高中科学特色课程体系建设的实践探索

“高中科学特色课程体系建设的实践探索”这一项目于2020年3月在深圳市第二十二高级中学筹备过程中开始进行顶层设计，时任筹备组组长宋如郊提出设立该项目，由筹备组核心成员魏敏、杨远南参与研究；2021年项目组吸纳邓大平、刘昌丽参与研究和实践，2022年项目组吸纳李俊熹参与研究和实践。深圳市第二十二高级中学（又名“中国科学院深圳理工大学附属实验高级中学”，简称“中科附高”；现正在更名为“深圳理工大学附属中学”）2021年9月开学后，项目组展开实践探索，历经3年初见成效。

本项目组核心成员均有长期高中工作经验，对高中科学特色课程体系的思考、研究和实践有深厚的积累。项目组中，魏敏于2023年8月调入深圳市龙华区创新实验学校工作，继续进行本项目的相关研究。项目组其他成员都是本学科的骨干教师，教育教学教研成果丰硕。

项目组2021年9月在深圳市第二十二高级中学（简称：中科附高、深理工附中）开展相关实践工作，并在实践中继续深入研究，在实践探索过程取得了一系列的研究成果，现从以下四个方面展开成果报告。

（一）时代发展迫切需要培养创新型后备人才

从2016年5月习近平总书记在全国科技创新大会上讲话时强调科学教育的重要性起，我国陆续颁布了《国家中长期人才发展规划纲要(2010－2020年)》等文件，教育部也提出要“以超常规方式加快培养一批紧缺人才，为国家解决‘卡脖子’问题和推进科技创新做出贡献”。2020年９月，习近平总书记在科学家座谈会上强调要“加强创新人才教育培养”“要把教育摆在更加重要的位置，全面提高教育质量，注重培养学生创新意识和创新能力”。党的二十大首次把教育、科技、人才进行统筹安排，一体部署，明确了到2035年我国进入创新型国家前列的战略目标。所以，培养高素质科技创新后备人才肩负国家教育强国、科技强国、人才强国的战略部署和教育高质量发展的重要使命。

（二）基础教育与高等教育在人才培养上亟待有效衔接

我国创新型人才早期培养的教育模式是在历史和实践的检验中发展而来。中小学阶段正是学生思维方式、学习兴趣及综合素质培养与形成的关键阶段，并且一经形成便具有强大的惯性作用，深刻影响着后续创新能力的发展。培养拔尖创新人才关键靠教育，前沿在高教，重点在基教，难点在形成高校与高中有效衔接的创新型人才教育模式。有研究表明，作为一种智能品质，个体的科学创造力在17岁时趋于定型，倘若学生在高中阶段的创新素质仍没有得到“发育”，那么进入大学后即使有再好的条件和平台也难以成为拔尖人才。目前中小学教育应试有余而创新不足，科学素质、创新能力培养的难点、堵点多，相关课程体系不完备，相关师资质量与数量问题颇多，科研院、大学、社会等科学教育资源沉淀在基础教育系统之外，没有被激活，缺乏创新人才培养的可借鉴、可复制、可推广的模式，评价机制单一僵化，不适应国家培养创新人才需要。本项目正是抓住了高中阶段的“关键期”，“激活”高等教育资源，着眼高中科学特色课程体系建设，探索了一条高中科学教育的新路。

（三）区域教育发展规划为项目实施提出新要求

从2020年起，宋如郊负责筹建深圳市第二十二高级中学（简称：中科附高、深理工附中），并担任书记、校长。学校所在的光明区是深圳市乃至国家科技发展的高地，有较强的地域优势，相关部门也先后出台了多项文件来推动区域教育高质量发展，在引进高端资源、投入优秀师资、扶持创新项目等方面给予了充分关注和支持，为培养未来科学探索者、推进学校特色化办学、深化科学课程改革奠定了坚实的政策基础。

