天津市實驗中學：打造科技創新型人才成長的搖籃

■本刊記者 鄧 蕙

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

隨著“科學素質教育綜合示范校”建設的落實與實施，學校進一步制定了“科技教育中長期發展規劃”，培養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 個優勢科研領域為核心，建設了30 多間創新實驗室，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展和科技創新型人才培養需求的標準，同時積累了一些寶貴經驗。

實驗中學的歷任校長都始終倡導、支持科技創新教育工作。學校連續18 年被評為市級科技活動先進校，獲得“全國科技活動先進校”、“全國創建綠色學校先進單位”、“全國青少年科普創新示范校”、“青少年科技創新人才培養項目實驗學校”、“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造佳績。

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

構建目標策略體系

培養目標

培養未來的科技創新型人才，是實驗中學貫徹“以人為本、力行創新，為學生的終身發展奠基”辦學理念的具體體現。實驗中學的教育者認為，科技創新教育最需要體現的是“三創”，即創意、創造、創業。創意表現為新觀念、新思想、新設計；創造是指動手能力，表現為新發明、新突破；創業是指開創新事業，所以，把未來的科技創新型人才可以定義為“有創意，能創造，善創業”的人。

實驗中學“科技創新實驗班”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，發展的潛能，廣泛的特長”的成才標準，培養未來的科技創新型人才。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，還應具備強烈的創新意識、創新精神和創新能力；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，在創新感知力、創新記憶力、創新想象力和創新思維力等方面也表現突出。

計劃分解

實驗中學的科技創新教育具有鮮明的研究性質，“科技創新人才培養計劃”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，探究國外發達國家創新型人才培養的先進理念和制度，對比分析我國創新型人才培養的主客觀條件，力求探索具有中國特色的科技創新型未來人才培養模式。該計劃分為以下四個方面。

一是基礎教育階段培養模式的研究。根據基礎教育階段學生的具體情況，根據學生的特點和特長，進行“案例式”和“項目式”培養方式的研究，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，使學生的綜合素質和科研潛能得到全面健康發展。

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

三是校本課程研究。立足數學、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 大科技創新優勢領域，學校構建了科技創新型人才校本課程體系，開發出1～2 門科技創新教育課程。

四是評價體系研究。根據未來科技創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、流動性的動態管理和評價方式，讓學生在全面發展的基礎上，盡早進入帶有個性色彩的科學研究領域，力爭為國家培養出更多的優秀人才。

培養策略

第一，改革新生遴選機制。

打破傳統的選拔和培養機制，探索科技創新型人才早期培養的普遍性規律，培養一批具有良好創新素養、科學精神與人文底蘊的優秀學生。“科技創新實驗班”學生的選拔和培養改變以往傳統意義上的“理科班”、“特長班”模式，對學生的綜合素質提出更高的要求。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，創新培養的整體思路——“4321”實施方案。

“4”是指具有特色優勢的比較成熟的4 個領域：化學與環境、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，發展形成了特色與優勢，成為學校科技創新活動的中堅，在全市乃至全國具有領先的地位，培養了一大批在國際、國內較高層次創新大賽中獲獎的學生。“3”是指3 年為一個培養周期。從高一入學開始，學校制定3 年的培養方案，在堅決落實新課程標準的前提下，參照普通高中規定的課程計劃，創新課程內容，對學生進行有針對性的科學素養與創新能力培養。“2”是指每個學科組至少選聘2 名首席導師并實行校內外“雙導師制”。不僅由學校優秀教師擔任導師，而且聘請高校教授乃至著名院士、科學家擔任導師。“創新苗子”培養不同于培養通常意義的“尖子生”、“競賽生”，不再以升學、競賽為導向，而是培養創新意識和素養；不再以教給多少知識為主要目的，而在于啟迪智慧、激發潛能。“1”是指每個學科都與1 所全國著名高校或科研單位的重點實驗室建立聯系，構建與高校和科研單位的聯合培養機制，實施直通車培養計劃，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。

構建“四化”框架體系

促進學科滲透，使科技創新教育“學科化”

科技創新教育內容廣博、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，關注教科書中知識的延伸，使知識內容具體化，成為培養學生科技創新素質的好材料。通過結合學科教學，以不同的形式對學生進行科技創新教育，滿足學生求新、求變的心理特點，大大提高科技創新教育的效果。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“化學振蕩現象”，相關研究課題“雙穩態碘振蕩系統氯離子微擾效應及檢測方法”在第21 屆全國青少年科技創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和華東師范大學聯合舉辦的科技輔導員培訓班。同時，充分發揮評價導向，將科技創新教育納入對教師的業績評價之中，把教師工作的著眼點引導到科技創新教育上來，從而有力地促進教師的科技創新教育意識的發展，大大提高全體教師實施科技創新教育的自覺性和積極性。

重視興趣培養，使科技創新教育“個性化”

以課程建設為核心，構建靈活的選課機制。其一，開發推出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，為不同發展方向的學生設計并開發不同的個性化課程。在活動課程中，摒棄以考試成績為依據的評價方式，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，根據學生不同的興趣愛好，成立了紫微垣天文社、環境保護協會、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“節約你的口袋，綠色你的腦袋”在第24 屆全國青少年科技創新大賽中被評為“十佳”優秀科技實踐活動。

豐富校園生活，使科技創新教育“生活化”

學校生活是一種隱性課程，對學生的成長發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“硬件”資源，建設了多個創新實驗室，為學生提供“全天候”開放的科研平臺。搭建網絡環境下的“科學研究與創新平臺”，拓展學術交流空間，利用該平臺，創建學生、教師及社會主動參與、積極互動的科技創新教育模式。作為“青少年科技創新人才培養項目實驗學校”，實驗中學積極與其他成員學校開展廣泛的交流與合作，實現信息資源共享，著力推動網上合作研究中心的發展。

積極優化科技創新教育的“軟件”環境。學校每年舉辦一屆校園科技節，活動內容包括名家講堂、創新成果展示、科技論壇等。近兩年，又與天津市青少年科技活動中心聯合舉辦了兩屆全市青少年科技春令營活動。通過設計、開發校園生活課程，養成學生良好的行為習慣，發展學生的人文素養，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新教育氛圍，給學生以學科學、用科學的空間，激發他們參與科技實踐活動的興趣，充分發揮環境育人的作用。如：學生們意識到隨處亂貼的小廣告嚴重影響著市容環境，因此，環保協會的部分學生經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保科技實踐活動”獲得第25 屆全國青少年科技創新大賽科技實踐活動類一等獎。

加強社會實踐，使科技創新教育“社會化”

開放性是科技創新教育的另一個特點。學校重視對社會科技資源的開發和利用，使學校科技創新教育與家庭、社會緊密結合起來。如：在校外專家協助指導下，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新大賽一等獎并獲市長創新獎。

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、環境保護、人類健康以及生命科學前沿等關乎人類社會發展的現實和長遠問題，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。

實驗中學的科技創新教育特色，還體現為特色課程的建設。第一，突出科學與人文素養共同涵養。為學生開設藝術課程，一方面滿足學生發展人文素質、開闊和培養形象思維、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 個發展層級。第一發展層級是國家高中課程標準規定的高中各科必修課程和天津市要求的國家選修課程。第二發展層級包括化學專業基礎課程和科學方法論等通識類課程。第三發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展需要而開發設置的訂單式課程。訂單式課程更加靈活，它包括專業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“問題意識與創新思維”系列講座，這類課程重點圍繞“問題”和“創新”兩個關鍵詞展開。

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