為未來(lái)的科學(xué)家培植創(chuàng)新的沃土

潘志強(qiáng)

摘? ? 要：建立由中學(xué)與大學(xué)緊密合作的學(xué)生學(xué)習(xí)中心，有利于探索和推進(jìn)中學(xué)、大學(xué)有機(jī)銜接，形成教學(xué)、科研、實(shí)踐緊密結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。浙江省衢州第二中學(xué)與中國(guó)科學(xué)院緊密合作，建立“創(chuàng)新實(shí)踐基地”，通過(guò)建設(shè)前沿科技探索實(shí)踐中心、基礎(chǔ)科學(xué)探究中心等學(xué)生學(xué)習(xí)中心，發(fā)掘和引導(dǎo)具有“創(chuàng)新”意識(shí)和潛質(zhì)的優(yōu)秀中學(xué)生，激發(fā)他們對(duì)科學(xué)的濃厚興趣，鼓勵(lì)他們開展自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)胸懷天下的國(guó)家未來(lái)科技領(lǐng)軍人才，并取得了初步成效。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)中心;創(chuàng)新型人才培養(yǎng);創(chuàng)新實(shí)踐基地

黨的十九大報(bào)告提出“加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”。在走向科技強(qiáng)國(guó)之路上，重點(diǎn)還是落腳到創(chuàng)新型人才。這不僅需要提高全民的科技素養(yǎng)，更需要在人才戰(zhàn)略上給潛在的創(chuàng)新人才提供發(fā)展的平臺(tái)。正如《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出的，高中階段教育是學(xué)生個(gè)性形成、自主發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)提高國(guó)民素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有特殊意義。因此，建立由中學(xué)與大學(xué)緊密合作的學(xué)生學(xué)習(xí)中心，有利于探索和推進(jìn)中學(xué)、大學(xué)有機(jī)銜接，形成教學(xué)、科研、實(shí)踐緊密結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

2018年以來(lái)，浙江省衢州第二中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“衢州二中”）與中國(guó)科學(xué)院緊密合作，發(fā)揮中國(guó)科學(xué)院在科研與高新技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合衢州二中在基礎(chǔ)教育方面的優(yōu)勢(shì)，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)科教融合，建立“創(chuàng)新實(shí)踐基地”，通過(guò)建設(shè)前沿科技探索實(shí)踐中心、基礎(chǔ)科學(xué)探究中心等學(xué)生學(xué)習(xí)中心，發(fā)掘和引導(dǎo)具有“創(chuàng)新”意識(shí)和潛質(zhì)的優(yōu)秀中學(xué)生，激發(fā)他們對(duì)科學(xué)的濃厚興趣，鼓勵(lì)他們開展自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)胸懷天下的國(guó)家未來(lái)科技領(lǐng)軍人才，取得了初步成效。

一、科教協(xié)同，與國(guó)內(nèi)頂尖大學(xué)共同探索育人之路

保護(hù)學(xué)生的“好奇心”，允許他們“異想天開”，為他們創(chuàng)造機(jī)制、平臺(tái)，讓他們感受到在高中校園里做學(xué)問(wèn)的樂(lè)趣，這是衢州二中長(zhǎng)期以來(lái)形成的創(chuàng)新人才培養(yǎng)共識(shí)。早在2011年，在衢州市委、市政府的支持下，衢州二中就組建了“衢州市創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地”，開設(shè)了部分實(shí)踐探索研究課程和部分大學(xué)先修課程，取得了可喜的成果——?jiǎng)?chuàng)新班的管理模式、培養(yǎng)模式日臻成熟，辦學(xué)初見(jiàn)成效。2014年5月，衢州二中入選“中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱‘國(guó)科大’）優(yōu)質(zhì)生源基地”;2016年6月，衢州二中與國(guó)科大簽署創(chuàng)新人才聯(lián)合培養(yǎng)合作協(xié)議，同建“創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班”，致力于打造人才培養(yǎng)合作平臺(tái)，探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新路徑。自國(guó)科大招收本科生以來(lái)，衢州二中已經(jīng)連續(xù)5年獲得國(guó)科大“科教結(jié)合協(xié)同育人杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”（該獎(jiǎng)項(xiàng)于2015年設(shè)立）。國(guó)科大具有強(qiáng)大的科研實(shí)力，可以負(fù)責(zé)籌建前沿科技探索實(shí)踐中心，并指導(dǎo)其運(yùn)行。國(guó)科大依靠中國(guó)科學(xué)院，可以提供中學(xué)生參觀國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家大科學(xué)裝置和參與課題研究的機(jī)會(huì)。2018年3月17日，中國(guó)科學(xué)院在全國(guó)中學(xué)界設(shè)立的首個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐基地正式落戶衢州二中。國(guó)科大委派科學(xué)家到衢州二中指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

