崇尚科学 多彩发展

筱名筱卒

为解决钱学森之问奠基

——上海市徐汇中学创建工程素养培育科学特色高中

 


徐汇中学是上海市办学规模最大办学质量最好的完中，区实验性示范性高中。创办于1850年，是中国首开分学科班级化教学的新式学校，文化底蕴深厚，开创了中国近代教育史上许多个第一：第一个开设数理化课程；最早运用电化教学；最早拥有物理、化学、生物等实验室；第一个开设法语英语拉丁语课程并开设外语语音室；第一个设置音体美课程；第一个对学生进行油画训练；第一个编撰多学科的校本教材“汇学课本”……首开我国科学教育先河，是中国近现代教育史上第一所创生诸多学科课程的真正学校，被时任上海知县洪锡范誉为“中国各种学堂之标准”。
学校传承“崇尚科学，爱国荣校，多彩发展”的办学传统，实施多彩发展创新教育。培养出以马相伯、魏敦山、潘健生、褚君浩等8位院士为代表的一大批教育家、科学家。高考一本率早就跻身市实验性示范性高中中游，中考成绩在公办学校遥遥领先。
学校实施汇学型人才（汇学=荟学+会学+慧学）培养模式，培养有科学素养、艺术修养、人文涵养、文化教养的高情商爱国者。特色办学注重培养“工程思维、创新意识、实践能力、合作精神”，建有“生命科学、工程科学创新实验中心”“新科学新技术课程群”，主要课程有：3D打印、无人机、水下机器人、微生物工程、环境工程、基因工程、生物安全、生物信息、空气净化器制作、多彩的功能膜、太阳能发电、大数据、计算机程序控制、高铁调度与驾驶、波音787驾驶等90多门课程，与新加坡南洋理工大学等9所大学和5个高科技公司对接，努力为学生未来解决“钱学森之问”奠定学识学力基础。
学校被评为全国特色学校、上海市科技特色示范校、市行为规范示范校、市艺术教育特色校、市文明单位、市见习教师实训基地校、市职工最满意事业单位、市郊区义务教育委托管理先进单位，上海交通大学、同济大学人才实训基地校。

崇尚科学  多彩发展

——争创上海市工程素养培育特色高中的实践探索

上海市徐汇中学校长  曾宪一  （特级教师、正高级教师）

 
办学办特色，办学办课程，我校顶层设计出工程素养培育科学特色课程群，在教育部课题《中学与大学共建对接课程群建设的实践研究》和上海市级课题《创建中学生工程技术特色多样化发展学习模式的实践研究》的引领下，着力提高学生的动手实验实践能力和跨学科综合思维能力，深入实施创新教育，全力争创上海市工程素养培育特色高中，努力把学校建成科学家和工程师的摇篮，为学生未来解决钱学森之问奠定学识学力基础。

一、  源于校史的特色传承与创新

168年的办学传统特色是“崇尚科学，文理兼通，中西贯通，多彩发展”，学校发展史分为三个阶段：徐家汇公学时期（1850—1932），初创就开设理化生等60门课程， 1900年“明定以法文及泰西科学加入课程”，1904年用中英法三种语言教授算学、物理、地理等学科，泰西科学注重实验，很早就有理化实验室。倡导“中西并茂，文章科学俱全”。私立徐汇中学时期（1932—1953），增加自然科学知识，加强电化视听教育，理化教材直接换成震旦大学的《萨氏普通物理学》《谈氏大学普通化学》，每周一节课为学生实验课，理化和科学实验成为凸出特色。公立徐汇中学时期（1953—今），1958年至1960年，学生的科技成果如半导体、玻璃纤维等送北京展览；1993年开办科技、音乐、美术等特色班，采用走班上课模式，开设了120多门拓展和研究型课程。1850年至今的发展历程中，理科、工程与科技教育始终不断，成为汇学基因，厚植了文化基础。

二、工程素养同育人目标的融合

工程素养是现代学生必备的素养，其要点包括：工程领域知识、创新的思维品质、问题解决能力、设计和实践能力、人文艺术修养。我校秉承“汇学”之校训，着力把学生培养成有科学素养、人文涵养、艺术修养、文化教养的汇学（汇学=荟学+会学+慧学）型人才。科学素养是首要育人目标，工程素养是科学素养的内核，与我校育人目标天然对接。加强工程素养培育正是实现育人目标的现代探索。工程素养深得学校人文、艺术和文化课程的滋养。工程学是一门综合型应用科学，它与数学、自然科学、经济学、社会学、艺术等基础学科有广泛交织的关系。基于这种特点，使得工程素养在高中的培育具有广泛可能性，学校既可直接开设工程类课程，也可与数理化生等结合实施，还可通过艺术、文学等课程进行有机渗透。

