科技特色高中建設的國際經驗：政策、路徑與啟示

王夢倩 潘安琪 李秀菊 熊 航

（華中師范大學人工智能教育學部，武漢 430079）1

（教育部學校規劃建設發展中心，北京 100044）2

（中國科普研究所，北京 100081）3

（華中師范大學生命科學學院，武漢 430079）4

面對百年未有之大變局，科技革命和產業變革加速演進，圍繞科技創新制高點的競爭空前激烈?？萍紕撔氯瞬攀菦Q定國家競爭優勢的關鍵因素。科技特色高中是科技教育在基礎教育階段的重要組成部分，承擔著科技創新后備人才培養的重要任務。2023 年5月，教育部等十八部門發布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，提出“試點建設科技高中，加強大學與高中教育在人才培養方面的銜接”[1]。2023 年8 月，教育部等三部門發布《關于實施新時代基礎教育擴優提質行動計劃的意見》，要求“推動普通高中多樣化發展。建設一批具有科技、人文、外語、體育、藝術等方面特色的普通高中，積極發展綜合高中”[2]，其中明確將科技放在首位，體現了我國對科技特色高中建設的迫切需求。

當前，我國的科技特色高中發展正處于戰略機遇期，但仍存在學校分布較為分散且數量有限等問題[3]。相對而言，國際上已經積累了豐富的科技特色高中建設經驗，但關于國際科技特色高中建設的研究數量較少，主要集中在個別科技特色高中的實踐案例上。例如戴耘分析了美國紐約市三所數理科技特色高中的課程與教學[4]；鄭太年以美國七所表現突出的科技特色高中為例，探討了這些學校如何通過課程結構、課程內容和教學方法的變革來支持科技創新人才培養[5]。還有一些研究關注國際科技特色高中的相關政策，例如日本的超級科學高中（Super Science High Schools，SSH）計劃[6-7]和美國的一貫制科技高中（Pathways in Technology Early College High School，P-TECH）辦學模式[8]。然而，優秀的科技特色高中建設與創新人才的培養并非僅僅依賴于學校和教師的自覺，而是宏觀政策布局與微觀實踐舉措相互配合的結果。目前對國際科技特色高中建設經驗進行綜合宏觀和微觀視角考察的相關研究較為少見。

本研究的核心問題是，科技特色高中建設的政策架構是什么樣的？在既定政策架構下，代表性科技特色高中具有怎樣的特征？本研究旨在將國際上具備豐富科技特色高中建設經驗的典型國家（美國、新加坡和日本）作為核心分析對象，探討這些國家科技特色高中建設的政策布局和實施路徑，為我國科技特色高中建設提供啟示與借鑒，以提升我國自主培養創新人才的能力。

1 研究對象與方法

本文選取了美國、新加坡和日本這三個在科技高中建設上具有一定國際代表性和影響力的國家作為研究對象。美國作為世界科技強國之一，在其高中教育體系中的科技特色高中一直處于領先地位，積累了豐富的實踐經驗，形成了成熟的教育理念。新加坡以其高效的教育體系和嚴格的教學管理而聞名，其科技特色高中在培養學生創新和實踐能力方面取得了顯著成效。日本一直非常重視科技教育，其科技特色高中在學科設置、課程體系、教學方法等方面具有獨特的特點和優勢。

本文中的科技特色高中是以科技教育為主要特色的高級中學，既包括專注培養科技領域精英人才的數理科技高中，也包括將科技教育融入學校教育體系的各類高中。因此，本文對三個國家科技特色高中建設的相關政策與文獻進行了廣泛系統的收集，一方面，在各國教育部官網上，以“科技特色高中”“科技高中”“科學高中”“STEM 高中”“高中”等關鍵詞進行檢索，并延伸至其他官方網站，例如美國下屬得克薩斯州教育局（Texas Education Agency，TEA）官網、日本科學技術振興機構（Japan Science and Technology Agency，JST）官網以及其他典型的科技特色高中官網等；另一方面，利用Web of Science數據庫的核心合集和中國知網進行相關文獻檢索，確保收集到的資料較為豐富。在此過程中，逐步概括并深入分析各國科技特色高中建設的政策布局與實施路徑。