二、人文科學(xué)共育，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)新人才

衢州二中和國(guó)科大達(dá)成共識(shí)，只有科學(xué)文化知識(shí)、科學(xué)思維方式和人文素質(zhì)的共同提升，才能全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與水平。

衢州二中長(zhǎng)期以來(lái)重視人文素養(yǎng)提升，積極開展校園文化建設(shè)。學(xué)校依托地域特色和校園文化積淀，通過(guò)課堂浸潤(rùn)、校園環(huán)境營(yíng)造、特色活動(dòng)開展、邀請(qǐng)專家講座等方式，長(zhǎng)期打造“儒學(xué)校園”“國(guó)際理解”“綠色低碳”校園文化，滋養(yǎng)學(xué)生儒雅的性情、開闊的視野、生態(tài)的理念、創(chuàng)新的精神和健康的心態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生做一名“博雅”二中人。圍繞校園文化建設(shè)，學(xué)校開展了形式多樣的研究和豐富多彩的活動(dòng)。學(xué)校開展了感恩教育、誠(chéng)信教育、跨文化教育、綠色行動(dòng)實(shí)驗(yàn)班申報(bào)等系列活動(dòng);同時(shí)，校學(xué)生會(huì)設(shè)立了近30個(gè)社團(tuán)，廣泛開展各種形式的活動(dòng)，極大提高了學(xué)生的人文素養(yǎng)。

學(xué)校成立了由國(guó)科大相關(guān)專家和省特級(jí)教師、衢州市名師、衢州市學(xué)科帶頭人組成的專家委員會(huì)，指導(dǎo)創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地的招生、課程設(shè)置、教育教學(xué)指導(dǎo)與評(píng)價(jià)等工作，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供有力支持。學(xué)校還實(shí)行導(dǎo)師制，學(xué)生熟悉高中學(xué)習(xí)環(huán)境后，按照雙向選擇配備導(dǎo)師。導(dǎo)師由專家委員會(huì)和中學(xué)優(yōu)秀骨干教師擔(dān)任，負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生的人生發(fā)展規(guī)劃、創(chuàng)新探究能力和學(xué)科競(jìng)賽能力進(jìn)行指導(dǎo)和培養(yǎng)。同時(shí)以國(guó)家高中課程方案為依據(jù)，在保證學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，開設(shè)系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué)、工程科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)習(xí)領(lǐng)域的拓展課程供學(xué)生選修。學(xué)有余力的學(xué)生可參與導(dǎo)師課題研究，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新工作室、實(shí)際體驗(yàn)科研中心。學(xué)生進(jìn)校后，經(jīng)過(guò)半個(gè)學(xué)期左右的學(xué)習(xí)，在充分了解自己喜歡什么、對(duì)什么感興趣、擅長(zhǎng)什么的時(shí)候，學(xué)校引導(dǎo)學(xué)生確立自己的發(fā)展方向，選擇參加適合自己的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)。

衢州市創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地的教師不斷創(chuàng)新常規(guī)管理機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的自律、自理和自立能力。他們注重對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，分成若干競(jìng)賽小組，營(yíng)造合作、競(jìng)爭(zhēng)的氛圍。正是在這種“比、學(xué)、趕、超”的氛圍下，學(xué)生各方面的素質(zhì)都得到了很大的提升。

三、建設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)中心，讓學(xué)生在創(chuàng)新中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

作為大多數(shù)國(guó)之重器的“智造所”，中科院是我國(guó)在科學(xué)技術(shù)方面的最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和全國(guó)自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心。衢州二中創(chuàng)新實(shí)踐基地項(xiàng)目的建造，就是將中國(guó)科學(xué)院豐厚的資源，傳播到中學(xué)，傳播到學(xué)生身邊，把科學(xué)家們熱愛(ài)祖國(guó)的思想、尊重科學(xué)的態(tài)度、鍥而不舍的鉆研精神傳遞到學(xué)生手中。中科院與衢州二中聯(lián)合創(chuàng)辦“創(chuàng)新實(shí)踐基地”，正是國(guó)內(nèi)普通高中探索高中階段創(chuàng)新型人才培養(yǎng)新模式的一次突破。