（四）合作办学为学校特色发展注入强大科学基因

高端资源科普化、科教融合成为学校办学发展的重要使命。深圳市第二十二高级中学（简称：中科附高、深理工附中）是当地政府与中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“中科先进院”）、深圳理工大学（以下简称“深理工”）合作共建的公办普高，根据签署的合作办学协议，区教育局按公办学校政策全面负责管理和运行学校，并在学校的特色创建、管理机制、师资队伍、校本课程、基础设施建设等方面加大投入和创新，打造学校优质品牌。而中科先进院和深理工将充分发挥其科研机构优势、人才优势和平台优势，联合社会资源为高中的科学教育提供强有力支持，同时派遣中科先进院首任党委书记、副院长、中科先进院创始人之一白建原女士担任名誉校长，负责维护和推动双方的合作。深理工设立“创新型人才早期培养和发展研究中心”，与中国科学技术协会合作，引进中国科学院心理研究所、北京师范大学教育学部、中国心理学会等国内顶尖心理研究、教学、传播机构优质资源，联合中科先进院150余家企业实验室，对接其孵化的2000余家企业资源，着力进行创新型人才的培养研究。这些独有、强大、丰富的科学教育资源，为高中的科学特色课程体系建设提供了坚实后盾和保障。

根据行动研究的要求，本研究的过程主要包括“聚焦问题—顶层设计—开展行动—反思总结”四部分：

在项目启动之初，我们主要聚焦两个方面的问题，一是当前中小学教育在创新人才培养方面的现状、困难、壁垒是什么；二是合作办学的理念、方向和模式应该是怎样的。围绕这两个问题，项目组通过文献研究、问卷调查、访谈座谈等方法，解决了以下问题。

1.界定了核心概念的内涵

核心概念有两个：

一是合作办学模式的界定。政府，专指地方政府主要管理教育事业的工作部门，在本研究中即为深圳市、区级教育局；国立科研机构，专指国有科研类研究机构，在本研究中指中科院深圳先进院；大学，专指深理工。“合作办学模式”指在公立办学模式下，由国立科研机构、大学提供科研方面的智力、人力、物力支撑，双方合作，以“学校”为基点，创建政府、国立科研机构/大学、高中三方互惠共享的办学新格局。

二是“科学特色课程体系”内涵的界定。所谓“科学特色课程体系”，是学校基于自身独特的办学背景提出来的具有“科学”特质的特色课程群组。“科学特色课程体系”，既包括相关学科领域的科学知识、科学工具和科学方法，也包括科学精神和科学态度，还涉及各领域的科学人才、资源和成果等；该体系既具有理念与态度，也具有思维与方法，更是一个“科学”与基础教育深度融合的过程与形态。在倡导学校开展科学教育的过程中，自觉主动地注入“科学”的基因，以外部的科学知识、科学的工具和方法及科学人才等为基本元素，注重强化师生的科学意识，培养师生的科学能力，进而形成一定的科学作风，将科学精神、科学态度、科学思维、科学方法等科学素养内化成师生为人处世的价值观和方法论，使学校的教育教学和学校的发展更具科学性，更符合学生身心发展的规律。学校注重课程创新，逐步开发出全学科渗透推进，打造科学、技术、文化、艺术等多学科相融合的综合性科学教育特色品牌。

2. 确定项目研究“三爱”的办学理念

学校的名誉校长白建原提出了“三爱”（爱生活、爱科学、爱国家）“三动”（动手、动脑、动心）和培育“全”“能”“人”的理念。学校以“三爱”为宗旨、以“三动”为举措，进行了浸润式、进阶式科学特色系列校本课程体系建设。“全”是指对学生全员、全程、全频谱的素质教育和能力教育；“能”是指聚焦学生“5C”核心素养（文化理解与传承能力、审辩思维能力、创新能力、沟通能力、合作能力），着眼于解决实际问题能力的培养；“人”是指坚持以仁立人，立德树人，培养人文素养和科学素养兼备的学生。

