“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)生態(tài)

2023年5月，教育部等十八部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，對(duì)做好科學(xué)教育在完善課程體系、改進(jìn)教學(xué)方法、組織優(yōu)質(zhì)資源、加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)等方面給出了指導(dǎo)意見(jiàn)。東莞市松山湖實(shí)驗(yàn)中學(xué)地處粵港澳大灣區(qū)腹地，積極響應(yīng)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》提出的“打造教育和人才高地”戰(zhàn)略部署，依托松山湖科學(xué)城創(chuàng)新資源集聚的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程體系，通過(guò)“創(chuàng)意萌發(fā)一創(chuàng)新實(shí)踐一創(chuàng)造落地”三層次課程群聚焦培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)作、創(chuàng)業(yè)能力，形成立體化培養(yǎng)創(chuàng)新人才的“松實(shí)路徑”，讓科學(xué)教育成為學(xué)生核心素養(yǎng)生長(zhǎng)的沃土。

“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程體系立足義務(wù)教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，以“大科學(xué)教育”觀(guān)念在學(xué)校層面進(jìn)行課程整合，提升學(xué)校科學(xué)課程的縱向連貫性和橫向整合性，強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育的基礎(chǔ)性、全面性和綜合性，突破學(xué)科邊界，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科融合，有效整合社會(huì)資源、課題研究、校園活動(dòng)、綜合實(shí)踐以及校本課程等多維資源，構(gòu)建協(xié)同育人的整體性教育課程體系（如右圖所示）。“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程體系通過(guò)課程群集合的方式，采用目標(biāo)結(jié)構(gòu)歸一化框架將科學(xué)教育目標(biāo)整合為科學(xué)精神、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思維和科學(xué)能力四個(gè)維度，聚焦學(xué)校“創(chuàng)造教育”特色，將教育目標(biāo)的各個(gè)組成部分按照歸一化的規(guī)則建成相對(duì)統(tǒng)一、穩(wěn)定的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)，使其系統(tǒng)化、層次化，以做到綱舉目張（祝智庭、陳維維，2025）。

一、創(chuàng)意萌發(fā)課程群賦能思維創(chuàng)新力

創(chuàng)意萌發(fā)課程群注重全面性、啟發(fā)性，旨在通過(guò)不同場(chǎng)域的科學(xué)知識(shí)與技能學(xué)習(xí)，面向全體學(xué)生拓寬科學(xué)概念、科學(xué)研究方法、科學(xué)技術(shù)的認(rèn)知域，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、求索的科學(xué)態(tài)度，筑牢創(chuàng)新能力的“思維地基”，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供創(chuàng)新思維萌發(fā)的沃土。課程群包括校本化的國(guó)家課程、創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程、科學(xué)素養(yǎng)講堂課程、館企科技體驗(yàn)課程等。

1.科學(xué)素養(yǎng)講堂課程樹(shù)榜樣

高質(zhì)量科學(xué)教育體系的建立，依賴(lài)于多元主體的參與，需要多元主體形成合力，協(xié)同推進(jìn)科學(xué)教育質(zhì)量的提升（王碧梅、劉繼紅等，2025）。學(xué)校每學(xué)期引進(jìn)院士、科學(xué)家、研究員開(kāi)展“科技改變生活”“科學(xué)、科技強(qiáng)國(guó)”系列主題講座，拓展人工智能、生物工程、材料科學(xué)、物理科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)科技、飲食科學(xué)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法與強(qiáng)國(guó)意識(shí)，讓學(xué)生與科研工作者近距離接觸，樹(shù)立創(chuàng)新人才為中華之崛起而讀書(shū)的生涯榜樣。

2.校本化的國(guó)家課程牢根基

學(xué)校積極探索國(guó)家課程校本化工作，編制校本學(xué)歷案，打造走進(jìn)深度學(xué)習(xí)的智慧課堂，利用虛擬實(shí)驗(yàn)室輔助設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)、借助人工智能輔助表達(dá)交流、傳感器量化測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、智慧筆復(fù)現(xiàn)思維過(guò)程、AI融合深度求索學(xué)習(xí)等互動(dòng)手段，實(shí)現(xiàn)“前認(rèn)知暴露一科學(xué)思維下沉一創(chuàng)新思維上浮”的深度學(xué)習(xí)課堂樣態(tài)，牢固創(chuàng)新人才思維培養(yǎng)的根基。

