天津市实验中学：打造科技创新型人才成长的摇篮

■本刊记者 邓 蕙

多年来，天津市实验中学在科技创新教育和青少年科技创新活动方面深入探索，承担了多项市级科技创新实验项目，2008 年承担的市级科技计划项目“天津市实验中学科学素质教育综合示范校建设”顺利结题，并通过市科委验收，为培养未来的科技创新型人才奠定了坚实的基础。

随着“科学素质教育综合示范校”建设的落实与实施，学校进一步制定了“科技教育中长期发展规划”，培养和引进了一批在全市乃至全国有一定影响的科技与学科教育领域的专家型教师，同时聘请中科院、国家天文馆、北京大学、清华大学、天津大学、南开大学和国外著名大学的专家、学者作为学校的兼职导师，并以9 个优势科研领域为核心，建设了30 多间创新实验室，为学生提供了科学体验和实践平台，超前达到适应高中新课程发展和科技创新型人才培养需求的标准，同时积累了一些宝贵经验。

实验中学的历任校长都始终倡导、支持科技创新教育工作。学校连续18 年被评为市级科技活动先进校，获得“全国科技活动先进校”、“全国创建绿色学校先进单位”、“全国青少年科普创新示范校”、“青少年科技创新人才培养项目实验学校”、“中国少年科学院科普基地”、“全国电脑机器人教育实践基地”等称号。培养了许多在各级大赛中获奖的科技特长生，多名学生在各级科技竞赛中创造佳绩。

从2010 年起，学校在天津市率先组建了“科技创新实验班”，并在此基础上进行基础教育阶段科技创新型未来人才培养的科研与尝试。随着天津市特色高中建设项目的实施，学校出台了“科技创新人才培养计划”，积极稳妥地推进学校科技创新教育工作的开展。

构建目标策略体系

培养目标

培养未来的科技创新型人才，是实验中学贯彻“以人为本、力行创新，为学生的终身发展奠基”办学理念的具体体现。实验中学的教育者认为，科技创新教育最需要体现的是“三创”，即创意、创造、创业。创意表现为新观念、新思想、新设计；创造是指动手能力，表现为新发明、新突破；创业是指开创新事业，所以，把未来的科技创新型人才可以定义为“有创意，能创造，善创业”的人。

实验中学“科技创新实验班”采取“双主线”教育模式（即育人教育和成才教育），紧紧围绕“国家兴亡、匹夫有责”的育人目标和“坚实的基础，良好的素质，发展的潜能，广泛的特长”的成才标准，培养未来的科技创新型人才。这类人才除了具备坚定的信念、较强的动手操作能力、科学的思维与研究方法、健康的体魄、健全的人格外，还应具备强烈的创新意识、创新精神和创新能力；对科学研究兴趣浓厚，具有无尽的求知欲、探索欲和责任感；逐步培养向往科学、探索科学、敢于革新、不怕失败、坚忍不拔、善于合作的精神；在不断追求真理、探索新知的同时，在创新感知力、创新记忆力、创新想象力和创新思维力等方面也表现突出。

计划分解

实验中学的科技创新教育具有鲜明的研究性质，“科技创新人才培养计划”主要通过宏观与微观、理念与实践、横向比较与纵向梳理、整体与局部四个维度的对比研究，探究国外发达国家创新型人才培养的先进理念和制度，对比分析我国创新型人才培养的主客观条件，力求探索具有中国特色的科技创新型未来人才培养模式。该计划分为以下四个方面。

一是基础教育阶段培养模式的研究。根据基础教育阶段学生的具体情况，根据学生的特点和特长，进行“案例式”和“项目式”培养方式的研究，以项目带动方式，让学生参与整个科研流程，在科研过程中提高学生沟通、交流与合作的能力，使学生的综合素质和科研潜能得到全面健康发展。

二是课程设置与科技创新型未来人才培养关系的研究。整合课程资源，突破现有学科知识框架，构建新型的课程结构，实施学分制自主型管理模式，并尝试对课程设置与培养模式的关系加以研究。根据不同项目组学生的不同需要，创设科技创新型课程设置模式。

三是校本课程研究。立足数学、物理、化学、生物、信息、化学工程、生物工程、人工智能、地球与空间科学这9 大科技创新优势领域，学校构建了科技创新型人才校本课程体系，开发出1～2 门科技创新教育课程。

