在科学家身边成长

问题提出：我们如何培养科技创新人才?

问题回答：北京市第三十五中学探索新路，创建“科技创新人才培养班”。

教育部一位资深的课程改革专家在深入了解情况后评价道：“三十五中科技创新人才培养班的模式实现了三种创新：科学家走进课堂、融入课程，是一种制度创新；在课程设计的思路上把人的发展放在以课程为中心的基础之上，实现了基础教育课程与科技教育课程的融合，是一种课程创新；科学家对教育的认识与中小学教师不同，由此必然带来全新的视角与冲击，是一种人才培养模式的创新。”

在北京市某工业场地，采集0-20cm表层土壤低温保存备用，同时记录样点周边环境信息并用GPS定位；在中国科学院地理科学与资源研究所污染土地修复技术研发实验室，剔除土壤样品中的植物根系以及可见侵入体，用玛瑙研钵研磨，过20目、100目尼龙筛，供砷和PAHs分析；配置8种不同浓度的砷溶液，进行降解菌耐砷实验……或许你会诧异，完成这些专业操作的是一群高二学生――北京市第三十五中学“科技创新人才培养班”学生高巍及其3名同学，他们是在研究污染土壤修复技术。

在三十五中“科技创新人才培养班”的55名学生，人人都有类似这样神奇的经历。在同龄人埋头于书本之中时，他们却在科学家们的引领下，走出课堂、走出学校，探秘环境污染、克隆技术、基因科技、城市交通、纳米技术、相对论验证和中学生心理等尖端前沿课题。

与科学家一起研究课题

“随着工农业的发展，各种人类活动所产生的污染物不断进入土壤中，造成越来越严重的土壤污染。土壤污染来源繁多，往往具有隐蔽性、滞后性、难治理等特点。我们开展的污染土壤修复技术研究从植物――微生物修复技术人手，适用于大面积土壤污染场址的治理……”

2012年3月6日，在三十五中举行的“科技创新人才培养班”中科院课题研究中期汇报会上，谈起自己正在研究的课题，高巍已经有点儿小科学家的“范儿”。

高巍开展污染土壤修复技术研究已经有半年时间。2011年9月6日，刚升入高二的“科技创新人才培养班”的学生们在学校为他们举行的研究课题开题会上，中科院12个研究所提供了15项科研课题，55名学生根据自己的兴趣爱好“认领”课题，并组成15个研究小组，正式和中科院专家一起开展科学研究。

这15项科研课题包括“利用RNA干扰技术研究飞蝗ECR同源基因功能”、“东北冻土湿地微生物种群分离”、“古脊椎动物化石及中生带地层学及古环境研究”、“汉语哈斯效应的研究”、“奥数学习对中学生数学学业成就和学习动机的影响”、“城市地铁突发事件应急救援方案研究”、“智能环境监测系统”、“污染土地修复技术研发”、“转基因技术在提高植物耐盐碱性方面的应用”、“干细胞和小鼠克隆相关研究”、“太阳黑子数据整理及观测研究”，等等。中科院地理所、国家天文台、声学所、自动化所、心理所、动物所、国家纳米科学中心、古脊椎动物与古人类所、生物所等12个研究院所为每个课题指定了导师。

一直对环保感兴趣的高巍毫不犹豫地选择了“生物修复技术以及化学修复技术的研发”，并将“运用植物一微生物修复污染土壤”确定为自己的研究课题。他认为这项研究具有重要的现实价值：“土地是人类赖以生存的基础，但是目前土地污染已成为我国无法忽视的环境问题。2011年国家环境保护部对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测发现，有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12％。环保部门估算，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。看到这组数据的时候，我的感受就是四个字：‘触目惊心’!有这么多土壤被污染，我们怎么能坐视不管呢?!”

