特色高中以科技教育回应“科教兴国”战略要求的实践与探索

王新宇

（沈阳市第五中学）

党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，是我国放眼世界、立足全局、面向未来作出的重大决策。如何在新世纪立足科技，引领学生创新发展，是党和国家赋予教育工作的神圣使命。党的教育方针是教育必须为社会主义现代化建设服务、为人民服务，必须与生产劳动和社会实践相结合，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。因此，学校要全面贯彻党的教育方针，把创新发展成效作为检验学校工作的一个重要标准，积极探索育人模式的转型，以丰富的实践回答培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题，赋能学生多元成长，实现学校高质量发展。

一、以需求为驱动，确立特色发展方向

在国家层面，学校的第一任务是人才培养，要着眼于国家战略需要，全方位推动基础学科人才培养。科技人才是国家人才资源的重要组成部分，是科技创新的关键因素，是推动国家经济社会发展的重要力量。中小学校开展科技创新教育，既是教育坚守“为党育人、为国育才”的使命担当，也是教育服务于创新型国家建设的重大战略举措。

在学校层面，传统教育中，学校教育往往同质化，不重视科技教育，没有实现科技与教育的深度融合，没有促进学生个性化的发展。因此，学校迫切需要发掘自身特色，锚定国家发展战略目标与人才培养目标，扎实探索特色发展之路和优质发展之路，从而真正成为培养创新人才的摇篮。

在学生层面，学生具有强烈的好奇心和旺盛的求知欲，有很好的创新思维特质，但在传统教育环境中，学生参与实践的机会少，其动手实践能力差、科技创新能力弱，也限制了其批判性思维、求异思维与科技创新思维的发展。学校理应成为促进学生全面成长并助力学生面向未来创新发展的“学习场”“活动场”“思维场”“文化场”，使学生在丰富多元的探索实践中培养创新思维，获取创新能力，实现其全面成长。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出“鼓励普通高中办出特色”，《中国教育现代化2035》提出“鼓励普通高中多样化有特色发展”，《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022年）》提出“推动普通高中优质特色发展”。从鼓励到推动，从多样化到优质，特色发展在相当长的历史时期成为高中发展的主题。沈阳市第五中学（以下通称“我校”）将科技教育定位为学校的发展特色，将技术与教育教学、技术与人深度融合，围绕办学理念及育人目标，整合资源、课程、文化、评价、平台等教育元素，挖掘并探索其内在关联，提出“科技场”概念，实现有形的科技教育“学习场”“活动场”与无形的科技教育“思维场”“文化场”有机联动，形成持续循环的“场效应”，构建“场中教—场中学—场中育人”特色发展模式，有效推动学校特色发展、教师专业发展、学生创新发展。

二、以学生为核心，探索特色发展路径

（一）场中育人，确立学生创新发展目标

科技飞速发展，使人们越来越能体会到它的重要性。教育是国家发展的基石，可在其发展过程中融合科技，以科技突破学习的壁垒，以设计重构校园的未来，引领学生创新发展。我校充分认识到科技教育对学生成长的重要意义，把发展科技特色设定为学校未来发展的核心目标，并致力于梳理科技特色源流，结合“场”的泛在性、方向性、交互性，打破常规教育教学的时空边界，让教师在场中教，让学生在场中学。

我校有一间专为学生量身定制的“移动教室”——科技工场。学生先根据校本课程选修方向与社团活动安排，在“科技工场”自由选择学习和实践项目，再在教师的引领下，玩转各种科技设备。例如，学生通过车床铣床及木加工等机械设备，生产金属或木质结构组件；使用矩阵式3D 打印机打印出实体模型；通过AutoCAD 和CorelDRAW 等软件进行图形设计，运用激光切割机切割组件；应用树莓派、Arduino、Micro:bit等系统进行机器人设计；等等。

（二）无边界学习，提升学生创新发展品质

无边界学习的形式能够打破时间、空间、学科、师生的限制，使学习与生活真正融为一体，学习随时随地发生，并产生增值效应。这正是“场效应”的一种体现。“科技场”育人模式，注重有形的“场”与无形的“场”的相互作用，从而打破传统的教学模式与习惯，形成“场中教—场中学—场中育人”交互循环的“场效应”，以“场”为依托消解传统教学中广泛存在的二元对立结构，打破学科边界，融合课程资源，延展时空场景，融洽师生关系，注重随机生成，从而促成学生自我构建、创新发展。

