义务教育阶段“科学+”课程拔尖创新人才培养模式探索

［摘要］ 作为营造崇尚科学的社会氛围、培养高技术人才的重要一环，科学教育在新时代教育改革的大背景下，亟须探索高效科学的教学模式。深圳市蛇口育才教育集团山海学校在实际教学中提炼出以拔尖创新人才培养为导向，以“开发—实施—评价”课程链条为骨，以师资建设、校园文化建设为翼的科学教育教学模式，期待为广大科学教育者们提供借鉴与参考。

［关键词］ 科学教育；拔尖创新人才培养；“科学+”课程体系

习近平总书记强调，要在教育“双减”中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，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。这为加强中小学科学教育指明了方向。在义务教育阶段，基于“科学+”课程体系，实施科学教育的增值计划，培养拔尖创新人才是一项复杂而精细的系统工程，其中涉及课程体系的优化、教学方法的创新以及评价体系的重构等多个方面。作为一所新成立的九年一贯制学校，深圳市蛇口育才教育集团山海学校（以下简称“山海学校”）坚持“立德树人、知行合一”的育人价值取向，秉承深圳市蛇口育才教育集团“缤纷育才·阳光校园”的教育理念，强调满足学生全面发展与个性发展的需求，在科学教育实践过程中，总结出了一套以拔尖创新人才培养为导向，以“开发—实施—评价”课程链条为骨，以师资建设、校园文化建设为翼的教学模式，为新时代的科学教育提供了兼具系统性与可行性的实践样例。

一、课程开发：强化拔尖创新人才课程体系，绘制课程图谱

（一）课程开发专业化

科学课程体系建设是一项复杂精细、极富专业性的系统工程。课程开发必须建立在专业科学的理论指导上，才能保障课程的科学性、合理性。学校在课程开发的时候，同专业研究人员与机关进行有效合作，听取并吸收合理建议，才能确保课程的效果。山海学校在开发本校科学课程时，与南方科技大学、深圳大学、中国科学院深圳先进技术研究院等院校建立合作关系，通过组建专题课题组，建立“课题组—学校”沟通反馈体系，邀请专家进行校园实地考察，使课程开发专业化、具有条理逻辑，保障课程的理论支撑。

（二）课程开发实际化

在专业科学的理论指导之外，科学课程开发及实施也应符合学校的教学环境与实际条件，否则课程的实施就将受到极大阻力，出现事倍功半甚至劳而无功的结果。山海学校在课程开发中，同一线教师以及家长代表保持密切联系，围绕课程实施方式、实施时间以及所需条件，向教师及家长征求意见并进行反复磋商，确保课程方案符合实际，各方对课程实施的意义有深刻认识、对课程实施的相关诉求得到满足。

（三）课程开发系统化

科学课程的实施，既要考虑到不同年龄段学生接受能力的差异，也要考虑到同一年龄段中学生学习能力的区别，还要抓牢拔尖创新人才培养这一导向。因此，科学课程需要在不同年龄层中确保“因材施教”这一时间轴上的系统性，并且确保在同一年龄段中实现“个性化教学”这一空间轴上的系统性。

基于以上理念与原则，山海学校建立了通识普及型课程、弹性进阶型与创新卓越型三大阶梯课程体系，以科学教育为核心贯通实施拔尖创新人才计划。

1.通识型课程是普及化课程。以科学为核心融入“生命环境、工程技术、文化艺术、智能应用”四个维度，通过师生共议的方式，开发一至八年级的32个主题。课程内容上，要重视科学学科内、学科间、学科与生活世界间的融通，通过强化真实问题解决与动手实践操作，引导和推动每一位学生成长为知识发现者与创造者，系统唤醒创新意识、训练创新思维。通过开展丰富多样的实践活动，让学生在实践中学习和掌握科学知识。同时，教师要关注学生的个体差异，因材施教，激发学生的学习兴趣和潜能。

2.进阶型课程是弹性化课程。将提供丰富多样的课程选项，允许学生根据个人兴趣和职业规划选择适合自己的课程。重点围绕生命科学、探空探海、智慧农场、文化科创、新能源汽车、人工智能六大主题开展特色建设，增强创新能力和锻造创新人格，全面提升学生创新素养。积极与企业、科研机构合作，引入前沿科技和行业动态，为学生提供更广阔的视野和更多元的学习资源。通过这些举措，旨在培养学生的创新思维、团队协作能力和解决实际问题的能力，为他们未来的学术研究或职业生涯打下坚实的基础。

3.卓越型课程是个性化定制课程。学生通过前面的课程学习，根据科学的选拔机制，达到优秀学习层次，继而进行个性化定制学习。通过从高校与高新企业人才中聘请的“校外导师”，参与其研究或创新型项目，在实践中学习，尝试着将知识转化成科技创新能力和锻造创新人格，为成为拔尖创新人才打下基础。同时，定期组织研讨会、工作坊和实地考察等活动，为学生提供更多与行业专家和企业高管交流的机会，从而拓宽他们的视野，增强其实践能力。

