳动者大军。
2.以人为本，人与自然协调发展的观念培养需要从中学生开始
目前，青年占全国总人口的29.81%，少年儿童占全国总人口的27.7%，他们热爱祖国，关心环境，是环境保护与可持续发展的重要推动力量。没有中学生的广泛参与，要实现可持续发展的长远战略目标是不可能的。解决好青年参与可持续发展问题，对于加速我国现代化建设具有很强的现实意义和历史意义。我国政府一贯重视中学生在可持续发展中的作用，重视对中学生的培养和教育，但由于经济等因素的制约，中学生在接受教育和培训、参与社会决策和可持续发展等领域与可持续发展的要求仍有一定差距，有必要制订方案，促进中学生参与可持续发展。要努力为中学生创造受教育的机会，保障中学生受教育的权利，使中学生掌握适应未来社会发展的知识和技能，培养青年的环境保护意识及相关的实际技能和操作能力。
3.社会的可持续发展需要科技的可持续发展，中学生的科技创新素养是科技可持续发展的根本保证
可持续发展原指既满足当代人的需要，又不损害后代人需要的基础上的发展。这里的科技可持续发展是指科技持续不断地发展，即科技发展有后劲。进入21世纪，世界经济发展的一个明显趋势是科学技术日新月异，科学技术与经济、社会发展的关系越来越密切，科技成果转化为现实生产力的周期越来越短，所产生的经济效益和社会效益越来越大，科学技术的进步对现代经济增长的推动作用越来越明显。“实施科教兴国战略是实现经济振兴和国家现代化的根本大计。”而科学技术作为第一生产力，首先是要充分发挥生产力中人的要素的作用。中学生是21世纪的建设人才，是科普工作的重点，加强中学生的科技教育，提高中学生的科技创新素养是贯彻党的科教兴国战略的重要举措，是科技可持续发展的根本保证。
（二）知识经济的飞速发展给中学生科技创新素养培养带来的挑战
知识经济对应于农业经济、工业经济、劳动力经济、资本经济成为一种新经济形态，表征着社会生产力正在发生根本性的飞跃。新一代社会生产力要求新一代人才具有创新的能力，创新能力的培养要靠中学生科技教育的开展。
1.实施科教兴国战略，推动知识经济时代发展
一个崭新的知识经济时代正以排山倒海之势向我们涌来。知识经济是以知识为基础的经济，它直接依赖于知识和信息的生产、扩散和应用。人类发展和国家繁荣比以往任何时候都更加依赖于创造和应用知识的能力与效率。一个拥有知识、智能和高素质人力资源的国家将具备发展知识经济的巨大潜力；一个缺少知识、科学储备和高素质人才的国家将失去知识经济带来的机遇。可见，知识经济对处于实现工业化进程中的发展中国家确实是机遇与挑战并存。在机遇与挑战面前，我们必须认真思考，抓住机遇，拿出对策，开拓进取，以迎接知识经济的挑战。面对这种状况，我们党和国家已明确提出并实施了科教兴国战略。面对世界各国的挑战，面对知识经济的要求，科教兴国必须成为整个国家和民族的时代风尚，成为整个国家和民族的共同行动。
2.观念的改革——知识经济发展对中学生科技创新素养的要求
知识经济的兴起不仅会给经济增长方式、增长速度以及经济结构带来革命性影响，而且会改变我们的生活方式、思维方式和教育方式。目前，我国正实施科教兴国战略，以智力为基础的技术创新正成为共识并开始积极行动起来。从知识经济的角度看，科学事业乃是从事知识生产和开发的“产业”，教育事业是从事知识传播、扩散的“产业”。
在知识经济中，知识的发展与传播、技术的开发与利用成为制约现代经济发展的最重要因素。相对于农业经济和工业经济，知识经济时代的科学技术教育尤为重要。为适应知识经济的发展要求，必须改革传统的科技教育观念，结合科技知识教育、科学能力培养和科学态度教育三个层次，才能培养出适应时代发展需要的科学技术人才。
