摘要高水平創(chuàng)新人才培育需從基礎(chǔ)教育抓起,大力推進大學(xué)與中學(xué)的實質(zhì)性合作育人,建立貫穿人才成長各階段的協(xié)同育人機制。上海中學(xué)自2008年開始推進“高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培育實驗項目”,立足于高水平創(chuàng)新人才的早期識別與培育,構(gòu)建了以“聚焦學(xué)術(shù)志趣、激發(fā)學(xué)術(shù)潛能”為導(dǎo)向的大學(xué)與中學(xué)合作育人模式,創(chuàng)設(shè)了專門課程、課題研究、創(chuàng)新實驗室平臺三大載體,形成了制度、資源、實施、評價四大貫通體系,為新時代高水平創(chuàng)新人才成長奠基提供了一個新思路。
關(guān)鍵詞 高水平創(chuàng)新人才;大學(xué)與中學(xué)合作;“強基計劃”;創(chuàng)新素養(yǎng);學(xué)術(shù)志趣;合作育人模式
中圖分類號G63
文獻標識碼B
文章編號1002-2384(2021)09-0005-05
我國要實現(xiàn)高水平科技自立自強,歸根結(jié)底要靠高水平創(chuàng)新人才。高水平創(chuàng)新人才培育需要從基礎(chǔ)教育抓起,大力推進大學(xué)與中學(xué)的實質(zhì)性合作育人,建立貫穿人才成長各階段的協(xié)同育人機制。從2008年起,上海中學(xué)在上海市率先開展“高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培育實驗項目”,與上海交通大學(xué)等十余所高校建立了實質(zhì)性合作育人關(guān)系,構(gòu)建了大學(xué)與中學(xué)合作育人模式,大力推進高水平創(chuàng)新人才的早期識別與培育,讓學(xué)生在充分的課程選擇和創(chuàng)新空間中形成個性化的成長路徑和基本理性的發(fā)展取向選擇,為新時代高水平創(chuàng)新人才成長奠基提供了一個新思路。本文結(jié)合上海中學(xué)的具體實踐,主要對大學(xué)與中學(xué)合作育人模式的內(nèi)在運行方式進行分析。
高水平創(chuàng)新人才所具備的許多重要素質(zhì)都是在高中階段開始顯現(xiàn)的。長期以來,我國高中階段教育與高等教育,在科技、人文等多個領(lǐng)域?qū)I(yè)教育之間存在著銜接盲區(qū),在一批有潛質(zhì)學(xué)生培養(yǎng)過程中,由于缺少方法、平臺與機制,錯失了高水平創(chuàng)新人才的早期培育黃金期,造成了人才培養(yǎng)周期中的“引橋”缺失,讓學(xué)生優(yōu)勢潛能發(fā)揮缺乏有效的學(xué)術(shù)支撐。因此大學(xué)與中學(xué)合作育人的核心在于將“聚焦學(xué)術(shù)志趣,激發(fā)學(xué)術(shù)潛能”置于主導(dǎo)位置,將“立德樹人”落實在學(xué)術(shù)基礎(chǔ)之上。
高中階段不同類型優(yōu)秀學(xué)生具有不同的優(yōu)勢潛能,且發(fā)展水平存在一定的差異性。根據(jù)高中學(xué)生特點及知識基礎(chǔ),大學(xué)與中學(xué)可以協(xié)同采用“強化模式”與“一般模式”相結(jié)合的合作育人思路,讓學(xué)生依據(jù)自己的興趣、特長與能力選擇“個人的成長軌道”,在聚焦志趣的同時產(chǎn)生對于一定領(lǐng)域的“學(xué)術(shù)”敬畏感和研究熱情。
所謂強化模式,也就是將同一類型發(fā)展?jié)撡|(zhì)學(xué)生集聚在創(chuàng)新實驗班里進行教育,設(shè)置基礎(chǔ)課程、專門課程與探究課程一體化的課程體系,在專門課程開發(fā)上關(guān)注國家發(fā)展某一領(lǐng)域的概貌認知,在某些點上可以深化。“高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培育實驗項目”啟動后,上海中學(xué)在原有數(shù)學(xué)班(1990年創(chuàng)辦,主要面向有學(xué)科競賽特長的學(xué)生)的基礎(chǔ)上,2008年9月與上海交通大學(xué)合作開辦首個科技班,設(shè)置物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、計算機科學(xué)、醫(yī)學(xué)五個科技領(lǐng)域?qū)iT課程,成為大學(xué)與中學(xué)實質(zhì)合作推進高水平創(chuàng)新人才早期識別與培育的探索先鋒。之后學(xué)校與大學(xué)的合作育人不斷拓展,2012年增設(shè)工程班,設(shè)置工程、通訊、海洋、能源、環(huán)境五個領(lǐng)域的專門課程,形成了以數(shù)學(xué)班、科技班和工程班的學(xué)生群體為對象的強化模式。
