強化校內外聯動，打造多主體協同的科學教育模式

【摘 要】新時代，培養解決我國核心技術問題的科技創新人才尤為迫切，基礎教育階段探索科技創新人才早期發現和培養尤為重要。如何在教育“雙減”中做好科學教育加法，北京市第十二中學傳承了學校近30年在科技創新人才培養方面探索的成功經驗，繼續開拓創新，積極探索科技創新人才培養模式。本文從貫通培養模式、課程建設、培養機制等方面介紹多主體協同的科學教育模式。

【關鍵詞】基礎教育；貫通培養；課程建設；科學教育；協同育人

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）08-014-03

黨的二十大報告指出：“我們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、人才強國，堅持為黨育人、為國育才，全面提高人才自主培養質量，著力造就拔尖創新人才，聚天下英才而用之”。2021年6月，國務院頒布的《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》指出，要實施科技創新后備人才培育計劃，對有科學家潛質的青少年進行個性化培養；探索從基礎教育到高等教育的科技創新后備人才貫通式培養模式，完善拔尖創新人才培養體系。2022年2月，教育部發布《教育部2022年工作要點》提出，積極探索拔尖創新人才早期發現和選拔培養機制。2023年5月，中共中央政治局第五次集體學習時，習總書記發出了教育強國建設的動員令，并強調要進一步加強科學教育、工程教育，加強拔尖創新人才自主培養，為解決我國關鍵核心技術攻關提供人才支撐。

30年科學教育創新人才培養之路的探索

在長期的科學教育實踐中，北京市第十二中學堅持創新教育的三個基本原則——全面性、先進性和時代性，把相關的教師資源、課程資源、活動資源、教學設施資源、教學信息資源等進行有機組織和整體設計，整體構建了學校科學教育創新人才培養體系，打造了特色鮮明的中學創新教育，取得了令人矚目的豐碩成果。

20世紀90年代，進入素質教育時代，學校重點關注學生創新能力的培養，推行內部管理體制改革，突出教與學方式變革，提出“六以”“三優”的教學理念。其中“六以”即以提高學生素質為目標、以學科課程和活動渠道為載體、以形成能力和發展智力為核心、以思維訓練為主線、以學生主體智力參與為重點、以科學設計課堂教學為手段；“三優”即優化教學目標、優化教學過程、優化教學手段。在實踐中，學校尤為關注學科課程、活動渠道與創新能力培養的緊密結合。

2006—2015年，在新一輪課程改革背景下，學生將“求真、崇善、唯美”的辦學理念融入創新精神塑造的教學實踐。學校建設培養高地，搭建學習研究平臺，借助外力先后建成諾貝爾科研實踐活動班、錢學森航天實驗班、萃智科技創新研學中心、奧賽學習中心等。不斷探索建構實施四大系列課程（學科綜合、科技創新、社會適應、國際理解）、五大品牌活動（體育、藝術、實踐、科技、心理健康），將科技創新納入其中，課程目標各有側重，內容緊密相連。

2016—2023年，伴隨核心素養時代的到來，學校圍繞學生創新素養培養，形成包括以學科課程和活動課程為兩條主線，打造綜合創新實踐平臺、系統設計課程體系、構建文化與精神場域、構建學生多元評價機制、實施“學—研—訓—賽—用”一體化教師培養機制、拓展校內外資源，實現多元主體聯動培養創新人才六個支撐模塊的創新素養“雙螺旋”培養模式。

繼承創新基因，探索科學創新人才貫通培養

2023年后，學校順應時代的要求，繼承過去30年實踐探索的成功經驗，發揚開拓創新的精神，積極探索打破學段和學科壁壘的小學、初中、高中、大學縱向貫通的拔尖創新人才培養模式。