有人认为科技教育就是培养科学家的教育，中学生科技教育就是有志于从事科技工作的同学通过课外科技活动进行教育。事实上，一个民族科学素质的提高，仅靠个别“精英”分子是远远不够的，中学生科技教育应该面向全体中学生，要对全体中学生施以不同层次、不同内容的、适用范围广泛的基础科技知识和方法的教育，使他们成为具有良好科学素质的现代公民。
“应试教育”至今使许多中小学片面地认为，科技教育的主要任务是让中学生认识、理解和掌握基本的科学知识，因而不注重科学方法教育与实践能力的培养，不重视科学技术与社会实际生活之间的联系，不注意引导学生去关心重大社会环境问题、生产技术问题等，更谈不上参与决策意识和能力的培养。物理学家劳厄有一句名言：“重要的不是获得知识，而是发展思维能力。教育给予人们的无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西”。“剩下来的东西”是什么？就是科学素质。
3.素质教育——知识经济下中学生科技创新素养培养的基本特征
由于在知识经济时代，获取知识、运用知识和创造新知识的能力是一个国家、企业或个人在激烈竞争中成功的关键。那么，这种能力也是国民整体素质的核心，培养这种素质的现代教育理应成为知识经济时代教育的核心。知识经济时代，科技教育的核心任务已不是传授知识，而是素质教育，教师不再仅仅是传授知识，还要培养学生获取、运用和创造知识的能力，使学生掌握创造性解决问题的方法，养成科学探索的精神及灵活应变的能力。培养科技人才必须改革科学技术教育观念，科学技术知识教育、科学能力培养、科学态度的教育有机结合才能培养出合格并适应时代发展需要的科技人才。
第一，中学生科技创新素养培养应纳入全面系统的知识结构教育。传统的科技知识是一种分类的知识体系。各分支学科按自然界事物的自然类别与层次相对应建立，如物理学、化学、生物学、心理学、社会学等对应于自然系统的不同层次结构及其功能。从20世纪40年代以来，兴起的系统论、控制论、信息论、自组织理论、耗散结构理论、协同学等横断性学科逐步建立并发展、成熟，打破了传统科学的学科界限，揭示不同学科研究对象之间存在相同或相似的运动规律，表明不同学科在理论和研究方法方面存在共通之处。
我国目前实施的仍是分科教育，专业划分过细、课程设置单一，忽视自然科学或人文社会科学知识教育的偏科教育模式，背离了现代科学的发展方向，难以适应知识经济时代要求。因此，素质教育首先应融入整体全面的知识教育之中。
第二，中学生科技创新素养培养应加强严谨的科学态度教育。科学态度是指人类的一种精神态度，其核心是促使人类将理性指向自然世界，在人类好奇心和探求欲望等动机激励下，通过严格研究程序，发现科学知识、推动科技进步的求真务实的精神态度。应该说，科学态度是现代科学的精髓。科学态度应该包括几个方面：客观态度、感情中立态度、创新精神、批判态度。科学研究主体能把这几个方面融合起来，统一在对科学知识的探索过程中，创造出更有用、更有利的“知识”。而传统教育是以教学内容的稳定性和单一性为基本出发点，以知识的记忆和复现为基本目标的。它强调的是掌握知识的数量和掌握的准确性，强调的是对已有知识的记忆，这是与知识经济时代的要求不相适应的。
第三，中学生科技创新素养培养更应注重科学创造能力的教育。知识经济时代最重要的是知识创造与应用，即知识生产率。一方面，知识并不能自动等同于经济发展，而是必须将知识应用于经济领域中，使知识成为经济活动的要素。应用能力即指在继承已有的科技知识基础上，在不同环境条件下创造性地应用已有知识为人类提供新世界的技术手段，以满足人类不断发展变化的需要。另一方面，知识经济时代只有占领知识发展前沿，才能领导经济发展潮流。发展知识的科学创新能力是现代科技教育的又一重要内容。科学创新是指在已有的科技基础上，创造性发展科学知识与技术手段，不断把科学技术推向新的水平。科学的根本任务之一就是不断进行创造性工作，推动人类科技进步。应用知识与创造知识的能力是知识经济时代的必然要求，也是现代教育必须重视的内容之一。