我校围绕“科技场”概念，构建了“一场双轮三层四环”育人图谱。其中，“一场”指的是“科技场”这一核心概念；“双轮”指的是“教育”与“科技”两个发展方向；“三层”指的是以教育为核心的三层课程结构和以科技为核心的三层活动结构；“四环”指的是以落实学生核心素养为目标的知识环、能力环、素养环和品质环。“三层四环”结构有机结合，相辅相成，构筑完整的科技培养体系，实现了学生创新发展的闭环。“科技场”育人图谱体系中，又构建了开放的“场课程”体系，丰富的科技活动完善了“场资源”“场空间”的应用，真正实现无边界学习，进一步提升了学生的创新发展品质。

（三）泛在化资源，夯筑学生创新发展基石

物联网、大数据、云计算等信息技术的飞速发展及其广泛应用，给教育教学改革带来了前所未有的影响。因此，泛在化资源成为助力学生创新发展的必备基础。因为泛在化资源更注重交互性、及时性和智能性，所以其能够随时随地为学生提供学习实践的机会。这也对学校的特色发展提出新的挑战。能否真正为“无边界学习”提供支撑，夯筑学生创新发展基础，成为检验学校育人模式改革与特色发展升级成果的一个重要标准。

我校始终围绕“科技场”育人模式，挖掘课程内涵，制定课程标准，整合课程资源，发挥课程功能，优化课程实施，尊重并成全学生的差异发展。扎实开展必修课程，深入开发校本课程，充分利用科技工场、编程广场、创客工厂、实验超市、创客银行等实践场所，融入游戏思维，设计自主探究、即时互动的课程模块，为学生提供足够多元并富有吸引力的课程，以协商服务的方式助力学生个性化自主学习及探索实践。

为了鼓励更多的学生不断挑战与超越，使其在高中学习中获得完整而生动的创业体验，我校推出“创客币”，创设“创客银行”课程运行模式，以“投资游戏”的方式，提升课程的参与度和趣味性。“创客币”面值分为100 元、50 元、10 元和5 元，可用来在实验超市购买包括工具、零部件等创意开发所需的一应物品，也可购买相应课程服务。每个学期，我校都会举行专门的项目发布会，学生可以通过参加项目创意展示活动，来争取到由校长、书记、科技辅导员等组成的“风投天使团”的“风险投资”。一旦获得“风投”，学生就可以用“创客币”来兑换实验所需配件或支持性服务，从而完成创意项目。为了成功拉到投资，每个团队要制定详细的项目说明书。说明书包括项目介绍、项目描述、技术描述、资金安排、团队成员分工，甚至还有市场分析和财务预测。这项活动深受学生的欢迎和喜爱。很多学生在假期便开始策划、准备展示项目。

（四）开放式实践，完善学生创新发展保障

在传统的教育教学活动中，学校的学习实践平台与资源是有限的，也是相对固定的，不能满足学生创新发展的需要。从某种意义上说，这些滞后于学生成长发展需要的平台与资源就是学校的“负资产”和“死资源”。学校清空“负资产”，盘活“死资源”，意味着开启新的发展。围绕“科技场”及其群属概念，积极开发课程平台、实验平台、竞赛平台及服务平台等多类型开放式实践平台，就是“清空‘负资产’，盘活‘死资源’”的有益尝试。

我校实验超市的面积为300 平方米，定位为高端研究实验室。实验项目覆盖高中阶段的物理、化学、生物、地理等学科，包括云霄飞车、地理图形制作、穿越时空的旅行、科技实验展陈、土壤检测、食品检测、空气检测、植物的人工智能培养等项目，每一个项目都设置了具体的项目任务单和相应的探究性问题。学生可以根据自己的兴趣进行选择并独立实验，或者与同学合作完成相应的探究问题。

我校的创客空间面积为200 平方米，定位为相对高端的创新课程，为有一定科技创新能力，且有一定程序设计基础和创新设备使用技能的学生服务。创客空间包括：硬件编程、3D建模、平面建模、PCB制图、产品发布宣传等相关软件设计的软件设计区；可利用电路板雕刻机和热转印技术制作电路板的硬件制作区；配有相关科技创新图书资料、创意研讨展示板和演示屏幕的创意研讨区；可对硬件、结构件进行组装和美化，生成独立产品的产品加工区。

