良渚实验学校：做好教育创新加法，培养拔尖创新人才

摘要：本文总结了杭州市余杭区良渚实验学校践行义务教育阶段拔尖创新人才培养的核心理念的措施，如：从顶层设计出发，系统性重构教育框架，旨在构建一个集创新性、实践性、前瞻性于一体的科学教育体系；在资源建设层面，强化师资力量，加强实验室建设、教学设备更新及信息化教学平台的搭建，为拔尖创新人才的早期发掘与培养提供物质基础与技术支撑；通过课程体系的优化与创新，为义务教育阶段培养拔尖创新人才提供新的发展路径和实践思路。

关键词：拔尖创新人才；科学教育；学校实践

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）23-0029-04

浙江省杭州市余杭区良渚实验学校创办于2018年，是余杭区第一所九年一贯制义务教育学校。自建校以来，学校秉持“以爱正道”的办学理念，坚持以人工智能创新教育为载体，不断深化科学教育，完善科学教育运行机制。学校成立了“良实少科院”，通过优化人工智能课程结构、提升教师团队的科学素质、重构课堂教学模式和举办丰富科创活动等举措，多维探寻基于人工智能教育的拔尖创新人才培养路径，形成了“良实范式”。学校先后被授予浙江省“人工智能+教育”试点校、浙江省中小学科学教育实验校、浙江省科技体育特色校、余杭区首批五育并举科创特色校等称号。本文将结合学校的一些具体做法，就义务教育段基于拔尖创新人才培养的科学教育体系建设展开分享。

顶层设计：打造科教支撑体系，做好教育创新加法

1.做好人工智能教育的“系统加法”

2023年5月17日，教育部等十八部门联合印发了《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，该文件旨在适应科技发展和产业变革需要，从课程教材、实验教学、师资培养、实践活动、条件保障等方面强化顶层设计，充分整合校内外资源，推进学校主阵地与社会大课堂有机衔接，为中小学生提供更加优质的科学教育，全面提高学生科学素质，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。由此，学校在原有的STEAM-PBL社团和数字媒体艺术社团的基础上进行了全面的规划和升级，设立了“良实少科院”，下设办公室、专家工作组、课程融创中心、后勤保障中心、外联中心等组织，共同保障并推进学校的科学教育，同时构建了省教育技术中心、区教育局科创研究院、数字教育信息港、校融创中心的组织网络，汇聚了一支由科创教育领域专家组成的强大教育团队，为学校的科学教育注入了新的活力，也为学生提供了更广阔的学习视野。

2.做好人工智能教育的“时间加法”

《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》提出要提升学校课后服务水平，满足学生多样化需求。学校在人工智能校本课程基础上，将人工智能课程融入课后服务、社团活动中，并对其进行了整体规划。从三年级开始，开设人工智能常规课程，常规课程围绕“AI一小时”教学体系（如图1），采用项目式学习方法，让学生在解决实际问题的过程中学习AI知识，培养创新思维和实践能力。

3.做好人工智能教育的“课程加法”

学校在人工智能课程设置上基于学生不同阶段的发展特点，将学段与内容进行梯度化建设。在教学内容设置上，针对小学低段，提供无电脑化基础课程，如“人工智能概念介绍”和“简单编程入门”，通过拼搭的方式，帮助学生了解人工智能的基本概念和语句结构，培养逻辑思维能力；针对小学高段，学生已经具备一定的人工智能概念，开设拟态人工智能课程，如“动物行为模拟”和“图形编程基础”，让学生通过自己感兴趣的动物知识切入，学习如何利用人工智能模仿生物行为；针对小学高段，学生已经对人工智能有了一定的了解，通过实践课程，如“图形编程进阶”和“机器人项目化课程”，让学生提高逻辑思维能力，学习如何在实际项目中应用人工智能技术；针对初中阶段的学生，通过项目式学习方式，让学生在实际操作中掌握编程技能，增强对人工智能技术的兴趣，将所学知识应用于解决现实生活中的问题。

