國內(nèi)頂尖高中如何開展科學教育？11位名校掌門人在滬“華山論劍”

高中如何開展科學教育？當下，國內(nèi)不少中學都在教學實踐中摸索答案?？梢哉f，誰能在高中階段提前布局、探索拔尖創(chuàng)新人才早期培育的創(chuàng)新路徑，或許就能在培養(yǎng)未來人才的賽道上贏得先機。

日前，來自北京、上海、深圳等地11所頂尖中學的掌門人在滬開啟了一場“華山論劍”。如何全面做好科學教育加法，一體化推進教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展，他們的分享與思考，從某種意義上說，繪制出了當下中國頂尖高中科學教育的實力版圖。

本期受訪嘉賓有——

馮志剛（上海中學校長）

周彬（華東師范大學第二附屬中學校長）

王曉楠（中國人民大學附屬中學暨聯(lián)合學?？傂｜h委副書記）

李曉輝（北京師范大學附屬實驗中學校長）

朱華偉（深圳中學校長）

開設(shè)內(nèi)容豐富、適合不同層次學生的科創(chuàng)類課程，聯(lián)動各方資源搭建多樣的體驗平臺，充分挖掘?qū)W科競賽的育人價值……可以說，在科學教育方面，這些頂尖高中都是“武林高手”，它們的探索之路也透露出大致相同的育人理念。在此基礎(chǔ)上，各高中還結(jié)合城市特色和資源優(yōu)勢，逐漸形成了頗具地域特色的育人模式和科學課程實施路徑。

“高中科學教育的節(jié)拍，要與城市發(fā)展同頻共振?！鄙虾Ｖ袑W校長馮志剛的一句話，道出了高中科學教育的探索方向，闡明了科技創(chuàng)新、教育發(fā)展之于一座城市長遠發(fā)展的重要意義?？梢哉f，這些頂尖高中是推動國內(nèi)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要力量，他們的探索也為未來高中人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變積累了經(jīng)驗。

引導學生會“玩”，正是培養(yǎng)學生的主動探索精神

文匯報：科學教育已經(jīng)成為全國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域最熱門的話題之一，尤其對高中而言，科學教育做好了，也是為高校培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。如何在高中日常教學和學生活動中，點燃學生對科學的熱愛與激情，培育他們的科學素養(yǎng)？

馮志剛：給科學教育做“加法”,需要在引導學生會“玩”上下功夫。所謂的“玩”，其實也是培養(yǎng)學生的科學思維、科學能力、科學態(tài)度與科學精神，培養(yǎng)學生主動探索的精神。高中科學教育可以“玩”成什么樣，取決于學校課程、教學、環(huán)境、評價等各方面的科學合理設(shè)計，以及給學生多少“試錯”的空間。

以上海中學為例，2002年，學校在全市率先建創(chuàng)新實驗室。至今，上中建設(shè)有納米光子學實驗室、環(huán)境工程實驗室、仿生機器人實驗室等36個創(chuàng)新實驗室和“腦科學和人工智能中心”“分析測試中心”“影視傳媒中心”“音樂戲劇中心”以及“美術(shù)中心”等五個實驗中心。目前上中已有的科學課程涉及物理學、化學、生物學、計算機科學、人工智能等11個領(lǐng)域。每年，科學與工程領(lǐng)域?qū)W生課題100%基于數(shù)字化創(chuàng)新實驗室開展。

未來，學校計劃建設(shè)500個創(chuàng)新實驗室或空間，分布在校園的每個角落，并為每個實驗室設(shè)計相應(yīng)的課程。

王曉楠：人大附中的科學教育覆蓋所有師生。我們發(fā)現(xiàn)，學生中總有人對某些學科具有超常潛能，學校通過鼓勵學生參加各類學科競賽和科技競賽，從而為他們搭建舞臺。2019年至2023年，人大附中學生共摘取全國五大學科競賽金牌145枚。2024年，人大附中在五大學科競賽中均有學生進入國家隊，取得了“大滿貫”的好成績。