2 國際科技特色高中建設的政策布局

當前，各國關于科技特色高中建設的政策主要聚焦于兩個方面。一方面，教育政策為科技特色高中建設提供明確的指導和支持，為學校的發展提供政策依據和資源保障；另一方面，以政策推動教育改革和創新，提高社會對科技教育的認可度和重視程度。

2.1 美國：以STEM 教育為內核，自上而下構建強有力的科技教育生態系統

STEM 教育是一種整合科學、技術、工程和數學的跨學科教育理念，在美國已成為一項被積極推行的教育戰略。當前，美國的科技教育乃至科技特色學校的建設，大多是以STEM 教育為內核展開的。為促進STEM教育的普及，美國采取了多種舉措。在法規修訂方面，2015 年修訂的《初等和中等教育法 案》（ElementaryandSecondaryEducation Act，ESEA）要求增加學生進入以STEM 為重點的學校的途徑和機會。這包括支持建立以科技、教育和培訓為重點的專科學校，將其他學科如藝術納入STEM 課程，設立主題為本的磁石學校，并允許公立特許學校使用資金支持STEM 倡議[9]。2022 年舉辦的“YOU Belong in STEM”全國協調會議，通過政府倡導的方式鼓勵建設更廣泛的教育生態系統，并提出優先考慮STEM 教育的三個目標：確保所有學生在科學嚴謹、文化相關、生動有趣的STEM 學習中表現出色；培養和支持STEM教育工作者加入、成長和留在STEM 領域；利用聯邦、州和地方資金，戰略性地充分投資STEM 教育[10]。當前，來自美國各地的90 多個公共部門和私營組織已作出加強STEM 教育的具體承諾。在戰略規劃方面，北卡羅來納州地方政府制定了系統的STEM 教育戰略規劃，包括提高學生對STEM 相關學科的興趣和持續學習的意愿。該規劃采用與美國教育部聯合各界教育組織提出的21 世紀技能相一致的屬性，采取組織STEM 學校和項目等策略，幫助公共和私人機構培養學生的STEM 技能[11]。在質量評估方面，美國的一些社會組織如全美STEM 高中聯盟，定期針對成員學校圍繞辦學理念、課程設置、教學實施，以及學校與大學、企業、社區等外部合作機構的關系等多個方面進行質量評估，以確保它們符合科技特色高中的標準和特色。通過評價為科技特色高中的建設和發展提供參考和指導，以保障教育質量和水平。這些政策和措施，在推動STEM 教育普及的同時，也促使美國科技特色學校的建設長期處于國際領先水平。

2.2 新加坡：以信息技術和特色項目為抓手，打造適應未來的科技特色學校

新加坡高度注重培養適應未來社會和具備終身學習能力的人才，在科技特色高中建設方面采取了引人注目的舉措。自2007 年開始，新加坡教育部積極推進“未來學校計劃”，通過提供先進的硬件設備、軟件平臺和專業指導，鼓勵中小學開發創新課程體系和教學方法，實現個性化、協作化和探究式的學習。2014 年，新加坡教育部提出“每所學校都是好學校”項目計劃，要求每個學校發展校本特色的應用學習計劃（Alternative Learning Programs，ALP），鼓勵中學與高等院校、社區、培訓機構以及各行各業協力合作，為學生提供切實可行的實踐性、體驗性學習，幫助學生將學術知識和技能與現實世界聯系起來，讓學生將知識和思維技能運用于社會和行業的真實環境中[12]，內容涉及STEM、語言、人文科學、商業與創業等多個領域[13]。截至目前，新加坡所有中學都參與了這項計劃，其中60%的中學選擇并實施了與STEM 有關的應用學習課程，極大提升了青少年的科學素質和對科學的興趣。除此之外，面向具有潛質的天才學生，新加坡教育部提出GEP（Gifted Education Programme）特別計劃，為他們提供與高等院校、研究中心、業界及社區團體緊密合作開辦的校外課程，例如創新課程（Innovation Programme，IvP），讓學生與來自大專院校和其他組織的創新導師互動，進行創新和發明；科學師友計劃（Science Mentorship Programmes，SMP），讓學生有機會與外部機構的導師合作進行科學研究[14]。最后，為了給科技特色高中提供必要的資金和資源支持，新加坡還建立了科技教育基金會（例如新加坡國家研究基金會），保障科技領域的創新和教育質量的提升。