本研究认为，从高中阶段学校特色发展的角度来思考合作办学，如何结合学校的办学优势和中科先进院、深理工自身特点和资源优势进行高中科学特色课程体系的研究具有一定的前瞻性、创新性和现实性。根据这一研究假设，本研究开展顶层设计，确定通过梳理“三爱”理念，建构以“三爱”（爱科学、爱生活、爱国家）为宗旨、以“三动”（动手、动脑、动心）为举措的“全”“能”“人”培养模式，通过中小学校协同培养的路径，为高中科学特色课程体系的建设探索出一条可供借鉴和推广的路径，进而推动深圳丰富的科研究机构资源与高中教育的有效整合，真正实现科教融合，让科学创新教育成为学校发展的新动力之源。

研究采用“专家引领—院校共建—课题带动—项目推进—评价创新”的行动策略，主要完成了以下核心工作。

1.院校共建，建立科教融合式协同育人新机制

依托中科先进院、深理工高端科研人才和优质科普资源，一是夯实学校基础设施建设，为高中科学特色课程体系建设提供良好的硬件条件。目前学校已经建设起了包含物理场域和精神场域两大领域，校内场域与校外场域两大基地的创新人才培养场域；二是组建校外博士教师团队，为构建高中科学特色课程体系提供高端智力支持，目前依托博士团队老师，在学校开设了系统化的创新人才培养课程，包括博士课堂、脑科学进校园、学伴计划等多门特色课程；三是整合中科院系统庞大的优质科普资源，为学校学生研学实现校内外联动，例如组织学生参加科技夏令营、实习科学家等课程；四是以“科学”为关键词，进行校园物质文化和精神文化的建设，营造浓郁的科学氛围，学校的各类科学宣传文化已经建成，科学节、科学社团高质量发展，校园里洋溢着浓郁的学科学、爱科学、用科学的氛围；五是聘请专家团队，为学校科学特色课程体系建设顶层设计及管理模式进行充分反思与重构，形成“全”“能”“人”培养模式；六是教师培养关注复合型队伍建设，学校着重组建了一支教学和科研梯队结合的复合型教师队伍，构建了科研型骨干教师发展体系，通过“请进来”“走出去”“手牵手”等途径充分融合大学和中学资源，为老师专业发展提供广阔的平台和丰富的学习机会，致力于培养具有创新意识和创新能力的科学教师团队。

图2  科研型科学骨干教师发展体系

（一）形成一套科教融合的协同育人新机制。

深圳理工大学和中国科学技术大学与我校携手开办中科创新班，开发了系列创新人才培养课程，并召开了多次研讨会和成果分享会，形成了一定的社会影响。2023年4月26日在光明区“走向开放与实践的科学教育”论坛上，项目组三人作主题发言，线上线下参会人数超过170万人。在中国教育学会第三十四次、三十五次学术年会上，项目组成员作相关主题发言。

学校携手中国科学院心理研究所建设国内高中学段第一家“心理梦工厂”，建设创新人才评价体系，为创新人才培养的早期识别、过程跟踪和结果评价提供心理支持和数据支持。

学校举办各类科创培训和活动，指导学生在各级各类比赛中获奖近700人次。如在第37届中国化学奥林匹克竞赛初赛中2人获省二等奖，一人获省三等奖，获奖等级和人数在深圳市高中学校中名列前茅；在第十四届VEX华南赛区比赛中，我校选手首秀就获得参加国赛资格，并在随后的全国比赛中获得国家级奖励。

（二）开发一套科学与人文教育贯通的科学特色校本课程体系。

大学和高中协同建构了五育并举课程体系，不仅体现了横向上各学科的贯通统整，也兼顾了科学与人文的有机融合，同时也关注了在高中不同年级有不同梯级的设计和安排，课程体系建设更具衔接性和科学性。打造了以劳动教育和科学教育为特色的校本课程。博士课堂、脑科学进校园、科学家讲坛、学伴计划、项目式学习、实习科学家等科学特色课程系统化常态化开设，为创新人才培养提供了丰富强大的课程资源。2023年我校被深圳市教育局评为深圳市未来教育基地学校（首批）、深圳市劳动教育示范基地学校（首批）等。项目组成员专业素养取得长足进步，先后立项并结题多项，发表论文近10篇，编写校本教材4本，开发课程十余项。