在參與競賽的過程中，學?？粗氐牟皇墙鹋?，而是學生成長、成才的過程。學校會對學科競賽獲獎的學生進行跟蹤調(diào)查。比如，生物競賽獲獎的學生中，不少人在大學時選擇攻讀生物、醫(yī)學等相關(guān)學科。

曾有一位人大附中的學生，在高一時就已獲國際信息學奧賽金牌?？既?span id="gg8g4gg" class="candidate-entity-word" data-gid="3971974020054494629">清華大學后，他一邊讀書，一邊進入曠視科技公司工作。他帶領(lǐng)團隊開展人臉識別技術(shù)的研發(fā)，已經(jīng)獲得幾項世界第一。對于這些學生而言，學科競賽是他們成為拔尖創(chuàng)新人才的助推器。

李曉輝：北師大實驗中學的地理位置非常特別，學校緊鄰教育部，一校五址，校園面積不足80畝，卻有5000多名學生。在這種情況下，滿足高中基本的體育、藝術(shù)類教學已經(jīng)不易，如何開展科學教育？為此，學校積極拓展各種科學實驗室和空間，為學生創(chuàng)造各種條件開展科學體驗和探索。

比如，北師大實驗中學的科技與人文節(jié)已經(jīng)成為學校的品牌活動之一，內(nèi)容包括開幕式主題演講、科技沙龍前沿講堂、科學教育宣傳和互動展覽等，至今已經(jīng)舉辦了40多屆。每年，學校會拿出整整一周時間舉辦各類科普活動。值得一提的是，我們鼓勵學生自己建立科技類社團，鼓勵他們參加科技競賽。此外，學校還聯(lián)合博物館、科技館、科研院所和科技企業(yè)，吸納科技界家長和校友資源，形成立體多維的科學教育體系。

組建高水平師資，讓科學教育回歸所有學科

文匯報：隨著科技的快速發(fā)展，高中開展科學教育給教師提出了前所未有的挑戰(zhàn)。上好科學課的關(guān)鍵，是有一支高水平的科學教育隊伍。科學教師如何培養(yǎng)？怎樣撬動教師參與科學教育的熱情？

周彬：華東師大二附中12年前就建設(shè)了科創(chuàng)實驗室,學校目前有6名科學教育的全職教師。但科學教育不只是這6名教師的工作，可以說，科學教育融匯于各學科的教學中，每位教師都承擔著科學教育工作?；诮虒W一線的經(jīng)驗，我們的理解是：如果僅將科學教育視為一門獨立學科，那么其他學科的教師就會堂而皇之地“繞開”科學教育。

我經(jīng)常跟老師們說，高中教師要警惕“教材思維”，無論是語文老師、數(shù)學老師、物理老師、生物老師還是化學老師，在上課時，如果簡單地將學科知識教授給學生，就會讓他們在表面上掌握知識的同時，失去兩樣更寶貴的東西：一是失去發(fā)現(xiàn)知識的基本技巧，二是失去發(fā)明創(chuàng)新知識的膽量。故而，在華東師大二附中，科學教育一直在嘗試做出改變，即讓科學教育回歸所有學科。

朱華偉：深圳中學有100多位畢業(yè)于海內(nèi)外頂尖大學的博士老師。從2021年3月起，深圳中學依托這些博士教師開展“深中博士講堂”，主題涵蓋數(shù)學、物理、天文、大氣、海洋、材料、機械、儀表、醫(yī)學等多個學科。每周四下午3點50分至5點10分，我也會和學生一同聆聽老師們的科學課。

講堂的授課內(nèi)容，包括清華大學博士李江偉老師講授的《單分子的奇妙之旅》；香港中文大學博士周文釗老師講授的《探索材料科學，服務(wù)科技創(chuàng)新》；北京大學博士劉子豪老師講授的《從高中課堂到化學科研》……起初，我擔心老師們會講得太專業(yè)、太艱深，沒想到，他們都能夠深入淺出，且在講解中涉及多學科知識，我也幾乎每節(jié)課必到，聽后很有收獲。

