科学高中课程体系的系统建构策略|高中_新浪财经

科学教育高质量发展是国家战略发展所需，被视为提升国家科技竞争力、培养科技创新人才、提高国民科学素养的重要基石。为推动科学教育的深入改革，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》[1]，随后发布了《关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知》（简称《通知》）[2]，提出在全国范围内建设中小学科学教育实验区、实验校，尤为强调其课程体系建构的紧迫性。专业化、多元化的科学课程体系是推进科学高中发展的关键，是科学高中培育各层次人才的基础。为此，从课程目标、课程结构、课程内容、实施方式、学习环境、资源开发、支持系统等维度探讨课程体系建设，应对未来社会发展对人才提出的素养需求，对发展科学高中具有重要意义。

讨论“科学高中（Science High Schools）”时，涉及“科技高中（Tech High Schools）”和“STEM高中（STEM High School）”等相关概念，这些名称虽略有差异但内涵相近，均指突出数理和技术工程类教育特色的高中，本文不对这些术语做差异性辨析，而是集中讨论它们在教育体系中的共同特征和功能。公众头脑中对“科技教育”或“科技高中”的印象，往往会侧重其中的技术和工程教育成分，较少考量与物理、化学、生物、地理等自然科学领域基础学科教育之间的联系。而在我国基础教育语境下，“科学教育”的内涵是广义的，包括科学、技术与工程教育等方面。尤其在做好科学教育“加法”背景下，强调科学教育对各类、各层次人才培养的重要价值，同时对于基础研究相关领域创新人才培养的重视程度日益增强。由此，本文采用“科学高中”的表述，用以突出基础科学教育，同时兼顾其与技术与工程等教育主题的融合发展。

一、课程目标：面向不同禀赋的学生设置层次化的育人目标

当前，人工智能引发重大变革，科技发展加速、迭代周期缩短，科学与人文深度交融，未来社会的不确定性给人才结构与人才素养带来巨大挑战，科学高中课程体系建设需要回应“培养什么人”的根本问题。《通知》明确指出，为不同禀赋的学生提供发展空间，形成科技创新后备人才培养的特色路径。对标国际，科学特色高中可分为选拔型、包容型、职业技术导向型以及“高中—学院”一贯制四类，并设立了针对性的培养目标：立志从事科技创新事业的青少年群体；具备基本科学素质的公民；掌握STEM知识和技能的应用型人才[3]。日本的超级科学高中也展示了层次化育人目标的实践指向：针对全体学生提升科学素养和兴趣；为普通理科班学生提供必需的科学知识；将超级科学班的学生培养成未来的科技后备人才[4]。

层次化的育人目标意味着综合学生学习兴趣、能力水平、个性品质、发展定位等特征，采取面向全体学生的个性化、差异化教学。根据国家发展的人才结构需求，科学高中培养目标包括三个主要方面：现代公民、产业大军、顶尖人才[5]。对于现代公民，旨在培养基本科技素养，具体包括：掌握基本科学知识与科学方法，形成基本科学思维，拥有科学精神，发展技术应用能力，理解科学、技术、社会之间的本质特征，能在真实环境中解决问题并形成科学决策，积极参与未来社会建设。对于产业大军，在现代公民的目标基础上，侧重于科学应用能力、技术与工程技能的培养，为快速发展的工业和技术市场培养具备必要技能和操作能力的人才。对于顶尖人才，关注科研志趣、创新能力、独立思考能力、领导力、全球视野的发展，培育未来的全球科研创新者与领导者。此外，诸如语言技能、沟通合作、文化理解与传承、审美情趣等非科技属性素养对于各层次人才都是极为重要的。

科学高中的课程体系应反映对未来社会角色的深刻洞察和科学预判，满足从基础社会功能到高端科技创新的广泛需求，体现科学高中育人目标建设的前瞻性和战略性。通过系统规划体现各层次育人目标的课程，把不同类型人才培养的需求和目标转化成课程结构中相应的组成部分，并最终落实到具体课时设计上。在支持全体学生学习科学、热爱科学的同时，促进学生个性化发展，形成孕育创新人才培养的深厚土壤，达成科学高中培养多元类型人才的目标。

