美國選拔型科技高中：培養科技創新人才

2023年5月，教育部等十八部門發布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出要“試點建設科技高中，加強大學與高中教育在人才培養方面的銜接”。科技高中成為科技教育在基礎教育階段的重要載體，承擔著科技創新后備人才培養的重要使命。

從世界范圍來看，早在19世紀末期，美國就開始興建技術類的理科高中，可以稱之為現代科技高中的萌芽。20世紀50年代之后，美國把加強中小學STEM教育作為教育改革的戰略目標之一，陸續成立了以數學、科學、工程、技術等學科見長的選拔性STEM高中（STEM High School）。盡管美國政策文本或研究文獻中多使用“STEM高中”一詞，本文為了呼應國內科技高中的表述，將其統一稱為“科技高中”，進而探討這些選拔型科技高中建設的實踐與經驗。

美國選拔型科技高中的分類

事實上，美國存在三類不同的科技高中，分別是以科技拔尖創新人才培養為目標的選拔型科技高中、為所有學生提供學習科學技術與工程學科機會的全納型科技高中，以及培養學生科技相關職業技能的生涯技術導向型科技高中。但本文所指的科技高中，特指選拔型科技高中，其中包括作為老牌名校的“考試高中”（Exam High School）和方興未艾的“州長高中”。

與美國大多數“就近入學”的公立高中不同，考試高中主要面向全市選拔具有天賦或才能的拔尖創新潛能學生。考試高中以入學考試成績、SAT/ACT成績、平時課業成績（GPA）等一個或多個考試成績為錄取標準。

州長高中指的是由美國各州政府批準成立并予以財政支持，面向全州跨區域和學區招錄拔尖創新學生的學年制公立高中學校。筆者統計的16所科技類州長高中中，有15所將學術能力測試（Scholastic Aptitude Test， SAT）或美國大學入學考試（American College Test， ACT）成績作為主要招生標準（該考試不限年齡和學齡，可自由報考），另外1所則完全依據自主招生考試來選拔學生。

州長高中緣起于1963年北卡羅來納州創建的第一所暑期制州長學校——北卡羅來納州長學校（Governor，s School of North Carolina）。最早由州長提議與推動，州政府提供辦學經費，面向全州招錄高中拔尖創新學生，因而被形象地冠以“州長學校”之名。雖然被稱為學校，但其本質上只是寄居在大學校園內的為期6周的暑期學習計劃，為來自全州的幾百名具備拔尖創新潛能的高中生提供STEM學科、領導力或藝術領域的深度學習體驗。1980年，北卡州成立了全美第一所學年制州長學校——北卡羅來納科學和數學高中（North Carolina School of Science and Mathematics）。隨后的二三十年間，美國其他十幾個州也相繼成立了類似的學年制州長學校，為高潛能學生提供10—12年級或11—12年級教育（個別學校提供完整的9—12年級高中教育），并頒發高中畢業證書。

州長高中的獨特性在于三個方面：首先，作為州立且由州財政支持的學校，州長高中可以在全州跨區域和學區“掐尖”招生；其次，隸屬于本州教育廳或州立大學系統的建制，使得州長高中具有自主管理權限；最后，許多州長高中身處大學校園，可以全方位地利用大學的教育資源，包括基礎設施、實驗室、圖書館等。

美國選拔型科技高中建設的實踐

培養目標：具有領導力的創新人才。美國選拔型科技高中將培養具有領導力的創新人才作為辦學宗旨。在側重STEM教育的同時，重視將學生培養成為具有領導力、能夠為社會作出貢獻的創新人才。例如，北卡羅來納科學和數學高中的學校使命（School Mission）為“通過富有挑戰性和卓越的教學，把有天賦的學生培養成在科學、技術、工程和數學領域能夠領導州、國家乃至全球的人才，進而改善人類境遇，同時提高北卡州公共教育的質量和水平”。南卡羅來納科學和數學州長高中（South Carolina Governor，s School for Science and Mathematics）提出“致力于尋找和培養本州最有天賦與積極性的學生，通過提供科學、數學和工程領域的變革性教育，培養學生的學習樂趣，幫助學生樹立信心，進而以道德領袖的身份參與解決世界上最重要的問題”的辦學目標。伊利諾伊數學和科學高中（Illinois Mathematics and Science Academy）旨在“激發和培養富有創造力、道德感與科學思想的人才，以改善人類境遇”。

