依托吴健雄优势资源“云”培养科技拔尖人才的实践研究

开题报告

太仓市明德小学  俞健  何耀

一、研究背景、所要解决的主要问题

（一）研究背景

1.全面深化教育改革的需要

未来的竞争一定是科学技术与科学人才的竞争。从拔尖创新人才的成长规律和特点来看，基础教育起着重要的启蒙和奠基作用,拔尖创新人才必备的一些基本素质和行为习惯，则要从幼儿园、小学抓起，错过了拔尖创新人才素质形成的各个“黄金期”就很难弥补。因此探索建立拔尖创新人才培养的有效机制，促进拔尖创新人才脱颖而出，是建设创新型国家，实现中华民族伟大复兴的历史要求，也是当前对教育改革的迫切要求。

2. 不断完善学校课程体系的需要

为了全面落实“十四五”发展规划，学校提出了以课程设置为载体，努力促进学生综合素质的全面成长；引领学生的文化自觉。在严格国家课程标准的基础上，需要创新国家课程校本化的思路，围绕“厚德载物、格物致和”的课程目标，推进和完善明德课程体系，重点开发能够体现科学素养科技创新的校本课程及载体资源，拓宽学校课程建设的空间，提升学校课程的品质，促进特色学校的形成，进一步彰显学校特色与品牌。

3．本课题研究和实践的独特优势

著名物理学家吴健雄是明德小学的杰出校友，更是明德小学的精神支柱，其以“爱国、至善、求是、创新”为核心的科学精神和人文精神是明德小学最为宝贵的教育财富。几代明德人都把健雄精神作为最重要的课程资源加以开发和利用，初步形成了健雄精神引领的教育文化体系。学校“健雄”系列品牌活动覆盖德育、教学、学生创优诸多方面，围绕健雄精神学校开发了专门的校本课程，基于健雄精神的研究，学校提出了学生探究品质目标体系。

作为吴健雄的母校，明德小学自觉地传承和发展科技教育。长期以来，学校培养了优秀的科技教育师资团队，积累了面向小学生开展科技教育的宝贵经验和方法。2018年，学校健雄少年科学院正是启用，坚定了学校走科技教育的特色建设之路。在全校师生的共同努力下，学校构建了丰富多彩的以机器人特色为主、辅以发展多项基础科技活动的科技教育课程，有力地推动了学生创新精神和实践能力为重点的素质教育，培养了学生的创新意识，发展了学生的个性和特长。

（二）本课题所要解决的主要问题

1.解决学校课程体系性和特色性不够的问题

2.解决学校科技教育优化和整合不够的问题。

3.解决科技拔尖人才培养的管理和评价等激励机制缺乏的问题

二、国内外同一领域的研究现状与研究价值

(一)国内外同一领域的研究现状

1.国内研究现状

人才培养和人才队伍建设一直是我国人才强国战略实施过程中最为关键的议题，而拔尖创新人才在其中又处于十分重要的引领地位。国务院于2019年印发了《中国教育现代化2035》，明确提出要优化人才培养结构，加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养。在高校建设双一流背景下，“少年班”珠峰计划”“书院式培养”等各类新型的拔尖人才培养项目不断涌现。但国内学界对于拔尖人才领域中的相关研究主要集中于高校，义务教育小学阶段科技拔尖人才的培养研究很有限，主要有以下几方面的研究与尝试。

北京西城区育民小学自1995年起开展小学超常儿童鉴别与教育专项研究，构建科学鉴别体系，选拔适宜进行超常教育的儿童；明确实验理念，探索适宜超常儿童发展的育人模式，如创造了“三多五勤工作法”；整合课程结构，为超常儿童提供“精、全、博、简、优”的课程计划；实行“四度统一”的教学方针，构建新型的课堂教学模式（翟京华）。

2020年10月26日，中国科协青少年科技中心召开青少年科技拔尖人才培养专题研讨会，从理念、政策、模式、生态等角度总结的16个国家实践经验和对我国的启示，并对构建我国青少年科技拔尖人才成长模型等重点问题进行了探讨。

2021年教育部教育装备研究与发展中心、青少年科学素养教育研究中心指导，人民日报社《国家人文历史》杂志社等单位举办了“2021 新时代科学素养创新教育发展高峰论坛暨创建全国青少年科学素养研学实践教育营地启动仪式”。与会者围绕新时代素质教育发展与变革、开展青少年科学素质提升行动、探索青少年科学素质教育新路径等主题展开研讨。

