加強科學教育、提高學生科學素養是青少年成長發展的需要，也是培養國家高水平科技創新人才的需要。2017年，廣東省深圳中學提出：“建設中國特色世界一流高中，培養具有中華底蘊和國際視野的拔尖創新人才。”自此之后，學校以“科教融合，創享未來”為理念，以提升學生科學素養和科學志趣為目標，實施人才、課程、生態三重力量驅動，全面提升科學教育水平，加強拔尖創新人才自主培養，為解決我國關鍵核心技術攻關提供人才支撐。

　　科教融合一直被視為高等教育改革的方向，如今我國科教融合正在從高等教育向基礎教育領域延伸。中國科學院院士、清華大學物理系教授朱邦芬在2023年清華校友基礎教育論壇上說：“杰出創新人才的培養與中小學教育有著非常密切的關系。從某種意義上說，中學對人的塑造、對一個人全面素質的培養，是人才成長中最關鍵的一環。”在基礎教育階段通過科教融合的方式提升科學教育水平，不僅是落實立德樹人根本任務和黨的二十大統一部署的應有之義，更是在為中國乃至世界未來發展培養更多拔尖創新人才厚植成長沃土。

　　一、人才驅動：謀劃世界一流的師資格局

　　教師是教育發展的第一資源，是立教之本，師資隊伍建設是提高科學教育質量的首要因素。

　　其一，吸納優秀人才，以創新型、學術型教師引領學生科學素養提升。深圳中學在教師隊伍建設方面，堅持“用優秀的人教育下一代，培養出更優秀的人”，踐行以人為本的管理理念，努力營造寬松和諧的工作氛圍，在生活上關心他們，在工作上幫助他們，在思想上引領他們。目前學校有博士教師100余人，清華、北大畢業的教師150余人，哈佛、麻省理工、牛津、劍橋等海外名校畢業的教師80余人。例如：教授“天文學基礎與前沿”的胡劍老師是清華大學博士、德國馬普天體物理研究所博士后，教授“Python編程與智能硬件”的高陽老師是本科、碩士、博士都在清華大學就讀的“三清”博士。這些創新型、學術型教師經歷過嚴格的學術訓練，都能夠獨立進行學術研究，開展科研實踐。因此，他們在從事科學教育的過程中會更加倡導研究性教與學，不是把知識作為既定的東西教給學生，而是使教學成為一種探索、創造的過程，從而啟發學生的創造性思維，引領學生創造性地運用新知識、新方法，不斷拓展視野，提高創新意識，養成科學精神。

　　其二，提供多元平臺，彰顯高學歷教師的教育教學優勢。為了進一步發揮博士人才的專業優勢及其在學校高質量發展中的引領作用，深圳中學首創項目制博士工作室，探索高水平人才組團式發展。首批成立的深圳中學博士工作室共七個，分別為丘成桐中學科學獎博士工作室、清華數學領軍計劃博士工作室、清華物理攀登計劃博士工作室、北大物理卓越計劃博士工作室、港澳課程研究博士工作室、iGEM博士工作室和科技創新博士工作室，涵蓋數學、物理、化學、生物、信息、科技創新等多個學科領域。博士工作室以項目制為載體，通過跨學科博士共同攜手，聚焦拔尖創新人才培養，圍繞課程建設、學生發展、教育教研開展相關工作。

　　其三，拓展校外資源，為科學課程實施提供強力支持。深圳中學不僅擁有世界一流的校內師資，而且有校外的學者、專家為課程引導和護航。例如：每月舉辦一次的深圳中學大講堂，曾邀請諾貝爾獎得主阿龍·切哈諾沃、羅杰·科恩伯格，菲爾茲獎、克拉福德獎、沃爾夫獎得主丘成桐院士，清華大學校長王希勤教授，西湖大學校長施一公院士，比亞迪董事長王傳福等海內外著名學者、企業家為學生開設科普講座，內容包括《我的科學生涯》《數學中的真與美》《突破利基，融通中外》《結構之美》《比亞迪的夢想和責任》等。此外，學校的科創教育中心還與相關專家建立長效合作機制，開發并實施適合高中生修習的課程。