在推進強化模式探索過程中,學(xué)校從引導(dǎo)學(xué)生在科技班的5個專門領(lǐng)域課程中選定2個方向,經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)后逐步聚焦至1個方向的探索(經(jīng)歷立項、開題、經(jīng)費申請、中期報告、結(jié)題等完整的課題研究過程,稱為“5→2→1”模式);到將工程班的5個專門領(lǐng)域課程打通選擇,在2016年引導(dǎo)科技班和工程班的學(xué)生從開設(shè)的10個專門領(lǐng)域課程方向中選擇2個方向,再聚焦到1個方向?qū)W習(xí),轉(zhuǎn)化為“10→2→1”模式;2019年又增設(shè)了腦科學(xué)和人工智能等領(lǐng)域的專門課程,并通過調(diào)研和研討,在課程選擇和學(xué)習(xí)方式上進行了多次調(diào)整,最終演變?yōu)椤?1→1”模式,即逐步讓學(xué)生有更廣泛的領(lǐng)域?qū)д撜n程學(xué)習(xí)(在學(xué)生選擇之前,全員聽取11個方向?qū)iT課程的導(dǎo)論課,學(xué)校俗稱其為“廣告課”),了解更多領(lǐng)域的研究前沿和基本研究方法。上海中學(xué)每屆學(xué)生近400人,參加強化模式的科技班和工程班學(xué)生約占學(xué)生總數(shù)的25%。
相對強化模式,一般模式更為靈活,主要以大學(xué)與中學(xué)合作開設(shè)一定領(lǐng)域的專門課程以及基于專門課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的小項目研究形式展開,只要學(xué)生對某個領(lǐng)域感興趣就可以參與其中。上海中學(xué)面向全體學(xué)生設(shè)置了10余個實驗組,從2012年開始與不同領(lǐng)域?qū)I(yè)實力強大的大學(xué)如上海財經(jīng)大學(xué)、同濟大學(xué)等合作,先后開設(shè)了金融、法學(xué)、軟件科學(xué)、主持與演講等多個實驗組專門課程。學(xué)生可以在自主報名的基礎(chǔ)上,通過一定的選拔參加某個感興趣的實驗組專門課程學(xué)習(xí)。強化模式與一般模式聯(lián)動,構(gòu)建了體系化的中學(xué)與大學(xué)合作育人模式。
高水平創(chuàng)新人才具備的素質(zhì)應(yīng)該是全面和綜合的,其中包括創(chuàng)新知識基礎(chǔ)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格基礎(chǔ),因此,創(chuàng)新環(huán)境營造對其發(fā)展具有非常重要的作用。大學(xué)與中學(xué)合作育人,需要創(chuàng)設(shè)專門課程、課題研究、創(chuàng)新實驗室平臺三大主要載體。
1. 以專門課程實施夯實學(xué)術(shù)基礎(chǔ)
創(chuàng)新不是無源之水,它必須以豐足的知識為能量源泉。對于學(xué)校教育來說,課程是知識的主要載體,指向一定領(lǐng)域概貌認知的專門課程體系構(gòu)建,是大學(xué)與中學(xué)合作育人的最重要載體。以上海中學(xué)專門課程結(jié)構(gòu)圖(見圖1)為例,“學(xué)科必修課程”為“專門課程”奠定基礎(chǔ),而“專門課程”又為“課題研究”奠定基礎(chǔ),形成了層層遞進、層層聚焦的專門課程體系,為學(xué)生未來在專業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
