高中如何開展科學教育？當下，國內不少中學都在教學實踐中摸索答案。可以說，誰能在高中階段提前布局、探索拔尖創新人才早期培育的創新路徑，或許就能在培養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、人才高質量發展，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合學校總校黨委副書記）
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）
開設內容豐富、適合不同層次學生的科創類課程，聯動各方資源搭建多樣的體驗平臺，充分挖掘學科競賽的育人價值……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。在此基礎上，各高中還結合城市特色和資源優勢，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。
“高中科學教育的節拍，要與城市發展同頻共振。”上海中學校長馮志剛的一句話，道出了高中科學教育的探索方向，闡明了科技創新、教育發展之于一座城市長遠發展的重要意義。可以說，這些頂尖高中是推動國內拔尖創新人才培養的重要力量，他們的探索也為未來高中人才培養模式的轉變積累了經驗。
引導學生會“玩”，正是培養學生的主動探索精神
文匯報：科學教育已經成為全國基礎教育領域最熱門的話題之一，尤其對高中而言，科學教育做好了，也是為高校培養拔尖創新人才奠定基礎。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？
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”，其實也是培養學生的科學思維、科學能力、科學態度與科學精神，培養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、環境、評價等各方面的科學合理設計，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新實驗室。至今，上中建設有納米光子學實驗室、環境工程實驗室、仿生機器人實驗室等36個創新實驗室和“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個領域。每年，科學與工程領域學生課題100%基于數字化創新實驗室開展。
未來，學校計劃建設500個創新實驗室或空間，分布在校園的每個角落，并為每個實驗室設計相應的課程。
王曉楠：人大附中的科學教育覆蓋所有師生。我們發現，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，學校看重的不是金牌，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、醫學等相關學科。
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。考入清華大學后，他一邊讀書，一邊進入曠視科技公司工作。他帶領團隊開展人臉識別技術的研發，已經獲得幾項世界第一。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、藝術類教學已經不易，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已經成為學校的品牌活動之一，內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，學校還聯合博物館、科技館、科研院所和科技企業，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：隨著科技的快速發展，高中開展科學教育給教師提出了前所未有的挑戰。上好科學課的關鍵，是有一支高水平的科學教育隊伍。科學教師如何培養？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年前就建設了科創實驗室,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。基于教學一線的經驗，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：一是失去發現知識的基本技巧，二是失去發明創新知識的膽量。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多位畢業于海內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”，主題涵蓋數學、物理、天文、大氣、海洋、材料、機械、儀表、醫學等多個學科。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，服務科技創新》；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、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，這是我們開展高質量科學教育的基礎。
除了高水平的教師隊伍，我們還會邀請具備高水平學術能力的大學教授、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容與方式，營造良好的探究科技創新氛圍。
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名校內教師，與高校專家一同形成了相對權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展舞臺。
引入外部資源不是掛牌了事，而要探索激發學生志趣
文匯報：觀察這些頂尖高中開設科學教育的方法不難發現，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：深圳是一個具有創新基因的城市，培養學生的創新思維，深圳中學具備得天獨厚的優勢。比如，學校的家長資源非常豐富，不少人是各行業領域的精英，為此，學校設立“百職講堂”，邀請與深圳城市發展相關的，工作在企業和科研院所，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、芯片技術、智慧城市、元宇宙等豐富的講座。
