“同學們，你們看這塊化石，你們能從這個截面上發現什么嗎？”地質館中，學生們和教師圍在一塊從中剖開的古化石面前進行激烈地討論。 可不要誤會，這不是地理課，而是南開兩江中學一堂關于“對稱圖像”主題的數學課。 如今，地質館上數學課、航天館上地理課……在南開兩江中學早已不是什么新鮮事。自南開兩江中學大力開展科創教育以來，課堂上，多場地、多學科的融合漸漸常態化。 對青少年開展科創教育，大力培養學生的科學素養、創新精神和實踐能力是國家創新驅動戰略和科技強國戰略的要求，也是國民基礎教育的重要組成部分。 秉持著這一理念，身處高科技園區的南開兩江中學與區域發展同頻共振，在青少年中開展科創教育，用校長毛明山的話來說，“在中學開展科創教育，讓學校成為普及孩子們科學素養的主陣地，在孩子們心中種下科創教育的種子，理應成為學校發展的題中之義?！? 五年來，南開兩江中學以科創教育為突破口，走科創教育特色之路，育時代所需創新人才。聚焦科創教育頂層設計，堅持以學生核心素養發展為導向，建構科學完善的特色課程體系，以促進學生的全域卓越生長。
在放學后的課后延時服務課堂上，一些學生正目不轉睛地盯著試管，仔細地觀察。這是該校的科創項目式課程“甜甜圈”智慧農場的課堂現場。教師將問題拋出，引導學生們提出假設，再由學生通過各種科學小實驗來驗證猜想。 授課教師講解完實驗要點后，學生們便迫不及待地進行分組實驗，收集實驗數據，記錄實驗現象，討論分析實驗結果，在實踐中逐漸掌握科學原理，并嘗試完成研究性報告。 “親自動手實踐是科學學習最直觀的途徑，而‘甜甜圈’智慧農場的課堂給了孩子們最為直觀地學習體驗?！笔谡n教師介紹，依托“甜甜圈”智慧農場，培養了學生對待科學的嚴謹態度，同時，項目式學習不局限于單一學科知識的建構與傳授，而是打破了學科壁壘，形成了多個學科知識交叉、融合、滲透的綜合性教育課程。 像這樣在具體學科基礎上開展的科創項目，在南開兩江中學還有很多，這些均得益于學?？苿摻逃暮诵狞c——課程。學校結合自身的辦學實際和發展優勢，聯合社會資源，拓寬教育交流合作領域，積極構建“名師+優師”組合的雙師教學共同體，及時把新方法、新技術、新思想引入教育教學實踐，聚焦新工科核心素養的發展。 柔性機器人、遙感衛星應用-衛星測控與天地通聯、功能模擬衛星探究與制作、計算機博弈、VR應用開發、智能傳感技術、Arduino硬件編程……如今，走進南開兩江中學，以課后延時服務課程和社團活動為主要形式的科創教育開展得“紅紅火火”。 以“雙減”科普行動為契機，南開兩江中學加強了科普與教育的融合發展，幫助學生激發興趣和發掘特長，滿足不同層次、不同類型學生的發展需求，培養學生創新精神和實踐能力，從而為今后參與創造性的科技活動和社會實踐打下基礎。 南開兩江中學科創實驗中心主任田震表示，學校的科創課程重視對學生的思維能力和動手能力的培養，使學生成為“想到”和“做到”的主體?？紤]到學生的水平，學校的科創課程結合了常規學習進度，將合適的內容進行主體化、問題化、項目化，讓學生在項目學習中完成對知識的運用與理解，借助項目和技能學習來培養學生自主學習、交流協作、問題解決等關鍵能力?！皩W校而言，鼓勵學生主動認識新事物、了解新知識，學會新方法遠比一味地追求成品展示更為重要?！? 