三、建设工程素养培育特色课程群

（一）课程框架和课程培育策略图

课程培育策略图

科学素养         艺术修养      人文涵养     文化教养

 
 

（二）打造四类工程素养培育特色课程群

运行了四大类课程群，我们坚持在基础型课程中渗透、在拓展型课程中突出、在研究型课程中深化的实施思路，聚焦工程素养培育。
工程素养培育特色课程群所体现的工程一览表

课程群	课程名称	工程
生命科学创新 实验课程群	结冷胶菌株的实验室培养及发酵	微生物
	环境工程实验课程	环境
	认识基因，走近基因工程	基因
	生物安全与食品安全的快速检测	食品
	解读生命密码，走进生物信息学	信息
	尼古丁的生物降解	生物安全
	Cry1Ac和Cry1Ab转基因作物的试纸条快速检测	基因
	计算机辅助药物设计	医药
工程科学 创新实验课程群	轨道交通调度与驾驶课程	交通管理
	3D打印的技术与创意	材料工程、设计与制造
	波音787飞机模拟驾驶	空中交通运输
新科学新技术 创新课程群	简易空气净化器制作及性能评价	环境
	多彩的功能膜	材料
	太阳能发电	能源
	大数据的奥秘	网络、软件
	计算机程序控制	软件
	地理信息技术在城市管理中的应用	地理信息
其它类创新 实验课程群	无人机	机器人
	水下机器人
	魔术创新实验室（拟建）	杂技
	月球车（拟建）	航天
	影像创新实验室（拟建）	影像
	…………

 
1．生命科学创新实验课程群
 2007年依托校友任九皋捐资和上海交通大学生命科学院创建了“生命科学创新实验中心”，由5个代表现代生物技术应用领域的高端实验室组成。由12位教授组成导师团与我校的10位教师结对子，第一轮教学时导师现场教学，由华东理工大学出版社出版教材《砺行》。课程作为整班必修课程，由高中科技班普及到全体高中生，现在辐射到初中科技班，经10年教学实践，参与课程学生人数4510人。
 该课程群做到了基础生命科学与应用生物技术相结合，分为面向全体高中生的“普及”、面向学有余力学生的“提高”和面向个别选择生命科学实验课题开展创新研究学生的“创新”三类实施。
生命科学创新实验中心成立以来，教师进行“天然食材对幽门螺旋杆菌体外抑菌试验研究”等13个创新课题研究。
2．工程科学创新实验课程群
工程科学创新实验中心的轨道交通创新实验室群是上海市也是全国第一所由中学创建的轨道交通类实验室。作为“同济大学交通运输工程的实训基地”也向同济大学的研究生开放。
硬件设施主要是“轨道交通列车运行仿真沙盘系统”，模拟从上海虹桥站到杭州东站的沪杭高铁运行轨道，分为六个区间，动车组模型十列（CRH380A）、模拟驾驶室八个、模拟总调度台一座、分站调度台十座，可供12人进行模拟列车运行实验操作。模拟驾驶软件系统来控制动车组模型的行驶，通过显示系统，使得模拟驾驶的体验者能在操作过程中从列车的视角看到前进线路上的情况，还可进行相关驾驶技术的科学实验研究。
课程面向高一年级，每周2课时。学生了解轨道交通系统知识、接发列车的相关规定，中间站信号、联锁、闭塞设备的使用方法，掌握接发列车的实际操作技能，还可在列车驾驶、道岔扳动、信号显示、进路设置、车站控制等环节自己编制程序实现某种功能和动作。
采用学生主导的沉浸式教学。请学生参与实验室教学和教材编写，形成学生自主管理、大带小、老带新的格局。
3. 新科学新技术创新课程群
上海市中小学新科学新技术创新教育课程平台(简称“双新平台”)，由上海市中小学课程改革办公室和上海师范大学科技策划与传播中心共同发起，旨在帮助学生接触科技前沿，经历创新学习过程，培养学生创新意识和实践能力，也称“种子课程”。我校开设全部7门课程，是全市开设科目最多做得最好的学校，以拓展和研究型课程供学生选修，其中的5门延伸到初中。