虽然修复污染土壤已成为土壤和环境科学界共同关注的热点问题之一，但迄今为止仍缺乏经济有效的土壤污染修复实用技术。高巍期待能为找到快速、经济、有效的污染土壤修复技术做点儿工作。

在中科院地理所闫秀兰副研究员、孙璐博士的指导下，高巍和其他3名组员将研究重点聚焦在长期多环芳烃一砷复合污染土壤。“想象中科学研究是非常帅气的，接触后才知道科学研究是非常‘磨人’的。科学工作不仅需要富有创意的想法、先进的技术，耐心与耐力也是不可或缺的。像我们组，光是把取来的土样研磨成实验所需规格，就花了好几个星期。”高巍笑着对我说。过去的半年里，他和伙伴们几乎每周都要去中科院实验室进行土壤样品化学分析，反复熟悉实验步骤、校正实验条件，力争获得最准确的数据，养成了严谨细致、认真负责的科学态度。

这样的例子，在三十五中“科技创新人才培养班”有许多。孩子们关注生活、关注社会，以力所能及的方式，尝试着解决社会上的一些问题。李伟光同学及其组员在中科院北京干细胞库周琪老师的指导下，参与了“小鼠脂肪来源诱导多功能性干细胞系的培养及分子鉴定”的课题研究。“在周琪老师的指导下，经过前期大量的文献查找、学习并掌握了一些相关的基本科学方法与原理后，我们利用转基因技术将4个相关目的基因转入小鼠脂肪细胞，将其诱导成为多能性干细胞，通过细胞形态结构观察，激光染色法、PCR等多种方法初步检测、鉴定小鼠脂肪来源诱导多能性干细胞系已具有全能性。”

较之单纯地体验科学研究的过程，李伟光更为珍贵的收获是，他对自己未来所要从事的工作有了一个清晰的定位与方向。“这项研究在临床上的应用价值是非常大的，能为器官移植、降低免疫排斥等方面的研究打开新的途径。直观地说，研究成果如果能真正应用到临床医学，那么器官衰竭患者们就能重新获得生的希望!”顿了顿，李伟光进而坚定地表示：“未来，我要投身到这项事业当中!”

整合资源培养创新人才

三十五中“科技创新人才培养班”是教育界和科学界跨界合作结出的“果实”。

2009年教师节前夕，为制定《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》，总理到三十五中调研。在调研中，温总理借钱学森之问提出了中国教育发展的两个深层次问题：“为什么现在我们的学校总是培养不出杰出人才?”“我们一直在强调素质教育，为什么成效还不够明显?”

“总理之忧触动我们深思，培养高素质创新人才，我们责无旁贷。”三十五中校长朱建民的脑子里总有一根弦紧绷着。“但是不可否认，‘钱学森之间’准确地点出了当前我国教育体制的弊端和要害所在――僵化的教育体制限制了学生的创新思维，应试教育忽视了对学生素质的培养。这使得教育现在基本上成为一种预备升学教育。教育同质化倾向严重，在这种教育模式下不可能培养出拔尖创新型人才。

必须树立先进的教育理念，冲破传统观念和体制的束缚，实现教育制度的创新、课程设置的创新、人才培养模式的创新。同时，也应该明确，培养高素质的创新型人才既需要大学，也需要中学乃至小学共同参与，大中小学有机协调，在不同年龄层次发挥特有的作用，才能真正形成有机而完整的培养链。”

基于这样的理念，为答钱学森之问、解温总理之忧，秉承“跳出教育看教育，跳出教育发展教育”的大教育观，三十五中主动整合社会资源，联手中国科学院京区科学技术协会，于2010年5月创建了“科技创新人才培养班”。

“中科院是国家自然科学最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心。我们希望依托中科院强大的教育资源，设计特色课程，突破传统课堂边界，将学校科技教育与同步进入国家院所实验室结合起来，拓展学生的科学视野，培养学生的科学精神和科学素养，提升学生的创新思维和科学能力。”朱建民期望通过此举探索利用各种资源培养拔尖创新人才的模式。

领会温总理在三十五中讲话中提出的人才培养要求，三十五中将“科技创新人才培养班”的培养目标定位为“五有人才”，即具有中华民族的文化底蕴和中国情怀、具有国际视野、具有正义感和责任心、具有适应社会的能力、具有科学精神和探究意识的高素质创新型人才。学生毕业时将取得5个证书――高中毕业证书、志愿者经历证书、才艺证书、诚信证书、中科院颁发的科技创新人才培养结业证书。

