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新時代的科學教育應向何處變、該如何去變？這是當前中小學開展科學教育時應首先思考和回答的問題?？萍几锩w速演進，智能、量子、生物等前沿技術正深刻重塑未來圖景，尤其是在科技革命與大國博弈相互交織的背景下，對拔尖創新人才培養的叩問更加焦灼和熱切，中國科學教育承載著前所未有的戰略使命。新時代高中科學教育應全方位、深層次地推進科學教育綜合改革，著力拓展疆界、聚焦實踐、破除壁壘、促進融通，營造科學教育新樣態。南京師范大學附屬中學著眼未來科技發展需要，找準當下科學教育難點問題，以“大的培養格局”造就“大的心智格局”，以體系化課程滿足多元發展需求，讓學生在STEM融合實踐中迎接創新創造時刻的誕生。

錨定核心問題：

明晰“大科學教育”的著力點

面對教育、科技、人才一體推進的新形勢新要求，當前的高中科學教育普遍面臨“六個割裂”的問題，正深刻影響著育人實效。一是學科割裂，即在高中分科教學背景下，學科間缺乏有機聯系和系統整合，學生難以融會貫通、形成整體性科學認知。二是學段割裂，即基礎教育各學段以及基礎教育與高等教育銜接不夠，學段間培養目標、課程體系、評價方式的連續性不足。三是資源割裂，即學校未能充分激活家庭、社會等多元育人主體的力量，高校、科研院所、科普場館、科技企業等優質社會資源尚未被有效整合、深度利用。四是“知”“行”割裂，即重理論、輕實踐，學生動手機會少，實踐流于形式，探究活動簡化為按步驟操作，缺乏對真實復雜問題的深度思考與創造性求解。五是“領”“悟”割裂，即科學教育過程中重視以教師為中心的外在引領和領受，忽視以學生為中心的內在靈性和頓悟。六是“教”“育”割裂，即對科學教育與人格教育的內在聯系重視不夠，科學教育對“人格塑造”的深層作用發揮不充分?？茖W教育最終要落在人的發展上才稱得上教育，也唯有如此才能完成時代賦予的使命。為破解上述難題，南京師大附中努力追求科學教育的生態性、系統性和靈動性，盡可能實現科學教育的服務功能、創造功能和育人功能。

構建生態格局：

以雙向突破重構科學教育體系

學校遵循“大科學教育”理念，通過“雙向突破”推動科學教育體系重構，探索從“學校主導”轉向“多元協同”、從“單一學科”轉向“學科融合”的教育實踐路徑，形成開放、協同、融通的科學教育生態格局，為學生靈感萌發與創新創造厚植沃土。

1. 突破校園圍墻，構建“家校社”協同聯動的“大培養格局”

學校打破校園“有形的圍墻”，建立“家-校-社”三位一體協同育人機制，通過“引進來、走出去”的方式，構建多主體協同育人、校內外資源融合、全方位浸潤學習的開放教育生態。例如，學校與高校、科研院所合作開展貫通式科學教育實踐，構建“雙高”協同育人矩陣。一是聯合組班，與中國科學院大學共建“科學菁英班”，打通學段壁壘，重構課程體系，實施雙導師培育。二是共建基地，與上海交通大學、南京大學等高校共建創新人才培養基地、科普教育基地，接入高端資源，搭建實踐平臺，支持學生帶著問題、課題走進高校實驗室長期、深入、系統地開展實驗。三是合開課程，與南京醫科大學、中國藥科大學等高校合作，共同開設《臨床醫學》《藥學》等校本選修課程，與大學相關專業課程內容有效銜接，實現進階培養。四是科研幫帶，在中國科學院南京分院、南京大學、東南大學等高校支持下，實施高層次研學項目“紫金計劃”“英才計劃”，實現“真實科研浸潤、學術規范訓練、科研精神培育”，三維賦能學生科學觀念建構、科學思維發展、科學探究能力等。五是多元活動，開展科學家進校園、高?？茖W營等活動，通過與大師對話、沉浸式體驗等，感受科學魅力，拓寬學術視野。

2. 突破學科邊界，培養學生超越學科的“大心智格局”

學校秉持融合理念，從課程、活動、組織等多方面進行體系化變革，打破“分科藩籬”，引導學生構建跨學科知識圖譜與整體性認知框架，跨越學科邊界進行聯想與整合，形成多維視角與大心智格局。

