■本刊記者 鄧 蕙

多年來，天津市實驗中學在科技創(chuàng)新教育和青少年科技創(chuàng)新活動方面深入探索，承擔了多項市級科技創(chuàng)新實驗項目，2008 年承擔的市級科技計劃項目“天津市實驗中學科學素質(zhì)教育綜合示范校建設”順利結(jié)題，并通過市科委驗收，為培養(yǎng)未來的科技創(chuàng)新型人才奠定了堅實的基礎。

隨著“科學素質(zhì)教育綜合示范?！苯ㄔO的落實與實施，學校進一步制定了“科技教育中長期發(fā)展規(guī)劃”，培養(yǎng)和引進了一批在全市乃至全國有一定影響的科技與學科教育領域的專家型教師，同時聘請中科院、國家天文館、北京大學、清華大學、天津大學、南開大學和國外著名大學的專家、學者作為學校的兼職導師，并以9 個優(yōu)勢科研領域為核心，建設了30 多間創(chuàng)新實驗室，為學生提供了科學體驗和實踐平臺，超前達到適應高中新課程發(fā)展和科技創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求的標準，同時積累了一些寶貴經(jīng)驗。

實驗中學的歷任校長都始終倡導、支持科技創(chuàng)新教育工作。學校連續(xù)18 年被評為市級科技活動先進校，獲得“全國科技活動先進?！薄ⅰ叭珖鴦?chuàng)建綠色學校先進單位”、“全國青少年科普創(chuàng)新示范?！?、“青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目實驗學?！?、“中國少年科學院科普基地”、“全國電腦機器人教育實踐基地”等稱號。培養(yǎng)了許多在各級大賽中獲獎的科技特長生，多名學生在各級科技競賽中創(chuàng)造佳績。

從2010 年起，學校在天津市率先組建了“科技創(chuàng)新實驗班”，并在此基礎上進行基礎教育階段科技創(chuàng)新型未來人才培養(yǎng)的科研與嘗試。隨著天津市特色高中建設項目的實施，學校出臺了“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”，積極穩(wěn)妥地推進學?？萍紕?chuàng)新教育工作的開展。

構(gòu)建目標策略體系

培養(yǎng)目標

培養(yǎng)未來的科技創(chuàng)新型人才，是實驗中學貫徹“以人為本、力行創(chuàng)新，為學生的終身發(fā)展奠基”辦學理念的具體體現(xiàn)。實驗中學的教育者認為，科技創(chuàng)新教育最需要體現(xiàn)的是“三創(chuàng)”，即創(chuàng)意、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)。創(chuàng)意表現(xiàn)為新觀念、新思想、新設計；創(chuàng)造是指動手能力，表現(xiàn)為新發(fā)明、新突破；創(chuàng)業(yè)是指開創(chuàng)新事業(yè)，所以，把未來的科技創(chuàng)新型人才可以定義為“有創(chuàng)意，能創(chuàng)造，善創(chuàng)業(yè)”的人。

實驗中學“科技創(chuàng)新實驗班”采取“雙主線”教育模式（即育人教育和成才教育），緊緊圍繞“國家興亡、匹夫有責”的育人目標和“堅實的基礎，良好的素質(zhì)，發(fā)展的潛能，廣泛的特長”的成才標準，培養(yǎng)未來的科技創(chuàng)新型人才。這類人才除了具備堅定的信念、較強的動手操作能力、科學的思維與研究方法、健康的體魄、健全的人格外，還應具備強烈的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力；對科學研究興趣濃厚，具有無盡的求知欲、探索欲和責任感；逐步培養(yǎng)向往科學、探索科學、敢于革新、不怕失敗、堅忍不拔、善于合作的精神；在不斷追求真理、探索新知的同時，在創(chuàng)新感知力、創(chuàng)新記憶力、創(chuàng)新想象力和創(chuàng)新思維力等方面也表現(xiàn)突出。

