北京八中不但是完全中學,同時還擁有北京市極具特點的超創教育,學生學齡涵蓋了小學5年級到高中。北京八中的科技創新后備人才培養體系已經歷了20年的積淀,重點聚焦學生梯隊體系和特色課程體系兩個維度的建立,旨在建設優質的科學研究學生梯隊,全面培養學生的科學素養和創新能力。

學生梯隊體系構建

第一級:科技愛好者俱樂部成員

為了讓更多學生感受到科學的魅力,讓學生的興趣愛好都有展示的空間,學校成立了科技愛好者俱樂部,所有對科學感興趣的學生均可申報,并按學生的興趣方向劃分為不同的俱樂部。生命科學領域包括植物方向、微生物方向、分子生物學方向、食品安全方向等,每個方向都有專業的校內外科技教師參與指導。

第二級:少年科學院成員

少年科學院是以科技愛好者俱樂部的成員為班底,選拔其中熱心科學且學有余力,在科學學習方面投入較大的學生組建的學生自治團體。通過整合學校和社會資源,在專業教師指導下,實現學生自主管理,為選拔和推薦學生進入科研計劃學習進行人才儲備。少年科學院內部設有組織部和宣傳部,負責全校科技活動的整體策劃和宣傳,在每個年級和班級都設有科技聯絡員,進行重要信息的上傳下達。少科院的核心成員是校內很多科學活動的主要參與者和組織者。

第三級:科研計劃后備學員

基于學校濃厚的科學研究氛圍和多個高端實驗室的開發,很多熱愛科學的學生從參與科普活動中走出來,對某些感興趣的問題產生了深入研究的想法,并有計劃地實現和探究。參與到此級別的學生為后期推薦到各項科研計劃的主體。

生物技術中心是培養生命科學方向科研計劃后備學員的重要場所,設有實驗準備室、無菌操作室、植物組培室、智能陽光溫室、分子生物學室等,學生可以在這里開展植物培養、微生物培養、植物組織培養等多個方向的課題研究。比如,有學生對中草藥特別感興趣,熟知很多中草藥的特性,在了解到很多蔬菜的農藥殘留量較大后,就開始思考能否利用中草藥替代農藥防治病蟲害。隨后,他們通過查閱文獻,確定了以常見的韭菜灰霉病作為研究對象,并利用甘草、白術等常用的中藥進行防治研究,最終達到了預期效果。相關自主課題的研究,為學生進入高校、科研院所開展研究打下了堅實的基礎。

第四級:科研計劃入圍學員

北京八中作為中學生英才計劃、北京青少年科技后備人才早期培養計劃、基礎學科拔尖學生培養計劃、北京市青少年科技俱樂部等科研計劃的基地校,通過前期各項科研活動的跟蹤反饋與校內面試等環節,推薦優秀學生參與各項計劃的面試和選拔,每年有40余名學生入圍。

學校對參與科研計劃的學員在校內實行雙導師制,既有科研項目管理導師,也有專業導師,前者負責項目的全程管理,督促和指導學生按進度推進項目,后者則負責指導學生進行數據分析、論文撰寫等。在雙導師制度的保障下,學校生命科學方向科研計劃學員近5年項目完成率達100%,得到了各項計劃校外導師的一致好評。

課程體系構建及實施

北京八中是素質教育的先驅,堅持“著眼于未來,著力于素質”的辦學思想。早在1986年,學校就制定并試行了《北京八中學生素質大綱》,近年來,結合新時代的育人目標,學校設計并完善了《新時代北京八中學生素質大綱》。素質教育的特色主要體現在科學優化的課程建設和豐富多彩的課外教育上。

在課程建設上,學校創新了“五維一體兩翼”的課程體系,每學期開設70余門研究性學習和校本選修課程,高端優質的科技創新課程就是其中的重要組成部分。學校科學教育特色課程體系分為科學通識課程、興趣引領課程、創新提升課程和拓展延伸課程4個層級。

科學通識課程

邀請國內外知名科學家、工程師等來校舉辦主題講座與對話沙龍,分享前沿科學發現、精彩科研歷程和科學精神;組織學生參觀科研院所、科普教育基地、科技企業研發中心等,讓學生身臨其境地感受真實的科研場景;舉辦趣味性強的科技嘉年華、科學實驗秀等活動,打破學生生活與科學的隔閡,建立對科學的基本認知與親近感。