課程設置：精深的STEM學科課程。美國選拔型科技高中具有鮮明的STEM學科特色。由于這些高中可以從全州或全市跨區域和學區選拔學生，因此在課程設置上，其并不需要像其他公立高中那樣，開設多層次的課程來顧及不同學業水平的學生，而是可以圍繞STEM學科特色開設豐富且極具挑戰性的高階課程。此外，很多選拔型科技高中都模仿大學的系科建制來組織課程。例如，北卡羅來納科學和數學高中建有四個系，其中，工程與技術系提供計算機科學和工程方面的課程，科學系提供物理、化學和生物等學科的課程，人文系涵蓋藝術、戲劇、外語、音樂、歷史和社會科學等，數學系較為獨立，提供數學類課程。同樣作為選拔型科技高中的史岱文森高中設有英語、數學（含計算機科學）、科技、物理、生物、化學、健康與體育教育、社會研究、藝術和世界語等11個科系，開設了內容廣泛的必修課程和選修課程，其中還包括30門 AP課程（大學先修課程）。

教學方法：強調學生自主探究。美國選拔型科技高中注重培養學生的創新能力。許多科技類州長高中把推動科學、技術、工程和數學領域的教育創新作為學校發展的重要使命。在教學過程中，學校重視通過創新性的教學實踐來培養學生的創新精神與能力，積極組織學生開展研究性學習、合作學習和自主探究，并把學生參與實驗和研究作為基本的課業要求。例如，托馬斯·杰斐遜科學和技術高中（Thomas Jefferson High School for Science and Technology）要求所有學生在畢業前必須完成一個科技實驗室項目。伊利諾伊數學和科學高中（Illinois Mathematics and Science Academy， IMSA）自詡“教育實驗室”，依托高校和科研機構的教育資源，學校把每周三定為本校的“研究日”，當天大部分學生前往該州的幾所研究型大學、小部分學生前往科技創業孵化園開展科學研究。

教師發展：高水平師資保障。首先，這些科技高中的師資力量比較充足。據學者芬恩的統計，165所考試高中的生師比平均為10：1。其次，學校教師學歷普遍較高。大多數科技類州長高中教師都具有碩士及以上學位，其中具有博士學位教師的比例在19%—73%之間不等。史岱文森高中的全部教師都具有碩士學歷，而其博士學位教師比例也達到了11%。最后，這些學校重視向校外“借力”，積極邀請一些企業家、大學教授和其他公立高中的老師到學校講課或開設講座。

基礎設施：建設或借用高水平實驗室。基于學校的辦學特色，在基礎設施方面，選拔型科技高中尤其強調自主建設或借用高水平實驗室。根據各校辦學條件的不同，其基礎設施建設可以分為三類：其一，一些隸屬于高校且建在大學校園內的科技高中直接使用大學的實驗室。其二，有獨立建制且資金雄厚的學校紛紛建設本校的實驗室。例如，托馬斯·杰斐遜科學和技術高中建立了涉及天文學、物理學、化學、神經科學、工程學等不同學科領域的高水平研究實驗室，為學生們提供了高端的研究條件。其三，一些資金緊張的學校積極尋求與大學等研究機構建立合作關系，多渠道利用校外科研平臺。

美國選拔型科技高中建設的經驗

當前世界上諸多國家在探索科技高中的建設或轉型發展，美國選拔型科技高中的實踐能夠提供一些經驗與啟示。

首先，美國選拔型科技高中普遍具有招生“特權”。選拔型科技高中能夠以與學校特色發展相符合的招錄標準跨區域選拔招生，其背后體現了各州教育廳或各市教育局對這些科技高中建設發展的政策支持。

其次，美國選拔型科技高中能夠緊緊圍繞STEM學科特色，以高階課程為引領，通過開展研究性學習、自主探究、跨學科學習等教學方法的改革，培養學生的創新能力。

最后，美國選拔型科技高中在建設和發展過程中并不是孤軍奮戰。1988年，由北卡羅來納科學和數學高中、托馬斯·杰弗遜科學和技術高中、路易斯安那數學科學和藝術高中以及伊利諾伊數學和科學高中等四所科技高中牽頭，聯合其他11所科技高中成立了“全美數學、科學和技術特色高中聯盟”，之后，陸續有100多家科技高中加入。同時，該聯盟還吸引了100多家涵蓋大學、學院、基金會和公司在內的合作機構。2014年，聯盟更名為“全美STEM高中聯盟”。聯盟定期召開會議，組織教師培訓，有效推動了成員學校的協同發展。

【本文系河南省教育科學“十四五”規劃2023年度基金項目“中學拔尖創新后備人才培養的模式優化與協同機制研究”成果，項目編號：2023YB0050】

（作者單位：河南師范大學教育學部）