“大学-高中”贯通培养拔尖创新人才的“通研”融合课程开发

姚舜 陈立其

摘  要：为了找到更加科学合理、操作性更强的拔尖创新人才培养路径，金陵中学开发了“通用技术”和“研究性学习”两个课程融合的“通研”融合课程，从课程建构、教学实施、评价优化、资源整合、场域建设、组织完善六个方面入手，逐步形成高品质、重融通的“六大路径”。与现有必修课程兼容配套的项目式学习、准博士培养站、未来卓越工程师培养项目、英才计划等，为具有创新潜质的学生提供了重要的普惠学习平台。

关键词：拔尖创新人才；“大学高中”贯通培养；“通研”融合课程；项目式学习

*本文系全国教育科学“十四五”规划2021年度教育部重点课题“新发展理念下‘大学高中贯通培养拔尖创新人才的路径与机制研究”（批准号：DHA210375）的阶段性研究成果。

党的二十大报告对教育、科技、人才进行了“一体”的系统部署，并旗帜鲜明地提出要“提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才”［1］。每一所学校都有各具特色且出类拔萃的学生，所以拔尖创新人才培养的关键问题在于两个方面：一是如何发现这些学生；二是如何按照他们的特长安排教学计划，使其潜能得到进一步挖掘和拓展。［2］对于高中阶段而言，就需要学校的人才培养有抓手，有进阶方案，为拔尖创新人才的早期培养奠定基础。

金陵中学以拔尖创新人才培养为目标，以科创课程和活动为手段，通过二十多年的探索，经历了拔尖创新人才培养的三个阶段。第一阶段（1997—2007年）：在全国率先开展以研究性学习课程为基础的培养创新人才探索阶段；第二阶段（2007—2020年）：以竞赛课程为导向的培养创新人才进阶阶段；第三阶段（2020年至今）：以“大学高中”贯通为方式的培养创新人才新发展阶段。在第三阶段，学校基于“新发展理念下‘大学—高中贯通培养拔尖创新人才的路径与机制研究”的课题研究，进一步优化人才培养理念和路径，贯通高校，开发了“通用技术、研究性学习”（简称“通研”）融合课程体系，并将其作为拔尖创新人才培养的新的切入点。

一、 “通研”融合课程的诞生：融合“通用技术”和“研究性学习”两个科创类课程，普惠每一位学生

什么是“通研”融合课程？是指“通用技术”和“研究性学习”两个课程融合的科创类课程。该融合课程不是两个课程简单的合并，而是根据创新人才的特征，联合大学资源量身定制的课程体系。

为什么要合并这两个课程？有两个因素。一是拔尖创新人才的“基数”培养和筛选的因素。本着“每个人都有创新潜质”的理念，学生在刚进入高中时，并不能完全展露其在创新方面的能力，需要先通过面向全体的基础课程铺垫，在兴趣的引导下自主发展，最终通过发展性评价逐步聚焦。二是拔尖创新人才的能力和课程的匹配因素。经了解，受大学欢迎的拔尖创新人才应该在未来的学习和项目研究过程中具有文献研究能力、领导团队协作能力、跨学科融通资源能力、利用现代化技术解决问题能力以及成果展示与反思迭代能力，而目前中学的课程难以支撑。

综观高中的所有学科课程，要想满足以上两点因素，即获得拔尖创新人才培养筛选的“大基数”，且学科既要符合大学对拔尖创新人才研究的潜质，又要具备实践能力的基本需求。我们以“每个金陵中学学生都有科创并成功的经历”为目标，对面向全体开展的国家课程“通用技术”和“研究性学习”进行了深度融合。具体而言，抓住两类课程“重实践、重方法”的特征，大胆创新，形成多学科融合的“通研”融合课程体系，组织人人参与普惠的科创类基础课程。学生学习基础知识、方法及技能，发掘创新潜能，为拔尖创新人才的培养奠基。

