三年内,中国少年科学院诞生了172名“小院士”。深圳南山区做对了什么?

原标题:三年诞生172位中国少年科学院“小院士”,深圳南山区做对了什么?| 头条

如何破解基础教育的创新人才培养密码?面对这一问题,深圳市南山区构筑了科创教育新范式:通过顶层设计、机制保障、资源整合、平台搭建、师资培养等打通“绿色通道”,形成独具特色的科创教育生态圈。

2016年10月,全国“双创周”主会场,国务院总理李克强热情地接见了5名“深圳小创客”,全部来自这座城市的一个区域——南山区。

2016~2019年,深圳南山区共有172位学生获评中国少年科学院小院士,超过深圳市获奖人数的一半;多位学生斩获国际大奖,如纽伦堡、匹兹堡国家发明博览会金奖等……

国家义务教育质量监测数据显示,南山区四年级学生在科学创新意识(高和较高的达到77.0%)、科学学习兴趣(高和较高的达到94.1%)方面,位居深圳各区之首。

在东西方科技竞争白热化的大背景下,“基础教育创新人才培养”堪称中小学战略使命的第一诉求。而南山区科创教育先行一步,蓬勃发展,原因是什么?这里的学校成功探索了哪些科创教育新范式?

深圳市南山区

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南山区科创教育生态孵化,离不开一个关键角色——2020年刚刚获评“深圳教育改革先锋人物”的刘根平。

刘根平是较早一批到南山拓荒的教育工作者:1993年从东北(东北师范大学)南下,参与创办过职业高中,担任过南山区教科所所长,做过美国加尼福尼亚大学访问学者,回国后担任南山外国语学校校长,蛇口育才教育集团党委书记、校长,南山区教育局局长……

开阔的经历学识,让他对教育的本质、现代教育治理方式等,都有着深入的实践性思考,能以更理性的视角分析中外教育的差异。

“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”2005年的“钱学森”之问,让时任蛇口育才教育集团校长的刘根平开始反思。他认为,拔尖创新人才不足的问题,主要源于科技创新教育的缺失,因此他从学校出发,有意识地去培养学生的创新能力。比如率先在蛇口育才教育集团的所有学校开设机器人课程,为学生埋下科学的种子。如今看来,此举依然非常具有前瞻性。

那时候,一些科技创新企业开始在南山区落户,创新思潮就在身边涌动。学校开始重视科学教育,每年的科技节也会有一些作品展示,主要集中在小发明、小创造上。如何更好地将区域科技资源与教育结合?

2009年,刘根平主动与国家战略性科研机构联系合作,蛇口育才教育集团与中科院深圳先进技术研究院联手推出“少年科学家培养计划”,其中的“校外脑库”计划,一方面将社会各领域精英引入校园举办系列讲座,另一方面聘请高校院士等导师专家为有科学研究兴趣特长的学生做项目课题指导,这也成为后来“南山少年创新院”的雏形。

2013年,刘根平手中出任南山区教育局第七任局长。做好顶层设计是南山教育宝贵的经验之一,南山区很快提出了“让每一所学校都优质、让每一位教师都精彩、让每一个孩子都幸福”的教育理念,确立了“均衡化、优质化、多元化、国际化、特色化”的发展路径。

其中《南山区教育质量攻坚五年行动计划(2013~2018年)》,明确提出:打造青少年创新人才培养工程。这是南山区第一次把“创新教育”作为了区域教育的重点项目以文件的形式明确下来。紧接着,围绕着创新教育,《南山区科技创新教育特色发展实施方案》《南山少年创新院建设计划》《南山少年创新院小院士培养办法》《南山区小学科探究实践及个性化素质表现评价指引》等文件依次出台,就科创教育的实施办法、推进制度、评价机制、经费保障等做了具体部署。

顶层设计为南山科创教育指引了方向,在具体落实推进上,南山区也不遗余力,如分批建设未来教室、创新实验室、人工智能实验室等。每个功能室提供30~50万的资金支持,确保每一所学校在科创教育硬件上得到满足,就此一项,每年要投入几千万的资金支持。