（三）建设以科学教育为切口的跨学科统整的教学新模式。

科学教育带来学校教学方式的变革，在以科学教育为主线的研究中，学校积极尝试多学科融合，大胆探索跨学科统整，课堂实现开放式，综合化的新样态，学生在项目式学习的过程中，提升了合作探究的能力，也能有更多机会把自己的所学应用于学习生活中，教师的教学观念也有了很大的变化，团队更加包容，有效促进了课堂高质量建设。

（四）尝试探索了科普学分制为核心的科学教育评价新路径。

评价机制不是孤立存在，是“三爱”理论框架的一部分，基于整体的统筹，以评促改，科普学分制的研究虽然处于起步阶段，但是深圳作为全国科学学分制研制的发起者，学校也一定紧跟步伐，加大研究力度，实现人才培养的闭环管理。

（一）研究成效

1.理论成效

学校特色建设基于学校办学理念的深度思考，厘清了“三爱”的基本内涵，创新学校浸润式科学教育新模式。“三爱”在内容和途径方面都提供了明确的方法论指引，“三爱”有无限延展的内涵，涉及学校工作的方方面面，全体打造科学的、优化的、高效的，回归教育本质的特色学校教育是本项目的重要初衷。以理论为引领，以课题研究为基本推动途径，学校各项工作有方向，有步骤，平稳推进。学校也打造了一些特色校本课程，这些都不断丰富了“三爱”的内涵和外延，让科教融合成为教育发展的一种新的尝试和探索。

2.实践成效

学校依托中科先进院和深圳理工大学的科研资源、人才资源和平台资源，建设了高端科学实验室，整合中科先进院和深理工博士导师、院士专家团队的力量，让科学气息充盈学校的课堂。同时，还充分挖掘了中科先进院、深理工及深圳周边资源，将教学由课内引申到课外，由课堂延展到社会，开展了一系列丰富多彩的教育教学实践活动。学校全学科联动，探索“三爱”理念下，学科教学的有效整合方式，让科学的思维促进每个学科的教育教学，全方位立体化促进学生的个性发展和健康成长。学校课程建设很好地带动了课堂教学的变革，课堂上呈现以生为本、尊重个性需求的态势。

3.示范成效

学校作为“粤港澳大湾区青少年创新科学教育基地”成员校，积极发挥辐射引领的作用，积极加入“科学+”教育联盟，并在其中迅速发挥作用。该联盟目前有近20所联盟校分布在陕西、内蒙古、广西、江苏以及广东等地，我校即将在2024年11月承办该联盟的2024年年会。

中科附高目前是全市唯一的“粤港澳大湾区科学教育示范学校”“深派教育实验基地示范校”；2023年被深圳市教育局评为首批“深圳市未来教育基地学校”、首批“深圳市劳动教育示范学校”；2020年以来，接待国内外参访数千人次；在中国教育学会第34次、35次学术年会上，项目组成员受邀发言；学校学生在各类比赛中获奖近700人次，教育部白名单比赛高中获深圳最好成绩有3项：①第八届国际数学建模挑战赛（IMMC2022）一等奖；②2023年第37届中国化学奥林匹克初赛2人获省二等奖；③第十四届VEX亚洲机器人锦标赛中国选拔赛获“最佳团队奖”及一等奖。《中国教育报》等数十家媒体对相关研究成果进行了报道，形成了巨大的社会影响力。

（二）实践反思

中小学培养创新人才是一个重大课题，基于合作办学背景的科学教育实践探讨也是一个全新领域，很多工作都是需要边实践边探索，对于大学、研究院、地方政府三方如何联动，相互配合打造科学教育办学特色，是今后需要不断研究的重点和难点。在高中科学特色课程体系建设的道路上，如何进一步拓宽建设的路径，加大更新换代的力度，融合更多的资源还需不断努力。

总之，项目启动至今已有3年多的历史，创新人才培养取得了可喜的成果，学校科学教育办学特色凸显，学校发展受到各界认可和支持，也进一步证明政府与科研机构、大学合作的成功，我们相信高中科学特色课程体系建设的明天会更加美好。