2.3 日本：以建設超級科學高中為目標，縱聯國際國內，橫貫校內校外

近年來，日本政府同樣高度重視科技創新，關注高中的特色化辦學，頒布了多項政策支持科技特色高中建設。首先，推出了SSH 計劃，目的是為所有學生提供參與科學研究的機會，盡可能地為全國具有科學潛力的人才提供教育[15]。為此，鼓勵全國高中以及各個機構參與計劃，例如東京都立科學技術高中等以科學技術教育為核心的包容型科技特色高中、西條農業高中等職業技術高中，還鼓勵綜合型普通高中積極參與科技教育事業，例如靜岡北高中、埼玉縣立川越女子高中等。SSH 計劃的組織運營涉及很多部門，上至文部科學省，下至地方教育委員會和學校，還涉及相關大學、企業等（見圖1）。根據文部科學省2023 年的經費預算，SSH 計劃的總經費投入為24 億日元，用于指定校的海外研修、學生科學研究和其他學校科技建設所需的費用，由科學技術振興機構統一管理。為保證計劃實施的有效性，指定校在項目周期內（3～5 年）經歷計劃、執行、監控、反思的PDCA（Plan，Do，Check，Act）循環，各相關部門均給指定校提出指導意見，不斷改善超級科學高中建設事業的做法。從單一科技特色高中的發展趨勢來看，科技特色高中建設一般從嘗試開發科技課程、組建科技教育、落實研究團隊的創成期，到明確自身優勢、開展深入研究的發展期，逐步發展成能引領科技人才培養體系改革的成熟期。截至2023 年，日本的SSH 指定校從2002 年的26所增加到217 所，覆蓋范圍不斷擴大[6]，積累了豐富的科技特色高中建設實踐經驗，相關學校的研究報告也論證了SSH 計劃的實施大大提升了學生對科技學習的積極性，他們的問題解決能力、團隊協作能力、創新創造能力也均有所提升[16]。

圖1 日本SSH 計劃實施組織架構

其次，重視培養具備國際視野和競爭力的科技人才，推出了超級全球高中（Super Global High School，SGH）網絡。該計劃支持高中與海外高校建立伙伴關系，開展雙向交流項目，例如海外研修、聯合研究、國際會議等，以提高學生的英語能力和跨文化溝通能力[17]。此外，政府還鼓勵社會力量參與科技教育的推廣和服務，涌現出一些青少年科學家育成私塾，為有志從事科技創新的青少年提供專業的指導和培訓，激發他們的科學興趣和創新能力[18]。21 世紀以來，日本累計斬獲了20 個諾貝爾獎項，這些成果在一定程度上證實了這些政策的顯著成效，彰顯了日本科技特色高中建設的成功。

3 國際科技特色高中建設的實施路徑

多樣化的科技特色高中建設有利于滿足不同學生的需求和發展。本文對國際科技特色高中建設的路徑進行梳理，有助于為我國發展科技特色高中提供經驗和參考。

3.1 國際科技特色高中建設的典型經驗

一般而言，科技特色高中可以分為選拔型、包容型和職業技術導向型。除此之外，肇始于2011 年的“高中—學院”一貫制科技特色高中，作為一種新的辦學思路也具有一定的代表性。這些不同類型的高中在辦學理念、課程建設和學生活動方面都呈現出明顯的特征差異（見表1）。