創(chuàng)新實(shí)踐基地在衢州二中建立前沿科技探索實(shí)踐中心，下設(shè)“航天工程探究實(shí)驗(yàn)室”“處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室”“新能源汽車探究實(shí)驗(yàn)室”，以及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物4個(gè)學(xué)科的12個(gè)創(chuàng)新專用教室。前沿科技探索實(shí)踐中心通過(guò)開展探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生查找和自學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、解決問(wèn)題的綜合能力。中科院專門派了4名專家作為創(chuàng)新實(shí)踐基地實(shí)驗(yàn)課程的教師，和衢州二中的教師一起開發(fā)適合高中生的相關(guān)課程，為學(xué)生指導(dǎo)。同時(shí)，衢州二中的20多位教師利用課后時(shí)間和寒暑假時(shí)間為學(xué)有余力的學(xué)生上選修課，運(yùn)用中科院和衢州二中教師開發(fā)的選修課程資料，很多學(xué)生提前學(xué)習(xí)了大學(xué)本科甚至研究生階段學(xué)習(xí)的內(nèi)容。學(xué)校也不斷邀請(qǐng)身處學(xué)術(shù)前沿的教授、專家，來(lái)校講學(xué)，為學(xué)生答疑解惑。

（一）航天工程探究實(shí)驗(yàn)室

航天工程探究實(shí)驗(yàn)室建立后，通過(guò)探究學(xué)習(xí)航天工程中應(yīng)用的技術(shù)，提高了高中學(xué)生的動(dòng)手能力并加深了他們對(duì)航天工程的理解，激發(fā)了他們對(duì)航天科學(xué)的興趣，為我國(guó)未來(lái)航天事業(yè)的發(fā)展儲(chǔ)備了人才。

“航天工程探究實(shí)驗(yàn)室”配備了地面接收站套件。學(xué)生們?cè)诮處煹膸椭拢{(diào)試軟件，搜尋衛(wèi)星無(wú)線廣播信號(hào)，還在教師的帶領(lǐng)下完整安裝三維虛擬空間站套件。

通過(guò)在“航天工程探究實(shí)驗(yàn)室”的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以制作出射高約200米的小火箭，初步掌握了火箭模型制作、發(fā)射的過(guò)程，理解了衛(wèi)星與地面之間信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程與原理，甚至還能計(jì)算衛(wèi)星經(jīng)過(guò)本地上空的時(shí)間、信號(hào)覆蓋范圍。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)生感受和體會(huì)到太空環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生對(duì)航天領(lǐng)域的興趣。

（二）處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室

建立處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室的目的是希望通過(guò)學(xué)習(xí)CPU的設(shè)計(jì)技術(shù)，并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及對(duì)CPU的認(rèn)識(shí)，為未來(lái)我國(guó)自主CPU及相關(guān)芯片的發(fā)展培養(yǎng)人才。

“處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室”配備了龍芯自研的處理器設(shè)計(jì)套裝、龍芯筆記本電腦、智龍開發(fā)板小車等，學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括國(guó)產(chǎn)CPU成果展示、記憶游戲簡(jiǎn)單編程、電子表改為24小時(shí)制、簡(jiǎn)單CPU加法數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單CPU頂層搭建等。

由于芯片設(shè)計(jì)理論艱深，僅部分985和211大學(xué)開設(shè)本課程，中國(guó)科學(xué)院和衢州二中合作成立的處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)中學(xué)中還是第一家。

“處理器設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)室”課程的學(xué)習(xí)需具備數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、程序算法等多門課程的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過(guò)程會(huì)顯得枯燥。對(duì)此，國(guó)科大教授和衢州二中創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)共同研制了生動(dòng)有趣的教材內(nèi)容。

（三）新能源汽車探究實(shí)驗(yàn)室

建立新能源汽車探究實(shí)驗(yàn)室的目的是：通過(guò)探究學(xué)習(xí)新能源汽車中應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力并加深對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電、能量存儲(chǔ)的理解，激發(fā)學(xué)生對(duì)綠色能源的興趣，為我國(guó)未來(lái)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

在新能源汽車探究實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生們?cè)诮處煹囊龑?dǎo)下，了解太陽(yáng)能電池的基本原理、太陽(yáng)能電池的制造工藝、鎳氫電池的原理，了解新能源汽車的基本概念，進(jìn)行模型汽車拼裝、太陽(yáng)能小車制作實(shí)驗(yàn)、太陽(yáng)能發(fā)電存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)。

利用中學(xué)平臺(tái)和科技部門的資源優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，盡早在學(xué)生心中播下創(chuàng)新的種子，為培養(yǎng)更多更頂尖的科技創(chuàng)新人才打下基礎(chǔ)，這對(duì)提高國(guó)民素質(zhì)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有特殊意義。在我們看來(lái)，這是一條創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必由之路和未來(lái)之路。20年后，也許因?yàn)榻裉斓呐Α⒅\劃和布局，不少科技領(lǐng)軍人才將會(huì)涌現(xiàn)，國(guó)家將擁有許多制造“國(guó)之重器”的人才。