经过多年实践,南山区在科创教育的顶层设计上已经成型,并在发展中不断迭代。刘根平反复强调,科技创新、社会创新、国家创新最终需要人才,创新的动力要取决于大量创新人才,创新人才一定是要从孩子成长的早期开始,不仅要有“土壤和环境”,更要形成科创文化,还要实现成果输出,这也是南山学校这些年致力于营造的“闭环生态”。

香山里小学的未来教室

智能回收快递柜、宠物自动喂食器、自动乒乓捡球机……这些让人眼前一亮的发明创造,很难想象竟是出自一个个小学生之手,台上的孩子们慷慨激昂,讲述着一个个小发明背后的故事,这是南山区第六届南山少年创新院“小院士”评选现场。“小院士”是通过提交创新成果(小论文、小发明、小制作、科技实践活动等)参加预赛、决赛,层层选拔出来的创意少年。最终10位同学获得新一届南山少年“小院士”称号。

这场“小院士”选拔赛,在南山教育界备受瞩目,这仿佛不是一场比赛,而是南山科创教育的成果展示,背后得益于“南山少年创新院”的成立。2014年11月,在第十六届中国国际高新技术成果交易会上,“南山少年创新院”揭牌成立,基础教育首次以不一样的身姿走进高交会。

“南山少年创新院”由南山区教育局与共青团南山区委员会、中国科学院深圳先进技术研究院三方联合启动,以服务南山区7至15周岁少年自主创新实践为核心理念,以引导的方式培养具有独立思考、创新精神和实践能力的人才,让“南山少年创新院”成为未来科技创新人才培养的孵化地。

2020年第六届南山少年创新院

“小院士”评选现场

少年创新院成立后,南山区总体层面制定策略,统筹小学、初中、高中学段的创新教育。要求学校利用综合实践活动、学科拓展性学习、校本课程、社团活动、四点半课程、博物馆课程等多种形式开发创新教育课程。通过分层推进,让科技创新教育的覆盖面达到了100%。

南山区教育局规划了具体的实施路径和战略保障,系统推进少年创新院建设。首先,逐步组建、培养一支世界一流的师资团队,培养100位科技创新教育导师,建立卓越科技导师精英训练营;其次,要建设世界一流的教学环境和培养体系,建设100间科技创新实验室,培养100位南山少年创新院小院士,培育卓越少年发明家;再次,建设全球领先的创新课程体系,开发100门科技创新教育课程,实施未来硅谷核心课程计划,打造世界级科技名校;最后,全力打造全球领先的培训实践基地,建设50个创新实践基地和3个综合核心实践基地,聘请100名高级校外导师。

南山少年创新院已向全区中小学生累计开设45门创新教育课程,通过小院士课程、小院士夏令营、校园创新实验室建设、南山区中小学生实践基地主题活动等多种方式,丰富了南山区中小学创新人才的培养路径。

“过去,教育的空间基本是家庭和课堂,激活教育校内和校外的第三空间是创新教育、培养创新人才的关键。”南山区教育局局长刘根平表示,做好区域教育创新,除了永远以学生作为教育中心、发挥学校自主性、激发教师热情之外,激活教育的第三空间尤为重要。

激活教育的第三空间,南山区是怎么做的呢?

2018年11月,华侨城中学挂牌“商汤科技人工智能教育试点学校”,成为全国首批人工智能实验学校,亦是深圳市校企联动的先行者。北京市商汤科技开发有限公司(以下简称“商汤科技”)是一家人工智能平台企业,此次与华侨城中学达成合作,得益于南山区“中小学——大学(企业)伙伴计划”。

该计划是南山区为保障科创教育在全区铺开的一条保障计划。具体而言,就是以开放之姿办学,鼓励南山区的中小学与周边科研院所、创新企业等协同育人,为学生的科创学习创造条件,延展教学空间。

南山区教育局为本次合作投入了650万元的配建经费,支持华侨城中学建立起人工智能超算中心、教学中心和体验中心。其中,人工智能教学中心作为深圳市AI教育的大脑,是支撑全市人工智能教学开展的基础设施。硬件设施落成之后,华侨城中学在全校高一年级开设人工智能通识课。

事实上,支持校企合作共建实验室,只是南山区校企合作的其中一种方式。除此之外,南山区还鼓励有需求的学校向提供科创教育的企业购买课程,通过专业嫁接,指导学生的科创学习。