每門科創課程，教師們都會留意每個學生的學習進度，將基礎學科知識和學生的興趣特長相融合，從而使學生在保持好奇心與興趣的同時，培養跨學科整合能力，形成扎實的學科素養。 為進一步激發學生對學習科學、探索科學的興趣，積極推進課堂內外相結合的科技創新教育，學校著力探索科技、人文、藝術的融合發展，構建特色科普活力圈，創設富有創新力的交流平臺。每年，南開兩江中學聯合重慶大學、重慶理工大學、重慶電子學會、重慶科技館等科研單位，舉辦科技周活動，為學生提供近距離接觸科技“大拿”和最新科創作品的設計原理和研究成果的機會。 暑期線上科技學術月活動，學校聘請在航空航天、計算機編程、機器人等各個專業領域擁有突破性科研成果的專家學者，向南開兩江學子展示了科學創新的無窮魅力。2022年11月開始，學校開始邀請一線的專家學者開啟線上直播授課，涉及天文、航天、人工智能、計算機編程等領域，與學生相約“云端”，共享內容豐富、妙趣橫生的科普盛宴。
仔細研究衛星基礎結構，“剝離”出最核心的裝置，再根據要求對其進行“改裝”，讓模型能夠實現不同的任務需求。原型分析、文獻調研、結構設計、虛擬仿真、3D打印、實物組裝、地面驗證……如此不斷地修改與優化，經過一學期的精心打磨，吳佳蔚同學和她的伙伴們才算“造”出了凝聚團隊智慧的衛星模型。 “我喜歡航天課程，每節課2小時的時間，同學的分享、高校教授們的指導讓我每一節課都能有新的發現?！绷募翱苿撜n堂，吳佳蔚的聲音都活潑了幾分。因為對航天的濃厚興趣以及在航天課堂上的優異表現，吳佳蔚和她的幾位同學被選拔到競賽班，進行更高階的知識學習與專業培養。 有了普及教育和興趣啟蒙，南開兩江中學還注重科創教育的“培優”。 學校的科創教育既抓基礎科學創新知識的普及，也看重特色亮點。南開兩江中學一手抓普及，一手抓提高，高度重視學生的科技創新教育，為祖國培養立志“星辰大?！钡目蒲行?、應用型拔尖人才。 2022年12月，南開兩江中學學生團隊參加了首屆全國青少年航天創新大賽總決賽，并在“航天創意設計-火星家園創意賽”“航天創意設計-月球探索創新賽”“太空探測-星球資源運輸挑戰賽”項目中，獲得三項全國一等獎。
從確立參賽項目到最終完成成果，這個過程極大提高了團隊的科學素養，“我們需要像科研工作者一樣發現問題、做出假設、收集證據、設計模型、論證分析、得出結論，逐步掌握了開展研究的嚴謹科學方法”。 科創教育的核心是讓學生學會用證據思考，自覺使用科學思辨的方法，而不僅僅是掌握某種操作。田震表示：“我們希望學生們能在具體的問題情境中解決實際問題?！? 正是基于這樣的理念，南開兩江中學的學生們除了在各類科技創新競賽中佳音頻傳，面對生活中可能遇到的各類問題，學生們貢獻了一套又一套解決方案，研制出了一項又一項專利發明。 為了幫助病人康復，學?！爸鞘挚萍紙F隊”10位同學多次前往醫院和養老院開展社會調研活動，咨詢康復科室的專家和醫護人員。學生們尤其注重患者體驗，在研制過程中，風雨無阻地來往于學校與醫院，根據患者的需求和體驗對產品進行改良優化。最終他們的研究項目“心手相應——柔性手部智能康復外骨骼”成功申請專利，并且獲得了第八屆“互聯網+”大學生創新創業大賽萌芽賽道全國決賽“創新潛力獎”國賽一等獎。 像這樣的榮譽與專利，在南開兩江中學科創課程開設以來比比皆是。