杜春燕
人工智能機器人實驗室、大數據與科學計算實驗室、風洞實驗室、航空科學與技術實驗室……這些聽上去高端大氣的實驗室,在常人看來似乎只有在高校、科研院所才能看到,而在北京市第三十五中學,像這樣的高端科學探究實驗室共有10個。
作為“全國十佳科技教育創新學校”“十佳科技教育創新學校之星”,三十五中大力發展科技教育有一個重要的引子,那就是2009年時任國務院總理的溫家寶同志到學校的調研。溫家寶總理在調研時提出,中國教育發展面臨兩個深層次問題:杰出人才的培養和素質教育的成效。“總理之憂”觸動了三十五中的深思——作為一所中學,三十五中能否在探索拔尖創新人才的培養模式中有所作為呢?通過分析,三十五中認識到高中階段是發現與培養科技創新人才的關鍵期,認識到高中在科技創新人才培養中具有的重要價值,于是決定以實際行動求解“錢學森之問”,著力開展科技創新人才培養課程建設和模式探索,致力于為創新人才的成長“做土”。
2010年,三十五中聯手中科院京區科協創辦了“科技創新人才培養班”,實現教育界與科技屆聯手,基于學生發展需求設計科技特色課程,突破傳統課堂邊界,將學校科技教育與同步進入國家院所實驗室結合,引領學生在學習與實踐中拓展科學視野、提升科學素養、鍛煉創新能力。三十五中科技創新人才培養實驗班實現了以下三大創新。
制度創新:教育界與科技界聯手,科學家真正走進學校。基礎課程單元的專家講座、科考活動的專家相伴、課題研究的專家指導,曾經對中學生而言遙不可及的科學家,成了三十五中學生的引路者與同行人。科學家們的言行舉止,尤其是問題意識、求知欲、較真精神等科學素養與科學精神,都潛移默化地影響熏陶著學生。
課程設計創新:三十五中把人的發展放在以學科為中心的層面之上,實現了基礎教育課程與科技教育課程的融合。科技創新人才培養班的課程采取問題中心的方式,即從一個實際存在的具體科學問題出發,然后延伸開去,不再局限于學科體系或學科界限。通過一個個具體的問題,激發學生的探究欲望,促使學生主動地構建新知識,嘗試運用已有知識,通過邏輯思維、創造思維、靈感思維等去設計研究方案、探索解決問題。對學生而言,每個科學問題都像是一個項目,充滿樂趣和挑戰。
人才培養模式創新:科技創新人才培養班讓學生走出課堂,走進自然,走進實驗室,走進工廠車間……在科學實踐活動中完成知識構建,實現了“做中學”。從課堂教授到活動構建,學生的體驗和成長更加深刻。經過科技班的培養,這些本來被認為并不拔尖的學生,拿出了出色的成果,發展出科技特長,樹立起科技志向。
“借船出海”之舉打響了學校科技教育的品牌,增強了學校的資源吸附力。學校乘勢而上,努力提升科技教育的人力、硬件、平臺等資源,讓科技教育產生了“滾雪球效應”。
為了加大科技教育的推進力度和科技課程的開發力度,三十五中成立了專門的科技教育機構,擁有較大的自主權和決策權,直接對校長負責。同時,陸續招募相關專業的博士,提升教師指導學生開展科學探究和課題研究的能力。此外,學校通過多項舉措鼓勵老師參與科技教育:設立專職科技輔導員(高端科學探究實驗室首席研究員)崗位,特設不低于高級教師滿課時量的崗位津貼,并計入班主任工作年限;在職稱評定、學習培訓、評優評先、出國考察等方面,把科技教育工作作為重要考量指標;支持和鼓勵科技教師參加境內外學術會議和培訓,全額報銷相關費用;教師帶領學生外出參加科技活動有專項補貼,國內外科技競賽均有專項經費支持。