场域塑造：优化教育生态场景，打造教学高效课堂

1.空间课程同步提升

空间建设能为人工智能学习和探究实践活动提供支撑。学校充分利用校内现有空间资源，打造“科学教室-创新实验室-校园场景”立体科学教学空间和创新学习空间，建设出完备教室9间，包括人工智能“小镇”、AI智造营、AI创新营、Robot实验室、未来实验室、激光工作坊及三间计算机编程教室。依托学校先进完备的教学硬件设施，在“良实少科院”专家团队的论证与指导下，在原有的机器人课程、STEAM-PBL课程、信息学课程和数字媒体艺术四大课程体系的基础上，进一步拓展教育的边界，新设了“航空航天”课程。“航空航天”课程的加入，有效弥补了学校在FPV飞行、无人机编程以及航模制作等课程方面的空白，并成功构建出丰富且具有良渚实验学校特色的科创课程体系（如图2）。

2.教育平台数字转型

学校启用在线教育平台辅助人工智能教学。通过后台管理与前端应用实现教师与学生的双向互联，进而构建人工智能高效课堂。目前，经过团队成员共同建设，已生成具有全流程数字化支撑的高效课堂构建模式。学生可通过课程实训（学生端）浏览课程内容，模拟仿真实训系统辅助信息系统、智控物联学习，通过在线OJ平台（Online Judge System）测试学生算法学习效果，通过有效评价方式提高学生解决真实问题的能力。与此同时，教师可以通过智慧云校工具进行学生账号、课程、课堂、题库管理。备课组内教师共同建设校本课程资源库，供全校师生审阅和学习。

3.教学策略优化升级

教学策略对学生的学习将产生至关重要的影响，它决定了学生的学习效果、兴趣培养以及科学思维的形成。在课堂授课形式上，常态课堂中融入数字化技术，构建了丰富多样的数字化资源库，从而实现了“全流程数字化”课堂教学（如图3），引导学生利用可靠的数字平台资源实现自主学习及解决问题。在教学实施策略上，以问题式、项目式和任务式的学习内容为主题，将探索、思考、分析、创作转变为学生学习的常态。在作业安排上，从大量的习题练习转变为以某一学习主题或实际问题为抓手，利用课余时间自主完成的开放性作业，如体验类、探究类、实践类等科学作业。同时，以展览、路演和作品展示等形式呈现学习成果，更加注重学生在项目探究和实践过程中的自我感受、经验积累和能力成长。

师资共建：强化教师科教素养，夯实智力资源供给

1.提升教师专业素养

教师综合能力的提升是实现高效课堂和促进学生素养全面发展的关键，既要扩大教师数量，也要提升教师队伍的专业素养。在助力教师专业成长过程中，学校开展了多项教学交流活动，为人工智能教师提供更多的交流平台和资源，不断推进人工智能教育的发展和普及。同时，加强校内教学研讨，深入探讨人工智能教学的教育价值取向，更新教学理念，优化教学思路。此外，学校还积极引入外部专家与校内教师共同进行技术方案的预研工作，以确保教学的科学性和严谨性，为开展人工智能教学提供扎实的理论支撑和实践指导。在课堂教学反思方面，学校充分利用校内在线教育平台，鼓励教师开展基于数据的教学反思，进行精准的教学决策，优化学生的学习体验。

2.构建协同育人机制

在构建全面且高效的科学教育体系过程中，科教协同育人机制的建立扮演着至关重要的角色，它不仅是对现有科学教育资源进行整合的重要途径，更是推动科普教育创新发展的关键举措。学校与杭州电子科技大学、余杭区科创教育研究院深度合作，将高校优质的科教团队资源引进学校，共同实施人才协同培养计划，以实现校内外科学教育资源的优势互补与有机融合。同时，将区内科创教育研究院的教学力量作为学校科学教育的补充资源，通过课程资源共享、入校技术指导、项目方案共研和赛前专项优化等多种方式，与校内教师共同推动学校科学教育的发展，充分发挥资源的合力。