興趣引領課程

基于學生在通識層被激發的不同學科興趣,在專業教師的精細化指導下進行深入學習,夯實專業基礎,拓寬專業視野。以生命科學方向為例,開設了“食品安全檢測”“微觀世界探秘——微生物觀察與應用”“植物組織培養與無土栽培”等課程,學生不僅要系統學習相關知識,更要動手操作相關儀器設備,構建起扎實的知識體系,并掌握基本的專業技能和實踐方法,開闊對專業認知的廣度和深度。

創新提升課程

主要是為選拔出的、具有較強科研潛力的學生賦能,系統訓練其開展科學研究的核心思維能力與規范意識,為開展原創性探究項目奠定基礎。相關課程全程模擬真實科研流程,將系統學習提出科學問題、查閱文獻綜述、設計研究方案、數據分析、學術論文寫作規范,以及學術交流等關鍵環節,注重批判性思維、邏輯推理能力、解決問題能力,以及嚴謹科學態度的培養。

拓展延伸課程

面向更具實力和競爭意識的學生群體,特別是創新提升層中表現優異者,提供更高層次的鍛煉平臺。主要依托各級各類權威科技競賽與挑戰活動,進行科學素養全方位、高強度的淬煉與呈現。

基于以上4個層級的課程,在實施過程中堅持以科學家精神為引領,以項目化教學為抓手,以館校合作為平臺,以課題研究為突破,讓不同層級的課程間有聯系,有遞進,有方向。

以項目化教學為抓手

以生命科學方向的特色科技課程為例,課程一般分為2個階段。前期以基礎知識和基本技能的學習為主要任務,教師在課前拋出一系列問題,學生以小組為單位認領任務,查詢和整理資料,在課程正式開始前,邀請學生進行資料分享,其他同學可以提出疑問,并在課堂上進行集體學習,再針對一些具體問題進行實踐。第二階段將以小組為單位開展項目式研究,問題均來源于學生的自主思考。

以館校合作為平臺

借助區內科技館,以及北京科學中心、中國科學技術館、國家自然博物館、中國古動物館等優質場館資源,學校教師與場館工作人員密切合作,對很多場館的課程內容進行了提升和調整,既滿足了更多年齡段學生的參觀體驗感,也為館校合作打開了新的路徑和渠道。作為北京科學中心的館校合作基地校,雙方通過深度合作,開發了一系列科普課程,滿足了學生對不同領域科學知識的需求,特別是北京科學中心的流動科技館,在八中本部展示過程中,很多教師都現場利用流動科技館的展品開展了教學活動,學生也體會到了書本上較難領悟的科學原理,收獲了不一樣的科學體驗,獲得一致好評。

以課題研究為突破

教師將教學過程中出現的問題作為課題研究的出發點,帶著研究任務教學,在真實的教學情境中收集解決問題的可能途徑和方法,既實現了課題的有效研究,也解決了教學中的真實問題,為課程的進一步提升帶來了顯著的優勢和潛能。學生的很多問題源于個人的興趣愛好,比如有學生對微生物和植物之間的關系很感興趣,查閱文獻后發現過多施用化肥會造成土壤板結,并對農作物的生長造成危害。學生通過學習微生物和植物相關知識,篩選菌種,進行花生的栽培,經過實驗驗證,發現用菌液澆灌花生的成熟數量和大小均優于常規種植方法,這一項目入圍了當年的國際科學與工程大獎賽,也是唯一一個在中學實驗室完成的入圍項目。

基于學校科學教育的濃厚氛圍,近幾年參與科學活動的學生日益增多,每周參與生命科學科技特色課程的學生達100余人,利用午休、課后時間及周末開展科學研究的學生達50余人。在每年的金鵬科技論壇和青少年科技創新大賽中,申報生物、化學方向學生的項目數量也較為可觀。

國內外許多卓有成效的科技創新后備人才培養項目,其核心培養模式就是為學生提供豐富的課程,具有更大的自主性和創新性;作為校內課程的有益補充,能夠打破校內課程的學科界限,并能為在某些方面有潛力的學生提供個性化指導。這樣的培養模式不僅對教學場地等硬件條件提出了要求,對教師開設高質量課程的能力也提出了挑戰,需要教師持續學習,將最新的技術和知識整合到培養體系中,確保培養模式與時俱進。

來源: 中國青少年科技教育工作者協會