强化校内外联动，打造多主体协同的科学教育模式

【摘 要】新时代，培养解决我国核心技术问题的科技创新人才尤为迫切，基础教育阶段探索科技创新人才早期发现和培养尤为重要。如何在教育“双减”中做好科学教育加法，北京市第十二中学传承了学校近30年在科技创新人才培养方面探索的成功经验，继续开拓创新，积极探索科技创新人才培养模式。本文从贯通培养模式、课程建设、培养机制等方面介绍多主体协同的科学教育模式。

【关键词】基础教育；贯通培养；课程建设；科学教育；协同育人

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）08-014-03

党的二十大报告指出：“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之”。2021年6月，国务院颁布的《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》指出，要实施科技创新后备人才培育计划，对有科学家潜质的青少年进行个性化培养；探索从基础教育到高等教育的科技创新后备人才贯通式培养模式，完善拔尖创新人才培养体系。2022年2月，教育部发布《教育部2022年工作要点》提出，积极探索拔尖创新人才早期发现和选拔培养机制。2023年5月，中共中央政治局第五次集体学习时，习总书记发出了教育强国建设的动员令，并强调要进一步加强科学教育、工程教育，加强拔尖创新人才自主培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑。

30年科学教育创新人才培养之路的探索

在长期的科学教育实践中，北京市第十二中学坚持创新教育的三个基本原则——全面性、先进性和时代性，把相关的教师资源、课程资源、活动资源、教学设施资源、教学信息资源等进行有机组织和整体设计，整体构建了学校科学教育创新人才培养体系，打造了特色鲜明的中学创新教育，取得了令人瞩目的丰硕成果。

20世纪90年代，进入素质教育时代，学校重点关注学生创新能力的培养，推行内部管理体制改革，突出教与学方式变革，提出“六以”“三优”的教学理念。其中“六以”即以提高学生素质为目标、以学科课程和活动渠道为载体、以形成能力和发展智力为核心、以思维训练为主线、以学生主体智力参与为重点、以科学设计课堂教学为手段；“三优”即优化教学目标、优化教学过程、优化教学手段。在实践中，学校尤为关注学科课程、活动渠道与创新能力培养的紧密结合。

2006—2015年，在新一轮课程改革背景下，学生将“求真、崇善、唯美”的办学理念融入创新精神塑造的教学实践。学校建设培养高地，搭建学习研究平台，借助外力先后建成诺贝尔科研实践活动班、钱学森航天实验班、萃智科技创新研学中心、奥赛学习中心等。不断探索建构实施四大系列课程（学科综合、科技创新、社会适应、国际理解）、五大品牌活动（体育、艺术、实践、科技、心理健康），将科技创新纳入其中，课程目标各有侧重，内容紧密相连。

2016—2023年，伴随核心素养时代的到来，学校围绕学生创新素养培养，形成包括以学科课程和活动课程为两条主线，打造综合创新实践平台、系统设计课程体系、构建文化与精神场域、构建学生多元评价机制、实施“学—研—训—赛—用”一体化教师培养机制、拓展校内外资源，实现多元主体联动培养创新人才六个支撑模块的创新素养“双螺旋”培养模式。

继承创新基因，探索科学创新人才贯通培养

2023年后，学校顺应时代的要求，继承过去30年实践探索的成功经验，发扬开拓创新的精神，积极探索打破学段和学科壁垒的小学、初中、高中、大学纵向贯通的拔尖创新人才培养模式。

学校贯通培养科学创新人才遵循三项基本原则。一7S+cIYn7nG9f6keccfWM+BbeK9Z3fbMA6GkmD1KhZ2k=是坚持面向全体的教育，让每一位学生都有充分的发展。每位学生都有创新的潜能，每一名教师都是学生创新能力的直接培养人。通过在教育集团内开设丰富的课程，在教学过程中发现学生的特长和兴趣，提供适切的课程资源。二是坚持科学性，遵循创新人才成长规律。基于未来人才的核心素养需求开发课程，构建多样化、系统化、有层次、开放性的课程体系和评价体系。为打通学段间、学科间的壁垒，构建多元的评价体系，打通多渠道培养路径，采用小学与中学共育、高中和大学共育、高中与企业共育等创新育人模式。三是尊重学生的差异，全面实施因材施教。学校为学生提供适合个体发展的差异化教育，为其形成特有的思维方式、独立的学习能力、批判能力、探究能力和创新能力提供空间。充分运用数字技术、“互联网+”、人工智能等新兴技术为创新教育赋能，将各种社会创新优质资源与学校资源融合，为实施差异化教育、全面实施因材施教提供有力的资源保障。

