“三階三創”科學教育課程構建創新人才培養生態

2023年5月，教育部等十八部門聯合印發了《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，對做好科學教育在完善課程體系、改進教學方法、組織優質資源、加強隊伍建設等方面給出了指導意見。東莞市松山湖實驗中學地處粵港澳大灣區腹地，積極響應《粵港澳大灣區發展規劃綱要》提出的“打造教育和人才高地”戰略部署，依托松山湖科學城創新資源集聚的優勢，構建“三階三創”科學教育課程體系，通過“創意萌發一創新實踐一創造落地”三層次課程群聚焦培養學生的創新、創作、創業能力，形成立體化培養創新人才的“松實路徑”，讓科學教育成為學生核心素養生長的沃土。

“三階三創”科學教育課程體系立足義務教育對人才培養的要求，以“大科學教育”觀念在學校層面進行課程整合，提升學校科學課程的縱向連貫性和橫向整合性，強調科學教育的基礎性、全面性和綜合性，突破學科邊界，實現跨學科融合，有效整合社會資源、課題研究、校園活動、綜合實踐以及校本課程等多維資源，構建協同育人的整體性教育課程體系（如右圖所示）。“三階三創”科學教育課程體系通過課程群集合的方式，采用目標結構歸一化框架將科學教育目標整合為科學精神、科學知識、科學思維和科學能力四個維度，聚焦學校“創造教育”特色，將教育目標的各個組成部分按照歸一化的規則建成相對統一、穩定的聯系和結構，使其系統化、層次化，以做到綱舉目張（祝智庭、陳維維，2025）。

一、創意萌發課程群賦能思維創新力

創意萌發課程群注重全面性、啟發性，旨在通過不同場域的科學知識與技能學習，面向全體學生拓寬科學概念、科學研究方法、科學技術的認知域，培養嚴謹、求索的科學態度，筑牢創新能力的“思維地基”，為創新人才的培養提供創新思維萌發的沃土。課程群包括校本化的國家課程、創新思維訓練課程、科學素養講堂課程、館企科技體驗課程等。

1.科學素養講堂課程樹榜樣

高質量科學教育體系的建立，依賴于多元主體的參與，需要多元主體形成合力，協同推進科學教育質量的提升（王碧梅、劉繼紅等，2025）。學校每學期引進院士、科學家、研究員開展“科技改變生活”“科學、科技強國”系列主題講座，拓展人工智能、生物工程、材料科學、物理科學、生命科學、化學科技、飲食科學、運動科學等領域的科學知識、科學方法與強國意識，讓學生與科研工作者近距離接觸，樹立創新人才為中華之崛起而讀書的生涯榜樣。

2.校本化的國家課程牢根基

學校積極探索國家課程校本化工作，編制校本學歷案，打造走進深度學習的智慧課堂，利用虛擬實驗室輔助設計與實驗、借助人工智能輔助表達交流、傳感器量化測定實驗數據、智慧筆復現思維過程、AI融合深度求索學習等互動手段，實現“前認知暴露一科學思維下沉一創新思維上浮”的深度學習課堂樣態，牢固創新人才思維培養的根基。

3.創新思維訓練課程強應用

課程采用頭腦風暴、項目式學習、無領導小組討論、構建思維導圖等方式，引導學生開展“提出問題一做出假設—設計方案—驗證假設—創新遷移—提出主張”的思維訓練，形成基于真實生活問題解決的創意金點子設計方案，加強創新人才生活應用的意識。

4.館企科技體驗課程拓視野

學校充分發揮松山湖區域優勢，統籌校外科普教育資源，邀請材料實驗室、東莞市林業局、松山湖自然資源局、松山湖林業局、東莞市科學館、東莞市博物館、東莞海麗化學材料有限公司等20家單位、企業，定期在校園開展昆蟲展、爬行動物展、科學實驗秀、科學互動實驗、激光切割、3D打印、無人機駕駛、車模航模駕駛、地震虛擬逃離等現場體驗課程，在創新人才培養上開拓學生的博物視野。

二、創新實踐課程群賦能實踐創作力

創新實踐課程群旨在通過項目攻堅，面向全體學生培養關鍵的科學探究實踐的能力，面向全體學生不同需求培養選修學習領域的創作能力，實現創新能力的“思維成長”，為創新人才的培養提供思維物化的平臺。課程群包括小課題研究課程、玩轉科學創作課程、創客教育課程等。

1.走進企業調研課程析社會

課程構建“家校社”科學教育聯合體，建立“學校主導一社會支持—家庭參與”的三層協作機制，實行“教師 + 導師”雙師育人模式，通過“調查研究法學習—企業與研究院文化解讀一核心科學科技發展史與應用分析一小組設計調研方案一實地考察與訪問調查一科學與技術學習歸納成果交流一答辯與撰寫調研成果匯報”的學習環節，培養創新人才直面真實社會對科學知識、科學思維、科學技能的應用與專利轉化的分析能力。