一般模式包括兩類專門課程,均面向全體學(xué)生。第一類為中學(xué)教師為主開發(fā)的選擇性必修課程和選修課程,具體包括7個學(xué)習(xí)領(lǐng)域、14個學(xué)科范疇的370多個專門科目及相應(yīng)的課題探究模塊。該類課程針對尚未發(fā)現(xiàn)自己感興趣領(lǐng)域或者想對自己感興趣領(lǐng)域進行初步了解的學(xué)生。課程用時3~15課時不等,內(nèi)容涉及某個主題的基礎(chǔ)知識、研究方法及發(fā)展概貌。第二類為實驗組專門課程,目前設(shè)有金融(與上海財經(jīng)大學(xué)合作)、法學(xué)(與華東政法大學(xué)合作)、人體醫(yī)學(xué)(與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院合作)、主持與演講、微電影(與上海戲劇學(xué)院合作)、節(jié)能汽車、軟件工程(與同濟大學(xué)合作)、無人機、計算機視覺和機器學(xué)習(xí)(與上海交通大學(xué)合作)、地理信息系統(tǒng)(與華東師范大學(xué)合作)等12個實驗組。實驗組課程內(nèi)容涉及該領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)及重要發(fā)展方向,讓學(xué)生對該領(lǐng)域有宏觀認識,并掌握該領(lǐng)域問題分析的能力及基本的課題研究能力。課程反映某領(lǐng)域最新發(fā)展,并強調(diào)基于實踐的學(xué)習(xí)。以2019年設(shè)立的“計算機視覺和機器學(xué)習(xí)”實驗組為例,該實驗組與上海交通大學(xué)AI研究院合作,課程內(nèi)容包括人工智能初步、人臉識別分析、圖像搜索推薦系統(tǒng)、無人車設(shè)計四個模塊。
2. 在課題研究指導(dǎo)中體悟研究方法
人的創(chuàng)新能力是智力因素和非智力因素的綜合作用,要讓這個綜合作用發(fā)生需要一個載體,而就某個感興趣領(lǐng)域展開的課題研究項目則是綜合運用知識、能力并形成創(chuàng)新人格的最佳路徑。無論是哪種合作育人模式,學(xué)生均需要經(jīng)歷課題研究的過程。
學(xué)生課題研究基于專門課程的學(xué)習(xí),每位學(xué)生在大學(xué)教師和校內(nèi)教師的指導(dǎo)下利用一年半的時間至少完成一個課題,經(jīng)歷開題、中期、結(jié)題的完整研究過程。大學(xué)教授具有深厚的理論研究基礎(chǔ)與豐富的課題指導(dǎo)經(jīng)驗,在中學(xué)生課題指導(dǎo)方面具有前瞻性與理論性并重的特點。這些課題研究與大學(xué)導(dǎo)師正在進行的學(xué)科前沿研究緊密相關(guān),大學(xué)教授帶著自己的學(xué)術(shù)研究走進中學(xué),對于聚焦學(xué)生的學(xué)術(shù)志趣、激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)潛能帶來積極影響。以學(xué)生課題研究為抓手,不僅能夠豐富課程設(shè)置,還可以形成目標式學(xué)習(xí)范式,塑造內(nèi)容豐富的課題研究體系,系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力,也能檢驗學(xué)生階段學(xué)習(xí)的成果。以上海中學(xué)與上海交通大學(xué)合作的智能工程方向為例,其基于專門課程基礎(chǔ)上的課題研究路徑包括導(dǎo)論課程(高一上學(xué)期)、主題課程(高一下學(xué)期)和項目研究(高二上學(xué)期)三個階段。
在這種合作模式下,學(xué)生每年完成課題90項左右。以上海交通大學(xué)與上海中學(xué)合作開展的創(chuàng)新實驗班課題項目研究為例,近5年來學(xué)生累計在上海市、全國青少年科技創(chuàng)新類展示活動中獲獎500余項,并形成了大量的課題研究成果。如2017屆的魏同學(xué)憑借“一縷煙的背后:恒溫熱源上方氣流的形態(tài)和煙顆粒疏密條紋成因的研究”成果,獲得一顆小行星命名。
3. 以創(chuàng)新實驗室搭建創(chuàng)新平臺
大學(xué)與中學(xué)合作育人模式實施的重要一環(huán)就是創(chuàng)新實驗室構(gòu)建?;跀?shù)字技術(shù)整合的創(chuàng)新實驗室是促進學(xué)生學(xué)術(shù)志趣聚焦和潛能開發(fā)的重要平臺,也是創(chuàng)新知識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格得以綜合展現(xiàn)的載體。鑒于數(shù)字化設(shè)備的更新速度及學(xué)科發(fā)展前沿的不斷突破,大學(xué)與中學(xué)合作構(gòu)建的創(chuàng)新實驗室宜采取“滾動更新”的方式,在論證階段需要與大學(xué)、科研院所不斷商討聚焦和細化方案。