學校貫通培養科學創新人才遵循三項基本原則。一7S+cIYn7nG9f6keccfWM+BbeK9Z3fbMA6GkmD1KhZ2k=是堅持面向全體的教育，讓每一位學生都有充分的發展。每位學生都有創新的潛能，每一名教師都是學生創新能力的直接培養人。通過在教育集團內開設豐富的課程，在教學過程中發現學生的特長和興趣，提供適切的課程資源。二是堅持科學性，遵循創新人才成長規律。基于未來人才的核心素養需求開發課程，構建多樣化、系統化、有層次、開放性的課程體系和評價體系。為打通學段間、學科間的壁壘，構建多元的評價體系，打通多渠道培養路徑，采用小學與中學共育、高中和大學共育、高中與企業共育等創新育人模式。三是尊重學生的差異，全面實施因材施教。學校為學生提供適合個體發展的差異化教育，為其形成特有的思維方式、獨立的學習能力、批判能力、探究能力和創新能力提供空間。充分運用數字技術、“互聯網+”、人工智能等新興技術為創新教育賦能，將各種社會創新優質資源與學校資源融合，為實施差異化教育、全面實施因材施教提供有力的資源保障。

1．探索小學、中學、大學縱向貫通的人才培養模式

2011年，學校成立錢學森航天實驗班，小范圍內實施初升高貫通培養創新人才模式，經過13年的教育實踐，培養了一批品學兼優、具有創新意識和創新能力的青年才俊。在總結提煉并汲取13年教育實踐的成功經驗基礎上，探索打破學段和學科壁壘的小學、初中、高中、大學縱向貫通的科學創新人才培養模式。初升高貫通培養規模進一步擴大，在設立“錢學森航天實驗班”的基礎上，與北京大學合作開設“北大博雅人文班”和“北大博雅科創班”；與清華大學、上海交通大學、北京郵電大學等知名高校，探索主題集訓營或項目式培養等貫通培養創新人才的模式。

貫通培養課程實施按學生的能力和興趣分成四個主要階段。小學和初一處于基礎階段，開設以培養科學思維、激發學生探求欲、培養科學興趣為主要導向的拓展課程體系；初二、初三階段強化工具學科，開設以夯基提能，培養學生深度思維、科學精神、科學探究能力為主要目標的主線課程體系；高一、高二是學生發展能力的重要階段，開設以培養學生跨學科綜合實踐和創新能力為主要目標的拔尖賦能課程體系；高三階段融合大學開設雙高銜接課程，培養學生綜合能力、跨學科應用能力、綜合實踐能力等創新能力。

2．實施課程為主要載體的創新人才培養策略

為滿足不同能力和興趣學生的學習活動需求，學校融合高校、企業、社會場館等課程資源，打造以國家課程為根基，強基競賽課程和科學創新課程賦能的課程體系，實現縱向延伸和橫向拓展的有機融合。

以興趣為導向的學科競賽課程，可以讓學有余力的學生，提早接觸自己感興趣的專業領域，構建較為完整的理論框架和知識體系，實現中學、大學課程的縱向延伸。在學科競賽中，激發學生的主觀能動性，奠定創新素質基礎，磨煉意志品質，塑造創新品格，同時促進相關學科建設，實現了學科素養培養與創新人才培養的有機融合。

以發展學生個性、滿足多元需求為目標的科創課程，使有興趣、有特長的學生進行具有深度和廣度的學習，實現學生能力和知識的橫向拓展。學校利用地域優勢，推動多元主體參與開發縱向貫通、橫向延伸的課程體系。與中國科技館、中國航空航天博物館、北京科學中心、東高地科技館等育人場館合作開發橫跨數學與物理、地理與人文、天文與航空航天、生物與醫藥等的“館校課程”。挖掘區域優質企業資源，與中關村科技園豐臺園高新企業開發“企校課程”，如與華電科工集團合作開發環境與新能源課程，課程形式包括面向全校的專家講座、企業參觀和面向小群體的項目式研究課題等；與值得買公司合作開設了常態化進校的人工智能（AI）課程。與北京大學、清華大學、上海交通大學、北京郵電大學合作開設專題集訓營和主題化研究活動等體現實踐性、綜合性的“雙高課程”，如上海交通大學針對豐臺優秀學生開設的數學建模、人工智能應用開發、智能生物芯片暑假集訓營課程。

3．融合校內外育人平臺，實現人才多渠道聯動培養

學校持續構建開放的創新教育環境，注重利用高校、科研機構、企業等各種社會資源，建立互聯互通的創新人才協同培養機制。校內完善交叉學科創新實驗室，融合全國“中小學人工智能教育基地校”“全國中小學科學教育實驗校”，北京市教委“北京青少年拔尖創新人才培養”基地校，市科協的“英才計劃”“科技后備人才早期培養計劃”和“青少年科學俱樂部”育人機制。與高校、院所實驗室、中關村科技園豐臺園區企業，構建創新人才培養的優質平臺。