表1 四類科技特色高中建設差異分析

3.1.1 選拔型科技特色高中：立足于科技領域精英人才的培養

選拔型科技特色高中設計理念旨在培養和發展科技領域的精英人才。該類學校實行嚴格的招生和選拔制度，從大量的申請人中篩選出具備出色科學家潛質的學生。在課程設置方面，選拔型科技特色高中的課程深度與廣度遠超其他類型高中。除了必修課程外，學校還提供大學級別的AP 課程，同時學生可以選擇雙注冊入學，在高中階段便能參加大學課程以獲得學分[19]。還有的學校自主開發高層次課程，以滿足學生的學習需求，例如美國伊利諾伊數理高中的生物必修課就與選修課的分子細胞生物學或細菌與疾病等相結合，讓學生在了解相關專業知識的同時又能為大學階段的深入學習奠定基礎[20]。此外，科學探究和實踐在選拔型科技特色高中是學生的日常課程。一方面，學生開展科學探究，學習科學原理，并進行實驗研究；另一方面，學生被要求將科學知識應用于解決實際問題、進行實踐性應用，以培養學生的問題解決能力和創新思維。選拔型科技特色高中更是要求每位學生自主開展科學研究。學生可以利用大學和研究機構提供的資源進行各種實驗操作，與尖端科技接觸[21]。

3.1.2 包容型科技特色高中：致力于為所有學生提供平等學習科技與工程的機會

包容型科技特色高中的目標是為各種背景和能力的學生提供平等的科技學習機會。這樣的學校注重包容性和多樣性，力求讓每個學生都能參與到科技與工程學習中。在課程設置方面，包容型科技特色高中會為多樣化的學生創造品類豐富的特色課程，為他們提供了解科技與工程類職業的機會，并讓他們獲得相關的知識和技能。為此，學校會要求所有教師盡可能具備先進的科技知識或科技學習經驗[22]。此外，該類學校致力于為學生創造融合課堂內外的學習環境，學校會組織各種多樣化的科技與工程學習活動，例如科學競賽、科學研究項目和社區服務活動，幫助學生將科技與工程知識應用到實際問題解決中，以培養學生的實踐能力和公民意識。例如日本東京都立科學技術高中，以培養對科學技術感興趣、具有創造力和問題解決能力的人才為目標，推進實踐性科技教育，讓所有學生在校內外開展研究活動，在大學、研究機構進行體驗學習。

3.1.3 職業技術導向型科技特色高中：側重于培養學生科技相關職業技能

職業技術導向型科技特色高中是指專注于為學生提供與科技相關的職業技術教育，旨在培養他們在職業領域中的實踐能力和就業技能的學校。該類學校的課程設置往往會選擇在職業技術相關領域設計對應的課程模塊，課程內容以基礎知識與技能為主，教學過程中著重幫助學生獲得職業發展所需的實際技能，并為他們提供豐富的實踐機會和職業支持。因此，學校會盡可能讓學生參與到與學科專業人士工作任務相似的活動之中[20]。通過與行業合作，學生有機會參與實際的職業導向項目和實習活動，獲得與科技行業相關的實踐經驗，并與行業專業人士進行互動和學習。例如美國多茲爾-利比醫學高中，其課程全部圍繞健康科學開展，采用基于項目的教學策略，為了實現教學目的，教師和合作伙伴組織進行了員工隨訪、訪問導航網站、交流在職經驗、項目研究和實習等實踐活動[23]。

3.1.4 “高中—學院”一貫制科技特色高中：為最不可能上大學的學生提供機會

一貫制科技特色高中是一種創新的開放式招生的公立高中，允許任何九年級的學生申請入學。該類型科技特色高中為那些最不可能上大學的學生（包括英語水平有限的學生、殘疾學生和未能通過國家考試的學生）提供了通過6 年的學習可以獲得高中文憑和副學士學位的機會。該類型高中最鮮明的特征之一是實施職業導向的教育。一貫制科技特色高中與當地學院和企業合作，為學生提供基于工作的教育[24]。學校支持學生通過實習、學徒制或其他工作培訓計劃來獲得實際工作經驗。這種合作關系旨在讓學生在實踐中獲得職業技能和知識。該類學校的培養目標與當地勞動力需求保持一致，引導學生進入高需求和高薪職業領域。學校將中學和高等教育相結合，實現中高階段之間的銜接和普職通融，以培養更全面的科技人才。且根據一貫制科技特色高中的戰略要求，當學生完成6 年的學習后，學校的工業或商業合作伙伴應給予該學生優先面試和錄取的機會。以最早建設的IBM 公司（International Business Machines Corporation）一貫制科技特色高中為例，該校由IBM 公司及其協作伙伴共同創設。學生完成6 年學習后，將獲得紐約市教育局頒發的高中畢業證書、紐約市立大學科技學院的計算機信息系統或電子工程與應用電子技術專業應用科學副學士學位證書，同時享有IBM 公司初級技術崗位的優先錄用保證[8]。