3.創(chuàng)新思維訓(xùn)練課程強(qiáng)應(yīng)用

課程采用頭腦風(fēng)暴、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、無(wú)領(lǐng)導(dǎo)小組討論、構(gòu)建思維導(dǎo)圖等方式，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“提出問(wèn)題一做出假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—驗(yàn)證假設(shè)—?jiǎng)?chuàng)新遷移—提出主張”的思維訓(xùn)練，形成基于真實(shí)生活問(wèn)題解決的創(chuàng)意金點(diǎn)子設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)創(chuàng)新人才生活應(yīng)用的意識(shí)。

4.館企科技體驗(yàn)課程拓視野

學(xué)校充分發(fā)揮松山湖區(qū)域優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌校外科普教育資源，邀請(qǐng)材料實(shí)驗(yàn)室、東莞市林業(yè)局、松山湖自然資源局、松山湖林業(yè)局、東莞市科學(xué)館、東莞市博物館、東莞海麗化學(xué)材料有限公司等20家單位、企業(yè)，定期在校園開(kāi)展昆蟲(chóng)展、爬行動(dòng)物展、科學(xué)實(shí)驗(yàn)秀、科學(xué)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、激光切割、3D打印、無(wú)人機(jī)駕駛、車(chē)模航模駕駛、地震虛擬逃離等現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)課程，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)上開(kāi)拓學(xué)生的博物視野。

二、創(chuàng)新實(shí)踐課程群賦能實(shí)踐創(chuàng)作力

創(chuàng)新實(shí)踐課程群旨在通過(guò)項(xiàng)目攻堅(jiān)，面向全體學(xué)生培養(yǎng)關(guān)鍵的科學(xué)探究實(shí)踐的能力，面向全體學(xué)生不同需求培養(yǎng)選修學(xué)習(xí)領(lǐng)域的創(chuàng)作能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的“思維成長(zhǎng)”，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供思維物化的平臺(tái)。課程群包括小課題研究課程、玩轉(zhuǎn)科學(xué)創(chuàng)作課程、創(chuàng)客教育課程等。

1.走進(jìn)企業(yè)調(diào)研課程析社會(huì)

課程構(gòu)建“家校社”科學(xué)教育聯(lián)合體，建立“學(xué)校主導(dǎo)一社會(huì)支持—家庭參與”的三層協(xié)作機(jī)制，實(shí)行“教師 + 導(dǎo)師”雙師育人模式，通過(guò)“調(diào)查研究法學(xué)習(xí)—企業(yè)與研究院文化解讀一核心科學(xué)科技發(fā)展史與應(yīng)用分析一小組設(shè)計(jì)調(diào)研方案一實(shí)地考察與訪(fǎng)問(wèn)調(diào)查一科學(xué)與技術(shù)學(xué)習(xí)歸納成果交流一答辯與撰寫(xiě)調(diào)研成果匯報(bào)”的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才直面真實(shí)社會(huì)對(duì)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思維、科學(xué)技能的應(yīng)用與專(zhuān)利轉(zhuǎn)化的分析能力。