1．探索小学、中学、大学纵向贯通的人才培养模式

2011年，学校成立钱学森航天实验班，小范围内实施初升高贯通培养创新人才模式，经过13年的教育实践，培养了一批品学兼优、具有创新意识和创新能力的青年才俊。在总结提炼并汲取13年教育实践的成功经验基础上，探索打破学段和学科壁垒的小学、初中、高中、大学纵向贯通的科学创新人才培养模式。初升高贯通培养规模进一步扩大，在设立“钱学森航天实验班”的基础上，与北京大学合作开设“北大博雅人文班”和“北大博雅科创班”；与清华大学、上海交通大学、北京邮电大学等知名高校，探索主题集训营或项目式培养等贯通培养创新人才的模式。

贯通培养课程实施按学生的能力和兴趣分成四个主要阶段。小学和初一处于基础阶段，开设以培养科学思维、激发学生探求欲、培养科学兴趣为主要导向的拓展课程体系；初二、初三阶段强化工具学科，开设以夯基提能，培养学生深度思维、科学精神、科学探究能力为主要目标的主线课程体系；高一、高二是学生发展能力的重要阶段，开设以培养学生跨学科综合实践和创新能力为主要目标的拔尖赋能课程体系；高三阶段融合大学开设双高衔接课程，培养学生综合能力、跨学科应用能力、综合实践能力等创新能力。

2．实施课程为主要载体的创新人才培养策略

为满足不同能力和兴趣学生的学习活动需求，学校融合高校、企业、社会场馆等课程资源，打造以国家课程为根基，强基竞赛课程和科学创新课程赋能的课程体系，实现纵向延伸和横向拓展的有机融合。

以兴趣为导向的学科竞赛课程，可以让学有余力的学生，提早接触自己感兴趣的专业领域，构建较为完整的理论框架和知识体系，实现中学、大学课程的纵向延伸。在学科竞赛中，激发学生的主观能动性，奠定创新素质基础，磨炼意志品质，塑造创新品格，同时促进相关学科建设，实现了学科素养培养与创新人才培养的有机融合。

以发展学生个性、满足多元需求为目标的科创课程，使有兴趣、有特长的学生进行具有深度和广度的学习，实现学生能力和知识的横向拓展。学校利用地域优势，推动多元主体参与开发纵向贯通、横向延伸的课程体系。与中国科技馆、中国航空航天博物馆、北京科学中心、东高地科技馆等育人场馆合作开发横跨数学与物理、地理与人文、天文与航空航天、生物与医药等的“馆校课程”。挖掘区域优质企业资源，与中关村科技园丰台园高新企业开发“企校课程”，如与华电科工集团合作开发环境与新能源课程，课程形式包括面向全校的专家讲座、企业参观和面向小群体的项目式研究课题等；与值得买公司合作开设了常态化进校的人工智能（AI）课程。与北京大学、清华大学、上海交通大学、北京邮电大学合作开设专题集训营和主题化研究活动等体现实践性、综合性的“双高课程”，如上海交通大学针对丰台优秀学生开设的数学建模、人工智能应用开发、智能生物芯片暑假集训营课程。

3．融合校内外育人平台，实现人才多渠道联动培养

学校持续构建开放的创新教育环境，注重利用高校、科研机构、企业等各种社会资源，建立互联互通的创新人才协同培养机制。校内完善交叉学科创新实验室，融合全国“中小学人工智能教育基地校”“全国中小学科学教育实验校”，北京市教委“北京青少年拔尖创新人才培养”基地校，市科协的“英才计划”“科技后备人才早期培养计划”和“青少年科学俱乐部”育人机制。与高校、院所实验室、中关村科技园丰台园区企业，构建创新人才培养的优质平台。