作为国家教育体制改革试点项目实验学校，三十五中秉承科技教育与人文艺术教育统一、宽厚基础与个性发展并重、学科教学与实践活动结合的原则，为“科技创新人才培养班”精心设计了包含国家基础必修必选课程、综合选修课程、中科院课程、学生社团活动课程和综合实践活动课程在内的五大课程“套餐”。同时，北京市教委为落实《教育规划纲要》精神，大力支持高中办学多样化，在政策扶持上也加大了力度，比如，给一些有特色的学校放权，让学校进行自主排课和高中会考的自主命题。三十五中也在积极申请成为改革试点校。届时，三十五中将凭借着这一优势，遵循“课程观决定人才观，课程结构决定人才结构，课程特色才是真正意义上的学校特色”这一主导思想，在五大课程“套餐”的基础上，进一步构建和完善学校的“5-5-2-8”课程体系。其中：

第一个“5”，是指三十五中“五有人才”的培养目标；第二个“5”，是指“五制”教育教学管理模式，即学分制、导师制、学长制、走班制和班级制；“2”是指共同基础类课程和兴趣拓展类课程两大课程类别；“8”是指课程领域，包括语言与文学、数学、环境与自然科学技术、人文社科、美学、体育与健康、德育与实践活动、心理与生涯规划。

“科技创新人才培养班”的课程“套餐”则在“5-5-2-8”课程体系中有一份独特的“菜点”――中科院课程，这是三十五与中科院合力打造的“特供”课程。

“特供”课程引领科学之路

其实，在正式开展课题研究之前，“科技创新人才培养班”的学生们已经在科学之路上行走了一年。中科院课程第一阶段由中科院专家直接授课，包括讲座报告、参观感受体验、实验室动手实践、课题小组研究、外出科学考察等；第二阶段，中科院专家提供多个部级科研课题，供学生根据自身兴趣和能力进行选择，从而深入中科院实验室参与研究。

直到今天，记者还清楚地记得“科技创新人才培养班”开班仪式上与同学们共同听的一堂中科院课程：

“2012真的是世界末日吗?”“什么是中微子?”“爱因斯坦的相对论到底对不对?”面对这么高深的学术问题，我以为自己走进了科研院所的学术报告会，但一张张稚嫩的面孔明确地告诉我，这是中学生的课堂。

伴随着大屏幕上精美的图片和同学们的阵阵欢笑惊呼，中国“三极”探险第一人、中科院大气物理所研究员高登义带来一个与众不同的世界，他以幽默诙谐的语言，吸引同学们与他一起探险“地球三极”，感触“知天知己”的科学情怀……

和一般请专家来开个讲座不同，中科院课程是三十五中与中科院“实打实”的合作，科学家们每周固定半天到校授课，并建立了一套长效的机制。在高一的基础性课程单元，学校每周半天请科学家为学生讲解科技领域的前沿和热点，帮助学生开拓科学视野、启发科学兴趣。一年多来，已有50多位专家登上三十五中的讲台，每次都会给同学们带来最新鲜的前沿科研进展以及科研经历和感悟，使同学们在和科学家的对话中，直接感受其科学素养和严谨的科研精神。

“原来总感觉科学家离我们很远，说话很高深，现在近距离接触后，才知道科学非常有意思，特别吸引我们去探究。”谈起中科院课程，英如英有一肚子话要说。从哥德巴赫猜想到基本粒子与暗物质，从细胞起源到神奇的碳材料，英如英说起前沿科学头头是道。作为“科技创新人才培养班”的学生，英如英从高一入学开始，每周五都有机会聆听科学家的精彩课程，并走进中科院国家重点实验室，感受科研过程。高二开始，和其他同学一样，他也开始在中科院导师的指导下，独立设计、实施、完成科研课题。他所开展的“蜕皮激素受体基因在飞蝗中的作用”还在学校的中期评比中获得了一等奖。

“特供”课程还为学生们设计了贯穿整个高中的科技创新实践活动。学生走进中科院国家重点实验室参观实践，寒暑假参与国内外的科学考察活动，学习科研方法、体验科研过程、增强科学实践能力。高一学年，学生们拜访了近20个院所，寒暑假还分别到云南西双版纳热带植物研究所和长白山中科院野外台站进行了为期两周的野外考察。

