基于要素整合的 高中科创教育探索与实践

徐正伟

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。实现创新的根本靠创新人才，创新人才的培养责任在教育。创新教育是一个系统化的工程，从小学、中学到大学的各个阶段有相应的任务和目标，高中阶段的创新教育起着承前启后的作用。然而，当前高中学校科创教育实践却面临困难。应当在充分理解高中学校科创教育存在价值的基础上，通过整合科创教育实施要素，协同发挥各要素作用，推进科创教育在高中学校的深度开展。

一、高中科创教育要素分析与整合

“要素”是指构成一个客观事物并维持其运动的最小单位。高中科创教育的要素分为主体要素、课程要素和环境要素三个方面，整合好三要素才能有效推进科创教育的开展。

1. 积极的主体参与是科创教育的动力源泉

科创教育的主体是参与其中的所有人，包括学校的决策者、教育的执行者和教育的对象。主体以积极的姿态参与其中，科创教育才能有活力。决策主体为科创教育开展搭建平台。高中科创教育要不要做，往哪个方向做，取决于学校决策者对科创教育的理解而产生的决定。执行主体使科创教育得以落到实处。执行主体是具体实施科创教育的教师。教师构成上普遍采用专职加兼职的方式，即以一定数量的专职科创教师为主，负责青创赛、学科奥赛等专业性较强的活动，兼职科创教师辅助负责一般活动;为弥补校内科创教师的不足，还可以借助社会力量如引入大专院校、科研机构人员或有科创特长的家长等参与学校科创教育活动。对象主体的参与度影响科创教育的效能。教育的对象是学生，为使学生能充分参与科创教育，需要考虑三个方面因素：因材施教，根据学生不同特质推荐参加不同类型科创活动;解放学生，让学生有充分时间参与科创;注重精神教育，包括创新精神在内的执着、进取、勇于探索的精神。

2. 完善的课程体系是科创教育的核心所在

课程是科创教育的核心。科创教育课程多为校本化课程，设置具有一定灵活度，实施上也要依据一定原则。

课程关联化。科創课程设置应与国家课程标准紧密联系，与学校常规教学相结合，一方面能让学生学有所用，加深对学科知识的理解与掌握，促进学生关键能力和核心素养的发展;另一方面也减少科创教育开展的阻力。

课程专业化。科创课程的设置具有一定灵活性，这种灵活性表现在设置课程种类方面可以自由取舍，但就既定课程而言，课程设置应当是专业的，遵从一定规则。

课程多样化。多样化课程是为了在不同阶段满足不同层次学生的学习需求，如在高一阶段开设体验类和实践操作类科学课程，可以让学科知识尚不完备的学生开拓知识面，训练动手能力;高二阶段开设科学探究类和作品设计类课程，用项目化教学方式引领学生发展。

3. 良好的科创环境是科创教育的根本保障

教育活动的开展离不开环境的保障，而科创教育的特殊性对环境有更多要求。这些环境总的来讲分为内部环境和外部环境。内部环境主要是支撑科创课程开展的各类专用室场以及配套器材，常见科学探索类室场有模型标本室、自然科学探究室等，常见加工制作类室场有3D打印室、激光雕刻室等，展示成果一般还需要建设作品陈列室。外部环境是指能够为学生提供拓展和实践的场所，如科研院所、生产企业、科技馆博物馆等，学生走入这些地方可以接触更宽广的知识，启发创新思维，也为科创活动营造良好的氛围。

二、高中开展科创教育的实践与探索

纳米教育作为具备时代特色的科创教育被越来越多地引入中学课堂。西安交通大学苏州附属中学（以下简称“西交附中”）在实践纳米教育方面做了一定尝试。

1. 搭建纳米教育的硬件平台

硬件建设是科创教育的基础和保障，相较于常规学科教学的设施而言，科创教育硬件需要的类别更多，专业性更强，资金投入也更大，可以多渠道解决。例如：（1）整合校内资源，将分散的相关设施划为科创教育专用设施;（2）以项目建设提升科创教育硬件水平，申报教育部门的科创类学科基地，争取资金保障建设;（3）拓展校外学习空间，将校外专业机构的设施作为学校教育资源的延伸。西交附中以建设省级纳米课程基地为契机，打造两片特色场域空间，建设以纳米技术展示与纳米科普教育为目标的纳米科普馆、以学生动手实践与深度探索为目标的专业实验室，添置包括真空镀膜机、原子力显微镜等先进实验设备，这些空间和设施为学生进行深度纳米学习与创新提供了有力支撑。

2. 纳米项目合作搭建技术平台

在技术条件不具备的情况下，主动与纳米研究机构进行项目合作，借助外力推动项目发展是理想选择，多层次的技术力量参与可以使纳米教育更高效。例如：（1）与纳米科学前沿关系紧密、专业性强以及需要用到尖端实验设备的内容交由学校协议合作单位和专业机构开展，学校师生共同参与，共学共研;（2）中等技术含量内容，采用在专业科研机构指导下由校内教师开展的教学模式;（3）基础内容由校内教师自主开展。与专业机构的项目合作一方面保证了技术路线的方向正确，另一方面也能让师生接触更多纳米科技前沿动态。

3. 纳米班级组建搭建成长平台

深度的科创教育开展是一个对学生进行长期培养的过程，需要有完善的体系和持久的跟踪培养规划，为学生搭建能够与未来发展相对接的平台。西交附中成立了“纳米科学人才实验班”，采用高中3年全面培养、本科4年跟踪培养、本科后深造（或就业）长期扶持的“3+X”长周期培养途径，在普通高中国家标准课程的基础上，重点开设纳米科学与工程技术前沿课程。“纳米科学人才实验班”毕业生在大学就读期间，可获得学业和生涯规划跟踪培养与指导、地区政府奖学金扶持以及进入苏州纳米产业园实习的机会;本科毕业后，可由西安交通大学苏州研究生院、西安交通大学纳米科学与工程技术学院提供学业深造方面的推荐，或由苏州独墅湖科教创新区管委会、苏州纳米产业园提供人才引进、创业就业方面的支持。

创新人才是建设创新型国家的关键，而学校教育承担培养人才的重任。高中学生的知识结构和心智特点非常利于开展科创活动，坚持在高中开展科创教育，要从高中学校办学实际出发，整合要素突破困难，注重实效、注重特色，充分发挥科创教育的育人功能，为培养未来创新型人才服务。

（作者单位：江苏省西安交通大学苏州附属中学）

责任编辑：胡玉敏

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