計劃分解

實驗中學的科技創(chuàng)新教育具有鮮明的研究性質(zhì)，“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”主要通過宏觀與微觀、理念與實踐、橫向比較與縱向梳理、整體與局部四個維度的對比研究，探究國外發(fā)達國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的先進理念和制度，對比分析我國創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主客觀條件，力求探索具有中國特色的科技創(chuàng)新型未來人才培養(yǎng)模式。該計劃分為以下四個方面。

一是基礎教育階段培養(yǎng)模式的研究。根據(jù)基礎教育階段學生的具體情況，根據(jù)學生的特點和特長，進行“案例式”和“項目式”培養(yǎng)方式的研究，以項目帶動方式，讓學生參與整個科研流程，在科研過程中提高學生溝通、交流與合作的能力，使學生的綜合素質(zhì)和科研潛能得到全面健康發(fā)展。

二是課程設置與科技創(chuàng)新型未來人才培養(yǎng)關系的研究。整合課程資源，突破現(xiàn)有學科知識框架，構(gòu)建新型的課程結(jié)構(gòu)，實施學分制自主型管理模式，并嘗試對課程設置與培養(yǎng)模式的關系加以研究。根據(jù)不同項目組學生的不同需要，創(chuàng)設科技創(chuàng)新型課程設置模式。

三是校本課程研究。立足數(shù)學、物理、化學、生物、信息、化學工程、生物工程、人工智能、地球與空間科學這9 大科技創(chuàng)新優(yōu)勢領域，學校構(gòu)建了科技創(chuàng)新型人才校本課程體系，開發(fā)出1～2 門科技創(chuàng)新教育課程。

四是評價體系研究。根據(jù)未來科技創(chuàng)新型人才的潛力和特長，積極為學生搭建交流成果與展示能力的舞臺，采取開放性、流動性的動態(tài)管理和評價方式，讓學生在全面發(fā)展的基礎上，盡早進入帶有個性色彩的科學研究領域，力爭為國家培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才。

培養(yǎng)策略

第一，改革新生遴選機制。

打破傳統(tǒng)的選拔和培養(yǎng)機制，探索科技創(chuàng)新型人才早期培養(yǎng)的普遍性規(guī)律，培養(yǎng)一批具有良好創(chuàng)新素養(yǎng)、科學精神與人文底蘊的優(yōu)秀學生?！翱萍紕?chuàng)新實驗班”學生的選拔和培養(yǎng)改變以往傳統(tǒng)意義上的“理科班”、“特長班”模式，對學生的綜合素質(zhì)提出更高的要求。學生自愿報名，每年5 月，符合條件的學生集中培訓、活動3～5 天。成立專家組，以科技論文、動手實驗、技術設計、基礎知識綜合測試等方式確定初選名單，再由專家組面試、組織答辯，確定最終入選名單。

第二，創(chuàng)新培養(yǎng)的整體思路——“4321”實施方案。

“4”是指具有特色優(yōu)勢的比較成熟的4 個領域：化學與環(huán)境、生物工程、人工智能、天文學。在這4 個領域中，學校通過長期的探索，發(fā)展形成了特色與優(yōu)勢，成為學?？萍紕?chuàng)新活動的中堅，在全市乃至全國具有領先的地位，培養(yǎng)了一大批在國際、國內(nèi)較高層次創(chuàng)新大賽中獲獎的學生?！?”是指3 年為一個培養(yǎng)周期。從高一入學開始，學校制定3 年的培養(yǎng)方案，在堅決落實新課程標準的前提下，參照普通高中規(guī)定的課程計劃，創(chuàng)新課程內(nèi)容，對學生進行有針對性的科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)?！?”是指每個學科組至少選聘2 名首席導師并實行校內(nèi)外“雙導師制”。不僅由學校優(yōu)秀教師擔任導師，而且聘請高校教授乃至著名院士、科學家擔任導師。“創(chuàng)新苗子”培養(yǎng)不同于培養(yǎng)通常意義的“尖子生”、“競賽生”，不再以升學、競賽為導向，而是培養(yǎng)創(chuàng)新意識和素養(yǎng)；不再以教給多少知識為主要目的，而在于啟迪智慧、激發(fā)潛能。“1”是指每個學科都與1 所全國著名高?；蚩蒲袉挝坏闹攸c實驗室建立聯(lián)系，構(gòu)建與高校和科研單位的聯(lián)合培養(yǎng)機制，實施直通車培養(yǎng)計劃，讓學生盡早接觸到科技前沿，為學生今后的高校學習打好基礎、做好準備，也為學生未來飛得更高、更遠搭建平臺。