二、课程结构：基于目标需求、内容逻辑、时空区间规划结构化的科学类课程

美国布朗士科学高中将课程分为基础课程与荣誉课程、专项课程等研究性课程两个层次；区分数学、物理学、生物学、化学、工程学、环境学等多领域，在领域课程内部设置学科交叉[6]。同济大学附属上海市科技高中设置了基础课程、拓展课程、研究课程、实践课程四个层次课程结构，并在寒暑假设置企业实习、夏令营、专项研学等特色课程[7]。统览现有科学高中的课程结构设置，可从目标需求、内容逻辑、时空区间三个层面对科学类课程结构进行系统规划。在此说明，针对全人培养，语言类、艺术类、社会类等课程同样重要，但本文的讨论将专注于科学类课程的结构规划。

依据目标需求，课程体系可划分为基础性科学课程、拓展性科学课程、研究性科学课程，兼顾国家、地方及校本课程的深度关联。基础性科学课程，涵盖国家课程的必修与必选部分，高中阶段包括数学、物理、化学、生物、地理、信息科技、通用技术，需要保证课程开齐开足开好。拓展性科学课程，包括学科课程的选修部分、通识性地方课程及校本课程等，旨在延伸学科课程的广度及深度，并关注学科整合。研究性科学课程，即具有研究属性和专长导向的地方及校本课程，立足学生个体发展及未来出口；以灵活的模块为基本单位，打破固定的班级、学科和课时安排；高水平研究性课程中的学生将由课程受体转变为课程供体。

依据内容逻辑，从内容的学科领域、跨学科尺度、时代感、问题解决特征等不同角度，可形成内涵丰富的结构体系。基于内容的学科领域，有科学、技术、工程、科学人文（科学史、科学哲学、科学伦理）等主题的课程。基于内容的跨学科尺度，有单学科、跨学科、通识性（批判性思维、创新思维、研究方法）等属性的课程。基于内容的时代感，课程可包括经典基础科学内容、时代前沿内容等。基于内容的问题解决特征，指向建立认识，有科学原理探索、科学认识构建等课程；指向应用认识，有学科取向的科学类问题解决、真实的科学类问题解决、与科学有关的社会问题决策等课程。

依据时空区间，可划分为课堂、课后、周末、假期四个时段以及校内、校际、校外科普场所、科研院所四类场域，课堂教学侧重于掌握系统知识和发展基础技能；课后活动提供实验、研究和校内团队合作的机会；周末可安排更为灵活和拓展的科学实践活动，如科研讨论会、校际或区域工作坊、非正式科学教育活动等；寒暑假是深入开展完整研究项目和实习实践的理想时段。

整合目标需求、内容逻辑、时空区间三个维度，可构建各类型、多层面、体系化的科学类课程结构。三个维度交汇点即对应某类型化的课程，例如课堂开展技术类基础课程、寒暑假开展真实科学问题解决导向的研究课程等。因此，科学高中可集中理性筛选，结合具体取向形成结构化的课程规划。

三、课程内容：指向国家科技发展战略需求的课程内容选择与组织

科学高中建设的实践探索历程中，基本共识是突出科学类课程内容建设的核心地位[8]，倡导内容丰富、领域宽泛、学段衔接的课程内容建设。为保证课程内容的时代性与关切性，引导学生关注国家战略，课程内容应指向国家发展的重大领域需求。

首先，聚焦具有战略意义的学科或领域。关注经典基础学科、现代前沿领域；关注指向实际需求的真实问题，尤其是国家或全球面临的时代性议题；体现现代科学研究方法的领域；等等。例如，通过综合分析党的二十大报告[9]等文件、国家科技报告服务等系统，可确定国家重大发展的学科与领域（见表1）。其次，系统化分析学科或领域，形成内容清单。进一步形成对所选学科或领域的研究范畴、主题、问题等系统内容清单。该过程涉及对学科或领域内容本体的充分分析，其策略包括但不限于借鉴高等学校中的专业课程架构、参考相关方向的概述性书籍、分析国家科研布局重点发展方向等，旨在形成对相关领域的系统化、结构化本体认识。再次，筛选内容清单，构建有机协同的课程体系。基于上述清单筛选重要内容，创造或转化学校已有的课程资源，因地制宜发掘地方特色资源，形成有机协同的课程体系。最后，形成课程内容的进阶设计。依据教学目标、学生已有基础、学生思维特征等，设计由具体、简单、表象、孤立到抽象、复杂、本质、关联的课程内容进阶，形成跨学科、跨年段的课程方案。