2.国外研究现状：

国际上对于拔尖人才的培养研究开展得比较早，国际学界主要存在三大范式流派，它们分别是天才儿童范式、天资发展范式以及区分范式。

李维斯.特曼为代表的天才儿童范式的学者们认为拔尖人才可通过传统的智力测试进行可靠的测量与识别。特曼认为拔尖人才要在一类高效的特殊教育项目中接受教育服务,以提高他们自身的创造力,领导力和高阶思维等。罗格斯（Rogers)提出拔尖人才的教育应当为他们提供特定的挑战,让其能够在自身热爱的领域持续钻研和工作；同时还应该为其提供与同等智力的朋辈在具有激励性的环境中共同学习的机会；以学科或年级为基础的跳级等形式﹐也成为适应拔尖人才加快学习节奏的方法。

天资发展范式强调拨尖人才的产生是培养锻造的过程。德国学者茨格勒指出“拔尖创新”不是一种个体与生俱来的特性，而是个体在与环境的一系列复杂互动中得以发展形成的。人才发展范式提倡的目标更加具有开放性﹐鼓励培养更广泛,更多样化的优势和兴趣,并帮助学生在自身所擅长的领域取得卓越成就。一部分学者认为,教育工作者的主要任务是科学引导拔尖学生发展的时间和轨迹,例如决定何时进行培训、训练和引导。另一部分学者认为教育工作者的主要任务是提供丰富的机会,以便拔尖学生可以自己做出选择或创造自己所擅长的领域。面对多样化的拔尖人才个体,仁祖利和瑞思(Renzulli&-Reis)认为对于他们的培养应当是一种基于兴趣的真实而贴近现实的学习体验,同时需提供他们深入专业领域实践的经历，并以具有真正社会影响力的产出为驱动。斯波图尼克(Subotnik)则强调学徒制和一对一导师等形式的重要性,通过引入学校以外专家的参与,来帮助学生未来参与到真实的社会活动中。因此﹐天资发展范式在行动策略上需要得到家长,产业、全社会等多方的资源和支持。

区分范式在假设上重点关注拔尖人才的教育需求,特别是在学校已有的各学科教育背景下,探究课堂情境是否满足了该教育需求。在区分范式下的拔尖人才教育策略是要为学生提供一种“动态响应的教育匹配”，该模式以学习者为中心，尤其强调对课程与教学与拔尖学生的能力相匹配度的评估和改进。

(二) 研究价值

理论价值：深入挖掘吴健雄优势资源，为“云”培养拔尖人才打下基础，从而对学生进行分层教育，提高学校对人才培养的认识；探寻开展线上科学人才培养的有效机制，为其他相关研究提供一些理论观点。

实践价值：建立一套利用学校科技资源，面向学校社会一体开展线上科技教育的有效机制；构建丰富而有品质的科技高峰网络课程群，丰富学校课程的实践形态，对学校课程改革具有参照意义，有一定的实践和运用价值，能够彰显学校的科技特色；以构建科技高峰网络课程群为手段，围绕“云”培养吴健雄特质的拔尖人才进行课程教学改革，开展行动研究从而优化教学过程、提高教学质量，对于学校、教师和学生发展具有重要的价值。

三、课题的核心概念及其界定

吴健雄优势资源：吴健雄作为杰出校友对学校影响巨大，带来了以下丰富的优势资源。人文资源：以其“爱国、至善、求是、创新”为核心的科学精神和人文精神是学校最为宝贵的教育资源。至今吴健雄博士的亲属仍与我校保持密切联系，成立吴健雄教育基金会，关注学校发展。融合资源：学校成立了吴雄教育研究中心，并以此为阵地联合东南大学吴健雄学院等多所高校组建科学家群体，融合学校内外部力量，打破资源壁垒。课程资源：学校建立健雄少年科学院，聘请校内外专家教师打造编程机器人、视角媒体、航空航天、环境监测等课程基地。

“云”培养：“云”培养概念的提出得益于新兴技术名词“云计算”，云计算中的“云”是指网络，“云”实际上已成为一种关于资源管理的思想，它吸纳了网络的优点，同时融入了移动共享、动态响应、价值计算等理念，并具有激发智力风暴、促进协同创新的潜力。将这样一种思想引入科技教育，用于构建科技拔尖人才培养体系并指导人才培养实践。尝试将“云”培养定义为： 建立在网络基础上，能为人才培养提供线上线下全方位的、可共享的、动态分布并易于扩展的虚拟资源服务，对信息、知识与智慧进行优化配置与管理，促进知识生产与协同创新的人才培养模式。