我校的科技工场面积达600 平方米，强调在科技、数字技术的范畴内，实现个性化、数字化的创造，在造物与协作的过程中，引导学生完成对人文、艺术内涵的理解。科技工场分为教学区、研讨区、课程区、加工区四大功能区域，设计开发八大课程、40 个项目方案。聘请5 位博士生导师担任校外辅导员，辅导和培训学生参加科技类竞赛。

由实验超市及各学科实验室构成的实验室集群，保证了学科实验和各探究类实验的普及，是“场资源”的重要基础，而编程广场、科技工场、创客空间等科技“活动场”，则保证了科技类课程的全方位实施。

同时，我校将“云概念”“云资源”“云管理”引入教育教学实践，通过平台开发导入各类数据，开发相应模块，实现“云选科”“云志愿”“云成绩”等各类应用服务，完善教育教学数据化管理，助力学生完成线上线下融合一体、自由选择、自主管理的学习实践，为学生创新发展提供切实保障。

（五）分布式评价，促进学生创新发展增值

将“分布式”概念引入教育评价是一种颇有探索意义的尝试。分布式系统一般具有自治性、并行性和全局性的特点，这与学校教育的基本属性不谋而合，即学生作为自主、自由的个体可以在任意环境中进行学习和成长；而学生与教师、学生与环境资源、学生与校园文化之间可以独立互动，没有主从之分；学校的特色发展、教师的专业发展、学生的创新发展既可以并行，也可以互相促进形成良性循环，从而实现共同发展。

基于这种认识，我校在构建评价体系时，在指标上坚持多元性、针对性、层次性和关键性，在内容上注重课程的科技含量、课堂的思维含量和学生的创新意识，通过分布式的“场评价”，将结果性评价与过程性评价并重，助力学生实现个性发展、差异发展、特色发展和创新发展。

在标准性评价层面，我校制定了《沈阳市第五中学学生科技能力标准》，从原理与方法、实验与操作、创意与设计、人文与社会、历史与发展、精神与素养六大方面提出24 条标准，为培养学生积极的科技意识和良好的科学素养提供参照。

在实践性评价层面，我校不断强化过程性评价，注重学生在科技课程与活动中的参与和表现，使评价不仅停留于具体的数据，而且能够反映学生的综合素养。例如，“水火箭”“一站到底”“水果电池”“3D打印”“激光雕刻”等活动的竞技性与前沿性，使学生表现出极强的专注力、抗压力与团队合作精神。“创客空间”课程中，学生自发组织，制作“创客币”，完善模型，申报项目，申请创客基金，模拟创客项目孵化的全过程。活动后，学生参与的“自动寻迹车”“智能定时浇水栽培”等项目获得学校支持而最终完成。在评价中，每一名学生都能够以真实的课堂表现与课程体验完成《我的创意》《成长的刻度》《成长的故事》3本过程性评价手册。

在社会性评价层面，教师带领学生开展由“华为开发者学堂”推出的HarmonyOS、Android、Java、JavaScript、AI/AR/5G 等课程的学习并完成相应认证，每学期结束给学生发一张学分认定证书，定期选拔并组织学生参加华为课程认证考试。同时，我校把已上线的应用程序向国家版权局申请计算机软件著作权证，从而获得国家专业机构的官方认可，甚至将学生编写的程序发布到应用商店，供用户下载使用，从而使学生的科技作品获得更广泛的社会性评价。

三、以未来为目标，升级特色发展品质

学校的特色发展不是一蹴而就的，更不是浅尝辄止的。特色建设是一场牵一发而动全身的改革实践，既需要有科学的布局与规划，更需要有面向未来的远见和可持续发展的路径与支撑。

以“科技场”为核心的“场中教—场中学—场中育人”特色发展模式是一种以培养学生创新发展为核心目标的改革实践。它将随着时代的发展，在具体的教育教学实践中不断经历论证与检验。学校特色发展、教师专业发展、学生创新发展既是时代向教育提出的新课题，也是使教育走向开放、走向丰富、走向创造的必由之路。我们需要面向未来培养具有积极的科技意识与良好的科学素养的创新型人才。因此，学校应不断反思与完善特色育人模式，突破特色发展瓶颈，升级特色发展品质，实现课程项目化、成果可视化、特色品牌化，更好地赋能学生未来发展。同时，学校也应充分发挥区域特色发展样本的价值与作用，在深度提升育人品质的同时，在更广阔的教育领域中发挥“场效应”，真正起到省级特色高中的示范引领作用。