學校開發全科閱讀、綜合理科、大思政、青春文化等融合課程，鼓勵學生用關聯的視角分析現實問題，在真實情境中思考與創造，促進學生形成更開闊的科學思維。例如，學校從2014年開始實施“全科閱讀”項目，要求學生每學期從語文、英語、數學、科學（含物理、化學、生物學等）、人文（含政治、歷史、地理、心理等）、技藝（含信息技術、體育、藝術等）六大門類名著中分別選擇至少一本閱讀，引導學生廣泛閱讀各學科經典作品，促進不同學科知識之間的有效聯動與交叉融合。

學校打造“融合+”系列活動，以跨學科視角與多元實踐形式，搭建知識融會貫通的橋梁。例如，“科學+X”活動包括“科學+人文”“科學+藝術”“科學+工程”等多種類型活動群，其中，“科學+工程”活動群包括基于軟件編程的“機器人熱舞”，讓學生體驗機器人控制的技術與方法；基于智慧網絡的“智能家居項目”，讓學生感受AI時代的萬物互聯；基于機械設計的“投石機大賽”，讓學生融合運用物理知識，發展創新設計能力；基于工程創新的“拔河機器人大賽”，引導學生將科學知識融合運用于工程實踐，解決復雜問題。

優化課程體系：

在多元發展中實現個性化進階

科學教育旨在培養未來科學研究和科技產業人才以及具備科學素養的現代公民。學校以滿足多元發展需求為目標，堅持面向全體、分層培養、差異發展、多元融合理念，系統構建六大科學教育課程群（見圖1），讓學生完全浸潤投入，實現個性化進階成長。

圖1：南京師范大學附屬中學六大科學教育課程群

1. 通識課程群：重在夯實知識基礎、掌握科學理論，著力推進實驗課程

學校嚴格落實國家課程，著力推進實驗課程。在課程實施上，全面推進物理、化學、生物學、地理等科學類必修課程的分層教學，擴大學生學習自主選擇權。同時，統整實驗教室、實驗器材、實驗教師等資源，促進實驗教學和理論教學多維整合，讓實驗成為科學課程的內核，貫穿科學學習始終。

2. 拓展課程群：重在拓寬學科視野、激發科學志趣，開設80多門科學拓展課程

學校關注科學學習寬度與深度的拓展與延伸，將選擇性必修、選修、社團、大學先修、競賽課程等進行一體化設計，構建了分層分類、綜合綜融、特需特設的拓展課程群。例如，《深度學習的數學》《奇妙的化學元素》《電磁學》《天文觀測》《AI+電子創意制作》等課程。近三年，學校先后開設80多門科學拓展課程，在拓寬學科視野的同時滿足每一位學生的個性化學習需求，激發其科學學習興趣與熱情。

3. 探究課程群：重在引導自主探究、建構科學方法，構建“初中-高中-大學”貫通式課程群

在夯實科學知識基礎上，學校鼓勵學生積極、廣泛參與科學探究活動，經歷、積累科學探索與問題解決的過程與體驗，引導學生像科學家一樣思考。為此，學校構建了“初中-高中-大學”貫通式科學探究課程群。例如，初高銜接“科學盒子”課程、高中理科探究課程、雙高銜接“高校研學”課程等，突破學段分離，做好進階設計，促進科學方法的系統建構與科學思維的持續生長。

4. 實踐課程群：重在促進知行合一、完善科學素養，讓學生知行合一

學校秉持“做中學”“用中學”“創中學”理念，構建勞動實踐、學科實踐、STEM融合實踐這三類實踐課程，引導學生在真實情境中動手操作、探索發現，聯通經驗與學習，在知行合一中實現“認識-實踐-應用-創新”的轉化。

5. 融通課程群：重在跨越學科邊界、勤求科學新知，進行課程整合重組

學校以跨學科大概念為錨點，通過“打破”與“融合”將不同學科知識進行整合重組，以大任務、大項目為組織形式，在認知突破和問題解決的過程中不斷體驗多個學科的融通與多元思維的整合，引導學生以全局的眼光和系統的思維去學習，在跨越學科邊界的探索中勤求科學新知，打開新思路，嘗試新方法，激發創新思維。

