摘要：学校将实践导向作为科学素养培育的核心路径，打破学校壁垒，整合社会资源，拓宽科学教育场景。学校秉承“促进学生全面发展，为学生一生幸福奠基”的理念，探索课程育人之道，发挥科学教育在立德树人中的积极作用，开展科学素养导向的课程群建设，厚植拔尖创新人才培养沃土。科学素
在怀柔科学城的腹地，有一所将实验室变为“科学游乐园”的学校——北京市第一〇一中学怀柔分校。这里的学生不再是知识的被动接收者，而是变身为“科学玩家”，在“闯关游戏”中探索并解密科学原理。从种绿豆到设计太空车，从挖掘三叶虫化石到对话两院院士，科学教育在这里被彻底重构。通过“345﹢2”进阶式培养体系、双擎驱动的实践平台以及多元评价机制，学校正以创新姿态厚植科技沃土，孕育未来拔尖创新人才。
理念先行 构建科学素养培养体系
北京市第一〇一中学怀柔分校是一所全寄宿制完全中学，地处怀柔科学城核心区，在校生2500多人。
学校将实践导向作为科学素养培育的核心路径，打破学校壁垒，整合社会资源，拓宽科学教育场景。学校秉承“促进学生全面发展，为学生一生幸福奠基”的理念，探索课程育人之道，发挥科学教育在立德树人中的积极作用，开展科学素养导向的课程群建设，厚植拔尖创新人才培养沃土。科学素养导向的课程群建设完美契合学校培养“人格健全有担当，全面发展有特长，勇于创新有能力的拔尖创新人才”的育人目标。
学校以学生科学素养的提升为落脚点，强调“学生中心，主动探究，情景学习”，构建“做中学、学中创”，校内外协同的科学教育生态。基于布鲁姆教育目标分类学，学校搭建了“感知层—思维层—认知层”的三阶递进模型，并融入“听、做、研、写”四维能力培养，形成螺旋式能力提升路径。最终，学校构建了以“课程进阶为经线、实践场域为纬线、资源保障为翼线”，“课程—实践—保障”三位一体的“345﹢2”进阶式、立体化的科学素养培养体系，形成了独具特色的科学教育文化。
课程通关 从“启蒙”到“拔尖”都精心设计
“345﹢2”科学素养培养体系的“345”即课程端，按“感知层—思维层—认知层”三层设计，融合“听、做、研、写”四维培养，落实五阶课程螺旋进阶，以此提升学生的“两维”——创新思维和批判性思维，从而实现学生科学素养的有效提升。
学校的课程端在感知层的具体做法是：每周一个“科学盲盒”，学生可能拆出三叶虫化石挖掘工具、微型风洞机翼模型，甚至太空种子培育套装。在“淀粉变塑料”“气流密码破解”等实验中，科学原理化身趣味任务，知识吸收毫无压力。在思维层，学校在校内开辟2000平方米智慧温室，让其变身学生的“科学战场”，学生在此做各种实验，辩证思维随着有机蔬菜一起疯长。在认知层，每月“雁翔讲堂”邀请两院院士与学生“唠科学嗑”：“您做实验时哭过吗？”“量子力学能解释我为什么总丢水杯吗？”院士们掏出“失败日记”教会学生——真理藏在反复试错的盲盒里！
在“听（讲座）、做（实验）、研（课题）、写（报告）”四维能力培养上，学校坚持让学生动耳听、动手做、动脑想，实现多维协同融合。比如在科学嘉年华上，学生用相声演绎“黑洞原理”；在化石馆里，显微镜变身“考古探测仪”，学生为三叶虫化石编写“恋爱小剧场”；天文社用猎户座腰带数据推导“芝麻汤圆最佳馅料比例”，其论文登上校园《科学奇葩说》。
学校的五阶课程基于维果斯基的最近发展区理论，设计深度贴合学生认知发展规律的梯度课程。
一阶是启蒙课程，对应感知层，重在兴趣激发。学校安排固定课时开展科普讲座，包括“启航课”和“大师课”，并组织科技节等科学体验活动，让学生了解科学知识，培养学生对科学的热情。科学家故事汇、科学嘉年华活动点燃了学生的探索欲望。
二阶是基础课程，对应感知层和思维层，重在方法奠基。学校开足、开齐、开好国家必修课程，广泛开展天文学、种植实践、瓷器设计与制作、古生物科学等19门科学选修课，使学生掌握观察、实验、推理、归纳、演绎等科学研究方法。
三阶是进阶课程，对应思维层，重在问题解决。学校将学习教具集成打包，打造便携式微型实验室；带领学生走进校园、公园开展科学考察，让学生在真实的情境之中体验、探究，培养学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。
四阶是提升课程，对应思维层和认知层，重在科研实践和批判思维的培养。科学教师让学生从感兴趣的真实生活问题中寻找选题，展开深入的探究。学生通过体验“文献检索、设计实验、数据收集和分析、论文撰写和成果展示”这一科研流程，逐步形成自觉学习、敢于质疑、乐于在探究中获取新知的意识和习惯。