科技拔尖人才：科技拔尖人才应该是了解科学知识、认识科学本质、掌握科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，具备科学家潜质的群体。小学阶段是人一生科学素养的奠基时期，学校重在引导学生在解决各类问题情境中逐渐学习、理解和掌握基本的科学原理和方法，养成实证意识和严谨的求知态度，能够运用科学的思维方式认识事物、解决问题和指导行为（王泉泉2019），希望将学生培养成具有“自主、探究、求是、创新”吴健雄精神特质的科技拔尖人才。

依托吴健雄优势资源“云”培养科技拔尖人才：吴健雄父亲吴仲裔先生创办明德小学，以“爱国、至善、求是、创新”的健雄精神作为学校的精神支柱，依托健雄少年科学院、吴健雄教育研究中心等校内外优质资源，更新学校教育观念，通过搭建少年科学院“云”网络平台，打造具有学校特色的科技高峰网络课程，为培养科技拔尖人才打好基础。吴健雄优势教育资源是我校培养科技拔尖人才的必要条件。

四、支撑理论

1. “自主建构”理论。

指受教育者的精神世界是自主地、能动地生成、建构的，而不是外部力量塑造的。因为任何学习都是一个积极主动的建构过程，学习者不是被动地接受外在信息，而是主动地根据先前认知结构有选择性地知觉外在信息，建构当前事物的意义。“自主建构”理论对于本课题的意义在于指导学生在校本课程的学习中，改变学习方式，倡导自主学习、合作学习和探究学习，注意知识与技能的整合，同时，使科技教学、科技活动符合学生科技知识与技能的自主建构的规律。

2.儿童中心论

是由杜威提出来的，他提出“儿童是起点，是中心，而且是目的。儿童的发展、儿童的生长，就是理想所在。“以儿童为中心”，体现在教育过程，它要求教师应考虑儿童的个性特征，使每个学生都能发展他们的特长，尊重儿童在教育活动中的主体地位。而校本课程的开发不仅是一种课程开发的方式，而且更是一套价值观念和教育哲学，校本课程开发是以儿童为中心，强调学生的需要，提倡因材施教及个别化教学，强调儿童的多元化发展，重视儿童的积极主动参与、合作伙伴互动、集体民主决策、自主权和个人解放等，这些是校本课程开发的哲学的取向。

3．素质教育关于实践的理论。

该理论的基本含义是：学生在学校中学到的东西，只有与丰富的社会实践相结合，才能变得鲜活起来，只有经过自己的亲身实践，知识才能变得丰满深刻，心理学的有关研究成果表明：听和看虽然可以帮助学生获得一定的信息和学识，但远远不如动手操作给人的印象那样深刻，不如动手操作掌握得那样牢固，不如动手操作更能将有关知识转化为实践行为和能力。由于自身具有的实践性、操作性、开放性等独特性，因此科技教育更应强调学生的实践。

4.泛在学习理论

该理论又名无缝学习、普适学习、无处不在的学习等，指每时每刻的沟通，无处不在的学习，是一种任何人可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的方式。顾名思义就是指每时每刻的沟通，无处不在的学习，是一种任何人可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的方式。就是利用信息技术提供学生一个可以在任何地方、随时、使用手边可以取得的科技工具来进行学习活动的4A（Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice）学习。

五、研究目标与研究内容

（一）研究目标

通过本课题的研究，充分依托吴健雄优势资源，在我校已有的吴健雄精神特色和学校原有的科技教育特色的基础上，构建完善的科技高峰网络课程群，增强小学生科技意识、提升科学素养，培养拔尖人才。

具体目标：

1.提高学校对校本资源开发和拔尖人才培养的认识。

2.形成具有学校特色的科技高峰网络课程群。

3.对学校科技教育管理有新的突破，构建一套面向学校社会一体开展线上科学教育的有效机制。

4.教师队伍的信息技术素养、科技教育意识和能力得到提高，形成较强的校本课程研发团队。

（二）研究内容

1.以健雄少年科学院为核心的科技教育资源网络建设研究

政社协同，整合校内外资源，建设科技教育资源网络。健雄少年科学院为开展科技校本活动提供资源和场所；完善科学院网站、微信公众号，为网络课程提供平台；继续建设吴健雄教育研究中心，聘请吴健雄家属、东南大学吴健雄学院、上海物理研究所（太仓）分所和太仓科协等专家成立理事会，定期对少年科学院工作进行决策咨询、学术导向、师资培训、理论研究和实践指导，开展科学教育、发现和培养优秀的少年儿童科技苗子；开发丰富而有趣的科技特色课程资源，实施“寻路”课程、“登山”课程和“高峰”课程三级课程；实施高校、高企和高中的“三高”策略。

