摘要:為貫徹黨的二十屆三中全會提出的教育戰略,推動我國科學教育系統性變革、跨越式發展,解決創新型人才培養的根本性問題,大連理工大學附屬高級中學構建了“學部制”教育模式。“學部制”教育模式以“學術為本”為核心,秉承“創意、創新、創造”融合的教育理念,探索大學和高中的貫通培養模式。學校通過建設人文大美校園環境,營造科創內生氛圍;構建科創特色課程體系,優化科創育人載體;充分利用屬地資源優勢,聯合開發科技學域,涵育學術性科創人才,在科學教育和創新人才培養的道路上成果頗豐。
關鍵詞:“學部制”教育模式;科創教育;科學家精神;創新人才培養
黨的二十屆三中全會提出深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略,統籌推進教育科技人才體制機制一體化改革,健全新型舉國體制,提升國家創新體系整體效能。全會為教育提出了新的歷史性課題:必須打破科技、教育之間的政策體制藩籬,以科學教育和科創人才培養為突破點,推動我國科學教育系統性變革、跨越式發展,解決創新型人才培養的根本性問題。
大連理工大學附屬高級中學(以下通稱“學?!保嫿恕皩W部制”教育模式?!皩W部制”教育模式,是一種大學和高中貫通培養的實驗探索,核心是體現“學術為本”的思想,模擬大學學部制治學機制,秉承“創意、創新、創造”融合的教育理念,積極探索“創意激發、科創實踐、創造孵化”全鏈條科技創新教育的新途徑。學校與高校、科研院所聯合建立機械、人文、電信、建設工程、化學與生物、運載與力學六大“學部”,采用“讓學生跟著校內導師‘學課程’、跟著校外教授‘搞學術’,把學生的‘科創興趣’培養成‘科創志趣’,以提高學生學術能力、錘煉學生科創精神”的目標導向和實施路徑,涵育學術性科創人才。
一、建設人文大美校園環境,營造科創內生氛圍
在現代教育體系中,環境即教育。校園作為學習環境的核心,其本質已逐漸演變為一種綜合性的課程載體,深刻影響著學生的全面發展。教育要面向未來,校園被賦予了更為重大的使命。學校構建一個集“高美感”與“高創意”于一體的學習環境,旨在為學生創造一種能夠激發內在自由與個性舒展的空間。在這樣的環境中,學生不斷受到激發和觸動,不再是被動接受知識的個體,而是主動探索、勇于創新的主體。
(一)建設處處講述科學家故事的科創型校園
一是實施“桃李廣場雕塑建設工程”。通過展示大連理工大學首任院長屈伯川講解“大工精神”的場景,使屈伯川先生的紅色教育家精神永駐校園,激勵學生見賢思齊,勇攀科學高峰。
二是實施“令希廳建設工程”。通過展示中國科學院資深院士錢令希先生半身銅像及其非凡科研成就,引領學生崇尚科學,追求卓越。
三是實施“院士長廊建設工程”。通過布展18位大連理工大學兩院院士的照片,以學生的學習、生活照片環繞周圍,引導學生追隨院士的腳步,傳承其精益求精、追求卓越的崇高精神。
四是實施“科學家寄語墻建設工程”。通過展示項昌樂、賈振元等14名科學家的題字寄語,勉勵學生自覺涵養人文底蘊、科學精神、學術素養、家國情懷;勉勵教師樹立淡泊名利、甘為人梯、立德樹人、使命擔當的責任意識。
(二)打造時時彌漫寧靜開放氣息的科創空間
一是實施“伯川圖書館、衛星館建設工程”。圖書館建設體現傳統與時尚結合、東方與西方結合、閱讀與沙龍結合,打造文化涵養和思想碰撞的創新孵化空間,把圖書館變成“美麗+魅力”的打卡地,助力學生廣泛汲取知識營養,涵養深厚的科創底蘊。
二是實施“伯川閱讀空間建設工程”。學校在教學區開辟大氣、靈動、別致的閱讀空間,布展各類書籍、報刊,建設圖書館式學校,營造美好的讀書氛圍,便于學生了解前沿科創資訊。
三是實施“異想天開思辨空間建設工程”。百位影響人類科技發展的科學巨匠圖像環繞教室四周,為學生提供天馬行空、暢所欲言、突破思維定勢的思辨空間,培育學生創新創造的無限可能。
四是實施“視野飛翔交流空間建設工程”。學校設立一尊以金色翅膀替代眼睛的人物雕塑,鼓勵師生勇于打開思維的枷鎖,拓展視野的邊界,勇敢探索未知的世界。
二、構建科創特色課程體系,優化科創育人載體
將國家課程的資源優勢轉化為科學教育優勢是科學教育的源頭活水。學校的科創課程構建基于“4+3”框架設計展開。其中,“4個原則”是構建整個課程體系的基石,即“尊重學生差異”是構建課程體系的基本前提、“遵循成長規律”是構建課程體系的主要依據、“豐富資源選擇”是構建課程體系的重要內容、“激發科創自覺”是構建課程體系的價值追求;“3個結合”是課程體系實施過程中的關鍵策略,即學科教學與科創培育相結合、課程內容與科創前沿相結合、人文底蘊與科創素養相結合?;谶@一框架,學校構建了具有科創特色的“學部制”課程體系,包括科創必修課程、科創選修課程、科創體驗課程。