记者一行来到南山区教育局之前,他们刚刚组织了一场校企模拟双选会。作为本次会议的主持人,南山区教科院院长余耀贤联络了包括深圳市腾讯计算机系统有限公司(以下简称“腾讯”)、深圳市大疆创新科技有限公司(以下简称“大疆”)、深圳市优必选科技股份有限公司(以下简称“优必选”)在内的7家科技创新企业参会。会上,南山区教育局给每家企业15分钟时间用以介绍自己的服务内容和课程特色,教育局相关参会人员根据企业展示内容摸底情况,提出意见。

“2021年春季开学前,我们会组织全区的校长、主任以及学校的科创教师,一起来参加这个双选会。”余耀贤表示,届时,南山区教育局鼓励选择同一内容提供商的学校结成联盟,一起研讨科技创新课程的设置、推进、问题解决,甚至定制企业服务等,让学校在科技创新的道路上互相依靠、学习、结伴而行。

同时,南山区教育局还引导企业向学生敞开大门,为他们提供可供参观以及开展“人工智能、机器人搭建与编程、STEAM实验室、生命科学基因遗传、设计未来课程”等实践活动的场所。目前,已与腾讯、大疆、优必选等企业共建了26个学生实践基地,南山区第一梯队高新技术企业基本都囊括其中。

大学是南山区“中小学——大学(企业)伙伴计划”的另外一端。南山区高等教育资源丰富,拥有清华大学深圳研究生院、北京大学深圳研究生院、哈尔滨工业大学(深圳校区)、南方科技大学等在内的众多高等院校。为了将更多资源链接进教育系统,南山区教育局联合高校成立了大学城实验学校联盟,在与高校共享图书馆、人力、师资、国际教育等资源外,还将高校办学经验应用于基础教育领域,提速加码南山教育。

在外链资源激活教育空间上,值得一提的还有南山区教育局与科研机构的合作。2016年9月,中国科学院深圳先进技术研究院实验学校(以下简称“中科先进院实验学校”)正式开学,这是南山区教育局与中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“中科先进院”)合作举办的九年一贯制公立校。根据合作办学协议,中科先进院将充分发挥其科研机构的研发优势、人才优势和平台优势,联合社会资源为学校的科学教育提供支持和保障。其中最引人瞩目的莫过于“博士课堂”。

医学博士马寅仲给学生上课

博士课程是中科先进院实验学校的王牌课程,课程由中科先进院博士提供,每两周一节课,安排进课表。开设至今,中科先进院实验学校已有超过73位博士教师参与其中,完成了70余门课程开发,内容横跨物理、化学、医学、生物、人工智能等多个科技领域。如今,课程内容已经编撰成册,除了满足中科先进院实验学校的学生之外,也向外辐射。

科创教育并非教育系统中的独立元素,只有政府、学校、企业、家庭等社会构成单位的多元参与,才能为科创教育提供充分的养分,支持科创教育健康、稳定、长远地发展。

教育科技节是南山区推进科技教育的重磅平台。1999年,南山区教育科技节正式启动。从那时开始,南山区教育科技节于每年9~11月都会如期开展。

2020年12月19日,南山区第二十二届教育科技节在前海港湾学校落下帷幕。本届教育科技节的举办效果,一组数据便足以说明——科技节共设20个比赛项目,共计5000多名师生参加了不同类型的比赛,共提交219件小发明、254件小制作、125篇小论文等千余件作品、成果,最终195个小制作和创意制作获得表彰。支撑这份成绩单的是南山区业已形成的科技传统。

南山区教科院教研员崔柏震表示,每年的科技节,学校都非常重视,会根据自己学校的特色,设计不同的活动流程及开展方式。涌现的优秀作品也很多,区里统一组织的科技节会对学校提交的作品做严格的数量限制,否则收集上来的作品会更多。