2002年起,上海中學(xué)逐步與高校合作構(gòu)建了腦科學(xué)與人工智能、化學(xué)現(xiàn)代儀器分析、環(huán)境工程等30多個現(xiàn)代數(shù)字化實驗室。其中2012年以來逐步淘汰的實驗室有“自動控制實驗室”“納米技術(shù)實驗室”等,新增的實驗室有“環(huán)境工程實驗室”“VR實驗室”“無人機實驗室”“土木工程實驗室”等,目前在使用的有29個。調(diào)查表明,每年100%的科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)W生課題全部基于數(shù)字化創(chuàng)新實驗室。此外,每個實驗室的構(gòu)建都應(yīng)有相匹配的專門課程。
大中學(xué)合作育人模式構(gòu)建從時間線上可以分為準備、啟動、實施、提煉、優(yōu)化五個步驟,是一個不斷迭代和成長的過程。準備階段為辦學(xué)基礎(chǔ)與辦學(xué)優(yōu)勢識別;啟動階段為從實驗班的點上突破到實驗組的面上推進;實施階段形成以上述三個載體為支撐的學(xué)術(shù)志趣聚焦、學(xué)術(shù)潛能激發(fā)的運行體系;提煉階段為通過不斷反饋研討,形成可以推廣的模式;優(yōu)化階段為對整個項目進行評估,并對項目成果進行檢驗,從而進一步完善合作模式。五個步驟的環(huán)環(huán)相扣與迭代發(fā)展,促進大學(xué)與中學(xué)合作育人形成四大貫通體系。
1. 制度貫通體系
大中學(xué)合作育人的制度體系包括共同制定培育方案、合作組成教學(xué)團隊、協(xié)同實施教學(xué)管理、聯(lián)合實施教學(xué)評價體系。例如:上海中學(xué)與上海交通大學(xué)簽訂“高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培育實驗項目”合作協(xié)議后,明確由雙方共同確定實驗班學(xué)生的培養(yǎng)理念、培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、成效預(yù)測和評估的系統(tǒng)性設(shè)計,并根據(jù)項目推進進行調(diào)整(如將自動控制逐步更新為智能工程)和增減,不斷通過研討增加補充協(xié)議。如2017年上海中學(xué)與上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院合作設(shè)立了無人機實驗組,以激發(fā)學(xué)生對航空航天工程領(lǐng)域的興趣,并舉行了簽約儀式,作為總協(xié)議的補充。除合作協(xié)議外,學(xué)校還建立了與之配套的校內(nèi)教師與校外教師聯(lián)系制度、專門課程管理制度、實驗項目經(jīng)費管理制度、課程實施效果調(diào)研反饋制度等。
2. 資源貫通體系
資源貫通體系包括實驗室資源共享、高水平專家資源、優(yōu)勢專業(yè)課程資源、科創(chuàng)活動平臺資源。
首先,大學(xué)面向高中生開放實驗室資源,包括高中階段不適宜創(chuàng)建的學(xué)科高精尖實驗室,或配備更專業(yè)的指導(dǎo)人員。以上海中學(xué)與同濟大學(xué)合作的土木工程專門課程為例,學(xué)生在完成課題“基于電渦流效應(yīng)的新型調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在高層結(jié)構(gòu)與橋梁中的研究”的過程中,每兩周到同濟大學(xué)實驗室利用振動臺對理論模型進行驗證,最終完成課題。
其次,立足于專門課程體系形成的專家授課團隊是大學(xué)與中學(xué)資源貫通的核心,其中每個大學(xué)專家都對接一位高中學(xué)科教師,形成貫通機制。以上海交通大學(xué)為例,近10年來,由院士、國家級教學(xué)名師、“千人計劃”“長江學(xué)者”、“973”首席科學(xué)家等知名教授組成的“教授團”,每年為學(xué)生開設(shè)高水平講座至少50次,每年指導(dǎo)中學(xué)生自主特色實驗項目至少50項。
再次,在優(yōu)勢專業(yè)課程資源方面,大中學(xué)合作一般由大學(xué)的優(yōu)勢專業(yè)與中學(xué)專門課程深度結(jié)合。如學(xué)校與華東政法大學(xué)合作開設(shè)法學(xué)課程,與華東理工大學(xué)合作開設(shè)環(huán)境工程課程等。