　　二、課程驅動：構建多元高端的科學課程

　　深圳中學科學課程設計與實施的特點主要體現在前沿性、系統性、綜合性、實踐性和人文性五個方面。

　　其一，前沿性。科學一直在迭代更新，這也是科學的魅力所在。科學教育在科學知識的傳授方面，尤其要重視對前沿的、正在創造之中的科學知識的關注，讓最前沿的科技以學生易于理解、樂于接受的方式進入課堂。例如：每周四下午，深圳中學博士教師會聚焦世界科技前沿，面向學生開設一場深圳中學博士講堂，涉及的領域包括數學、物理學、化學、生物學、語言學、醫學等。再如：羅天摯老師開設的選修課“神奇的新材料”旨在介紹最前沿的材料科學研究，如碳納米管、超導體、石墨烯、形狀記憶合金等。羅老師在課上不僅通過實驗探索新材料的奇妙性質、制備方法和應用，而且通過案例介紹新材料在工業和科研中的實際應用，同時引導學生閱讀最新的學術論文和研究報告，了解材料研究進展，為他們未來的學術和職業發展打下堅實的基礎。

　　其二，系統性。科學素養的提升需要從小抓起，進行全方位貫通式培養。在初中階段，深圳中學與丘成桐院士合作設立丘成桐少年班，開設的必修課程包括數學競賽基礎、信息競賽基礎、騰訊DN.A網絡素養課程等，選修課程包括以認識城市與生態環境為主題的人文素養課程，數學、物理、化學、生物、信息學競賽課程等。高中階段設立華為-深圳中學數理實驗班、數理英才班等。以深圳中學數理英才班為例，在國家必修課程的基礎上，第一學期開設微積分、普通物理學等大學先修課程；從第二學期開始，根據學生的興趣方向，數學方向開設數學分析、高等代數、群論初步、微分方程等課程，物理方向開設物理競賽、理論力學、熱力學、統計物理、電動力學、量子力學等相關課程。

　　其三，綜合性。科學教育不是寓于單一學科中，而是需要通過跨學科、多學科融合交叉的探究性課程學習去實現。以深圳中學每年都會指導學生參加的國際基因工程機器大賽(International Genetically Engineered Machine Competition，iGEM)為例，在這項比賽中學生不僅能應用生物實驗技能，還鍛煉了編程、建模、工程、社會調查、媒體運營等方面的能力。2021年深圳中學代表隊的研究項目為“Gum Over（終結口香糖）”，聚焦城市街道上難以清除的口香糖問題。首先，學生通過實驗證明兩種生物酶可以分解口香糖中難以被降解的成分，決定開發一種基于生物酶的口香糖清潔劑。然后，負責實踐調查的學生發現夏季地面溫度普遍超過了生物酶的活性范圍，為了提高酶的熱穩定性，學生設計改造蛋白的實驗，利用理性設計和定向進化的方法設計了突變的酶。最后，負責運營的學生策劃了線下藝術展和公眾演講，提高了公眾對公共健康和城市衛生的意識。這個由學生視角出發的項目以生物實驗為主線，結合工業設計、社會調查、活動策劃等方式，既提高了學生的跨學科學習能力，又培養了學生對社會問題的思考能力，提升了學生的綜合素養。

　　其四，實踐性。中國傳統的教育重書本知識，重口頭講授，缺少對動手實踐能力的應有重視；而大腦的開發、思維的開拓都要通過動手去實現，要產生創新思維，就要不斷通過自己的雙手去實踐。以朱峰老師開設的“智能機器人”課程為例，該課程涉及的基礎知識和技能包括機器人的構造、電路、程序設計和傳感器應用等，課程實施通過理論學習和實踐操作相結合的方式進行。學生們會在課堂上學習機器人原理，了解基本的電路、控制和編程知識，然后親手搭建機器人、編寫程序、進行調試和優化等。這些實踐活動有助于學生熟悉機器人的構造和工作原理，提高他們的實際操作能力和技能，進而參加各類機器人競賽，提高解決問題的能力、工程思維水平和團隊協作意識。