真正的科技教育不能關起門自己玩,需要把學生和老師帶到更大的平臺上,讓他們與同齡人、同行者切磋交流。三十五中以科技班為階梯,積極爭取加入北京市乃至全國科技教育團體的人才培養計劃,贏得了更多的財力、智力支持,豐富了科技教育的資源,為學生發展提供更好的平臺與支持,提升了科技教育的水準。幾年來,三十五中先后成為北京青少年科技創新學院“翱翔計劃”物理與地球科學領域基地校、“北京青少年科技后備人才早期培養計劃”基地學校、教育部“中學生科技創新后備人才培養計劃(簡稱英才計劃)”實驗校,并入選北京市學生金鵬科技團生命科學分團。加入這些人才培養計劃,獲益最大的首先是學生,他們通過各項計劃走進科研院所和高校,在著名科學家指導下參加科學研究項目、學術研討和科研實踐等活動,感受名師魅力,體驗科研過程,激發科學興趣,提高創新能力。
2015年,三十五中高中部搬遷新址,借此契機,學校與中國科學院、北京航空航天大學、沈陽航空航天大學、國家天文臺等單位合作,在新校舍先后建設了十個高端科學探究實驗室——空間信息技術實驗室、智能科學與技術實驗室、信息化生命科學實驗室、大數據與科學計算實驗室、天文大數據實驗室、納米與化學可視化實驗室、航空科學與技術實驗室、航天科學與技術實驗室、風洞實驗室、人工智能機器人實驗室。實驗室配備專業、高端的實驗設備,面向有科學興趣、科學潛質和科學志向的學生開放。實驗室課程開發與實施的主力,是學校引進的相關專業博士,由他們擔任實驗室首席研究員。首席研究員需要帶領學生開展探究項目,讓學生能夠利用這些前沿科學儀器設備開展科學探究,完成從課題開題到撰寫論文的完整過程。
如今,十大高端科學探究實驗室通過北京青少年科技創新學院“翱翔計劃”、北京市初中開放性科學實踐活動等多種形式,面向西城區、北京市所有青少年學生開放,形成了三十五中特有的跨學科、跨學段、跨區域的人才培養模式。在互聯網時代背景下,三十五中也在不斷探索線上線下相結合的課程實施模式。2018年,高端實驗室探究課程也已在全國青少年科學素養平臺正式上線。

為了給更多具有科學興趣和潛質的學生提供發展平臺,探索穿越學段和學科邊界的科技創新人才培養模式,三十五中成立了青少年科技創新學院。所有學生都可以在這里選擇自己感興趣的科技活動或科技課程,從動植物到天文、地理,專業方向涵蓋十幾個大專業,孩子們能夠自主選擇、自主活動、自主管理。有同樣志趣的學生聚集在一起,他們互幫互助、共同研討,成了推進學校科學教育的重要力量。這樣的學生團體,不僅有助于激發學生科學興趣、提升科技素養,也有助于學生綜合素質的全面提升。
隨著資源的豐富,三十五中的科技教育也從起步時的面向少數拓展到面向全體。科技創新類課程分為基礎素養、拓展過度、項目探究三個層次,能夠滿足不同層次、不同方向、不同需求的學生。現在,每個有科學興趣和科學潛質的學生都有機會進入實驗室,在研究員的指導下開展課題研究。
基礎素養課程面向全體學生開放,旨在激發同學們的科學興趣,培養科學素養和科學精神,包括科技專家講座,面向全體學生的實驗室基礎實驗選修課程等。拓展過渡課程的開設形式和內容比較廣泛,開展場所也從校內到校外,包括科技社團課程、科研院所參觀實踐以及小學段/寒暑假野外實踐。項目探究課程定位于高端研究性學習,面向展現出較強的科學潛質和創新能力的學生,旨在讓學生利用所學知識,自發提出問題,并嘗試解決問題,完成一個完整的實驗探究項目。
科技興則民族興,科技強則國家強。黨的十九大報告明確提出,堅定實施科教興國戰略、人才強國戰略。經過多年的資源積淀和課程實施,三十五中形成了濃厚的科技教育氛圍,科技教育涉及的領域、覆蓋的學生數擴大,學生們的科學素養和科學精神普遍提升,實踐能力和創新能力有所提高。作為“先富起來的人”,三十五主動帶動更多人“富起來”。他們將自己在科技教育資源整合、科技創新人才培養、科技項目和實踐活動開發等多個方面形成的獨特經驗輻射全市乃至全國,以擴大學生的受益面,提高科技資源的利用率。