為繼承、發揚錢學森精神和航天精神，發揮區域辦學優勢，2011年，學校成立了錢學森航空實驗班，著力培養航天航空界的拔尖創新人才。2016年11月10日，以該實驗班學生為主體，東高地科技館和中國運載火箭研究院提供有力資源支撐，我國中學生研發的第一顆科普衛星“豐臺少年一號暨少年夢想一號”成功發射，在全國范圍內引起強烈反響，持續激發全國青少年對航天事業的熱愛。2022年12月9日，以學校學生為主體研發的“豐臺少年二號暨夢想二號”科普衛星發射再次獲得成功。2024年5月12日，由東高地科技館和北京郵電大學組織實施，中國運載火箭研究院提供有力支撐，學生深度參與的“豐臺少年三號暨傳郵夢想號”納衛星研制項目正式啟動，納衛星研制課程是推進大中小協作的科學課程，是激發青少年工程思維和提升青少年科學素質的重要途徑。這種模式助推了校內外科技教育發展以及融合貫通培養未來科技人才模式的進步，在實踐活動中培養學生的創新能力、創新意識和創新品格以及思辨能力、合作意識、獨立精神等優秀品質。

人工智能+工程素養賦能創新人才培養

作為首批全國“中小學人工智能教育基地校”面臨的一個問題是：人工智能時代，學生到底需要具備什么樣的能力素養？經過一系列摸索和實踐，學校確立了人工智能技術+工程素養框架。從人工智能技術、人工智能與人類、人工智能與社會、人工智能設計與系統四個維度確定學生需要掌握的能力和素養。

從能力層面講，需要培養學生正確認識人工智能、理解人工智能技術的基本原理、能夠利用人工智能技術設計基礎的人工智能作品。而素養層則可以具體落實到信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。信息意識：培養對AI基本概念和特征的理解，激發學生對AI的興趣，并使其能主動探索AI的新發展；計算思維：讓學生了解AI的核心算法，熟悉其應用過程和實現原理，通過實踐體驗搭建簡單的AI應用模塊，提高問題解決能力；數字化學習與創新：讓學生知道AI的新進展和應用，培養在AI技術領域的創新意識，并能在學習和生活中適當運用；信息社會責任：讓學生客觀認識AI技術對社會的影響，形成積極、安全使用AI的觀念，并具備對AI技術應用帶來的社會倫理、安全挑戰的認識和責任感。通過這些培養，旨在使學生能夠更好地適應人工智能時代的發展，具備必要的能力和素養。

隨著AI技術的不斷進步和深入應用，學校利用AI技術手段賦能科學教育。如利用人工智能整合各類教學資源，創建更加個性化、互動化的學習環境，以促進學生的全面發展和個性成長；利用人工智能手段，開展跨學科研究與合作，促進不同學科之間、不同教育機構之間的合作；利用人工智能技術拓展學校與企業、研究機構之間的合作，共同探索人工智能技術在教育領域的創新應用；利用人工智能，教師更加精確和及時地評估教育教學活動，幫助教師精準地掌握學生的學習狀況，提升教學效果；利用人工智能和大數據平臺支撐，對學生長期學習的大數據進行聚類、分析、預測、評估，促進學生成長導向和生涯規劃指導工作，提出針對性的問題，為其推薦個性化學習資源和策略，從而實現精準教育和個性化輔導。對學生成長路徑進行跟蹤分析，發現學生的興趣，挖掘學生的潛力，為創新人才的鑒別匹配適切的課程提供了科學數據支撐。

黨的二十大報告強調科技是第一生產力，人才是第一資源，創新是第一動力。創新已成為這個時代的主題，在中學階段致力于為學生筑牢科學、技術和人文知識基礎，培養創造性地發現問題和解決問題的能力，是每一所學校、每一位教育工作者義不容辭的職責。北京十二中人將在“求真，崇善，唯美”的文化引領下，以堅定不移的信念，以教育工作者的責任感，為創新型人才的培養探索出一條科學育人之道！

編 輯：仲玉維