科学高中可结合地域与资源优势，有选择地进行内容建设，并通过共建共享形成系统的课程体系，其课程内容建设过程也将成为有序且结构化的教育实践过程。

四、实施方式：倡导指向项目式学习的教—学—评方式变革

我国的基础教育课程教学改革倡导创新教学方式，倡导启发式、探究式、项目式学习，从知识传承转变为知识创新与应用。《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》[10]《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》[11]等文件以及《通知》均强调了如上教学方式的变革。

项目式学习已成为国际公认的促进核心素养培养的教与学的有效方式，是新时代育人方式变革的聚焦点与着力点。项目式学习倡导以学生为中心，强调真实问题情境和任务驱动，学生通过合作解决真实问题，并借助项目作品展示学习成果[12]。基于如上特征，项目式学习将成为突破讲授式、科普式困局的教学载体，成为学生学习方式转变的重要抓手、多元评价及过程性评价改革的有效途径。高水平的项目式学习课程，应基于社会发展现实生活的“真情境”设计项目驱动性问题，基于问题解决实践中的“真作品”设计项目成果作品，基于综合复杂问题解决的“真需求”设计项目学习目标，基于长周期实践探索的“真过程”设计项目任务活动，基于问题拆解与解决中的“真挑战”设计项目指导策略，基于培养学生核心素养的“真发展”设计项目评价方式[13]。

在项目式学习课程中，学生经历问题解决过程，开展团队合作探索，并有机会与科学家等直接互动，学习过程会更主动和自驱；教师转变为设计者、引导者、资源提供者，负责构建以真实问题解决为主线的学习场景；评价方式将更多元和更全面，问题解决的具体表现、项目学习的成果、同伴及领域专家评审、自我反思等都将成为核心评价方式，借由评价促进学生的自我理解、自我认识、自我发展。

在此强调，项目式学习不是起点缀作用的“甜点”，而需要走向学科化和常态化。倡导融入微项目、小项目、大项目、长周期项目等不同时长尺度的项目式学习；将项目式学习融入到新授课、复习课、习题课、科研型课题、馆校结合课程等不同类型课程中；在项目式学习中解决真实问题、学科问题、学习性问题、习题问题等多类驱动性问题。通过量的积累真正更新教育理念，转变育人方式，形成教、学、评方式变革的新气象。

五、学习环境：技术支持、横向联动的多样化学习环境搭建

学习环境的概念涵盖面广，包括从有形的物化学习环境到以数字化和互联网为基础的虚拟学习环境，从正式的课堂和学校到非正式的家庭和社会[14]。《通知》中强调，学校应建设具有先进设备的科学探索类、综合类、创新类等多样态实验室，为科学教育教学提供软硬件支撑，并与具有科学教育功能的机构（馆所、基地、园区等）建立常态合作，深入开展“请进来”“走出去”等活动。构建学习环境已成为提高科学教育质量的重要建设内容，不仅要覆盖传统的有形教室，更要扩展至技术支持、横向联动的多样化环境。

科学高中一方面应依据教育部发布的“教学装备配置标准”配备实验装备，重视课程中的实验教学，保证每个学生都能真实动手实验，同时配置手持式仪器、开源模块、VR/AR模拟虚拟实验室等数字化仪器支持实验开展，提升学生数字化时代进行科学探索的能力。基于项目学习的理念，配置数字化平台与资源，模拟真实世界场景，提供学生问题解决所需的工具、数据、文献等资源，建设合作与交流空间，增强学生的学习体验。借助人工智能等技术，发展个性化学习推荐、自动评分系统、智能教学助手、多模态资源生成等功能以优化教、学、评过程。