“三階三創”科學教育課程體系圖

2.小課題研究性課程解問題

課程著眼于培養學生在真實情境中解決問題的能力，學校邀請了松山湖一批科技工作者為導師，為學生搭建“在科學家身邊成長”的平臺，使學生在科學家的指導下體驗真實、完整的科學探究經歷，以自主選題、導師指導、小組合作的形式，學生分組完成“從問題到方案”的完整研究過程：觀察分析—文獻研究—發現問題—提出問題—做出假設—實驗設計或方案設計一開展實驗研究、調查研究或項目制作一收集數據或資料—整理證據得出結果一分析結果得出結論—梳理過程撰寫方案。學生運用科學知識與技能，像科學家思考一樣，經歷問題解決的過程，在問題解決中培養獲取證據、對比分析、批判質疑、方案設計、實踐探究、表達交流等全方位的能力。

3.玩轉科學創作課程強實踐

課程以走班選修的方式，供學生自主選擇科學創作類校本課程，綜合應用科學、藝術、文學、工程多學科知識、思維方法、技術進行創新思維的物化創作。以生物學為主學科的課程有中草藥香囊制作、手工皂創作、助眠香薰蠟創作、主題式藝術壓花貼花創作、智能交互盆栽創作、養生花茶制作、發酵食品創作等。以物理學為主學科的課程有水火箭制作、電子產品制作、基于聲學的演奏工具創作、藝術蠟花創作等。以化學為主學科的課程圍繞“金、木、水、火、土”五個維度開展基于化學反應原理的作品創作。以信息技術為主學科的課程有基于開源軟硬件的創意智造Python編程、 C++ 編程等。學生在創意物化的過程中，深刻理解科學精神、科學原理，科學思維與工程思維，通過作品的創作過程與展示外顯化，提升創新人才的實踐能力。

三、創造落地課程群賦能項目創業力

創造落地課程群以科技創新大賽、科技特長生、機器人大賽、校園義賣活動等項目為出口，通過選修課程、社團活動、創造節活動、課堂節活動、義賣集市活動，開展基于用戶需求調查的項目，實現創新能力的“社會化適應”。創造落地課程群包括科學產品義賣課程、項目創客課程、發明創作路演課程。

1.科學產品義賣課程潤人心

課程通過“創意產品化一產品市場化一收入公益化”的形式，注重趣味性、互動性和普適性，給參與者帶來沉浸式體驗。學生運用科學知識、方法與技能自主設計唇膏、中草藥香囊、手工皂、激光切割模型、3D打印模型、電子產品等進行義賣，經歷“市場調研—成本核算一營銷設計—制作產品說明書與宣傳海報一設計商標一產品優化與銷售”的學習過程，認識科學、科技為生活帶來的便利、為社會帶來的價值，培養創新人才的責任擔當之心。

2.項目創客創業課程塑品格

課程方式為長周期項目式學習，學生采用“用戶需求調研一選題與分工—寫作設計方案—探究修改方案—實施方案一交流展示與評價一義賣或路演”七個環節完成科創作品的全過程。學生在執行項目過程中，采用逆向思維、組合思維、關聯思維、多元思維完成項目，利用SWOT法作行業分析。在高階思維與長周期科學研究的實踐下，提升創新人才持之以恒、批判質疑、實事求是的科學品格。

3.發明創作路演課程助成長

課程教學內容與時代同頻更新，建立了“學術前沿—社會熱點—學生發展”三維度需求機制，通過社團開展工程挑戰課程、物聯網項目課程及跨學科人工智能項目課程，引導學生在生活情境中發現問題、分析問題并利用科學原理、物聯網和人工智能技術創造性地解決實際問題，制作發明作品，形成項目報告，最后參與路演答辯。在多輪路演與答辯的鍛煉中，助推學生從“解題者”到“創造者”的蛻變，為拔尖創新人才的挖掘提供參考。

“三階三創”科學教育課程實踐十年來，打造了學生、教師、學校、社會協同發展的創新人才培養生態：每個學生的創新素養都得到不同層級的發展，通過“威廉斯創造力傾向測量表”綜合分析，學生在冒險性、好奇性、想象力、挑戰性等方面有了顯著提升，在科學教育質量監測結果中成績名列同類學校前茅。課程體系不只培養極少數的“拔尖人才”，更為全體學生打開了創新、創作、創業的大門，讓每位學生有意識地“像科學家一樣思考、像創作者一樣表達、像創業者一樣行動”。校園里時刻發生著小創意、小創作、微創業，在不同課程領域、不同層級課程中，展示出個性突出的大創作、大事業，學生在這樣的學習生態下，實現“大小創新”個性發展的樣態。

未來，學校將繼續深耕面向未來的課程生態，加強“家校社聯合體”的教研力度，聯合松山湖更多高新企業與科研機構，豐富環境科普內容形式，讓學生參與真實產品的“需求調研—原型設計一市場驗證”全流程；加強人工智能深度求索學習的軟硬件建設，讓學生在科學知識獲取、科學思維訓練、研討方案設計、分析實驗數據、多樣化表達研究成果、方案與產品優化等學習環節獲得更多時空的思考、表達、交流的自由，激發學生創新的活力。