2.健雄少年科学院网络学习平台开发的研究

学校聘请专业人士进行健雄少年科学院网络学习平台开发，主要包括：少年科学院网站完善、微信公众号平台开发、少年科学院抖音等融媒体平台建设。在少年科学院网站中开设课程超市、学习论坛、线上图书馆、健雄大讲堂等板块，提供学生学习与展示的平台；链接联盟院校、各大科技馆、科学院，实现资源共享。

3.小学“科技拔尖人才”培养目标的研究

国家对青少年科技拔尖人才的培养目标：“好奇心是人的天性。对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体”。该段讲话明确了以青少年为重要关注对象，引导和培养科技创新人才的重要战略意义，并指明了基础教育阶段科学教育的战略目标与发展方向。

明德小学对科技拔尖人才的培养目标：将学生培养成具有自主、探究、求是、创新，具有吴健雄精神特质的科技拔尖人才。

4.小学“科技拔尖人才”网络课程群开发与实施的研究

探究依托少年科学院网站、微信公众号、抖音等融媒体技术，以线上直播、微课展示、线上图文等形式，开发人工智能、机器人、科技模型等健雄少年科学院网络课程。

课程实施过程中以学生自主学习与学校集中学习相结合的方式展开。一方面，学生根据定制学习规划通过网络课程超市选择适切课程，开展科技课程“云”学习；依靠线上名师，开展科技疑惑“云”解答；借助线上图书馆，开展科技故事“云”阅读；依托线上健雄大讲堂，开展科技知识“云”分享；利用线上科技馆，开展科技作品“云”展览。另一方面，学校与东南大学吴健雄学院等高校高企合作，组织学生集中开展线上优质科技课程学习。

5.科学小院士“云”考核、评价与晋升体系的研究

科技拔尖人才培养需要有一套完备的考核、表彰机制，因此根据现代科学素养标准及科技拔尖人才特质从道德品质、科学兴趣、实验能力等多方面构建考核标准，建立小学士、小硕士、小博士、小院士四级晋升体系。开发线上考核平台。

6.依托健雄教育研究中心打造高信息素养的优质教师团队的研究

一方面，学校大力倡导科学老师们进行教育教学研究，同时坚持“请进来和走出去”的教师培养路径。在不断的自我革新中实现从教学型向专家型教师的转化。另一方面，学校为教师提供线上教学技能培训。教师队伍的信息技术、科技教育意识和能力得到提高，形成较强的校本课程研发团队，提升学校文化建设的内涵。

研究重点：

1.健雄少年科学院网络学习平台开发的研究。

2.小学“科技拔尖人才”培养目标的研究。

3.小学“科技拔尖人才”网络课程群开发的研究。

4.科学小院士“云”考核、评价与晋升体系的研究。

六、研究思路、过程与方法

（一）研究思路

 在“自主建构”理论、素质教育关于实践的理论指导下，从文献法、调查法、行动研究方法入手，依托健雄少年科学院的科技资源，开发并形成面向学校社会一体的 “SES”科技课程群，彰显学校的科技特色。具体拟遵循以下思路开展研究：首先，通过文献研究，在广泛搜集国家、地方课程法规、文件、文献资料，借鉴同一研究领域已有研究成果的基础上，结合调查法完成我校学生科学素养、科技课程现状、校内外科技资源调查研究，通过行动研究方法开发科技高峰课程群，从而彰显学校的科技特色。通过搭建少年科学院“云”网络平台，合理利用吴健雄优势教育资源，打造具有学校特色的科技高峰网络课程，培养具有吴健雄特质的科技拔尖人才。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（二）研究过程

（一）设计申报：2022年4月-2022年5月份

成立课题组，运用文献研究法，开展前期文献搜索、调研，对相关资料进行分析，拟定研究思路，撰写研究方案，完成课题申报工作，举行开题论证会，进一步完善课题研究方案.成立子课题组，制定子课题研究方案。

（二）实施研究：2022年6月至2024年12月

 2022年6月至2022年12月

1.采用调查研究法，完成我校学生科学素养、科技课程现状及校内外科技资源的调查研究，对小学“科技拔尖人才”网络课程群内涵与整体规划做好前期准备。

2.采用文献研究法，在广泛搜集国家、地方课程法规、文件、文献资料，同科技课程开发领域已有研究成果，以及成功的少年科学院运行机制，对小学科技课程再开发的类型、形式等进行适当分析，建立适合我校的小学科技教育培养目标，形成适合我校的“科技拔尖人才”网络课程群的构建方案。