馮志剛：在上中，擁有博士學歷的教師也超過40人，單物理學科就擁有12名博士教師，這是我們開展高質(zhì)量科學教育的基礎(chǔ)。

除了高水平的教師隊伍，我們還會邀請具備高水平學術(shù)能力的大學教授、科研院所專家參與到中學科學教學中。為吸引更多對科學感興趣的拔尖學生加入，中學教師成為外請專家的“助教”，師生在相互學習和促進中，形成更適合高中生的科學教育內(nèi)容與方式，營造良好的探究科技創(chuàng)新氛圍。

眼下，上中每學期有來自高校、科研院所的200余名校外專家進校授課。此外，學校每年還有固定參與課題指導的63名校內(nèi)教師，與高校專家一同形成了相對權(quán)威的科學教育教師團隊。

我常跟老師們說，不能進入高中后第一年是博士水平，第二年是碩士水平，工作幾年后只會教高中課程了。科學教育的開展，也給教師提供了廣闊的發(fā)展舞臺。

引入外部資源不是掛牌了事，而要探索激發(fā)學生志趣

文匯報：觀察這些頂尖高中開設(shè)科學教育的方法不難發(fā)現(xiàn)，在實際辦學中，單憑高中自己的教育資源和力量還遠遠不夠，如何將育人的視野放在更為廣闊的平臺上？

朱華偉：深圳是一個具有創(chuàng)新基因的城市，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，深圳中學具備得天獨厚的優(yōu)勢。比如，學校的家長資源非常豐富，不少人是各行業(yè)領(lǐng)域的精英，為此，學校設(shè)立“百職講堂”，邀請與深圳城市發(fā)展相關(guān)的，工作在企業(yè)和科研院所，甚至從事科技投資工作的家長走進學校，為學生帶來信息技術(shù)、芯片技術(shù)、智慧城市、元宇宙等豐富的講座。

此外，深圳中學與創(chuàng)新企業(yè)合作，在學校設(shè)立了11個創(chuàng)新體驗中心，這些企業(yè)包括華為技術(shù)有限公司、騰訊計算機系統(tǒng)有限公司、大疆-創(chuàng)新智能設(shè)備有限公司、華大基因研究院、比亞迪新能源汽車、深圳證券交易所等?？梢哉f，深圳的頭部創(chuàng)新企業(yè)幾乎都與學校有合作；在高校方面，北京大學、清華大學、中國科技大學等國內(nèi)知名高校也先后在深圳中學設(shè)立了12個創(chuàng)新實驗室。去年，學校建成深圳中學工程技術(shù)創(chuàng)新體驗空間，占地800平方米，內(nèi)部有機整合融合制造中心、機器人、科普長廊、量子計算實驗室、STM(掃描隧道顯微鏡）實驗室等多個空間。

馮志剛：在上中，撬動高校力量參與科學人才的培育，已有20余年的歷史。但是合作培養(yǎng)人才不是舉辦個儀式、掛個基地的牌子就可以了，而是需要高校的院士、知名科學家走進中學校園，切實指導學生開展科學探索。

比如，上中每年都有10位高一學生參與復旦大學金亞秋院士領(lǐng)銜的復旦大學電磁波信息科學教育部重點實驗室的科研實踐。2022年，郭煥琨同學在參加該實驗室的項目研究中顯現(xiàn)出對該領(lǐng)域的學術(shù)志趣，以第二作者的身份在天線與微波領(lǐng)域的國際頂級期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》(簡稱IEEE TAP)發(fā)表論文。

從對首屆參加“復旦-上中導師制計劃”的2017屆上中畢業(yè)生統(tǒng)計來看，84%的學生仍在學術(shù)引領(lǐng)匹配領(lǐng)域，尤其是科學領(lǐng)域攻讀碩士、博士學位?？梢哉f，與高校的合作育人，為學生提前找到自己的志趣提供了更好的機會。