二、 “通研”融合课程的实施：高品质、重融通的六大路径

经过长期的实践探索，学校从课程建构、教学实施、评价优化、资源整合、场域建设、组织完善六个方面入手，逐步形成高品质、重融通的“通研”融合课程的六大实施路径。

（一） 课程建构：打造融通进阶的课程体系

我们通过对学校科创类课程的再整合、再开发，从“学生成长轴”和“课程深度轴”两个维度出发，打造了纵横发展、融通进阶的课程体系。

1. 大断面+人人参与，扩充“人才基数池”

“大学高中”贯通培养拔尖创新人才，关键是组织具有突出创新潜质的“后备军”。“通研”融合课程体系中，第一层级的必修课程，以全年级学生为第一断面，给每个学生展示个人创新能力的平等機会。这一方面为教师提供评价、选拔学生的条件，另一方面，也给予学生认识自己创新专长的可能。

学校依托现有的“通用技术”和“研究性学习”课程，从二十年课程实验的积累出发，根据国家课程标准，管理上，将两类课程统筹规划，建立新的行政部门“STEAM中心”，更新专用的教学场域；课程上，在大学课程中梳理符合高中生认知特点，彰显跨学科融合特征、具备创新性思维表达的知识模块，与高中知识整合联系，在通用技术模块中建设“结构创新”和“电子设计”两大必修项目群。

同时，重构“研究性学习”课程，每个班级与“通用技术”课程合并教师授课，适机在创新项目群融入文献研究与综述、发现与明确问题、学术论文撰写、答辩汇报等关键内容，引导学生在项目中感受跨学科思维，不断寻找适合自身特质的课题。如此，形成以“制作创新作品”为主线、贯穿研究性学习思维与方法的项目式学习培养方案。

2. 强衔接+高中主体，丰富“课程资源池”

第二层级的课程，充分衔接两大必修项目群，学校分别与南京大学和东南大学合作，提供梯次设置的大学先修课程“课程资源池”，即面向学生个性发展的科创选修、面向学生兴趣引领的科创社团、面向学生高阶挑战的科创活动。

以结构创新项目群为例，学校与东南大学土木学院、建筑学院和南京大学城建学院的教师和学生对接，共建“绿色建筑”选修课、“营造学社”学生社团，并组织学生参与东南大学结构创新大赛，与大学生同场竞技。再以电子设计项目群为例，与南京大学电子科学与工程学院合作，共建“南京大学电子信息国家教学实验室金陵中学创新实践教学基地”，将高校老师“请进来”，让南京大学教师亲授“开源硬件创新设计”“无人机实训”选修课，开设“EE Geek电子极客”学生社团；带学生“走出去”，与南京大学共同举办“电子创新之旅”活动，带领学生进入南京大学实验室，与大学生共同完成印刷电路板的创意设计与制作，让高中学生提前了解电子信息工程学科的特点，掌握电子设计的基本技能与创意思维。

3. 精选拔+高校引领，共铸“英才高峰群”

学校与中国科技协会、南京大学和东南大学合作，引入高端合作资源，让优秀的、有能力的学生在科学家身边共研项目，不断成长，在高中阶段就形成独立的“科研”成果，且该成果将会经历从研究学术到反复实验，再从初步结论到发布成果的全流程科创过程。虽然活动本身对学生了解科研流程、明确学术理想有着明显裨益，但选择什么样的学生，参加什么类型的实验室，是需要慎重考虑的。在“通研”融合课程中，学生已在前期的必修、选修课中实现了对相关学科领域的梯次认识，便于找到自己真正的兴趣方向和学术志趣。对于学校而言，凭借前期教学活动中积累的丰富的评价材料，构建了学生成长档案袋，形成了能够更精准地选拔具有突出创新特质的拔尖创新后备人才的评价体系和培养经验。

（二） 教学实施：开展真实情境下的项目式学习

大学阶段的学习，大多是通过项目研究解决真问题。所以，高中阶段引导学生用项目式学习的方式解决真问题，提升学生的创新素养，帮助学生树立正确的科学观，是学校人才培养的目标导向。“真实情境下的项目式学习”作为课程实施路径，贯穿每个课程层级，让学生在解决真问题的过程中，提升创新素养，形成正确的价值观。