學校劉晉麟同學申請的實用新型專利——“城市道路下穿隧道積水報警與排除系統”得到了國家知識產權局授權；初2025屆1班鄒宜簡同學申請的外觀設計專利——救援機器人，同樣得到了國家知識產權局專利授權。幾年間，四項由學生自主完成的專利獲國家知識產權局授權，百余名學生先后獲得省級、國家級科創大賽獎項榮譽。 這也初步達到了南開中學科創實驗中心設立之初的目標：在學?？苿摻逃n程的基礎上，對標拔尖創新人才選拔培養目標，在模塊內容的深度和廣度上進行提升，促進拔尖創新人才的快速成長。
學?？苿搶嶒炛行膱F隊的教師徐子奧談到，從三年前的新手教師到如今已經成長為學生們科創之路的良師益友，這得益于學校的全力支持，讓他和學生們共同成長。 “專家們的講座為教師們的創新教學打好了理論基礎?！睂W校相關負責人介紹，通過“院士專家進校園”“與老師一起進高?！钡然顒?，師生們共同了解前沿科技知識。學校還為多次帶隊前往周邊的高新園區與各大高校參觀學習，將“‘請進來’與‘走出去’相結合，使教師先于學生成長。學校與重慶大學、西南大學、北京理工大學、重慶理工大學等高校、科研機構合作，開發人工智能、機器人、3D打印、無人機、航天航空等課程，極大地拓展了教師的科技視野。 “南開兩江中學科創課程的授課內容具有高校知識下沉的特征，但考慮到學生們的知識水平，這就需要教師與專家團隊共同制定出適合中學生的項目內容。在這一過程中，我們教師團隊受益匪淺，個人的成長與日俱進?！笨苿搶嶒炛行膱F隊的教師龍城表示。 除了課程研究外，學校還邀請專家教授以講座授課、實驗室操作等方式，提升教師理解、開發與實施創新課程的專業能力。 科創課程的內容強調專業知識與實踐操作，因此教師需要同步提高自身科學素養，增加知識儲備。比如承壓結構設計中，教師引導學生探究怎樣的結構才能夠在同等質量的材料條件下，搭建的結構能承受更大的力。這既需要教師能夠進行物理層面的引導，又需要指導學生完成結構的建模與3D打印……一系列的操作，需要指導教師能夠有足夠的經驗和多學科的知識儲備，否則極有可能在指導學生進行實際操作時，被突然出現的問題“卡”住。 學校正竭力打造一支充滿活力、多形式銜接、多通道成長、可持續發展的師資隊伍，落實落好“強教”戰略，以科教融匯為新方向，以課堂教學為主陣地，為實現科創教育的高質量發展增值賦能。 “這兩年，學校引進了很多實驗室的項目，這對我們來說既是挑戰，也是自我提升的一個途徑?！毙熳訆W說：“學校的創新課堂開設，采用‘雙師制’。即一位專任教師+線上專家顧問，顧問由各高?；蚩蒲袡C構的專家擔任。與高校專家教授的雙師課堂也是我們快速成長的必要途徑?！? 從科創實驗中心立項以來，南開兩江中學的教師們不僅在專業知識能力方面不斷成長，動手實操能力得到大幅提升，他們的授課方式和教育理念也在發生著深刻變化。 “在課堂上，教師和學生的互動更多了。我能感受到學生熱烈地想要參與到教學過程中，可以感受到他們對知識的渴望和參與感?！毙熳訆W坦言，三年來，在課堂上他越來越感受到學生對教師教學的肯定?！霸陧椖繉嵤┻^程中，我越來越意識到，教師必須在這一過程中激發學生的興趣，培養他們的探究能力和學習能力。這樣，哪怕離開了教室，學生在未來的學習、生活中依然能夠用這些能力去解決問題?！?