周彬：華東師大二附中在過去20年里，一直引導學生完成科學探究的項目，也取得了不錯的成績。欣喜之余，我們也一直在反思，中學里進行大量的科研探究，是否會影響科研的規(guī)范性、影響學生對科研本身的敬畏？這些科研課題的成果如何應(yīng)用？我一直說，高中科學教育絕不是大學教育的精簡版和模擬版，我們要根據(jù)高中學生的思維模式，提供給他們適合的科學教育內(nèi)容，這也是我們需要不斷探索的方向。

李曉輝：北師大實驗中學完善科學課程供給，梳理建設(shè)了覆蓋初中、高中所有學科的必修課、校本課程，構(gòu)建了科學課程體系。學校還將課程進行拓展，形成小初高大連續(xù)培養(yǎng)體系。目前，北師大實驗中學正在實施教育集團化，借助教育集團，幾所成員校聯(lián)合培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，形成整體的科學教育特征和氛圍。

【相關(guān)鏈接】科學教育也要因地制宜

今年初，由世界頂尖科學家協(xié)會上海中心發(fā)起，面向國內(nèi)頂尖中學成立了“世界頂尖科學家協(xié)會世界頂尖中學聯(lián)盟”，聯(lián)盟成員校除了上海中學、中國人民大學附屬中學、深圳中學等中學外，成都市第七中學、湖南師范大學附屬中學、華中科技大學附屬第一中學、南京師范大學附屬中學、重慶市巴蜀中學、寧波市鎮(zhèn)海中學等中學的實力，也不容小覷。日前，這些學校的相關(guān)負責人也分享了各自具有地域特色的育人模式，他們的介紹充分說明，科學教育也要因地制宜。

南京師范大學附屬中學：

1%的靈感比99%的汗水更重要

天才是1%的靈感加上99%的汗水，其實，這句話還有后續(xù)，即1%的靈感最重要，甚至比99%的汗水都重要。對于這1%，我們教育能做些什么？南師大附中校長徐飛用四句話概括學校的探索：讓學生有天馬行空的時候，有大驚小怪的時候，有白日做夢的時候，有忘乎所以的時候。

2014年起，南師大附中面向全校師生推行全科閱讀。學校要求每位學生在高一高二時，每學期從6個學科領(lǐng)域選讀一本書，兩年下來每個領(lǐng)域要選讀4本書。學校希望學生養(yǎng)成閱讀習慣，了解全域知識，形成跨學科的思維，并養(yǎng)成健全的人格。學校還為此培養(yǎng)了教師教研組，指導學生開展閱讀，并形成讀后感。

比如，在閱讀達爾文的《物種起源》一書時，學生可以通過梳理生物進化的軌跡，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀，并能用生命觀念認識生命世界、解釋生命現(xiàn)象；還可以學習達爾文運用地理、歷史知識解決生物學問題，培養(yǎng)跨學科思維等。

重慶市巴蜀中學：

依托數(shù)字孿生校園“巴蜀云?！贝蛟旖逃餐w

重慶市巴蜀中學一直在探索K12一貫制的科學教育培養(yǎng)路徑。巴蜀中學聯(lián)動巴蜀幼兒園和巴蜀小學，開發(fā)了以“創(chuàng)造幸福向未來”為主題的貫通式科學培養(yǎng)課程體系。校長李瀟珂介紹，學校尤其注重對學生科學興趣的培養(yǎng)，還積極與大學聯(lián)動，與高校知名校友溝通，定期為學生開展科學講座。同時，依托巴蜀中學的數(shù)字孿生兄弟“巴蜀云?！?，已與全國147所學校開展線上線下的科學交流和實驗活動，最終形成教育共同體，讓更多地區(qū)的孩子都能感受到科技進步給人類生活帶來的福祉。