“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程體系圖

2.小課題研究性課程解問(wèn)題

課程著眼于培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境中解決問(wèn)題的能力，學(xué)校邀請(qǐng)了松山湖一批科技工作者為導(dǎo)師，為學(xué)生搭建“在科學(xué)家身邊成長(zhǎng)”的平臺(tái)，使學(xué)生在科學(xué)家的指導(dǎo)下體驗(yàn)真實(shí)、完整的科學(xué)探究經(jīng)歷，以自主選題、導(dǎo)師指導(dǎo)、小組合作的形式，學(xué)生分組完成“從問(wèn)題到方案”的完整研究過(guò)程：觀(guān)察分析—文獻(xiàn)研究—發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—提出問(wèn)題—做出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或方案設(shè)計(jì)一開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究、調(diào)查研究或項(xiàng)目制作一收集數(shù)據(jù)或資料—整理證據(jù)得出結(jié)果一分析結(jié)果得出結(jié)論—梳理過(guò)程撰寫(xiě)方案。學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與技能，像科學(xué)家思考一樣，經(jīng)歷問(wèn)題解決的過(guò)程，在問(wèn)題解決中培養(yǎng)獲取證據(jù)、對(duì)比分析、批判質(zhì)疑、方案設(shè)計(jì)、實(shí)踐探究、表達(dá)交流等全方位的能力。

3.玩轉(zhuǎn)科學(xué)創(chuàng)作課程強(qiáng)實(shí)踐

課程以走班選修的方式，供學(xué)生自主選擇科學(xué)創(chuàng)作類(lèi)校本課程，綜合應(yīng)用科學(xué)、藝術(shù)、文學(xué)、工程多學(xué)科知識(shí)、思維方法、技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新思維的物化創(chuàng)作。以生物學(xué)為主學(xué)科的課程有中草藥香囊制作、手工皂創(chuàng)作、助眠香薰蠟創(chuàng)作、主題式藝術(shù)壓花貼花創(chuàng)作、智能交互盆栽創(chuàng)作、養(yǎng)生花茶制作、發(fā)酵食品創(chuàng)作等。以物理學(xué)為主學(xué)科的課程有水火箭制作、電子產(chǎn)品制作、基于聲學(xué)的演奏工具創(chuàng)作、藝術(shù)蠟花創(chuàng)作等。以化學(xué)為主學(xué)科的課程圍繞“金、木、水、火、土”五個(gè)維度開(kāi)展基于化學(xué)反應(yīng)原理的作品創(chuàng)作。以信息技術(shù)為主學(xué)科的課程有基于開(kāi)源軟硬件的創(chuàng)意智造Python編程、 C++ 編程等。學(xué)生在創(chuàng)意物化的過(guò)程中，深刻理解科學(xué)精神、科學(xué)原理，科學(xué)思維與工程思維，通過(guò)作品的創(chuàng)作過(guò)程與展示外顯化，提升創(chuàng)新人才的實(shí)踐能力。

三、創(chuàng)造落地課程群賦能項(xiàng)目創(chuàng)業(yè)力

創(chuàng)造落地課程群以科技創(chuàng)新大賽、科技特長(zhǎng)生、機(jī)器人大賽、校園義賣(mài)活動(dòng)等項(xiàng)目為出口，通過(guò)選修課程、社團(tuán)活動(dòng)、創(chuàng)造節(jié)活動(dòng)、課堂節(jié)活動(dòng)、義賣(mài)集市活動(dòng)，開(kāi)展基于用戶(hù)需求調(diào)查的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的“社會(huì)化適應(yīng)”。創(chuàng)造落地課程群包括科學(xué)產(chǎn)品義賣(mài)課程、項(xiàng)目創(chuàng)客課程、發(fā)明創(chuàng)作路演課程。

1.科學(xué)產(chǎn)品義賣(mài)課程潤(rùn)人心

課程通過(guò)“創(chuàng)意產(chǎn)品化一產(chǎn)品市場(chǎng)化一收入公益化”的形式，注重趣味性、互動(dòng)性和普適性，給參與者帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)。學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)、方法與技能自主設(shè)計(jì)唇膏、中草藥香囊、手工皂、激光切割模型、3D打印模型、電子產(chǎn)品等進(jìn)行義賣(mài)，經(jīng)歷“市場(chǎng)調(diào)研—成本核算一營(yíng)銷(xiāo)設(shè)計(jì)—制作產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)與宣傳海報(bào)一設(shè)計(jì)商標(biāo)一產(chǎn)品優(yōu)化與銷(xiāo)售”的學(xué)習(xí)過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)、科技為生活帶來(lái)的便利、為社會(huì)帶來(lái)的價(jià)值，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的責(zé)任擔(dān)當(dāng)之心。