真实情境是实施项目式学习的起点。真实情境下的项目式学习模式大致为：充分进行学科融合和实践探索，由具体情境产生对应的问题串，驱动学生开展系列活动；通过活动建构知识体系，最终应用于具体情境；解决当前情境问题后，教师再提出新的问题，循环推进，不断提升学生的创新能力。该模式在课程实施中广泛应用，如结构设计、机器人工程设计、Arduino 程序设计、传感器与电子设计、IYPT 物理实验探究、创客空间等。

下面，以“自动控制系统应用——音乐盒”项目式学习为例介绍我们的实践。

1. 项目的目标

项目的目标为：通过“自制音乐盒”的真实情境，认识电子元器件，能做应用设计；通过探究实验，知道常见的传感器及其应用；通过光控灯的设计与制作，理解常见的电子控制（开关）电路；通过电路设计与制作，理解控制与电子系统常见的设计方法；通过主要功能设计，掌握产品设计中功能与结构融合创新的一般方法；通过外观结构设计，掌握计算机辅助设计和绘制设计的方法；通过外观结构制作，掌握激光切割机进行现代加工的方法；通过整体设计与制作，掌握产品设计的基本理念与方法。

2. 项目的知识图谱

作为“通研”融合课程中必修项目群的组成部分，“自动控制系统应用——音乐盒”项目体现了“大学高中”贯通培养的特质（该项目的知识图谱见图1）。一方面，挖掘高中学科课程，做到知识体系的有机接续。学校梳理高中通用技术、物理、化学、信息技术等理工类课程，也关注音乐、美术等艺术类课程。将相关知识点按照已学过、正在学、即将学的类别进行整合归类，在项目的不同环节设立对应的任务列表，引导学生逐步体验跨学科思维和技能。另一方面，对接大学基础课程，为“高阶知识先修”搭建合理支架。参考《模拟电子技术基础》《数字电子技术基礎》《计算机辅助制图》《激光原理与技术》《产品设计》等大学教材内容，从中选择与高中知识关联密切、深度恰当且能够激发学生创新积极性的章节模块，形成“电子控制技术”和“现代加工技术”两大模块和六大任务（任务列表及课时安排见下页表1）。在项目设计过程中，南京大学等高校教师参与讨论，并提供技术参考。

3. 项目的拓展资源

一方面，构建梯次、多样态的学习任务群。以电子控制技术模块部分为例，教师从大学课程中选择相关知识，面向不同基础、知识背景的学生设计初级、中级、高级三个进阶设计任务。学生可以选择电动机、LED灯带等执行器实现创意，也可以从产品的触发方式入手进行高阶改装。另一方面，搭建内容丰富的数字资源库。以现代加工技术模块部分，满足学生的个性化创作需求。教师按照大学慕课资源的建设方案，基于语雀平台建设图文结合、动态更新的课程数字资源库。截止到2023年，累计修改5个大版本，访问超过16000次。

4. 项目的评价

“自动控制系统应用——音乐盒”项目评价，依循学校的发展性评价方案，将学生的表

现记入学生技术评价档案袋，关注学生的发展性评价。在课程的关键任务节点，引入以技术测试为载体的自我评价，以技术图样物化为载体的同伴评价，以作品、海报或视频集为载体的社会评价。教师评价以主观与客观统一的评价量表为依据，将德育、智育、体育、美育和劳动教育融合，兼具课程思政功能。例如，项目提倡与传统文化结合、提倡技术与人文的融合；引导学生制作产品海报，与真实世界中的产品推广结合，倡导“技术向善”，做负责任的产品开发者；将作品作为“礼物”赠送给家人或朋友，以劳动实践成品承载人文价值。

（三） 评价优化：采用基于智能平台的多元评价方式

评价是学校对人才进行“甄别”和“区分”的重要工具。在“通研”融合课程体系中，我们结合学校关于拔尖创新人才的发展性评价方案，根据课程特色，倡导“面向过程评价、多主体评价和数字化智能评价”的多元评价方式，围绕“面向过程评价”的核心理念，让多个评价主体运用智能评价平台，实现多元评价（如下页图2所示）。