華中師范大學第一附屬中學：

科學教育是全學科參與的教育

什么是科學教育？華中師大一附中副校長黃發(fā)享認為，科學教育不能簡單等同于科學課，更應(yīng)該是一種培養(yǎng)人的理念，科學教育應(yīng)該融入所有學科教學。華中師大一附中的科創(chuàng)活動多種多樣，包括院士講堂與博士講堂、研究性學習、學生科學院和科技創(chuàng)新課程。2021年秋季，學校20余位博士教師為全校師生開設(shè)了15期課程，啟迪學生思維。2021級的學生在研究性學習中，一共提出了182個研究性主題，設(shè)計了334個子課題，最終結(jié)題數(shù)量達到320個。去年，學校成立了“科技創(chuàng)新課程中心”，在與高校企業(yè)合作開發(fā)課程的同時，還隨時記錄課堂教學數(shù)據(jù)，獲取第一手數(shù)字教學資源，并與合作學校開展跨校、跨學科線上協(xié)同教研。

寧波市鎮(zhèn)海中學：

創(chuàng)設(shè)豐富實踐活動構(gòu)建科學教育新樣態(tài)

在寧波市鎮(zhèn)海中學杭州灣分校，周邊是港口物流、智能制造企業(yè)的集散地和項目集合地，依托這些大型實驗室，學校可以開展富有地域特色的科學教育，將相關(guān)學科的探究活動與企業(yè)實踐相結(jié)合。此外，學校還創(chuàng)設(shè)豐富的大型活動，組織科學類賽事和社團活動，促進學生特長發(fā)展。

鎮(zhèn)海中學常務(wù)副校長沈虎躍介紹，學?？蓪崿F(xiàn)科學賽事“一月一賽”，鼓勵學生參加青少年科學嘉年華、青少年創(chuàng)客大賽、青少年航天創(chuàng)新大賽等活動。學校還持續(xù)引進大院、大所、高新企業(yè)的高端人才作為學校兼職導師，并引入博物館、科技館等校外科技教育資源。目前，學校已與中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所、西北工業(yè)大學寧波研究院和寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院等合作，開設(shè)科學實驗基地，協(xié)同發(fā)展構(gòu)建科學教育的新樣態(tài)。

湖南師范大學附屬中學：

構(gòu)建“小中大一體化貫通式”科學培養(yǎng)鏈

在科學教育的具體實施過程中，高中還存在對科學素養(yǎng)培養(yǎng)的實踐探索不夠深入，科學教育小中大一體化培養(yǎng)體系銜接不暢，師資和課程建設(shè)嚴重滯后、跟進不力等問題。這些問題如何破解？湖南師范大學附屬中學校長黃月初認為，加強科學素養(yǎng)培育，不能止步于科學教育活動、科學知識普及的表面繁榮，而應(yīng)致力于培育學生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。黃月初說，科學教育要引導學生將“小我”融入“大我”，厚植家國情懷。湖南師大附中開展“科學素養(yǎng)系列課程”“小學中學銜接”和“中學大學對接”育人探索，初步構(gòu)建了基于科學素養(yǎng)的“小中大一體化貫通式”科學培養(yǎng)鏈，形成了較為成熟的科學素養(yǎng)貫通式培養(yǎng)體系。

成都市第七中學：

升級科技創(chuàng)新教育課程體系

科技創(chuàng)新教育課程是成都七中拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)課程的組成部分，學校黨委書記易國棟介紹，學校注重加強學科建設(shè)，挖掘?qū)W科課程中的科技創(chuàng)新教育元素。不斷挖掘國家課程資源，優(yōu)化課程設(shè)置，豐富教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方式，形成了依次遞進、相輔相成的課程群。打破課程實施的時空界限，同時平衡學生理論與實踐兩方面的學習，讓學生的興趣轉(zhuǎn)變?yōu)橹救?，幫助學生尋找未來專業(yè)領(lǐng)域方向。