另一方面重视高校、科研院所、科技场馆、科技企业、特色产业等社会主体的作用，充分挖掘教育资源和学习场景，建设多场域联动的科学教育。多方联动合作共建实践课程，如科学家—教师协同培养课程、馆校结合课程、职业体验课程、远程双师课堂等；提供高校实验室、企业园区、工业生产线等沉浸式学习空间和情境，开展基于参与、体验、互动、实践的科学类课程；建立常态合作关系，探索如“学校+科学教育场馆共建”“大中小学科学教育共同体”以及“城乡科学教育联盟”等创新模式，形成教育网络，增强资源配置、专业指导、实践支持。不同主体的学习环境各有特点，需要抓住科学学习的基本要素，合理规划课程活动，处理好不同主体之间的冲突和耦合效应，最大化实现社会资源的综合利用。

六、资源开发：基于“标准规则”的协同合作资源开发

基于“标准规则”、采取协同合作模式的科学高中课程资源开发，将全面提升课程资源的丰富性、适用性、创新性。

基于“标准规则”的资源开发，标志着将从传统的经验导向转变为基于方法论的系统化和程序化开发。资源开发的“标准规则”即凝练课程建设中经验性、可迁移性的智慧，形成程序化、步骤化、结构化的过程路径及标准的案例模板，包括资源开发的程序策略、资源成果的基本结构、成果质量的评估标准等。基于“标准规则”，教师能逐步推进、自检修改、循环迭代，降低资源开发的难度，保证所开发产品的质量，同时促进教育创新成果的研发、推广与应用。

依据资源开发主体的多元性，协同合作课程建设模式包括不同形式：一是组建学校层面的联合教研组，创建涵盖多学科的开发团队，制订校本推进方案，共同建设课程资源。二是引入教育教学专家、学科科研专家、企业科技人员、科技辅导员等主体，将科研人员和高新企业的科研成果向基础教育教学转化，建设高品质的课程资源。三是促成校际和区域联动，加强实验区、实验校协同组之间的合作，建设课程资源开发的社群，定期组织研讨会、工作坊、联合活动，加强学校和区域之间的课程资源共建、共享、共惠。

基于“标准规则”的协同合作开发不仅承载了资源建设的功能，更是团体教研促进教师成长的过程，教师将深入理解课程开发与资源建设的理念和程序，丰富体验，提升能力，逐渐成为善设计、能宣讲、会培训的“种子教师”。

七、支持系统：从组织、机制、条件等多方面提供坚实保障

科学高中的课程体系建设通常需要多方参与，且线条复杂、历时持久，因此依赖于多维度的坚实保障。有效的支持系统应涵盖组织、机制、条件保障三大关键方面，强化科学高中课程体系建设的实施力度，确保可持续发展和深化。

首先，在组织保障层面，应建立专责科学教育课程体系建设的领导团队，由一把手亲自抓、带头干，确保课程体系建设得到足够重视及资源支持；配备专职的课程规划建设人员，负责目标建设、结构规划、内容建设、实施设计、环境搭建、教研开发等全方位工作；形成横纵贯通、协同配合的工作体系，促进教务、科研、实验室、技术装备、财务等部门之间的密切合作，以支持课程开发、实践、管理的整体流程。

其次，在机制保障方面，建立激励与评估机制，通过指向教师的年度考核、评模评优、职称评审量化考核推荐等制度，指向学生的荣誉称号、科学项目竞赛、专项奖励基金等制度，激励师生参与、投入、创新科学类课程。发展职业培训与学术交流机制，提供与课程体系建设相关的研修培训、学术活动机会，并推动校内外科学教育人才的交流互动。推进质量监控和反馈机制，通过试点课程实施与系统课程评估，定期收集学生、教师和外部专家的反馈，确保课程持续优化。