1. 面向过程评价

我们不以一次终端笔试成绩作为评价依据，而是开创性地以课程过程中“创新品质、创新技能、创新知识、创新成果”为四大考核评价板块，重点考核学生的科创思维、实践过程、科创论文、科创产品，以此引导学生积极参与创新课程，提升创新能力。

2. 多主体评价

传统的小组学习中，部分学生往往过于活跃或疏离；而项目式学习强调多主体评价，重视学习小组内部的参与和交流，评价更加多元、全面、立体。我们倡导小组讨论、多人合作，并组织自我评价、组内互评、组间答辩互评、师生互评等环节，最终形成将个人实践和团体智慧有机结合的学习成果。

3. 数字化智能评价

为实现多主体评价，依靠“档案袋”记录学生科创过程的真实经历，学校打造了多种数字化智能评价平台。例如，“金陵中学科创课程服务平台”已应用在“通研”融合课程的教学实践中，学生使用该平台提交设计方案、上传设计成果，并通过“创意互动墙” 向全校展示科创海报，智能化实现了学生自评、小组互评等多主体评价。此外，学校还建设了数字化展厅，为每位学生作品生成二维码，方便互评。

（四） 资源整合：形成高端资源的科创活动品牌

整合创新人才培养类活动资源，打造高端资源的创新人才培养活动品牌，是“由面及点”培养拔尖创新人才的特色路径。我们通过“通研”融合课程中的评价指标，筛选和选拔具有拔尖创新能力的尖端人才，将宝贵的“与科学家一同研究”的机会通过三大高端专修平台进行资源匹配。学校与南京大学、东南大学以及研究院所等开展深度合作，精心设计“准博士培养站”“未来卓越工程师培养项目”实施方案，积极参与中科协的“英才计划”，引入大学高科技研究内容和项目，让学生站在科技前沿参与科研课程。我们在现有科技活动中引入高校资源，通过高端项目培养学生的创新能力。

1. “南大金中”准博士培养站

“准博士培养站”由南京大学和金陵中学共同筹建。双方以南京大学微结构国家实验室为活动基地，入选此项目的学生每个双周的周四下午前往实验室，在导师指导下感受科学研究氛围，了解课题研究的一般方法，提高学生科学素养，并在两年的时间内完成相关研究性学习课题。“南大金中”准博士培养站已经有四期学生毕业，第一期（2010—2012年）43人，第二期（2013—2014年）50人，第三期（2016—2017年）24人，第四期（2017—2018年）38人。四期共155位学生在南京大学导师的指导下，刻苦学习认真钻研，结束时提交了87篇论文，并全部通过南京大学教师担任评委的评审委员会的评审，顺利完成学业。前四期学生的结题论文已汇编成册，成为后续学生学习的重要参考。由于疫情的原因，第五期学生面向2022级学生在2023年再次开班，准博士培养站活动由原来的两年一届变更为一年一届，高二上学期期中考试结束后，选拔30位品学兼优的学生进入准博士培养站。

南京大学进一步拓宽准博士培养站的专业方向，为30位学生选聘指导教师（每个导师最多带3位学生）。导师安排学生进入自己的研究团队，导师和团队的研究生对准博士培养站学员进行专业知识学习、科研题目选定、实验设计与开发、论文写作、结题答辩等方面的指导。30位学生在高二结束前，完成科研任务和论文写作，并参加南京大学组织的结题答辩活动。南京大学计划在原有“微结构国家实验室”的基础上增加化学化工专业。“金陵中学南京大学准博士培养站建设”项目获江苏省教学成果奖一等奖。