四是评价体系研究。根据未来科技创新型人才的潜力和特长，积极为学生搭建交流成果与展示能力的舞台，采取开放性、流动性的动态管理和评价方式，让学生在全面发展的基础上，尽早进入带有个性色彩的科学研究领域，力争为国家培养出更多的优秀人才。

培养策略

第一，改革新生遴选机制。

打破传统的选拔和培养机制，探索科技创新型人才早期培养的普遍性规律，培养一批具有良好创新素养、科学精神与人文底蕴的优秀学生。“科技创新实验班”学生的选拔和培养改变以往传统意义上的“理科班”、“特长班”模式，对学生的综合素质提出更高的要求。学生自愿报名，每年5 月，符合条件的学生集中培训、活动3～5 天。成立专家组，以科技论文、动手实验、技术设计、基础知识综合测试等方式确定初选名单，再由专家组面试、组织答辩，确定最终入选名单。

第二，创新培养的整体思路——“4321”实施方案。

“4”是指具有特色优势的比较成熟的4 个领域：化学与环境、生物工程、人工智能、天文学。在这4 个领域中，学校通过长期的探索，发展形成了特色与优势，成为学校科技创新活动的中坚，在全市乃至全国具有领先的地位，培养了一大批在国际、国内较高层次创新大赛中获奖的学生。“3”是指3 年为一个培养周期。从高一入学开始，学校制定3 年的培养方案，在坚决落实新课程标准的前提下，参照普通高中规定的课程计划，创新课程内容，对学生进行有针对性的科学素养与创新能力培养。“2”是指每个学科组至少选聘2 名首席导师并实行校内外“双导师制”。不仅由学校优秀教师担任导师，而且聘请高校教授乃至著名院士、科学家担任导师。“创新苗子”培养不同于培养通常意义的“尖子生”、“竞赛生”，不再以升学、竞赛为导向，而是培养创新意识和素养；不再以教给多少知识为主要目的，而在于启迪智慧、激发潜能。“1”是指每个学科都与1 所全国著名高校或科研单位的重点实验室建立联系，构建与高校和科研单位的联合培养机制，实施直通车培养计划，让学生尽早接触到科技前沿，为学生今后的高校学习打好基础、做好准备，也为学生未来飞得更高、更远搭建平台。

构建“四化”框架体系

促进学科渗透，使科技创新教育“学科化”

科技创新教育内容广博、科学性强，与各学科具有紧密和明显的互补性，能活化学科知识，提高学生综合运用知识的能力。为此，学校以教科书为脚本，对教科书进行二次开发，关注教科书中知识的延伸，使知识内容具体化，成为培养学生科技创新素质的好材料。通过结合学科教学，以不同的形式对学生进行科技创新教育，满足学生求新、求变的心理特点，大大提高科技创新教育的效果。例如：在教师指导下，郭洪瑞同学进一步延伸探究教科书中说的“化学振荡现象”，相关研究课题“双稳态碘振荡系统氯离子微扰效应及检测方法”在第21 届全国青少年科技创新大赛中获得一等奖并获英特尔英才单项奖。

为提高教师队伍的科学素养及教学水平，学校采取“请进来”、“送出去”的方式，如，分批组织部分骨干教师参加中国科协和华东师范大学联合举办的科技辅导员培训班。同时，充分发挥评价导向，将科技创新教育纳入对教师的业绩评价之中，把教师工作的着眼点引导到科技创新教育上来，从而有力地促进教师的科技创新教育意识的发展，大大提高全体教师实施科技创新教育的自觉性和积极性。

重视兴趣培养，使科技创新教育“个性化”

以课程建设为核心，构建灵活的选课机制。其一，开发推出100 多种丰富的校本选修课程和活动课程。其二，在完成国家课程的基础上，为不同发展方向的学生设计并开发不同的个性化课程。在活动课程中，摒弃以考试成绩为依据的评价方式，为学生提供平等的提高机会，让每个学生都有机会参与到各种活动当中，都有实践机会；让每个学生都能发展自己、提高自己，有展示自己才华的舞台。打破年级界限，根据学生不同的兴趣爱好，成立了紫微垣天文社、环境保护协会、机器人俱乐部等科技活动小组。学校在实验室、图书资料的使用，专业指导教师的配备，相关信息资源的整合等方面给予有针对性的帮助，使学生自主发展性科技活动开展得有声有色，取得了较好的成效。如：天文社的系列科技活动“遥望北斗，心系紫微”获得第25 届全国青少年科技创新大赛科技实践活动类一等奖；机器人俱乐部成员组成的代表队在第11 届全国青少年机器人大赛中获得高中组足球项目比赛一等奖；刘东波老师指导的科技实践活动项目“节约你的口袋，绿色你的脑袋”在第24 届全国青少年科技创新大赛中被评为“十佳”优秀科技实践活动。