3.促进教育资源共享

为了促进教学经验和成果的交流，学校积极组织教师与省外、市外优秀学校交流，共同探讨信息科技、人工智能在教学环境、课堂教学、教学科研、教学管理等方面的经验与成果，争取发挥教育辐射作用。具体实践由学校牵头组织区域内教学研讨会，分享教学经验，展示教学成果。同时，学校还创办了人工智能教学网络空间，线上展示课程建设成果，促进区域间交流及资源共享。

育人转型：贯通科学教育体系，培养拔尖创新人才

1.智慧启迪与普惠教育

拔尖创新人才的培养依赖于坚实的学科基础与创新思维，学校通过常规课程与体验式教学活动为学生提供全面知识和学习方法，为培养拔尖创新人才奠定坚实的基础。为让学生通过亲身实践激发学习兴趣和动力，学校每年都会举办以科技为主题的游园活动，丰富学生的科学体验，拓宽学生的科学学习视野。同时，教师充分利用人工智能竞赛训练和社团课程的教学经验，不断优化常规课程的教学内容和方法，使学校的科学教育体系形成闭环。这一系列举措，为学校营造了浓厚的科学学习氛围，构建了良好的科学教育生态环境。

2.个性化培养与能力提升

个性化培养与综合能力提升是培育拔尖创新人才的先行场景。在竞赛育人的规划下，学校围绕学生个体的兴趣倾向和潜质，开展实施社团育人规划。社团育人依托课后延时服务时段，针对对人工智能有浓厚兴趣与优质潜力的学生，提供一系列社团课程。这些课程更加深入地探讨人工智能的技术和应用，帮助学生提高实践能力，满足学生在不同领域的兴趣。具体实践策略为：围绕社团育人理念，开设机器人课程，让学生进一步了解机器人原理，根据实际问题，设计出相应的机器人结构并完成指定任务，旨在提高学生应用技术解决实际问题能力；围绕STEAM-PBL课程进行项目式学习，基于传统文化和未来生活两大主题展开跨学科项目式实践，培养学生的团队合作能力、项目管理能力和跨学科思维；开展信息学竞赛，专注于算法设计、数据结构、编程语言等，为信息学竞赛做准备，提升学生的逻辑思维、编程技能和竞技抗压能力；开展数字媒体艺术课程，包括数字绘画、电子小报、3D设计、视频拍摄等，培养学生的艺术感和创造力；开设航空航天课程，包括航空航天理论学习、FPV、无人机编程和航模制作等，提高学生的实践操作能力，培养学生低空飞行安全意识，确保在探索航空领域的同时，能够安全、规范地进行操作。

3.科创竞赛与人才选育

科创竞赛是青少年科创人才成长的重要平台，是探索创新人才选拔培养长效机制的重要抓手。在人工智能竞赛方面，学校创新人才培养机制，提升人才培养水平。首先选取在人工智能社团课程中展现出卓越才能和高竞争力水平的学生进入竞赛班，然后为学生提供系统的、专业的竞赛课程、备赛计划和项目方案等。竞赛课程主要为学生提供专项的竞赛指导，并详细列明每个学生需要掌握的知识点和技能点，再根据每个学生的具体情况，分层次、分内容且有针对性地开展培训。同时，针对各阶段的竞赛目标、任务和时间节点，制订具体备赛计划和培训方案，通过比赛实景模拟、以老带新、高低搭配，确保整个竞赛准备过程有序、有效。

结语

义务教育作为基础教育的重要组成部分，是拔尖创新人才早期培养的关键阶段。积极构建拔尖创新人才培养体系，自主培养拔尖创新人才是科学教育道路上必须担负起的职责与使命。学校将持续推进科普工作，深耕信息科技学科，提升教师素养，创新教育教学模式，提高克难攻坚能力，坚守科学教育初心，打造良渚实验学校“科学教育”的新名片。