为继承、发扬钱学森精神和航天精神，发挥区域办学优势，2011年，学校成立了钱学森航空实验班，着力培养航天航空界的拔尖创新人才。2016年11月10日，以该实验班学生为主体，东高地科技馆和中国运载火箭研究院提供有力资源支撑，我国中学生研发的第一颗科普卫星“丰台少年一号暨少年梦想一号”成功发射，在全国范围内引起强烈反响，持续激发全国青少年对航天事业的热爱。2022年12月9日，以学校学生为主体研发的“丰台少年二号暨梦想二号”科普卫星发射再次获得成功。2024年5月12日，由东高地科技馆和北京邮电大学组织实施，中国运载火箭研究院提供有力支撑，学生深度参与的“丰台少年三号暨传邮梦想号”纳卫星研制项目正式启动，纳卫星研制课程是推进大中小协作的科学课程，是激发青少年工程思维和提升青少年科学素质的重要途径。这种模式助推了校内外科技教育发展以及融合贯通培养未来科技人才模式的进步，在实践活动中培养学生的创新能力、创新意识和创新品格以及思辨能力、合作意识、独立精神等优秀品质。

人工智能+工程素养赋能创新人才培养

作为首批全国“中小学人工智能教育基地校”面临的一个问题是：人工智能时代，学生到底需要具备什么样的能力素养？经过一系列摸索和实践，学校确立了人工智能技术+工程素养框架。从人工智能技术、人工智能与人类、人工智能与社会、人工智能设计与系统四个维度确定学生需要掌握的能力和素养。

从能力层面讲，需要培养学生正确认识人工智能、理解人工智能技术的基本原理、能够利用人工智能技术设计基础的人工智能作品。而素养层则可以具体落实到信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。信息意识：培养对AI基本概念和特征的理解，激发学生对AI的兴趣，并使其能主动探索AI的新发展；计算思维：让学生了解AI的核心算法，熟悉其应用过程和实现原理，通过实践体验搭建简单的AI应用模块，提高问题解决能力；数字化学习与创新：让学生知道AI的新进展和应用，培养在AI技术领域的创新意识，并能在学习和生活中适当运用；信息社会责任：让学生客观认识AI技术对社会的影响，形成积极、安全使用AI的观念，并具备对AI技术应用带来的社会伦理、安全挑战的认识和责任感。通过这些培养，旨在使学生能够更好地适应人工智能时代的发展，具备必要的能力和素养。

随着AI技术的不断进步和深入应用，学校利用AI技术手段赋能科学教育。如利用人工智能整合各类教学资源，创建更加个性化、互动化的学习环境，以促进学生的全面发展和个性成长；利用人工智能手段，开展跨学科研究与合作，促进不同学科之间、不同教育机构之间的合作；利用人工智能技术拓展学校与企业、研究机构之间的合作，共同探索人工智能技术在教育领域的创新应用；利用人工智能，教师更加精确和及时地评估教育教学活动，帮助教师精准地掌握学生的学习状况，提升教学效果；利用人工智能和大数据平台支撑，对学生长期学习的大数据进行聚类、分析、预测、评估，促进学生成长导向和生涯规划指导工作，提出针对性的问题，为其推荐个性化学习资源和策略，从而实现精准教育和个性化辅导。对学生成长路径进行跟踪分析，发现学生的兴趣，挖掘学生的潜力，为创新人才的鉴别匹配适切的课程提供了科学数据支撑。

党的二十大报告强调科技是第一生产力，人才是第一资源，创新是第一动力。创新已成为这个时代的主题，在中学阶段致力于为学生筑牢科学、技术和人文知识基础，培养创造性地发现问题和解决问题的能力，是每一所学校、每一位教育工作者义不容辞的职责。北京十二中人将在“求真，崇善，唯美”的文化引领下，以坚定不移的信念，以教育工作者的责任感，为创新型人才的培养探索出一条科学育人之道！

编 辑：仲玉维