2.項(xiàng)目創(chuàng)客創(chuàng)業(yè)課程塑品格

課程方式為長(zhǎng)周期項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生采用“用戶(hù)需求調(diào)研一選題與分工—寫(xiě)作設(shè)計(jì)方案—探究修改方案—實(shí)施方案一交流展示與評(píng)價(jià)一義賣(mài)或路演”七個(gè)環(huán)節(jié)完成科創(chuàng)作品的全過(guò)程。學(xué)生在執(zhí)行項(xiàng)目過(guò)程中，采用逆向思維、組合思維、關(guān)聯(lián)思維、多元思維完成項(xiàng)目，利用SWOT法作行業(yè)分析。在高階思維與長(zhǎng)周期科學(xué)研究的實(shí)踐下，提升創(chuàng)新人才持之以恒、批判質(zhì)疑、實(shí)事求是的科學(xué)品格。

3.發(fā)明創(chuàng)作路演課程助成長(zhǎng)

課程教學(xué)內(nèi)容與時(shí)代同頻更新，建立了“學(xué)術(shù)前沿—社會(huì)熱點(diǎn)—學(xué)生發(fā)展”三維度需求機(jī)制，通過(guò)社團(tuán)開(kāi)展工程挑戰(zhàn)課程、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目課程及跨學(xué)科人工智能項(xiàng)目課程，引導(dǎo)學(xué)生在生活情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并利用科學(xué)原理、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)創(chuàng)造性地解決實(shí)際問(wèn)題，制作發(fā)明作品，形成項(xiàng)目報(bào)告，最后參與路演答辯。在多輪路演與答辯的鍛煉中，助推學(xué)生從“解題者”到“創(chuàng)造者”的蛻變，為拔尖創(chuàng)新人才的挖掘提供參考。

“三階三創(chuàng)”科學(xué)教育課程實(shí)踐十年來(lái)，打造了學(xué)生、教師、學(xué)校、社會(huì)協(xié)同發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)生態(tài)：每個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)都得到不同層級(jí)的發(fā)展，通過(guò)“威廉斯創(chuàng)造力傾向測(cè)量表”綜合分析，學(xué)生在冒險(xiǎn)性、好奇性、想象力、挑戰(zhàn)性等方面有了顯著提升，在科學(xué)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果中成績(jī)名列同類(lèi)學(xué)校前茅。課程體系不只培養(yǎng)極少數(shù)的“拔尖人才”，更為全體學(xué)生打開(kāi)了創(chuàng)新、創(chuàng)作、創(chuàng)業(yè)的大門(mén)，讓每位學(xué)生有意識(shí)地“像科學(xué)家一樣思考、像創(chuàng)作者一樣表達(dá)、像創(chuàng)業(yè)者一樣行動(dòng)”。校園里時(shí)刻發(fā)生著小創(chuàng)意、小創(chuàng)作、微創(chuàng)業(yè)，在不同課程領(lǐng)域、不同層級(jí)課程中，展示出個(gè)性突出的大創(chuàng)作、大事業(yè)，學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)生態(tài)下，實(shí)現(xiàn)“大小創(chuàng)新”個(gè)性發(fā)展的樣態(tài)。

未來(lái)，學(xué)校將繼續(xù)深耕面向未來(lái)的課程生態(tài)，加強(qiáng)“家校社聯(lián)合體”的教研力度，聯(lián)合松山湖更多高新企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)，豐富環(huán)境科普內(nèi)容形式，讓學(xué)生參與真實(shí)產(chǎn)品的“需求調(diào)研—原型設(shè)計(jì)一市場(chǎng)驗(yàn)證”全流程；加強(qiáng)人工智能深度求索學(xué)習(xí)的軟硬件建設(shè)，讓學(xué)生在科學(xué)知識(shí)獲取、科學(xué)思維訓(xùn)練、研討方案設(shè)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、多樣化表達(dá)研究成果、方案與產(chǎn)品優(yōu)化等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)獲得更多時(shí)空的思考、表達(dá)、交流的自由，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的活力。