此外，深圳中學與創新企業合作，在學校設立了11個創新體驗中心，這些企業包括華為技術有限公司、騰訊計算機系統有限公司、大疆-創新智能設備有限公司、華大基因研究院、比亞迪新能源汽車、深圳證券交易所等。可以說，深圳的頭部創新企業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知名高校也先后在深圳中學設立了12個創新實驗室。去年，學校建成深圳中學工程技術創新體驗空間，占地800平方米，內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出對該領域的學術志趣，以第二作者的身份在天線與微波領域的國際頂級期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》(簡稱IEEE TAP)發表論文。
從對首屆參加“復旦-上中導師制計劃”的2017屆上中畢業生統計來看，84%的學生仍在學術引領匹配領域，尤其是科學領域攻讀碩士、博士學位。可以說，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，我們要根據高中學生的思維模式，提供給他們適合的科學教育內容，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，梳理建設了覆蓋初中、高中所有學科的必修課、校本課程，構建了科學課程體系。學校還將課程進行拓展，形成小初高大連續培養體系。目前，北師大實驗中學正在實施教育集團化，借助教育集團，幾所成員校聯合培養學生的科學素養，形成整體的科學教育特征和氛圍。
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科學教育也要因地制宜
今年初，由世界頂尖科學家協會上海中心發起，面向國內頂尖中學成立了“世界頂尖科學家協會世界頂尖中學聯盟”，聯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、寧波市鎮海中學等中學的實力，也不容小覷。日前，這些學校的相關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，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個學科領域選讀一本書，兩年下來每個領域要選讀4本書。學校希望學生養成閱讀習慣，了解全域知識，形成跨學科的思維，并養成健全的人格。學校還為此培養了教師教研組，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，培養結構與功能觀、進化與適應觀，并能用生命觀念認識生命世界、解釋生命現象；還可以學習達爾文運用地理、歷史知識解決生物學問題，培養跨學科思維等。
重慶市巴蜀中學：依托數字孿生校園“巴蜀云校”打造教育共同體
重慶市巴蜀中學一直在探索K12一貫制的科學教育培養路徑。巴蜀中學聯動巴蜀幼兒園和巴蜀小學，開發了以“創造幸福向未來”為主題的貫通式科學培養課程體系。校長李瀟珂介紹，學校尤其注重對學生科學興趣的培養，還積極與大學聯動，與高校知名校友溝通，定期為學生開展科學講座。同時，依托巴蜀中學的數字孿生兄弟“巴蜀云校”，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享認為，科學教育不能簡單等同于科學課，更應該是一種培養人的理念，科學教育應該融入所有學科教學。華中師大一附中的科創活動多種多樣，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新課程。2021年秋季，學校20余位博士教師為全校師生開設了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，設計了334個子課題，最終結題數量達到320個。去年，學校成立了“科技創新課程中心”，在與高校企業合作開發課程的同時，還隨時記錄課堂教學數據，獲取第一手數字教學資源，并與合作學校開展跨校、跨學科線上協同教研。
寧波市鎮海中學：創設豐富實踐活動構建科學教育新樣態
在寧波市鎮海中學杭州灣分校，周邊是港口物流、智能制造企業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，將相關學科的探究活動與企業實踐相結合。此外，學校還創設豐富的大型活動，組織科學類賽事和社團活動，促進學生特長發展。
鎮海中學常務副校長沈虎躍介紹，學校可實現科學賽事“一月一賽”，鼓勵學生參加青少年科學嘉年華、青少年創客大賽、青少年航天創新大賽等活動。學校還持續引進大院、大所、高新企業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與工程研究所、西北工業大學寧波研究院和寧波市農業科學研究院等合作，開設科學實驗基地，協同發展構建科學教育的新樣態。
湖南師范大學附屬中學：構建“小中大一體化貫通式”科學培養鏈
在科學教育的具體實施過程中，高中還存在對科學素養培養的實踐探索不夠深入，科學教育小中大一體化培養體系銜接不暢，師資和課程建設嚴重滯后、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，而應致力于培育學生適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。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“科學素養系列課程”“小學中學銜接”和“中學大學對接”育人探索，初步構建了基于科學素養的“小中大一體化貫通式”科學培養鏈，形成了較為成熟的科學素養貫通式培養體系。
成都市第七中學：升級科技創新教育課程體系
科技創新教育課程是成都七中拔尖創新人才早期培養課程的組成部分，學校黨委書記易國棟介紹，學校注重加強學科建設，挖掘學科課程中的科技創新教育元素。不斷挖掘國家課程資源，優化課程設置，豐富教學內容，創新教學方式，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，讓學生的興趣轉變為志趣，幫助學生尋找未來專業領域方向。
閱讀原文
記者丨張鵬
來源丨文匯報
編輯丨王藍萱
編審丨戴琪