3.2 國際科技特色高中建設的共性特征

不論科技特色高中的類型如何，其目標始終以培養未來科技人才為核心。因此，各類科技特色高中在教育手段、教育資源開發、教育支持系統等方面具備一些共性特征。

3.2.1 圍繞社會需求和現實問題，構思面向未來的科技人才發展路徑

科技特色高中致力于培養學生適應未來社會需求的能力和素養，例如創新思維、問題解決能力、跨學科綜合應用能力以及團隊合作與交流等關鍵技能。為實現這一目標，科技特色高中以社會需求和現實問題作為學習的出發點和核心驅動力，讓學生從身邊的社會、環境、科技等領域中選擇關鍵問題進行研究，鼓勵學生通過實踐項目、實驗、工程設計等方式將所學知識應用于解決現實問題[25]。這種實踐導向的學習方式培養了學生的實際應用能力，激發了他們主動解決問題的能動性。同時，科技特色高中也注重跨學科的綜合學習。現實問題往往具有復雜的性質，需要跨越學科邊界進行綜合分析并解決。例如，新加坡國立大學附屬數理中學的“達·芬奇計劃”為學生提供跨學科的模塊化課程和項目，促使學生在解決問題的過程中運用多學科知識，培養學生的跨學科研究、創新和創業技能。在最后一學年，所有學生都將在年度新加坡國立大學數理高中研究大會上展示他們的研究成果[26]。表2 呈現了該計劃的系列課程體系。

3.2.2 以多元資源為保障，構筑科技特色高中學生成長生態圈

多元資源為科技特色高中的學生提供了充分的支持，構筑了一個全面發展的科技特色高中學生成長生態圈。首先，科技特色高中為學生提供了一流的創新資源和平臺，其中包括現代化的實驗室、科技設備和技術工具。這些資源和平臺賦予學生實踐和實驗的機會，讓他們能夠深入探索科學領域的知識和技術[27]。其次，提供優質的數字化學習工具和學習資源，支持個性化學習。學生可以根據自身需求和興趣進行個性化學習，并利用數字化工具和資源深入研究學習領域，例如，美國北卡羅來納科學與數學學校為全北卡羅來納州超過900 名高中生提供高質量的STEM 課程和人文課程[21]。最后，依托當地特色社會資源與國際資源，科技特色高中拓展學生的實踐經驗，使他們能夠與實際應用和國際領域接觸[28]。日本立命館高中超級科學班的學生，可以學習立命館大學教授主講的“最前沿科學研究入門”“物理學講義”等課程，部分特別優秀的學生還可以同步到加速器中心學習，提前接觸超大規模集成電路設計等[7]。新加坡國立大學附屬數理中學的達·芬奇計劃也受到了新加坡科學中心（Science Centre Singapore）、DSO 國家實驗室（DSO National Laboratories）、國防科學技術局（Defence Science and Technology Agency，DSTA）、新加坡科學技術研究局（Agency for Science，Technology and Research，A*STAR）、南洋理工大學等機構和學校的支持。這些學校通過與社會和國際的連接，為學生提供了更廣闊的實踐機會，幫助他們了解科學的實際應用和市場需求，并培養他們解決實際問題的能力。