在云南，学生们在魏江院士的带领下开始了西双版纳热带雨林植物科学考察，他们参观中科院西双版纳热带植物园，听取科普讲解员对植物的解说；倾听天文专家讲解天文知识，进行天文星相实地观测；在动物学家的引导下，亲身感受动物世界的魅力；在生态学博士的带领下穿越热带雨林，学习野外生态环境关系和野外求生的技能……此外，还有一项核心任务――完成一项科学研究课题。

“课题游学”中，学生张所在小组研究的课题是“红背桂叶片背面为什么要那么红”，导师首先提出了几种设想，让学生分组探究。“其实，导师原本的研究方向并不是这个，但他发现红背桂叶片背面非常红后就提出了这个研究课题，所以善于观察、拥有好奇心和求知欲对做科研很重要。”

令张印象深刻的还有一个细节：“我们做红背桂切片进行观察的同时，导师也在旁边做实验。做切片往往不是一次成功，我们做两三次时可能导师就说做得不错，然后同学们就不再尝试了。而导师尽管已经做过无

数次切片，但仍会反复尝试以求获得最佳切片，这种较真精神让我们震撼。”

通过半年“真刀实枪”的课题研究，学生们对科学精神、科学思想和科学方法有了更深刻的领悟。朱思樾同学参与了智能环境监测系统的研究课题，这个大课题中的一件小事儿令他印象深刻。“焊接电路在整个装置中起桥梁作用。由于缺少经验，第一次焊接万能电路板时，我们出现了许多问题：导线外部的绝缘皮剥开得过长，使得焊接后很长一段铜丝在外，大大增加了发生短路的可能；操作前缺少思考，盲目焊接，使得我们无法成功地将两条甚至三条导线焊接在一起……”发现问题、解决问题，再发现问题、再解决问题，朱思樾和组员在思考和改进中实现了目标，也深刻地意识到科学无小事。

对此，朱建民也向记者阐明了自己的观点：“或许孩子的设想并不完全成熟，但蕴含其中的创造性想象、研究过程中对多学科门类的广泛涉猎、处理信息能力的锻炼，等等，却都是难能可贵的。这些，正是我们所关注的。”

模式创新成就创新人才

配合中科院课程的实施，三十五中为科技创新人才培养进行了系统的变革：重新整合高中三年课程，力求有机融合五类课程；改变传统教学方式，创设原生态的网络学习环境，培养学生自主、合作、探究的学习习惯和批判性思维方式；完善学生的选拔制度、发展性评价制度、个性化档案管理以及跟踪评价等办法……

2011年7月，三十五中正式成立了拔尖创新人才课程开发中心(暨博士创新工作室)，旨在为青少年科技创新人才提供有针对性、有特色的课程资源。在新校址内，按照中科院的课程方案，学校由中科院协助建设了6个个性化的创新实验室，涉及智能、生命科学、空间、计算机科学及计算数学等领域，并力争将这6个创新实验室纳入北京市打造的50个重点实验室的建设序列，面向全市开放，实现资源共享。并且学校已着手根据个性化实验室的方案设计适合学生开展的实验项目，编写《实验课程大纲》。

三十五中的科技创新人才培养工作得到了社会各界的认可。去年教师节前夕，国务委员刘延东给三十五中回信，称赞学校“更新教育理念、创新培养模式，深化教学改革，创建‘科技创新人才培养班’，在培养学生的科学精神和科学素养、提升创新思维和实践能力方面做出了积极探索”。

三十五中人才培养模式的创新，催生了学生的创新之花。王亦豪同学开心地说：“在‘科技创新人才培养班’的学习是完全不同以往的全新体验，我经历了人生中许多第一次――在科学家讲座中，我第一次走近地球三极、太阳风暴和冲击波等奇幻世界；在云南科学探索活动中，我第一次穿越热带雨林、研究自然奥妙；在与科学家们接触的过程中，我找到了自己的探究方向。同时我也愈加深刻地体会到，科学真正吸引人的是探索的过程。”