除了科技节,南山区的学生还有另一比武大擂台——南山区“校园NO.1”校园挑战赛。只要敢挑战,人人都是校园NO.1。南山区“校园NO.1”校园挑战赛至今已成功举办了九届。“校园NO.1”最初在松坪学校开展,一分钟穿珠子、积木堆高、键盘记忆拼图、一分钟吸乒乓球、穿针引线、帐篷搭建……只要是自己意欲展示的项目,均可录制视频提交。视频通过认证官审核后方可公示,后来者可以选择挑战已有项目的纪录保持者,也可以另辟蹊径,上传自己的“独家绝活”。

2012年,南山区教科中心沿用松坪学校的活动模式,创办“校园NO.1”平台,将全区学生纳入其中,为更多学生搭建起展示自我的平台。如今,越来越多的南山学子参与到“校园NO.1”挑战赛中,疫情期间,香山里小学开展了历时一个月的“校园NO.1”宅家大挑战,极大地丰富了孩子们的居家生活,科创教育也在寓教于乐中升维。

2019年,南山举办校园NO.1现场挑战会

当然,南山区教育局搭建起的科创展示平台并不只限于此。2016年,南山区首届创客节拉开序幕。与科技节相比,创客节更像是一个大Party。创客节是南山区教育局打造的一个聚合学校、社会组织、家长、教育工作者的综合性展示平台。对学生而言,这是一场能观览、展示、分享的趣味活动;教育工作者能借此交流想法、了解科创教育发展趋势;社区则可以识别、汇聚新资源。

南山区还鼓励学生申请科创小课题。从2018年开始,每年南山区教育局都会投入150万元的经费,用于支持学生的小课题申报。课题由教科院统一发布,经由学校组织学生申报,以年为单位进行结题统计。课题题材不局限于科创,还有艺术、人文等多个维度。

2017年,从深圳大学研究生毕业的藏珊珊面临着一个选择:是回老家工作还是留在深圳,因为对深圳的喜爱,她最终选择留了下来。凭着过硬的3D打印技术和扎实的专业能力,她成功应聘到蛇口育才教育集团太子湾学校,担任信息技术老师。

一个刚入职场的新人,如何快速融入到教学中?正当她困惑时,便加入了南山区为新手教师量身打造的“纽扣”计划。在这里,她不仅系统学习了教学方法,更让她懂得了,教师不仅仅是传统意义的传授者,更应该成为学生的引领者。

工欲善其事,必先利其器,师资建设是科创教育中重要的一环。南山区倡导教师实现从Teacher到Leader的转变,成为学生的引领者、导航者。对教师教学提出“质疑探究、独立学习、合作分享、教师引领”16字原则,强调课堂上注重培养孩子的创新能力,教师要鼓励学生敢质疑、会质疑,能主动探究、尝试解决问题。同时,教师要引导学生学会独立学习,要有自己的学习计划和方式等。

基于此,南山区少年创新院开展了一系列有针对性的创新教育教师培训。在师资培养中,着力教师的教学风格,教学策略、教学技能的突破性提升。在全国率先导入美国优秀的“伟大原著”学习计划;借鉴企业界的创新思维、创新模式。请国际知名企业界高管、工程师谈创新;请创业者谈如何以市场为导向进行创新。

针对全区创新教育教师,多次组织赴上海开展专项培训,并邀请国内、省内专家,本区名师开展了100多场区内培训。针对申报、建设深圳市“创客实践室”“好课程”“优秀科技社团”“STEM教育项目”“探究性学生小课题”等项目开展了专项指导。

南山少年创新院创新实验室指导老师到上海参加培训

除了“内培”之外,在科创师资方面,南山区还注重“外引”。通过“校外脑库”计划,吸纳社会教育资源,与中科院深圳先进技术研究院、南方科技大学、南山区科协、深圳大学、华大基因、科大讯飞等教育科研单位合作,聘请科技领域的社会名流和高端人才担任“导师”,邀请他们进校园开展专题报告。让学生有更多的机会了解科技发展的前沿动态,与科学家们产生思想的碰撞。

南山区教育局为南山区科技创新教育搭平台、引资源,同时给资金、深扶持。在这样的区位条件下,南山区各个学校构建起的科创生态又是如何呢?