6. 前沿課程群：重在體驗尖端科技、激勵科學創新，涵養科技報國情懷

學校依托省級人工智能、工程技術創新課程基地，省級數學、物理學科發展創新中心，不斷研發前沿課程與創新項目，將基礎學科領域、國家科學技術發展重要內容與尖端科技融入教學，引導學生感知未來科技走向。在此基礎上，開展“院士講堂”“科學家進校園”等活動，生動傳遞勇攀高峰的科學精神與科技報國的價值追求，激發學生的創新志趣，增強其使命擔當意識。

科學教育六大課程群相輔相成，形成“基礎普及-興趣激發-特長發展-創新突破”的進階鏈條，注重培育全體學生的科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等核心素養，為拔尖創新人才的科學識別和持續發展提供多樣化、可選擇的課程支持。

創新舞臺：

基于STEM融合理念的科學實踐

培養學生創新思維與創造能力是科學教育的核心使命，靈感與創新不僅僅屬于天才，也是每個人內心深處待喚醒的潛能。學校教育往往將功夫用在了99%的汗水上，卻容易忽視1%靈感對創造力的重要性。為此，南京師大附中緊扣融合理念，將STEM課程作為實踐課程群中的重點課程，對其進行校本化建構，以解決真實問題為導向，以項目式、主題式、探究式學習為路徑，推動分科學習向STEM融合學習轉變，在做中學、創中學的過程中將四種“尤里卡時刻”（Eureka Moment指人類認知過程中突然獲得突破性靈感的瞬間）還給學生，讓學生在自主探索中實現自由創造。

讓學生有“天馬行空”的時刻。靈感與創新的底色正是“天馬行空”的想象力。學校STEM課程的設計初心在于守護并激發每名學生的創新潛能，讓學生能夠擺脫思維定式，大膽提出各種新奇獨特的想法——無論是“太空種植”的奇思，還是“電磁炮自瞄系統”的構想，都能夠得到學校的保護與支持。這些奇思妙想也是后續研究與創造的起點。

讓學生有“大驚小怪”的時刻。如何讓孩童時稍縱即逝的好奇心能持續壯大演化到他們擁有成熟的專業視野和探索力的時候，是學校的重要職責。學校通過創設真實情境，引導學生主動觀察、發現問題、提出疑問，在好奇心驅動下鎖定真問題，經過系統思考與分析，將真問題轉化為值得深入研究的科學問題，為后續的深度探究鎖定方向。

讓學生有“忘乎所以”的時刻。創新必然是一個不時卡殼或循環迭代的過程。為此，學校在STEM課程中突出培養學生三種“忘”的精神（即癡迷于發現與創造本身的精神），即埋頭苦干忘記勞累、苦思冥想忘記時間、專心致志忘記得失，搭建平臺和機會，支持學生“衣帶漸寬終不悔”的長時間探索。例如，在“擂臺機器人”項目中，一名學生為了制作出具備強大攻擊力的偏置橫轉類機器人，在三個月時間里，嘗試10余種設計方案，最終尋得“最優解”，并在海峽兩岸青年學生機器人大賽中奪魁。回顧這段經歷，學生說：“是附中給予我自由創造的平臺與機會，這樣一個自我提問、自我探索、自我發現的過程帶給我的成長與收獲是無法比擬的。這種科創體驗超越了疲勞與時間，創新便會自然發生?！?/span>

讓學生有“白日做夢”的時刻。正如凱庫勒分享過他發現苯環結構的奇妙夢境，看似荒誕不經的場景讓他瞬間頓悟，進而找到絕妙的解決方案。當學生經過前期充分的觀察、研究與實踐積累，創新與突破往往是一次“白日做夢”式的靈感躍遷，這種躍遷實則是思維的靈動跳躍，是對復雜問題的深度整合與創造性重構。學校鼓勵學生在項目陷入僵局時留出“放空”與“做夢”的時間，在深度思考、研究后適度放松，也許會在某個不經意的瞬間捕捉到關鍵想法、找到解決方案，收獲“柳暗花明又一村”式的豁然頓悟。

南京師大附中的科學教育始終立足人的發展，構建孕育靈感、守護創造、成就完整人格的育人沃土，推動各育人要素深度融通，在創新創造中提升生命境界，形成豐盈一生的精神力量，為創新人才的成長提供全面支撐與廣闊空間，為新時代科學教育高質量發展貢獻了“附中方案”。

文章來源：《中國基礎教育》2025年第12期

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文章編輯：李建民

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