五年前，從教多年的田震面臨著教師生涯中的一次新挑戰。 為了促進科學創新教育普及，南開兩江中學擬著力打造科創實驗中心，而這一項目的有效開展需要有足夠經驗和課程規劃能力的教師進行主持。 “這對我來說是‘頭一回’?！钡拥竭@一重任的田震很清楚地意識到，這對學生和學校教師而言都是一次不可多得的機會?！氨M管我沒有足夠的經驗，但學校給予了我最大的支持?！? 也正如田震所說的那樣，隨著團隊的逐漸成型，五年來，一位位專家教授走進校園為師生們帶來了科技前沿知識；生態館、地質館和航天館次第落成；各類創新實驗室相繼投入使用；一所所高校、科研單位相繼與學校達成合作協議…… 2022年9月，兩江人民小學校的師生前往南開兩江中學進行了參觀學習?？苿搶嶒炛行牡慕處焸儙ьI師生們走進學校地質館、航空館，帶師生們領略了一段別開生面的科學之旅。地質館，師生們熱烈地討論巖石的種類、外表，并在南開兩江中學教師的鼓勵下親手觸碰各類地質標本。航空館內，同學們圍坐在一起認真傾聽航空航天知識，在沉浸式體驗中了解火箭發射、衛星入軌等。 為加強園校溝通交流，實現學?？苿撜n程資源的社區化與社會化，如今，在南開兩江中學的校園時?？梢砸姷絻山聟^的中、小學，幼兒園師生前來參觀，體驗藝術、科技教育氛圍。 為促進航天科學技術的普及和推廣，提高學生科技創新素質，南開兩江中學積極打造航天知識學習平臺。學校與中國航天科技國際交流中心合作，在學?？茖W館落成“航天館”，并建有航天科技教育創新實驗室，且配備專業的航天科技綜合實踐設備。通過星、箭、船模型以及相關先進互動體驗設備，打造學生乃至周邊區域了解航天科技、學習航天知識的交流平臺。 學校地質館由古生物展廳、巖石展廳、礦物展廳和極地走廊構成，現存古生物化石標本560余件，巖石標本310余件，礦物標本360余件。巖溶地貌展廳則全貌模擬了地下巖溶景觀：石筍、石鐘乳、石柱等；極地走廊是以被譽“中國南極事業開創者”之一的顏其德校友所捐贈書籍、標本、實物、影音等材料為基礎建成，展示了南極概況及我國南極科研的現狀。 地質館是具有研究性、科普性、學科性的多功能教學基地。學校集合了地理、生物、歷史、物理、化學五大學科，聯合教研，以地質館作為教學平臺，開展項目式學習，為培養跨學科的地質科學人才奠定基礎。 學校先后建成了3D打印創新實驗室、開源硬件創客教室、機器人工作室、精工木工實驗室、微生物實驗室。與北京理工大學共建“人工智能實驗室”、與重慶大學計算機學院共建“智能計算與硬件編程創新實驗室”、與重慶理工大學人工智能學院合作共建“雛鷹成長智能科技創新實驗室”。 除了場館硬件設備，南開兩江中學還積極鏈接社會資源。 作為重慶地區首個“航天未來人才培養基地?！?，2021年重慶南開兩江中學攜手中國航天科技集團，引進由中國航天科技國際交流中心自主研發的航天體系專業課程。學校與中國航天科技國際交流中心、重慶大學、重慶理工大學、明月湖國際智能產業科創基地建立深度合作關系，探索“中學生+新創意+新技術+新設計”的科創人才培養模式，共同推進航天特色科技教育課程的開發。 每個學期，學校都會邀請在社會上有影響力的院士、教授、研究員和各個領域的專家與杰出人才來校，與南開學子展開近距離的交流，通過專題講座的形式向學生們普及基礎的科學知識和前沿的科技理論。 從五年前，第一位教師加入科創實驗中心，到如今200多位學生獲得省級、國家級各類獎項。多要素協同，南開兩江中學全方位支持科技創新教育新發展，為學生們打開了走近科學、浸潤文化、體驗生活、了解世界的大門，為在校學生們展示了科創世界的廣袤晴空。