4 國際科技特色高中建設的經驗啟示

綜合國際經驗，建設高質量科技特色高中需要考慮多個因素和層次，涉及對象包括教師、學生以及培養目標、教育資源等，更需要全社會的協同參與。推進科技特色高中的高質量建設與發展，需要將各種元素集合在一起，建立起一套科學、嚴密、高效的質量保障機制。

4.1 宏觀決策：制定支撐強國戰略的科技特色高中發展藍圖，明確建設目標與方向

黨的二十大報告強調了教育、科技和人才對于全面建設現代化國家的基礎性和戰略性支撐作用，要堅持教育優先發展、科技自立自強、人才引領驅動，加快建設教育強國、科技強國和人才強國。為此，應制定支撐強國戰略的科技特色高中發展藍圖，明確建設目標與方向。第一，建立教育部門牽頭、有關部門齊抓共管的科技特色高中建設組織架構，充分調動社會力量，成立由高校、企業、科普教育基地等機構組成的專家力量，加強謀劃指導和推動落實。第二，立足國家戰略發展需求，明確科技特色高中培養目標；突出科技創新能力、實踐能力和創業精神的培養，注重科學知識與實踐技能的有機結合，致力于培養科技創新型人才和學術領軍人才。第三，順應國家倡導的高中特色化辦學趨勢，建設多樣化科技特色高中體系；建設以培養高水平的科技創新人才為目標的示范性科技特色高中，并根據地方實際和特色發展定位鼓勵建設科技特色高中。第四，優化高中學校辦學質量評價標準，把綜合評價和特色評價相結合，將科技教育的發展情況作為評價高中辦學質量的重要指標之一，鼓勵普通高中加強科技教育建設，加快建設成為世界重要人才中心和創新高地。

4.2 中觀執行：構建面向科技創新后備人才培養的科技特色高中建設支持體系，確保規劃落地實施

創新的關鍵在于擁有大批創造性人才[29]。科技創新后備人才的培養應面向所有具有創新素養的學生，即面向全體學生[30]。為此，我們需要構建一個面向科技創新后備人才培養的科技特色高中建設支持體系，以確保建設規劃的穩步推進。第一，根據科技特色高中特點與發展需求，創新、完善科技創新后備人才選拔方式，既關注有潛質學生的發現方式、培養路徑，也注重學生的個性發展和興趣特長，滿足多樣化人才的培養需求；鼓勵基層選拔和挖掘學生潛力，給予包括有潛質的學生在內的不同學生參與科技特色高中學習的機會；關注薄弱學校及特殊兒童群體，為其提供關心幫扶和指導。第二，加強科技教師師資隊伍建設，鼓勵科技特色高中教師與高校、企業等機構合作開展產學研項目，為教師提供教學支持和研究機會；積極吸納各領域專家，建設編外教師隊伍。第三，建立多方合作機制，整合社會相關資源，為科技特色高中提供科技創新所需的優質社會教育資源。第四，加強國際交流與合作，通過與國際先進科技教育機構接軌，借鑒國際先進的教育經驗和課程設置，提升教育水平和國際競爭力。

4.3 微觀監控：實施分類考核、凸顯特色的科技特色高中教育質量評估，實現動態監測與調整

科技特色高中建設的質量監控和評估是教育保障機制的基本內容，也是檢驗機制運行狀況的重要途徑。由于不同類型的科技特色高中在形成背景、設計理念和入學制度上具有根本性的差異，因此應實施分類考核、凸顯特色的科技特色高中教育質量評估，實現教學質量的動態監測與優化調整。第一，建立科技特色高中認定與評估機制。圍繞辦學理念、課程設置、學生招生、校園文化等方面制定科技特色高中分級分類評價標準，定期進行認定工作，并提供相應的經費資助。第二，督促科技特色高中開展自督自查，定期對科技教育質量和辦學特色進行自我評估，及時發現問題并采取改進措施。第三，遴選科技特色高中典型示范校，定期向社會公開優秀經驗和成功模式。第四，建立信息共享和交流機制，搭建科技特色高中之間的交流平臺，促進信息共享、教學經驗交流和合作研究，共同提高科技特色高中的教育質量和辦學水平。