2. “东大金中”未来卓越工程师培养项目

“未来卓越工程师培养项目”由东南大学和金陵中学共同举办。东南大学提供信息、电子、自动化、生物医学四个优势专业供学生选择，并按照不超过2：1的比例配备导师。学生利用一年的时间在导师及其团队指导下提前学习一些大学课程，了解对应专业的学科特色与发展前景，进入实验室参与科学研究，经过严格的开题和答辩后完成一篇相当于本科毕业水平的项目论文。“未来卓越工程师培养项目”已举办四期，2011—2013年為第一期，2013—2015年为第二期，2015—2017年为第三期，2017—2019年为第四期，每期30人，共120人完成此培养项目。从第二期开始，东南大学要求所有学生结题论文独自成文，并将学生结题分为优秀、合格、不合格三个档次。2022年11月27日，第五期“未来卓越工程师培养项目”导师见面会在东南大学举行。经过前期学院导师推荐、导师课题巡展、学生自主报名等环节，共有38位导师和41位高二金陵中学学子参与了本期项目。同年12月底，学生在导师指导下开题，并利用课余时间到实验室跟导师学习和研究，2023年12月中旬结题。正在进行的第五期项目，是东南大学向金陵中学学子开放专业最多的一期，包括了电子科学与工程学院、生物科学与医学工程学院、网络空间安全学院、物理学院、信息科学与工程学院、仪器科学与工程学院和自动化学院。

3. “中科协金中”中学生科技创新后备人才培养计划（英才计划）

英才计划是由中国科学技术协会和教育部自2013年开始共同组织实施的人才培养计划。该计划覆盖数学、物理、化学、生物、计算机等学科，由15个省市、20所高校参与培养工作，旨在培养具有扎实数理基础、突出创新精神和创新能力、善于解决问题的中学生科技创新后备人才。

学校从以下几个方向开展英才计划：（1） 基于兴趣选拔英才学员。选拔阶段参考“通研”融合课程体系评价结果，注重学生兴趣爱好、学科特长，同时兼顾学生的学科素养和能力，择优推荐。（2） 配合高校培养科技英才。在英才计划中，高校起着主要作用，但高校导师常常无法与学生及时交流、沟通。因此，中学教师参与英才计划学生的辅导，搭起高校与学生的桥梁，学生与省办、国办的桥梁，提高英才计划的培养效率。（3） 动态监测学生的科研实践活动过程。选派优秀、热爱科技教育的教师，全程陪同学员进行科研实践活动。随时了解学生科研动态，及时解决出现的问题，与导师沟通，为学生培养做一些辅导性工作。同时，配合导师的指导，督促学生完成培训任务，并且及时写出心得体会，促使成长。（4） 项目导向推进学员培养。负责指导的中学教师在高校教师的指导下，引导学生在感兴趣的领域选题，进行研究性学习，激励学生用专业知识探究该领域的问题，继而发展到研究该领域的问题，并逐步引导学生确定自己的专业志向，变兴趣为志趣。（5） 开展创新人才培养实践活动。邀请南京大学教授、院士开展专题报告，开设选修课、先修课；面向英才学生组织开展专家讲座、学术沙龙、科研实践等培养活动和素质拓展、参观考察、交流分享、成果展示等交流活动，每年开展交流活动不少于3次；根据省级管理办公室统筹安排，承接前置培养和“英才同学会”活动任务等。（6） 开发中学生科技创新人才教育资源。与南京大学联合组建研究团队，开发基础学科“大中衔接”课程、中学生科技创新人才培养课程及相关资源，开发创新人才培养课程资源。（7） 开展教师培训与交流。独立或与高校联合组织本地区中学科技教师培训与交流，提升中学教师指导科技创新后备人才的能力。培训内容包括科研前沿、实验技能、创新人才培养方式方法、生涯规划、心理辅导等。

资源整合是学校“大学高中”贯通培养拔尖创新人才的一条重要路径，也是高中阶段拔尖创新人才筛选后推向高校的阶梯。和大学深层次的合作，促使学校将创新人才培养根植于学校教学行为和活动中，从而最大限度地满足各类学生全面素质和个性发展的需要，实现创新人才教育特色化的育人目标。