3.明确小学“科技拔尖人才”网络课程群的各项任务和目标，全面开始实施。

4.着手建立课题研究相关的制度并落实实施，并在实施过程中修改、完善。

2023年1月至2023年12月

1.运用行动研究法继续全面、深入、细致地进行各子课题的研究。

2.通过中测，调查分析前一阶段的研究状况和成效，进行阶段性检查总结，调整下阶段研究工作。

3.撰写中期研究报告，接受中期评估验收。

2024年

1.继续全面深入开展各子课题的研究，进一步修改、完善小学“科技拔尖人才”网络课程群。

2.完成后测，进行全面总结，子课题完成研究报告。

3.汇编相关的论文、随笔、案例，整理相关明德课程教材、评价制度等。

（三）结题鉴定：2025年1月至2025年6月

1.撰写结题报告。

2.接受专家评估鉴定。

（三）研究方法

1.文献研究法：文献研究法贯穿整个课题研究的过程。比如皮亚杰的建构学习理论，借鉴已有的有效小学科技课程开发路径，支撑和构建本课题的理论框架和方法论。

2.调查观察法：以观察、问卷、访谈等调查方式，对学生科学素养、科技校本课程、校内外科技资源类型等现状进行调查、分析，确立适合学校的“科技拔尖人才”网络课程群开发的内容、形式。

3.行动指导法：力求用最新教育理论，解决小学“科技拔尖人才”网络课程群出现的新问题，边实践边总结边研究，及时反馈，在行动中研究，在研究中行动。

4.经验总结法：课题研究的过程中，都要定期进行课题阶段性小结，运用该方法能很好的将教师在研究实践中的认识、领悟等经验归纳整理、总结提高，用于后期成果的整理及结题鉴定阶段。

七、课题研究条件与可行性分析

1. 主持人除外的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果

学校具有良好的科研氛围，教师有一定的科研能力，课题组成员有太仓市级学科带头人及市级以上骨干教师，年富力强，锐意创新。我校在十三五省级规划课题研究中，建立了完善的学校教科研考核制度和教科研奖励制度，通过制度的创新充分调动了教师投身教科研的自主性和积极性，形成了良好的科研氛围。同时通过专家引领，团队合作，课堂观察实践研究等多种形式，锻造出了一支高素质的教科研队为市县级教科研先进工作者。

2. 研究基础，包括围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等

学校有良好的研究基础，对吴健雄精神进行了深入的研究，确立了“健雄精神教育”文化建设纲要，完成了“健雄精神教育”4S课程规划；“十三五”期间，重点研究了《健雄少年科学院“SES”科技课程群开发的研究》。同时学校作为江苏省科学教育特色学校，拥有较强的科技资源，对构建科技校本课程已有了一定程度的研究，为十四五 “依托吴健雄优势资源“云”培养科技高峰人才的实践研究”依提供了一定的理论和实践依据。

前期我们收集并研读国内外文献、学习了青少年科技拔尖人才培养专题研讨会上的专题报告《国际青少年科技拔尖人才培养理念、模式和典型项目研究》，对拔尖人才的特质、拔尖人才培养理论、模式等有了较为全面的了解，为进一步开展研究打下了理论基础。

3.完成研究任务的保障条件，包括研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。

市（县）教科院（室）等上级部门为课题研究提供指导和帮助。校长室为本课题研究过程所需满足的条件予以全面支持，并保障到位。

八、课题成果形式

	成果名称	成果形式	完成时间
阶段成果	人才分层教育实施现状调查研究	调查报告	2022.07
	依托吴健雄优势资源“云”培养科技拔尖人才的实践研究	系列论文	2022.09
	科技教育资源库	数字资源库	2022.10
	科技高峰课程规划	文件	2022.12
	科技高峰课程群实施集锦	案例、影像资料	2023.12
最终成果	依托吴健雄优势资源“云”培养科技拔尖人才的实践研究报告	结题报告	2025.03
	吴健雄的榜样力量——“云”培养科技拔尖人才的实践研究	专著	2025.01
	科技小院士的诞生——小学科技拔尖人才培养课程案例集	案例集	2025.01
	学生科技类获奖成果集	成果集	2025.01

 

                                         2022年4月10日