丰富校园生活，使科技创新教育“生活化”

学校生活是一种隐性课程，对学生的成长发挥着潜移默化的影响。为此，学校加大投入力度，整合并提升校内“硬件”资源，建设了多个创新实验室，为学生提供“全天候”开放的科研平台。搭建网络环境下的“科学研究与创新平台”，拓展学术交流空间，利用该平台，创建学生、教师及社会主动参与、积极互动的科技创新教育模式。作为“青少年科技创新人才培养项目实验学校”，实验中学积极与其他成员学校开展广泛的交流与合作，实现信息资源共享，着力推动网上合作研究中心的发展。

积极优化科技创新教育的“软件”环境。学校每年举办一届校园科技节，活动内容包括名家讲堂、创新成果展示、科技论坛等。近两年，又与天津市青少年科技活动中心联合举办了两届全市青少年科技春令营活动。通过设计、开发校园生活课程，养成学生良好的行为习惯，发展学生的人文素养，健全和完善学生的人格。同时，让学生置身于浓厚的科技氛围之中，对学生起着“润物细无声”的熏陶作用。营造良好的校园科技创新教育氛围，给学生以学科学、用科学的空间，激发他们参与科技实践活动的兴趣，充分发挥环境育人的作用。如：学生们意识到随处乱贴的小广告严重影响着市容环境，因此，环保协会的部分学生经过多次反复的试验研究终于找到了快速清除小广告的办法，他们的科技实践项目“达人在行动——天津市实验中学校园环保科技实践活动”获得第25 届全国青少年科技创新大赛科技实践活动类一等奖。

加强社会实践，使科技创新教育“社会化”

开放性是科技创新教育的另一个特点。学校重视对社会科技资源的开发和利用，使学校科技创新教育与家庭、社会紧密结合起来。如：在校外专家协助指导下，徐杨同学进行了“醋酸铅对小鼠骨髓造血干细胞的影响”的研究，相关科研成果获得第22 届全国青少年科技创新大赛一等奖并获市长创新奖。

学校还组织学生有计划、定期地走进著名高校的重点实验室，学生亲自动手实践。零距离接触科学研究，使学生体验科研过程与方法，与学术大师对话，追问自然界的奥秘，共同探讨新能源、信息技术、环境保护、人类健康以及生命科学前沿等关乎人类社会发展的现实和长远问题，增强学生的社会责任感，激励学生努力求索、志存高远，勇敢主动地肩负起历史赋予的使命。

实验中学的科技创新教育特色，还体现为特色课程的建设。第一，突出科学与人文素养共同涵养。为学生开设艺术课程，一方面满足学生发展人文素质、开阔和培养形象思维、陶冶情趣的需要，另一方面让学生在艺术欣赏的过程中，保持科学和艺术素质的平衡，从紧张的理科学习中暂时“跳脱”出来，放松精神和情绪，从而更有利于科学创造。第二，关注学科交叉与融合。开设人文社会课程，保证文理学科的相互渗透以及学生之间的良性互动。学校把课程分为3 个发展层级。第一发展层级是国家高中课程标准规定的高中各科必修课程和天津市要求的国家选修课程。第二发展层级包括化学专业基础课程和科学方法论等通识类课程。第三发展层级是由有不同兴趣、不同“研究方向”的学生自主选择，为满足学生个性化发展需要而开发设置的订单式课程。订单式课程更加灵活，它包括专业性很强的知识类课程，如：由教育部重点实验室天津大学绿色化学合成实验室首席研究员王亚权主讲的“绿色化学化工导论”；也包括活动类课程，如：聘请周其林院士、程鹏教授开设“问题意识与创新思维”系列讲座，这类课程重点围绕“问题”和“创新”两个关键词展开。

学校以课题研究为抓手，实行“项目式”发展模式，要求每个学生在高中三年至少主持完成一项课题研究。在科技创新教育领域，这无疑又是一项大胆创新的、使学生受益终生的改革举措。