二、课程实施：“因材施教”与“个性化教学”的“双轮驱动”

在拔尖创新人才培养中，学校需要打破传统的教学模式，采用更加丰富、新颖的教学内容、方法和策略。“因材施教”与“个性化教学”是至关重要的策略，旨在充分发掘每个学生的独特潜力和优势，促进他们的全面发展。通过这些措施，可以有效提升拔尖创新人才培养的质量，为国家的科技进步和社会发展贡献力量。

（一）“因材施教”中创新教学方式

山海学校在“科学+”教育中探索发挥学生主体作用和教师指导作用的教与学新方式，关注科学教育的最新理念和发展趋势，采用项目式教学、STEM教育、专题研讨教学和问题探究教学等开放式、师生共创型教学模式，激发学生的学习兴趣和主动性，通过跨学科开发探究实践项目、开展项目式学习等，有意识地引导学生在真实情境中发现问题，利用多学科知识融会贯通地解决实际问题。在做中学，在学中创，在教学中强调因材施教原则，灵活安排教学进度：对于学习能力强、进度快的学生，提供加速或跨越式教学；对于需要更多时间和支持的学生，则给予辅导和关注。在“科学+”教育中，教师发挥指导作用，帮助学生构建知识框架，引导学生进行深度思考和探究，关注学生的个体差异，尊重学生的主体地位，激发学生的学习兴趣和主动性；着重引导学生主动参与科学探究过程，参与产品创意物化的过程，在跨学科重组知识中解决问题，从而培养学生的科学素养、批判性思维和创新能力。

（二）“个性化教学”实施拔尖创新人才专项

经过普识课与进阶课的学习，山海学校根据每个学生的评估结果，运用“优中选优”的大数据评价体系，选拔出优秀学生，为其制定个性化的培养方案，包括课程设置、教学方法、学习资源等，确保培养方案与学生的实际需求和发展方向相匹配。首先，实施双向选择定制导师制度。这一过程中，学生根据自己的特长、兴趣与能力水平自主选择项目，以实现个性化的分项教学。同时，种子教师与校外导师根据自身专业特长和经验，进行双向选择。这种双师制教学模式，不仅确保每位学生都能得到最适合其需求的指导和支持，还能促进师生之间的互动与合作，提高教学效果。

其次，加强教学实践环节。通过实验教学、实习实训、社会实践等多种方式，强化学生的实践能力培养。这些实践活动，不仅帮助学生将理论知识应用于实际问题中，还能锻炼他们的动手能力和解决问题的能力。此外，学校注重与企业、科研机构等建立合作关系，为学生提供更多的实践机会和平台。

最后，鼓励与强化创新活动。山海学校组织优秀学生参与各类创新竞赛、科研项目、科技活动等，激发他们的创新意识和创新思维。这些活动培养了学生的创新能力和团队协作精神，为他们提供了展示自己才华的平台。在此基础上，有条件的学校也可以邀请行业专家和企业代表参与评审和指导工作，为学生提供更多的专业意见和建议。

三、课程评价：科学的质量监测与个性化选拔并重

（一）建立科学的教育质量监测与评价体系

学术志趣、专业兴趣的养成和对学术创新事业的坚定投入，一直是社会各界对拔尖创新人才培养成果期待的焦点，而自我认同建构是学生对前途问题做出笃定选择的前提条件，在建构过程中学生逐步掌握调整近期和远期目标、维持前进动力与方向的自主发展方法。从学生自我认知、项目选择、创新能力培养等方面，通过过程评价和终结性评价帮助学生进行自我认同建构，是一项重要而紧迫的工作。

山海学校借助智能化工具，构建“大数据驱动的科学创新教育评价”学生成长档案，运用数字技术记录学生科学教育与创新实践的轨迹，呈现关键性活动过程证据和典型性创新成果，帮助学生了解自己的独特认知图式和创新素养发展图谱，赋能学生发展的“支点”。一个全面的评价体系，不仅促进学生在学术探索中的自我驱动和自我超越，还能为他们提供实时反馈和个性化指导。这种评价机制将激励学生不断挑战自我，培养他们面对复杂问题时的解决能力和创新思维，从而在未来的学术道路上走得更远、更稳。

（二）建立个性化选拔机制

山海学校首先定期对学生的学习成果、科学素养、创新素养和综合素质进行评价。同时，注重学生的自我反思和同伴评价，鼓励学生积极参与评估过程，促进其自我认知和自我提升。通过个性化定制学习和校外导师的指导，为学生提供全面发展的平台，帮助他们成长为具有国际视野、创新精神和实践能力的拔尖创新人才，从而为国家的发展和社会的进步做贡献。