構(gòu)建“四化”框架體系

促進學科滲透，使科技創(chuàng)新教育“學科化”

科技創(chuàng)新教育內(nèi)容廣博、科學性強，與各學科具有緊密和明顯的互補性，能活化學科知識，提高學生綜合運用知識的能力。為此，學校以教科書為腳本，對教科書進行二次開發(fā)，關注教科書中知識的延伸，使知識內(nèi)容具體化，成為培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新素質(zhì)的好材料。通過結(jié)合學科教學，以不同的形式對學生進行科技創(chuàng)新教育，滿足學生求新、求變的心理特點，大大提高科技創(chuàng)新教育的效果。例如：在教師指導下，郭洪瑞同學進一步延伸探究教科書中說的“化學振蕩現(xiàn)象”，相關研究課題“雙穩(wěn)態(tài)碘振蕩系統(tǒng)氯離子微擾效應及檢測方法”在第21 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽中獲得一等獎并獲英特爾英才單項獎。

為提高教師隊伍的科學素養(yǎng)及教學水平，學校采取“請進來”、“送出去”的方式，如，分批組織部分骨干教師參加中國科協(xié)和華東師范大學聯(lián)合舉辦的科技輔導員培訓班。同時，充分發(fā)揮評價導向，將科技創(chuàng)新教育納入對教師的業(yè)績評價之中，把教師工作的著眼點引導到科技創(chuàng)新教育上來，從而有力地促進教師的科技創(chuàng)新教育意識的發(fā)展，大大提高全體教師實施科技創(chuàng)新教育的自覺性和積極性。

重視興趣培養(yǎng)，使科技創(chuàng)新教育“個性化”

以課程建設為核心，構(gòu)建靈活的選課機制。其一，開發(fā)推出100 多種豐富的校本選修課程和活動課程。其二，在完成國家課程的基礎上，為不同發(fā)展方向的學生設計并開發(fā)不同的個性化課程。在活動課程中，摒棄以考試成績?yōu)橐罁?jù)的評價方式，為學生提供平等的提高機會，讓每個學生都有機會參與到各種活動當中，都有實踐機會；讓每個學生都能發(fā)展自己、提高自己，有展示自己才華的舞臺。打破年級界限，根據(jù)學生不同的興趣愛好，成立了紫微垣天文社、環(huán)境保護協(xié)會、機器人俱樂部等科技活動小組。學校在實驗室、圖書資料的使用，專業(yè)指導教師的配備，相關信息資源的整合等方面給予有針對性的幫助，使學生自主發(fā)展性科技活動開展得有聲有色，取得了較好的成效。如：天文社的系列科技活動“遙望北斗，心系紫微”獲得第25 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技實踐活動類一等獎；機器人俱樂部成員組成的代表隊在第11 屆全國青少年機器人大賽中獲得高中組足球項目比賽一等獎；劉東波老師指導的科技實踐活動項目“節(jié)約你的口袋，綠色你的腦袋”在第24 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽中被評為“十佳”優(yōu)秀科技實踐活動。

豐富校園生活，使科技創(chuàng)新教育“生活化”

學校生活是一種隱性課程，對學生的成長發(fā)揮著潛移默化的影響。為此，學校加大投入力度，整合并提升校內(nèi)“硬件”資源，建設了多個創(chuàng)新實驗室，為學生提供“全天候”開放的科研平臺。搭建網(wǎng)絡環(huán)境下的“科學研究與創(chuàng)新平臺”，拓展學術交流空間，利用該平臺，創(chuàng)建學生、教師及社會主動參與、積極互動的科技創(chuàng)新教育模式。作為“青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目實驗學校”，實驗中學積極與其他成員學校開展廣泛的交流與合作，實現(xiàn)信息資源共享，著力推動網(wǎng)上合作研究中心的發(fā)展。