(一)開設科創必修課程,讓學生具備科創素養
在科創人才成長的初期階段,個人應當具備扎實的文獻檢索能力與創新思維能力,并緊密追蹤科學前沿的最新進展?;凇白裱砷L規律”的課程體系構建原則和“課程內容與科創前沿相結合”的課程體系實施策略,學校開設“文獻檢索”“創造學基礎”及“創造發明理論”三門學術素養必修課程,推出“‘理工大講堂’系列講座”作為科創前沿的必修課程。
“文獻檢索”課程專注于培養學生的綜合能力,使他們能夠根據自身研究需求,掌握科學的檢索策略,能運用合理的方法從各類中英文數據庫中檢索、篩選所需文獻。
“創造學基礎”與“創造發明理論”兩門課程,引入案例分析、問題探討等多元化教學手段,旨在系統而有效地鍛煉學生的邏輯思維、質疑精神及形象構思能力。在此過程中,學生將學習并掌握發散式、收斂式、流程式、管理類、數字創新類等多種創新策略與方法,從而深入理解個體與整個行業創新鏈條的運作機制。這一系列教學活動為學生未來的創新實踐構筑了堅實的理論基礎與實踐框架。
“‘理工大講堂’系列講座”是一個兼具開放性和高端性的學習平臺。其開放性體現在學校鼓勵學生帶著個人的興趣、疑問及初步的研究成果參與,同時為各學科教師提供了相互學習、交流的機會,教師可以提前與學生就相關話題進行探討,共同促進學術進步。其高端性體現在該平臺匯聚了全國知名大學的頂尖科學家,為學生提供了一個與這些杰出學者面對面交流的機會,使學生能夠更深入地理解科技前沿和創新趨勢,從而培養其卓越的領導能力和深厚的家國情懷。
(二)開設科創選修課程,讓學生生發內在“引擎”
校本課程強調與學生個人生活實踐及經驗世界的緊密聯系,立足于學生多樣化的成長需求,對國家教育規劃進行有益的補充與必要的拓展延伸,旨在持續激發學生的內在潛能。
學校的科創選修課程在緊密契合時代特征與學生實際需求的基礎上,基于“尊重學生差異”和“豐富資源選擇”的課程體系構建原則和“學科教學與科創培育相結合”“人文底蘊和科創素養相結合”的課程體系實施策略,精心構建了文學、理學、工學及藝體四大課程群。學生可以依據個人興趣與特長,采用類似菜單自選的方式,自主選擇學習內容,實現自主學習與個性化發展,從而塑造科學教育的新動能與新優勢。
文學類課程群注重學生人文素養的提升,重點突出“德育”目標維度,強化學生理想信念、家國情懷、責任擔當和文化自信教育。以“世界,就在身邊”為例,該課程通過深入剖析袁隆平等眾多科學家的生平事跡,為學生樹立了崇高的道德榜樣,進一步體現了文學類課程群在德育方面的積極作用。
理學類課程群側重科學理論層面的引領,重點突出“智育”目標維度,強化學生創新思維培養,使其養成科學思維習慣,從技術層面掌握解決問題的原理和方法。
工學類課程群重點突出“智育和勞育”目標維度,培養學生的動手實踐能力,鼓勵學有所長的學生投身于技術實踐,實現多學科知識的融合和遷移,最終收獲“學以致用”的學習成就感。以“萬物有‘理’”為例,該課程精心設計了一系列貼近實際、富有挑戰性的實踐內容,增強了學生的多學科知識整合與應用能力,同時使學生深切體會到科技勞動的成就感與滿足感。
藝體類課程群聚焦于“美育”與“體育”的雙重目標維度,致力于全面培養學生的藝術審美能力和運動技能。學校精心設計了繪畫、攝影、合唱、雕塑、書法等藝術課程,以及高爾夫課、擊劍課等體育課程,確保每一名學生均有機會深入學習和掌握至少一項藝體技能。在此過程中,學生不僅能夠在藝術審美的熏陶下持續提升個人修養,還能在運動技能的訓練中有效增強身體素質,實現全面發展。
(三)開設科創體驗課程,讓學生沉浸科創探究
基于“豐富資源選擇”“激發科創自覺”的課程體系構建原則、“課程內容與科創前沿相結合”的課程體系實施策略,學校積極搭建各類平臺,確保學生能夠獲得豐富的科創體驗,其中包括學術實踐課程和學術課題研究課程。
學術實踐課程包括普適型“學術體驗日”活動和培優型“星光計劃”活動。學生可進駐科創實踐基地,提前使用高校、科研院所等平臺的各類科研設施,習得實驗儀器使用等創新實用技能;也可在高校導師帶領下,接受科研熏陶,完成初階重大科研任務,積累專業知識,參與科創比賽,養成科學嚴謹態度,積累項目申報的經驗和培養團隊協作的能力。