在中期评审中获得一等奖的英如英同学则说，比获取知识更重要的是，他从科学家身上看到作为一名科研工作者所具有的可贵品质。看到了科研人员的认真与严谨，看到了他们对工作的激情。而科学研究带给他的最大的收获则是变被动学习为主动学习，“刚开始接触这个项目的时候，我束手无策，不知从哪下手。随后我查阅了大量的文献资料，其中很多专业性很强的知识是很难懂的，但是坚持下来后我发现，这种自主学习的意识‘为我所用’后，是会‘获益终身’的。”

中科院的专家们认为，学生们在课题研究过程中，不仅掌握了许多科学知识和科学方法，更提升了科学素质、锻炼了科学能力，表现出很强的逻辑思维能力、发现与解决问题的能力、动手操作能力等，这些都是创新型人才的必备素质。学生的成长，不仅有赖于对科学成果的学习，更有赖于对科学背后的人的精神成果的学习。这是三十五中始终坚持追求的教育境界。

“我总是被孩子们的成长所感动”

在升学压力最大的高中阶段，每个星期拿出一个半天来开展科技创新教育活动，会不会浪费学生的时间、分散他们的精力、影响他们的成绩?

对于朱建民的这一举措，许多人并不理解。

对此，朱建民说：“培养学生强烈的创新意识、较强的创新思维和创新能力是我们的初衷和根本诉求。”目前，影响杰出创新人才培养的问题之一是过度强调接受性学习，忽视了发现性学习。发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切步骤。三十五中坚持以培养创新精神、实践能力为目标，让每一位学生参与一次课题研究，从中体验到发现性学习的乐趣，在探索过程中迸发出学习热情。

美国总统奥巴马把美国的高中教育定位为国家安全与国家战略。美国和法国科学院曾经都有过计划，就是要从高中阶段来为国家培养拔尖创新人才。但是他们的计划束之高阁。而在三十五中，中国科学院的科学家们深入到学校，为学生量身定制课程，使学生们在高中阶段就得以进入国家顶级实验室，并开始接触世界最前沿的科学研究，它的价值是无法估量的。

也正是因为这样，尽管在改革的过程中也有这样那样的障碍，但朱建民却始终坚定地倾听着内心的声音：“中学阶段是培养学生独立创新能力的关键时期，学校一定要提供最充分的条件，让学生在多种尝试中去发现自己的潜能，发展自己的能力。我希望能够打破重知识轻能力、重书本轻实践、重传承轻创新、重应试轻动手、重近期效益轻长远终身学习与发展潜质、重解题轻应用的传统教育模式，使学生在走出校园的时候，能够懂得对待科学应当秉持什么样的态度和精神；能够具备科学思想、科学素养、科学兴趣、科学道德、科学志向、科学精神。这是一所中学能为他们留下的最大财富。”

的确，让孩子们在科学研究中认识自己，测定自己的天赋，根据实际情况确立自己的理想；培养爱科学、学科学、追求真理、坚持真理的情怀，对学生进行高尚的科学道德教育；培养学生不屈不挠的毅力，锻炼全心全意的意志；培养学生乐于与人合作，善于与人相处的能力；学会运用实证的方法去研究问题，运用辩证法去探索问题……这比做一张考卷、考一个好分或者获得一个课题结论更有价值和意义。

看到孩子们在这里不断质疑着、反思着、探索着，不断发掘自己，升华自己，不断创新，向着自己的梦想行进，朱建民动情地说：“我总是被孩子们的成长所感动。每个人都潜藏着独特的天赋，一旦被开采，被挖掘，便会展现出生命中熠熠生辉的光彩，散发出璀璨的光芒!”

“科技创新人才培养班”就这样从探索中起步，在创新中发展。三十五中成为北京市翱翔计划“天文与地理环境”方向基地校、成为教育部和北京市拔尖创新人才培养项目实验校。

“下一步，我们要把科技创新人才培养班、翱翔计划、科技创新大赛以及高中课改，有机地结合起来，形成一个立体化的网络与格局。以此努力把三十五中建设成为北京市乃至全国具有引领示范意义的青少年科技创新人才教育基地。”校长朱建民充满信心地说。