根据“优中选优”的原则，拔尖创新人才应当是德智体美劳全面发展的学生，山海学校从创新能力、综合素质及创新价值观等维度，为拔尖创新人才的选拔提供科学依据（见表1）。具体实施时，根据实际情况调整各维度权重和具体评价指标，确保评选的公正性和有效性。最终，山海学校建立了一个多维度的评价体系，包括学生的学术成绩、科研能力、团队合作精神、综合素质和社会责任感等，引入外部专家评审团，增加评选的透明度和权威性，使得选拔出来的人才不是空有才能，而是真正五育共举、全面发展的拔尖创新人才。

在拔尖创新人才培养模式实施的过程中，学校应注重培养学生的批判性思维与问题解决能力，鼓励学生参与科研项目和实践活动，以增强其实际操作能力和创新意识。对中小学生而言，“拔尖创新人才”不仅具备较强的学习能力、思考能力和实践创新的能力，还展现出卓越的跨学科整合能力、良好的团队协作精神以及持续学习和自我驱动的能力，能灵活适应新技术、新业态、新模式，成为高素质的科学创新型人才。学校对拔尖创新人才培养模式的探究，旨在为理工科乃至全学科的拔尖创新人才培养提供重要的探索方向和实践路径。通过构建开放、包容、富有挑战性的学习环境，激发学生的内在潜能，促进其全面发展。这不仅有利于进一步推动中小学科学教育的高质量发展，还能为国家的科技创新体系注入源源不断的青春活力，为实现科技自立自强奠定坚实的人才基础。

四、成效反思：专注校园文化与教师队伍建设

（一）加强校园文化建设，营造良好育人氛围

拔尖创新人才是新时代国家发展的战略资源，需要具备严谨的逻辑思维、坚定的原创性思维以及批判与创新并重的思维。营造良好育人氛围、创设多元创新学习空间是培育拔尖创新人才的重要环节。学校应有效利用校园场馆，营造科学特色校园文化。

山海学校秉持课程、空间与技术相融合的理念，依托智慧学习系统，设计与开发丰富的学习资源，以科学为核心，打造出跨学科项目式学习课程；依托学校创建的学习空间，如水循环馆、科学馆、智创空间、人工智能室等，使课程建设更加系统化和具有创生空间。在教学过程中，山海学校鼓励师生跨界融合艺术、科学与文化，深化对科学的理解，激发对科技创新的热爱。通过这种方式，全校师生能够更好地爱科学、学科学，勇于创新。最后，通过科技节、科普讲座、科技展览、海洋文化科普志愿者等多种形式的活动，向师生与公众普及科学知识，弘扬科学精神，营造出崇尚创新、争做拔尖创新人才的校园文化环境。

（二）全面推进高质量教师队伍建设

作为科学课程实施的第一线，教师队伍的素质直接决定了课程实施的效果。山海学校高度重视高质量科学教师队伍的建设，并采取了一系列措施保障学校的教学人才吸引力与培养能力。首先，确立“种子教师”核心制。山海学校通过“专家引领”“名师工作室”“专题培训”三大举措，充分利用数字化、智能化工具，帮助“种子教师”成为优秀的课程开发者，打造一支高素质的科学教育教师骨干力量。加强“科学+”课程的深度与广度，通过跨学科融合，将科学教育与人文、艺术等多领域相结合，培养学生的创新思维和综合能力。同时，注重实践操作，鼓励学生参与科研项目和实验活动，提升其动手能力和科学素养。

其次，确立拔尖创新人才“校外导师制”。坚持实践出真知的教育理念，基于校内外资源融合，引入高校与高新企业人才，以项目为抓手形成导师制，与校内种子教师组合形成双师制，针对拔尖学生开设拔尖创新人才的训练课程。例如，开发人工智能、科技创新、项目研究课程，增强学生对于专业领域的拔尖创新意识；参与各类科研人才的培养项目，参与高新科技企业的创新项目，从而支持这些对科研有兴趣、有毅力、有潜质的学生提升科学研究素养，从而为高中、大学源源不断地输送科学创新后备力量。

综上所述，科学课程体系建设是一项复杂精细、极富专业性的系统工程，需要建立在科学、系统的课程基础上，以明确的目标体系组织多方参与，群策群力，才能有效推进。山海学校紧抓“培养拔尖创新人才”这一目标，建立“开发—实施—评价”的课程全过程链条，确保整个培养体系实施前科学稳妥、实施中稳步推进、实施后及时反馈，并通过校园文化与教师队伍的建设，最大限度地利用学校、家长、社会的力量，借力校家社协同育人机制，使课程效果最大化。

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汪克勇   广东省深圳市蛇口育才教育集团山海学校，高级教师。湖北优秀教育工作者，中学物理奥林匹克专业教练。南粤名师，优秀高考指导专家，被聘为湖北师范大学硕士生导师、华南师范大学校外硕士生导师。