積極優(yōu)化科技創(chuàng)新教育的“軟件”環(huán)境。學校每年舉辦一屆校園科技節(jié)，活動內(nèi)容包括名家講堂、創(chuàng)新成果展示、科技論壇等。近兩年，又與天津市青少年科技活動中心聯(lián)合舉辦了兩屆全市青少年科技春令營活動。通過設計、開發(fā)校園生活課程，養(yǎng)成學生良好的行為習慣，發(fā)展學生的人文素養(yǎng)，健全和完善學生的人格。同時，讓學生置身于濃厚的科技氛圍之中，對學生起著“潤物細無聲”的熏陶作用。營造良好的校園科技創(chuàng)新教育氛圍，給學生以學科學、用科學的空間，激發(fā)他們參與科技實踐活動的興趣，充分發(fā)揮環(huán)境育人的作用。如：學生們意識到隨處亂貼的小廣告嚴重影響著市容環(huán)境，因此，環(huán)保協(xié)會的部分學生經(jīng)過多次反復的試驗研究終于找到了快速清除小廣告的辦法，他們的科技實踐項目“達人在行動——天津市實驗中學校園環(huán)保科技實踐活動”獲得第25 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技實踐活動類一等獎。

加強社會實踐，使科技創(chuàng)新教育“社會化”

開放性是科技創(chuàng)新教育的另一個特點。學校重視對社會科技資源的開發(fā)和利用，使學?？萍紕?chuàng)新教育與家庭、社會緊密結(jié)合起來。如：在校外專家協(xié)助指導下，徐楊同學進行了“醋酸鉛對小鼠骨髓造血干細胞的影響”的研究，相關科研成果獲得第22 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎并獲市長創(chuàng)新獎。

學校還組織學生有計劃、定期地走進著名高校的重點實驗室，學生親自動手實踐。零距離接觸科學研究，使學生體驗科研過程與方法，與學術大師對話，追問自然界的奧秘，共同探討新能源、信息技術、環(huán)境保護、人類健康以及生命科學前沿等關乎人類社會發(fā)展的現(xiàn)實和長遠問題，增強學生的社會責任感，激勵學生努力求索、志存高遠，勇敢主動地肩負起歷史賦予的使命。

實驗中學的科技創(chuàng)新教育特色，還體現(xiàn)為特色課程的建設。第一，突出科學與人文素養(yǎng)共同涵養(yǎng)。為學生開設藝術課程，一方面滿足學生發(fā)展人文素質(zhì)、開闊和培養(yǎng)形象思維、陶冶情趣的需要，另一方面讓學生在藝術欣賞的過程中，保持科學和藝術素質(zhì)的平衡，從緊張的理科學習中暫時“跳脫”出來，放松精神和情緒，從而更有利于科學創(chuàng)造。第二，關注學科交叉與融合。開設人文社會課程，保證文理學科的相互滲透以及學生之間的良性互動。學校把課程分為3 個發(fā)展層級。第一發(fā)展層級是國家高中課程標準規(guī)定的高中各科必修課程和天津市要求的國家選修課程。第二發(fā)展層級包括化學專業(yè)基礎課程和科學方法論等通識類課程。第三發(fā)展層級是由有不同興趣、不同“研究方向”的學生自主選擇，為滿足學生個性化發(fā)展需要而開發(fā)設置的訂單式課程。訂單式課程更加靈活，它包括專業(yè)性很強的知識類課程，如：由教育部重點實驗室天津大學綠色化學合成實驗室首席研究員王亞權(quán)主講的“綠色化學化工導論”；也包括活動類課程，如：聘請周其林院士、程鵬教授開設“問題意識與創(chuàng)新思維”系列講座，這類課程重點圍繞“問題”和“創(chuàng)新”兩個關鍵詞展開。

學校以課題研究為抓手，實行“項目式”發(fā)展模式，要求每個學生在高中三年至少主持完成一項課題研究。在科技創(chuàng)新教育領域，這無疑又是一項大膽創(chuàng)新的、使學生受益終生的改革舉措。