（三）建设渗透类工程素养培育课程

1.艺体课程中的工程素养培育：利用音乐的艺术创新思维来带动学生的逻辑思维。探索科艺体结合的创新项目，让艺体助推创新。艺术课程抓手：我校是上海市艺术教育示范校、民乐是上海市文化特色建设的“一校一品”项目；体育课程抓手：我校是上海市高中体育专项化试点校，女篮和飞镖是上海市体育传统项目校。
    2.渗透工程素养培育的多彩德育活动：在科普讲座、小博士评比、走进大师、贵州教育精准扶贫综社实践等主要德育活动中都渗透工程素养培育内容。
3.社团活动课程与工程素养等培育：现有29个社团，社团活动学生自主。社团活动中渗透工程素养的显性课程有：根与芽社、军民科技研究社、OM社、经济社等19个。请刘斌、魏敦山等院士来校讲座，传承院士攻坚克难、执着创新、敢为人先的精神品质。

四、保障

成立创建特色高中规划实施领导小组，有硬件保障、经费保障、课时保障、图书馆保障（建成任显群外文图书馆、科技图书馆）外，一是规划制度：制定《学校五年发展规划》，设立专门管理部门：科研和课程发展中心，设立两类课程和工程素养教研组。二是高校支撑：聘请上海交通大学、同济大学等9所大学的25位教授和5个高科技公司10位专家进行教师培训：组织教师到大学跟岗学习，把大学教授和高科技公司专家请到学校给学生上课。三是师资队伍：四大创新课程群的教师团队共有68人，有数理化生地还有语文、英语、体育等学科，是一个高学历的优秀青年教师群体。定期为全体教师进行工程素养培训，每位教师都是工程素养培育的需求者，又是工程素养培育的开发者、实施者、建设者。四是七年一贯制：研究完中的工程素养培育课程体系，满足学生选择性需求。初中科技班与高中科创班课程对接。五是激励政策：工程类校本课程的课时单价最高，超过了语数英。

五、成效

学校：已成为“学生有特长，教师有特色，教学有质量，办学有成就，社会有声誉”的品牌学校。生命科学创新实验室2010年获得上海市中小学创新实验室评比第一名。已被市教研室和种子课程专家组定为整个项目实施的领头学校。
学生：我校有18名学生通过2017年上海市学生学习经历社会化评价获得市教委教研室授予的“双新平台”种子课程的优秀证书，优秀人数居全市第一。在OM竞赛、上海市头脑奥林匹克万人大挑战擂台赛获得19个金擂王，在世界创新大赛中国区决赛中荣获一等奖。现任科新社社长获上海市创新大赛一等奖，今年有3人入选上海交通大学英才计划。
教师：种子课程中有9位老师被聘为种子课程专家型教师。有1人获上海市拓展型评优课一等奖第一名。有三个“没想到”：青年教师成长如此迅速（理化教师成功转型），校本课程编写教材多质量高；专家听课时把学生误认为了老师。
近年来，学校在科技方面获集体荣誉38项，其中国家级1项，市级12项，区级26项。教师获市区级奖40人次。学生获奖共425人，其中国家级4人，市级164人，区级257人。
以“汇学杯”科技节为平台进行区内辐射。每年都举办一届科技节，已承办30届，选出科学小院士、科技之星、汇学校长奖获得者。我校是上海工程技术大学创新实践站，允许18所学校60名学生来实验室开展轨道交通工程领域的课题研究。
工程素养课程让科技班成为名副其实的科创班，工程素养课程群是校本课程的开发源、科技创新的孵化器、工程实验的学习场、科普宣传的主阵地，也是研究型教师的培养平台。开设与大学衔接课程，有助于学生的职业生涯规划；开设自主研究课程，有利于实现工程类科技人才的早期培养。
通过转化提升了办学品质和品牌辐射：由特长到特色——由特长项目向特色学校转化：工程素养培育的科技特色是学校的亮点。由局部到全面——由面向科技精英向面向全员科普转化：由少数师生创新或竞赛为主的精英向全体师生全面参与的普及教育转化。由形式到内容——由活动项目向特色课程转化：以前是单一的科技活动，现在发展为课程群。由单项到多项——由单体项目向多元课程群转化：以前是以生命科学为主，现在向交通、机器人等十多个工程科学拓展。由表面到内在——由“兴趣”驱动向“志趣”培养转化。由个人到群体——由个体名师向优秀团队转化。