（五） 场域建设：打造“3+X泛在项目学习场”

根据创新人才的内涵发展需求，学校以STEAM中心为创新人才培养核心场域，先后建成“以传感器为载体的物化课程基地”“立足学生高端成长的化学竞赛创新中心”和“智慧融通的科创课程基地”的“3+X泛在项目学习场”（见图3）。三个基地的学科内容彼此交叉、同频共振，将创新人才培养文化渗透于学生的学习生活，将创新人才培养理念融于各学科课程。

2011年，建立以传感器为载体的物化课程基地，建成传感器DIS、IYPT等高端实验室，配置高端物理专用实验传感器套件、物联网控制系统、自动录播系统。为了打造科学的感知环境，学校建造了校园紫藤长廊、红外自动控灯系统、“喊泉”等户外科技互动景点。

2019年，建立立足学生高端成长的化学竞赛创新中心，建成化学高端实验室、化学竞赛研究多功能室等专用教室。实验室配有无线传感器物化套装，偏光显微镜，色谱、热重仪，红外、紫外可见光光度计，阿贝折射仪等高端仪器。

2020年，建立智慧融通的科创课程基地，建设机器人工作室、3D建模中心、现代化加工中心、电子设计教室、结构研究工作室等11间专用教室，配置了金属激光加工设备、数控雕刻机、高精度3D打印设备、桌面云加工平台、结构压缩机等先进设备。

（六） 组织完善：优化创新人才培育组织

一是成立创新人才培养教育领导小组。书记担任组长，负责统筹创新人才培育的实施方向，进行全程监督和指导，保障创新人才培育工作的有效进行。

二是完善组织架构。创新人才培养教育有明显的跨学科特征，2017年，学校成立STEAM中心，以培养学生创新思维和创新能力为焦点，统筹协调创新人才培养工作，连通三大课程基地，使其资源共享、学科交叉，取得了1+1+1>3的“乘法效应”。为培养创新人才提供充足、多样的场地、工具、课程等资源保障，更好地适应了学生的跨学科发展。

三是加强师资建设。学校组织三大创新人才培养团队，分别为物理学科牵头的物理与IYPT团队、技术学科牵头的通研与科创团队、化学科学牵头的化学科创团队。多学科师资团队创新理念前卫，敢于突破，融通合作，满足学生个性化学习对师资的需求。

四是加大资金投入。依托省级课程基地等项目，每年投入数百万元，引进了AR地理沙盘、人工智能系统、机器人、传感器、高端化学实验仪器等一大批高端设备。这些最前沿的科学设备，给学生带来无限创新灵感和最先进的创新体验。

综上，学校在全面提高拔尖创新人才自主培养质量，着力打造“通研”融合课程体系的过程中，形成了以下可操作、可推广、可评价、可传承的校本经验：（1） 打破学科藩篱：创造出面向全体、融通进阶的课程体系；（2） 实施方式先进：引入了“真实情境下的项目式学习”教学模式；（3） 整合高端资源：建成拔尖创新人才的“高端发展”合作平台；（4） 满足条件需求：打造了人才所需“3+X 泛在学习场”场域条件。我们用“通研”融合课程体系，打造普惠与多元的舞台，满足学生的个性发展需求；用项目式的教学模式，激发科学兴趣，锻炼持久意志，满足学生创新的动力需求；用大学这一高端资源，架设人才深度发展的平台，满足学生创新的进阶需求；用泛在的项目学习场域，提供时间与空间的支撑，满足学生创新的条件需求。这些宝贵的探索，满足拔尖创新人才培养、筛选和发展的需要。

參考文献：

［1］ 施一公.立足教育、科技、人才“三位一体”探索拔尖创新人才自主培养之路［J］.国家教育行政学院学报，2023（10）：310.

［2］ 常桐善.拔尖创新人才培养的四个要点［J］.重庆高教研究，2023（1）：69.

（姚  舜，江苏省南京市金陵中学STEAM中心主任。南京市师德先进个人。陈立其，江苏省南京市金陵中学副校长，正高级教师。）