五阶是拔尖课程，对应认知层，重在创新突破。学校在开设大学先修课程的同时，还遴选学生参与学科竞赛及“白名单”赛事，通过竞赛专项特训与科学家一对一指导，助力学生冲击国家级赛事，实现学生的自我价值塑造。
制度保障 双引擎营造浓厚科学氛围
在课程体系构建的底层逻辑之上，学校通过制度创新搭建起知行合一的桥梁。如果说五阶梯度课程是依据认知规律铺就的登山阶梯，那么“实践﹢保障”的双引擎机制就是为攀登者配备的“登山杖”与“补给站”。这一机制既包含看得见的空间重构——通过校内外三级实践场域的贯通，让知识在真实情境中生长，更蕴含隐性的支持网络——借助资源融通与评价革新，形成“学习—实践—反思”的完整生态链。这样一来，课程设计的科学性与制度保障的系统性形成共振，使教育真正成为点燃思维火种的能量场域。
实践端依托“校内﹢校外”双平台。校内打造“微型实验室﹢科技种植基地﹢科学公园”立体空间，校外联动“大科学装置﹢科研院所﹢科技企业”，形成“课堂—校园—科学城”三级实践场域。在智慧大棚中，“一一爱发明”社团的学生们通过设计“智能浇花系统”与植物生长日记“斗智斗勇”，在设计过程中体验“试错—反思—迭代”的科研闭环，将“做中学”的理念完美具象化。
保障端则采用“资源共建﹢多元评价”保障双机制。依托高校资源与多元评价机制，形成闭环支持系统。学校引入中国科学院大学、中科院物理所、中科合成油等资源，让学生有机会走近国家重大科学装置，参与真实的科研项目，强化“真实问题导向”。
学校健全多元评价，建立“科学家—教师—学生”协同机制，注重将过程性评价与结果性评价相结合，既关注学生的成绩，也重视过程中的努力与进步。同时，学校探索多元评价主体的参与，包括教师评价、自我评价、同伴评价和家长评价，完善“过程性评价﹢成果展示﹢赛事检验”的多元评价体系，形成双擎驱动系统。
从“科技教育﹢生态实践”的智慧大棚，到能观测太阳黑子的天文望远镜；从凌源潜龙化石，到拥有超敏化学发光检测仪的创新实验室，学校的各种科学设备能充分满足学生的高阶研究需求。此外，学校还深度对接怀柔科学城教育资源，联动系列大科学装置，与中国科学院大学、中科院力学所、雷诺丽特等高校、院所及高科技企业共建资源，引入“科学家—教师—学生”协同机制，确保科研资源向基础教育下沉。
学校的科技副校长由中国科学院大学的博士生导师担任，来自怀柔科学城共建基地的10位专家学者组成导师团，为学生提供从火箭设计到量子力学的实战指导。学校还定期举行“科技创新展示周”等活动，不仅检验学生的学习成果，还促进了学生之间的交流与合作，塑造充满活力、富有创新精神的校园文化。同时，学校积极推动校外研学活动，使学生增长知识、扩大视野，锻炼他们的实践能力，激发他们的创新思维。
遍地开花 科学教育硕果累累
通过项目式学习，学生的批判性思维、协作能力显著增强。天文社成员在商讨参与国家天文台的研究项目；创新实验室团队研发的“水下全自动珊瑚机器人”“智能竹简展示装置”“一款基于频率识别的自动调音装置”等项目已着手申请专利，也许在未来的某一天这些创意将被批量生产。
2024年，学生在五大学科竞赛中斩获省市级奖项12项，较前一年增长50%。自2018年推进科学教育以来，学校积极组织学生参加科技竞赛，共计600多名学生参加了32项科技创新类赛事，获国家级奖60余项、市级奖170余项；更有一支“00后天团”于2022年受邀参加中央电视台《极智少年强》北京专场的节目录制，获当季亚军。
在这个过程中，科学教师也完成了从“教书匠”到“科研导师”的赋能升级。据统计，学校兼职科技教师人均掌握2项跨学科教学技能，现已开发了“版图学”“航空种植实践”“瓷器设计与制作”“古代与现代生物科学”等19门校本课程。近两年来，教师参与校本课程研发人数增长60%，教学创新案例频出。
学校因此获评“全国首批中小学科学教育实验校”“北斗科普基地”“国际地球科学奥林匹克竞赛基地校”“北京大学国优计划联合培养基地”等荣誉称号，并承办了“北斗杯”北京赛区选拔赛、国际地球科学奥赛总决赛等赛事，科技教育影响力辐射全国。
在这里，科学教育不是填鸭式的知识投喂，而是通过真实问题激发学生像科学家一样思考。当学生们为“水下全自动珊瑚种植机器人”的设计方案争论不休，或在科学公园追踪候鸟迁徙路线时，他们收获的不仅是奖杯，更是批判性思维、创新能力和抗挫折能力。正如执行校长崔峰所言：“每个孩子都是自带成长型思维的‘科学玩家’。”在这所把实验室变成魔法城堡的学校，科学冒险永不停息。未来，这所“科学游乐园”将继续孵化更多的“科学玩家”，为国家战略人才储备注入鲜活力量。
□文/崔峰 陈江坡 王洁琦 苗琼（北京市第一〇一中学怀柔分校）
来源：现代教育报