最后，在条件保障方面，要确保充足的教学材料和资源，如教科书、在线平台、专业期刊和数据库等配置，支持教师与学生的专业研究；提供用于课程开发、学生项目、科研活动等的必要资金，支持课程的可持续开发、实践、管理；配置在线教育工具和数据管理系统等基础设施，支持新形态的教学和学习。学校应制订经费投入计划，通过多渠道筹措资金，如政府财政投入、社会募集和企业赞助等；设立专门基金，定期评估、更新、优化课程体系；建立校际或区域网络，与其他学校和研究机构发展合作关系，共享课程资源和设施。

科学高中课程体系的建构中，不同环节相互关联、相互支撑共同构成了多维、立体、系统的科学教育课程体系框架。科学高中课程体系建设需要进行顶层规划、开展有组织的高质量研究、建设合作与交流的平台，从而搭建科学家、科研工作者与教育者之间的桥梁，建立学校教师与科技辅导员之间的协同共同体，孵化示范性科学高中，为教师提供持续的专业成长机会，构建开放、共享、互助的教育生态。课程体系是教育教学的核心要素，是实现教育目标的重要载体。期待通过各区域科学高中的创新与实践，汇聚成具有中国特色的科学教育课程体系方案，共创科学高中教育新篇章，为培养未来科技人才和提升国家科技竞争力贡献力量。

注释：

[1] 教育部等十八部门. 关于加强新时代中小学科学教育工作的意见[EB/OL]（2023-5-26）[2024-5]http://www.moe.gov. cn/srcsite/A29/202305/t20230529_1061838. html

[2] 教育部办公厅. 关于推荐首批全国中小学科学教育实验区、实验校的通知[EB/OL]（2023-12-15）[2024-5]http://www.moe.gov. cn/srcsite/A29/202312/t20231221_1095684. html

[3] 王梦倩，潘安琪，李秀菊，熊航. 科技特色高中建设的国际经验：政策、路径与启示[J]. 科普研究，2023，18 （05）：65-73+79+115-116.

[4] 李玲玲，李梦媛. 日本超级科学高中培养拔尖创新人才的经验与启示[J]. 人民教育，2024（02）：74-78.

[5] 郑永和，杨宣洋，袁正，卢阳旭. 高质量科学教育体系：内涵和框架[J]. 中国教育学刊，2022（10）：12-18.

[6] 段会冬，莫丽娟，黄睿. 美国布朗克斯科学高中创新型人才培养模式探析[J]. 教育学术月刊，2013（07）： 74-78.

[7] 王洋，易建平. 以特色“触动”学校整体变革——以曹杨二中“孵化”上海市科技高中为例[J]. 人民教育，2020（23）： 25-28.

[8] 郭子葳，张智，温馨扬，朱家华，杨建松，崔鸿. 我国科技特色高中建设实践：现状、问题与优化路径[J]. 科普研究，2023，18 （05）： 57-64+115.

[9] 中华人民共和国中央人民政府. 高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗——在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告[EB/OL]（2022-10-25）[2024-5]https://www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685. htm

[10 ]国务院办公厅. 关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见[EB/OL]（2019-6-11）[2024-5]https://www.gov.cn/zhengce/content/2019-06/19/content_5401568. htm

[11] 中共中央国务院. 关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见[EB/OL] （2019-6-23）[2024-5]https://www.gov.cn/gongbao/content/2019/content_5411564. htm

[12] 魏锐，朱叶，党育杰，唐珑畅，沈瑾，甘秋玲，赵雅萍，施冰，张杨，张爱平. 促进学生“学会思考”的项目式课程开发程序[J]. 基础教育课程，2023，（22）： 4-11.

[13] 魏锐，唐珑畅. 青少年科技创新项目式学习课程开发的思路与方法[J]. 中国科技教育，2021（12）：10-14.

[14] 李艳燕. 科技赋能教育创新：学习环境的变革与升级[J]. 人民论坛·学术前沿，2023（20）： 73-79.

（作者魏锐系北京师范大学化学学院教授，北京师范大学中国教育创新研究院副院长，北京师范大学科学教育研究院院长助理；沈瑾系北京师范大学化学学院博士研究生；郑永和系北京师范大学科学教育研究院院长、教育学部教授，教育部科技委科学教育战略研究基地主任，系本文通讯作者）

原标题：科学高中课程体系的系统建构策略