　　其五，人文性。科學教育是有溫度、有情感的教育，教師不僅要引領學生了解科學世界，更要引導他們關聯并關懷生活世界。一方面，歷史上的科學家和他們的科學發現及其對時代的影響，科學家在研究過程中所經歷的挫折、失敗、錯誤都是科學教育的重要內容。“數學課里有華羅庚，物理課上有愛因斯坦，化學課里有拉瓦錫……”這是我常和學校各科教師強調的內容。另一方面，我國優秀傳統文化和科學歷史文化等內容也是學校科學教育關注的重點。我校開展了一系列別具特色的校本課程學習和實踐活動，包括黨史學習、愛國教育、勞動教育、生存技能等課程，引導學生涵養中華底蘊，厚植家國情懷。此外，學校還充分利用新校區大面積的白墻，完成數學之美、物理之美、化學之美、生物之美、天文之美、AI之美、機械之美等文化墻的設計，讓學生在耳濡目染中了解科學史以及科學的本質、科學與人類的內在聯系，揭示科學豐富的人文內涵，讓學生無時無刻不感受人文熏陶，沉浸于“無聲課堂”。例如：數學之美文化墻的內容涵蓋中國古代數學家劉徽與祖沖之的生平與故事，圓錐曲線和雙螺旋線的定義與結構，麥克斯韋方程與相對論和量子物理的密切關系等。

　　三、生態驅動：營造良好互動的創新生態

　　科學的本質是創新，科學教育的靈魂就是要形成一種創新的生態。良好的創新生態不僅需要基礎設施等硬件支撐，還需要形成創新驅動發展的制度安排、環境保障和文化氛圍。

　　其一，提供支持科學探索的條件保障。深圳中學融合優質資源，與華為、騰訊等著名企業，以及清華、北大等著名高校共建23個創新體驗中心和創新實驗室，并成立專門的科創教育中心，統籌各中心和空間規劃、課程設計等。近年來，學校基于這些平臺新開設創新課程25門，其中我校教師獨立開發13門，與大學、企業合作開發12門，包括“深中騰訊AI+”“Python編程與人工智能”“產品三維設計與制造”等，涵蓋人工智能、計算機科學、物理學、天文學、生物科學、經濟學、管理學等多個領域門類。

　　2023年剛剛落成的深圳中學工程技術創新體驗空間占地逾800平方米，是深圳中學科創空間改造的一次全新嘗試，內部有機整合機器人、無人機、量子實驗室、比亞迪體驗中心、清華大學朱邦芬院士工作站等多個空間。工程技術創新體驗空間有助于教師在教學中開展學科融合和全鏈條整合，實現學生的跨學科學習和跨領域思考，不僅通過物理空間上的集聚提高了“科研密度”，而且提高了“創新濃度”。同時，各大學和企業也為學生提供了多元豐富的校外實踐空間，如大亞灣核電站、深圳市天文臺、深圳證券交易所，以及比亞迪、華大基因等企業，真正實現“校園無圍墻，課堂無邊界”。

　　其二，形成鼓勵創新創造的文化氛圍。物質文化是基礎，精神文化是內核。習近平總書記指出：“基礎教育既要夯實學生的知識基礎，也要激發學生崇尚科學、探索未知的興趣，培養其探索性、創新性思維品質。”六年多來，深圳中學將科教融合的理念貫穿教育活動全過程，倡導“處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人”的教育思想，鼓勵學生善于奇思妙想并努力實踐，以創造之教育培養創造之才。學校因此逐漸形成了科學民主、多元和諧、開放包容的校園文化氛圍。在這樣的文化熏染中，深圳中學學生不僅提升了科學素養，而且在內心播下科技創新的種子，歷年來在科學研究和各種國內、國際科技創新大賽中均取得優異成績。

　　我們認為，學生接受科學教育的過程不僅是體驗前沿科技創新、感悟科學精神和科學家精神的過程，更是關心社會、關懷世界、獲得切實成長的過程。2023年，憑借“普易篩”項目入選國際科學與工程大獎賽中國國家隊的田一丁同學說，“普易篩”帕金森病早篩儀器項目的源起是他在網絡上看到一段1996年奧運會開幕式的短視頻。視頻里54歲的拳王阿里右手高舉奧運火炬，而左手卻在不停地顫抖。他說：“我的內心感受到了極大的沖擊，作為一個世界級拳王，雙手理應是阿里最信賴的武器，但帕金森病居然讓拳王無法自主控制自己的雙手。”非常幸運的是，田一丁同學帶著疑問碰巧選修了英國南安普頓大學博士胡楠老師的綜合性科研課程。胡老師啟迪他用靜電場電勢檢測的辦法進行易普及的帕金森病早期篩查，進而有了后來的成果“普易篩”項目。除了項目本身取得的出色成績，學生通過此項目展現出的人文關懷、獲得的精神成長更加難得和寶貴。

　　教育是為未來培養人的，我們今天培養怎樣的學生，就會創造怎樣的未來。為此，深圳中學將一如既往地行走在“科教融合，創享未來”之路上。

　　（本文作者系廣東省深圳中學校長）