最后,科創(chuàng)活動平臺資源包括中學(xué)與大學(xué)共同構(gòu)建或參與的專業(yè)領(lǐng)域交流展示或比賽活動平臺,這些平臺是展示和提升學(xué)生學(xué)術(shù)潛能的重要途徑。如同濟大學(xué)不定期組織上海中學(xué)汽車實驗組學(xué)生到同濟大學(xué)創(chuàng)新基地參觀學(xué)習(xí),積極組織學(xué)生參加土木工程學(xué)院的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計大賽。
3. 實施貫通體系
大學(xué)與中學(xué)合作育人的實施體系主要通過前述三大載體展開。合作項目實施的關(guān)鍵因素是“人”,實施的本質(zhì)是人與人之間的信息交互。大學(xué)專家可能并不了解中學(xué)的辦學(xué)條件和資源、學(xué)生基本情況和辦學(xué)目標,因此中學(xué)可以通過“專人對接+定期座談”的形式將學(xué)校發(fā)展的新要求及時傳遞給大學(xué)。在合作過程中,可以通過大學(xué)和中學(xué)共同組建的項目管理團隊來監(jiān)督實施過程,并通過過程性記錄材料體現(xiàn)合作過程。激勵機制可以提高雙方團隊的參與積極性、加深合作深度,中學(xué)可以通過設(shè)置課題指導(dǎo)獎勵機制和課時補貼的形式鼓勵中學(xué)教師參與合作計劃,大學(xué)需要設(shè)置相應(yīng)的激勵措施鼓勵專家長期參與中學(xué)專門課程的開發(fā)和課題指導(dǎo)。如上海交通大學(xué)每年統(tǒng)計分析在上海中學(xué)任教專門課程的導(dǎo)師所指導(dǎo)的課題數(shù)量和質(zhì)量,并對參與的教師給予獎勵。2020年,上海交通大學(xué)與上海中學(xué)共同為在“科技班與工程班”人才培養(yǎng)中持續(xù)付出的執(zhí)教十年及以上教授代表頒發(fā)了紀念證書。
4. 評價貫通體系
“強基計劃”的推進為大學(xué)與中學(xué)合作帶來了更大空間,也要求大學(xué)與中學(xué)合作項目中關(guān)注評價體系的貫通。以上海中學(xué)實驗班專門課程的評價為例,評價分為內(nèi)部評價與外部評價。內(nèi)部評價分線上和線下兩種類型。線上主要通過研究性學(xué)習(xí)平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,教師每節(jié)課后發(fā)布問題,供學(xué)生討論交流。文獻綜述、小結(jié)交流、開題報告、中期報告、研究論文等均通過該平臺上傳。學(xué)校為每一位參與課題項目研究的學(xué)生都配備了《拔尖創(chuàng)新人才早期培育鏈實驗記錄本》,用于記錄開題情況、每次的實驗數(shù)據(jù)及處理情況、結(jié)構(gòu)設(shè)計稿、中期答辯、參賽情況等,讓學(xué)生時刻關(guān)注自己的課題研究進度。外部評價則主要以參加比賽或展示活動等形式開展,如參加全國或上海市科技創(chuàng)新大賽等市級或者其他國家級、國際級的科創(chuàng)類比賽以及學(xué)校科技節(jié)的論文答辯活動等。學(xué)生專門課程學(xué)習(xí)和課題研究的過程性資料,將作為學(xué)生綜合素質(zhì)評價的重要支撐,提交給報考的大學(xué),使大學(xué)對學(xué)生的學(xué)術(shù)潛能有更科學(xué)的判斷。
高水平創(chuàng)新人才早期培育視野下大學(xué)與中學(xué)合作育人模式的構(gòu)建,是一個長期的、持續(xù)優(yōu)化的過程。實踐和調(diào)研分析表明,上海中學(xué)的大學(xué)與中學(xué)合作育人,對于學(xué)生形成初步理性的專業(yè)取向選擇產(chǎn)生了積極影響,首屆(2011屆)科技班學(xué)生中,82%的學(xué)生都選擇了在大學(xué)畢業(yè)后繼續(xù)深造,碩博士比例達到82%。對科技班、工程班最近5年畢業(yè)生的專業(yè)選擇分析表明,學(xué)生在校期間所選課程、所做課題與升學(xué)專業(yè)匹配度為80%~90%。與此同時,高中主動作為與大學(xué)優(yōu)勢專業(yè)對接,促進大學(xué)專家與中學(xué)教師的深度交流,為普通高中研究型教師提供了職業(yè)個性化發(fā)展以及自我成長發(fā)展的平臺。
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(編輯 謝 凡)
注釋:① 本文系全國教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度教育部重點課題“高水平人才培養(yǎng)體系視野下大中學(xué)合作育人機制研究”(課題編號:DHA190436)的階段性研究成果。