2017年,南山区第二外国语学校(集团)学府中学(以下简称“学府中学”)第一届科技创新班开始招生。学生入学前,会填写一张自身兴趣爱好的调查表格,之后,学校将有相同爱好的同学筛选出来,单独编班。除了科技创新班,学府中学还有传媒班、声乐班等。

学府中学科创特色班级打造

和学府中学重点集中于分类教学不同,南方科技大学教育集团(南山)第二实验学校(以下简称“南科大二实”)的科创教育从课程内容出发,重点聚焦于培养锻炼孩子的科技创新思维。

南科大二实以跨学科的活动为主题,通过统整课程推动、深化学校的科创教育。统整主要指向学习内容的组织方式,聚焦于学科的融合,强调跨学科学习,统整过程包含基于学科、基于主题,横向与纵向的相互融合。最终目的是通过跨学科让学生触发各学科知识的串联,帮助学生建立立体认知。

南科大二实二年级学生在多元智能课程上合作完成作品

华侨城中学也在着力培养学生的科创思维。作为一所初、高完全学校,学校在南山区教育局支持下,先后投入1000多万元建立了“学生发展指导中心”,下属“科学学院”“工程技术学院”“机器人学院”“人工智能学院”。在学校,学生将学习到包含Python程序设计基础知识、语音识别、语音合成、图像识别等在内的科创课程。

华侨城中学校长蔡树男十分重视学校的科技创新教育,他带领华侨城中学探索出“2+1”课程模式,即数学学科、科学学科+语文学科的组合模式。其中,数学与科学两门学科作为工科基础学科,实现学生数学思维与工程技术的培养;语文以阅读力作为学习力的核心要素,实现学生科学素养、工程伦理以及人文情怀的培育。不仅如此,华侨城中学还通过STEM教育,带领学生探究科技中蕴藏的人文精神。

不难看出,在改革开放的浪潮中,南山区淬炼出开阔自主、兼容并包的发展气质,经过时间的沉淀,这种气质已然融入了南山区的各行各业,成为推动南山区持续创新的强大基因。而正是因为有这种基因,南山区各学校的科创教育才能实现和谐却不单调,步调一致又各具特色,共同构建起南山区各美其美、美美与共的科创教育生态。

《奇点临近》一书中,作者雷·库兹韦尔演绎并预测了科技发展的未来。他大胆预测:2045年,奇点来临,人工智能完全超越人类智能,人类历史将彻底改变。

未来社会长什么样,与我们对科学技术的驾驭能力高度相关。适应未来社会的不确定性,创新型人才培养迫在眉睫。对南山科创教育的未来,刘根平局长提到以下几点思考:

第一,在谋划科技创新教育的时候,要热爱未来、拥抱未来、创造未来。必须亲近科技,拥抱人工智能。有人说,不和电子、互联网、人工智能接触的人,在未来的劳动市场将毫无竞争力,要认识到这一点。

第二,顶层设计上,打造教育的“南山质量”。在面对“十四五”规划(2021-2025年)和2035年的远景中,把高质量发展、创新驱动、自主自强的科技创新的要求,更加主动对接,把科创项目深化,利用好已经搭建和组建起来的相关资源。

第三,有人说大数据就是法律,算力就是竞争力,人工智能技术已经全面走入人类的生活。未来,我们将在学校全面植入人工智能教育,推动创新教育。

第四,过去认为教育最重要的是培养全面发展的人,为了个人的知识获得、技能获得、生活得更好。未来人类的发展,教育如果仅仅为了个人本身还不够,还要为国家、为民族、为人类命运共同体做贡献。培养科技创新人才也是如此,要培养出学生的爱国情怀,以及未来解决国家科技发展“卡脖子”问题的能力。

“唯有创新,才能赢未来”,刘根平始终相信这一点。同时他坚信,每一个孩子的心灵世界中都有一粒创新的种子,教育应该给这粒种子浇水,给予空气,给予养分,给予阳光,让它长出来。

科创风来,潮涌南山,破解基础教育创新人才的培养密码,南山区构筑了科创教育新范式。期待南山科创教育能够走得更远,育更多时代所需人才。

作者| 张清 刘锐

来源| 本文来自《区域教育治理》杂志2021年2期(主题“科创教育前沿实践”)封面报道,原文1.7万字,有删节。点击“阅读原文”可订阅本期杂志。

责编| 沧月

排版 | Maggie

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