在學術課題研究課程中,校外導師精心設定課題,學生根據自身興趣及需求,自主選擇學部、導師及課題。所有課題均緊密圍繞校外導師當前研究的前沿領域,強調創新探索及適度挑戰。在課程實施過程中,學校建立了完善的“雙導師”培養制度、開題培養機制、跟蹤培養機制、結題培養機制以及目標成果產出機制。這一系列機制確保學生能夠以“準研究生”的身份全程參與一個主題鮮明、結構完整的科學研究項目,從而掌握課題研究的核心方法與策略,推動其科創素養實現高質量提升。
三、充分利用屬地資源優勢,聯合開發科技學域
按照教育部等十八部門印發的《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》中規定的“推動中小學科學教育學校主陣地與社會大課堂有機銜接”“整合校內外資源”“推動‘請進來’‘走出去’有效聯動”等要求,學校依托屬地內高校、科研院所、高新技術企業的智慧力量,攜手共建科創實踐基地,探索“基地共建、設施共享、人才共育、特色共創”模式。打造質量領先的高等教育與基礎教育融通互補發展的生態圈,極大地拓展了學校科創教育的空間和時間覆蓋程度,提升了全體學生的科學素養,同時發現和培養了更多有潛質的科技創新人才。
(一)盤活人力資源,促進科創教育的專業建設
學校創建了由兩院院士、水利工程、機械工程、人工智能、生物醫療、化學化工等領域的高水平專家組成的專家庫,由他們親自擔當指導角色,深度參與過程建設,確??茖W教育實踐活動能夠精準落地。
一是用好“科學家”資源,提升科創課程建設的專業性。專家直接參與課程設計、校本研訓等環節,確保課程內容既扎根于專業知識、注重實踐操作,又能運用前沿、高效的教學手段。專家團隊的加入為課程的開發提供了強有力的專業支撐,從而有效推動了科學教育向更加專業化、系統化的方向發展。
二是用好“科學家”資源,推動科技教師的高質量發展。學校鼓勵科技教師積極參與專家的課題研究活動,通過專家的悉心指導,增強其對最新科技動態的敏銳洞察力,深化其對科學原理的理解與應用能力,提升其在實踐教學中的創新思維與問題解決能力。
三是用好“科學家”資源,保障拔尖人才的高質量發展。學校定期舉辦由院士領銜、高校助力、科協支持、線上線下自由切換的主題多元的科技節,內容涵蓋創意手工大賽、科技小發明比賽等一系列賽事。同時,學校引導學生積極參與五大基礎學科的奧林匹克競賽,以及教育部“面向中小學生的全國性競賽活動名單”所規定的各類科技創新類比賽。在此過程中,學校邀請各領域專家擔任指導,為學生提供堅實的理論支撐與實踐指導,旨在助力學生在各類比賽中充分展現其卓越的科技才能。
(二)盤活設施資源,促進科創教育的實驗教學
為了有效確保學生從基礎教育至高等教育的平穩過渡,實現全方位、一體化的教育培養目標,學校積極投身于與高等學府實驗室及高新技術企業的合作中來,共同探索構建并實踐設施共享機制。學校致力于為學生打造一個既包含全面課程資源又具備堅實物質基礎的學習環境,該環境融合了豐富的課程資料、與高等教育相匹配的教材體系及教具,并引入了尖端的科研儀器設備,為學生構建起理論知識與科學實驗之間的堅實橋梁,確保他們在學術探索的征途中穩步前行。
目前,學校已成功引入了一系列先進的實驗裝備,諸如能夠直觀展示電能轉換奧秘的手觸式蓄電池演示儀、承載著經典科學智慧的密立根油滴實驗裝置,以及深入剖析磁學特性的磁滯回線實驗儀器等。為緊跟科技發展的時代潮流,學校還積極引入了旋轉蒸發儀、索氏提取器、高精度物質含量手持測試儀以及輻射安全監測儀等前沿科研設備,為學生構建了一個與現代科技前沿緊密相連的實踐基地。這不僅能夠幫助學生及時把握科技發展的最新脈搏,還能夠極大提升其動手操作能力、創新思維以及團隊協作能力。此外,學校還引入了高性能的“搜索無人機”及具備“融合感知,夜間能手”特性的四足機器狗等最新科技成果。這些創新成果極大地拓寬了學生的視野,使他們能夠在親身參與中深刻體驗科技的魅力,從而進一步激發其探索未知、勇于創新的精神風貌。
近年來,學校勇于探索,大膽創新,成功構建了“學部制”教育模式,通過多學科基礎知識的遷移與整合,為學生搭建了一個多元化、個性化的學習平臺。學校聯合開發的科技學域為學生提供科技創新的前沿動態,提高其科技探索的實踐能力與創新思維,為涵育學術型科創人才打下堅實的基礎。
參考文獻:
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