當院士導師帶著初中生拆解量子物理,當高中生探究納米載藥膠束的制備與性能優化、將碳點與水凝膠復合,開發具有熒光特性的智能響應型水凝膠材料——這些突破常規的教育場景,正在北京理工大學附屬實驗學校與北京理工大學共建的徐特立少年自然科學院(以下簡稱少科院)上演。
作為全國首個由基礎教育與頂尖工科院校深度共建的少年科學院,這里以“十二年貫通培養體系”打破教育邊界,讓每個孩子的科學潛能都能在真實科研場景中迸發。
當下,“拔尖創新人才培養”成為教育改革關鍵詞。教育部明確提出“超常規培養拔尖創新人才”,而徐特立少年自然科學院正是這一戰略的先鋒實踐。
少科院通過院士領銜的雙導師制、跨學段課程鏈重構、學科深度融合的PBL項目,以及獨創的“四級院長”成長體系,為青少年打造了一條從科學啟蒙到創新突破的黃金賽道。
PART.01
院士當導師
頂尖學術資源助力貫通培養
“你是否思考過物理定律是如何精準預測天體的運行,但卻對天氣變化束手無策?
從簡單的線性關系到復雜的非線性系統,這中間究竟藏著什么奧秘?”
這是北京理工大學李鋒教授正在和學生探討的問題。
在徐特立少年自然科學院的課堂,這種"院士進課堂"的場景已成常態。
你可能會偶院士正在為初中生講解光學原理,或是物理學教授帶著高中生探討量子物理。
少科院創新性地建立了“多導師制”培養體系。一方面,由周立偉院士領銜的10余位頂尖專家組成顧問團隊,為學院發展把脈定向;另一方面,北京理工大學各院系教授與中小學名師結對,共同指導學生科研實踐。
周立偉
中國工程院院士、北京理工大學教授、博士生導師、首席專家,電子光學與光電子成像專家、成像電子光學理論的創立者。
周立偉院士曾被授予國家級有突出貢獻的中青年專家、全國兵器工業系統先進工作者、俄羅斯薩瑪拉國立航天大學名譽博士、中國工程院院士、俄羅斯圣彼得堡工程院外籍院士、俄羅斯聯邦工程科學院外籍院士、俄羅斯工程院外籍院士等稱號。
同時明德精工講堂還會邀請一眾大咖,科普前沿領域知識。
想聽院士聊量子力學?想和AI專家辯論“機器人會不會搶人類飯碗”?想圍觀材料學教授指尖上演“技術魔術”?明德精工講堂,專治各種“好奇心”!
北京理工大學材料學院為少科院開設“迷人材料課”,讓孩子們從小就能接觸最前沿的材料科學研究。“我們不僅要傳授知識,更要培養學生科學思維?!北本├砉ご髮W材料學院教授表示。
少科院的學生都是早發現,早培養,和普通高中不同,他們推行貫通式一體化培養。因此,課程打破學段壁壘是重中之重。
“十二年貫通培養”體系便應運而生。該體系重構了以小學科學為起點的課程鏈,使各學段知識銜接如絲一般順滑。
比如在物理分院,小學生通過"生活中的物理"培養興趣,初中生開始基礎實驗操作,高中生則能參與大學實驗室的課題研究。這種螺旋上升的培養模式,確保了每個階段的學生都能獲得適齡的科學教育。
PART.02
跨學科、重實踐
探尋教改背景下的“新解法”
在“雙新”聯動更新的背景下,無論是教學還是命題都更加注重綜合性、探究性、應用性和實踐性,在突出問題情境化的同時,要求開展“以現實問題和跨學科實踐為主,采用項目式學習方式”的課程。
少科院正是北京理工大學附屬實驗學校在改革風向標下探索出來的“新解法”。
據了解,少科院下設數學研究分院、物理研究分院、化學研究分院、生物研究分院、地理研究分院、信息研究分院、人工智能研究分院、科學教育研究分院、思政研究分院9個研究分院,涵蓋從基礎學科到人工智能等前沿領域。這種設置不是為了簡單分類,而是為了促進學科融合,通過跨學科實踐,讓知識在應用中活起來。
少科院注重讓學生參與真實的科研項目。
以地理和生物分院聯合開展的"校園生態改造"項目為例,學生們需要綜合運用地理信息系統、生態學知識和工程技術,將學校閑置空地改造成生態園區,讓抽象的知識變得具體可感。
西北地區使用保溫磚墻,綠化種植沙棗、紅柳等耐旱植物,美化環境,防風固沙。
南方使用竹木材料,就地取材,通風隔熱……學生在項目設計中學習知識。
同時,在少科院,大學實驗室為學生深度開放。借助大學的優質師資,學生可以進行實驗或參與項目實驗過程。例如機械與車輛學院為人工智能分院及物理分院開設了數理工程實踐、機器人設計、金屬工藝等多門特色實踐課程。學生可以親手設計、組裝機器人,編寫程序……
另一方面,少科院各分院聯合北京理工大學教育學院、自動化學院、數學學院的大學生,開展涵蓋物理、化學、生物、電子技術等方面的幾十余項科學體驗項目,聲懸浮實驗、仿生柔性機器人前,學生們近距離接觸,玩的十分上頭。
“為什么真空能不能傳聲?小蘇打遇上醋會有什么反應?麥芽糖是如何制作出來的?”他們在實驗中得出真知。
PART.03
“四級院長”護航
每個孩子都能迎來個性化成長
在徐特立少年自然科學院,最有意思的是學生可以成為有實權的院長,管理各自學院的上上下下。而想坐上"院長寶座",硬實力、領導力必須過關??梢哉f,學生都在努力成為最優秀的自己,學生自治就如此產生。
徐特立少年自然科學院建立了一套全鏈條成長培育體系,為學生的成長保駕護航。
四級院長制度獨具特色,除了學生院長外,還有名譽院長、教師院長、學長院長。各自分工,負責戰略指導、理論教學、分享學習經驗。
在徐特立少年自然科學院,每個學生都是獨一無二的,成長軌跡也各不相同。為了更好地追蹤和記錄學生的每一步成長,學院精心設計了一套個性化成長追蹤體系。通過數據驅動的方式,優化培養方案,為每位學生量身定制成長路徑,建立動態成長檔案,詳細記錄他們在科研道路上的點點滴滴。從參與的項目、取得的成果,到遇到的困難以及解決問題的過程,推動一體化貫通式培養體系不斷完善。
徐特立少年自然科學院在培養青少年科技人才方面取得了顯著的成果。在各類競賽中,徐特立少年自然科學院的學生們屢獲佳績。近一年來,學生們在國際青少年編程競賽、“北斗杯”全國青少年空天科技體驗與創新大賽等眾多賽事中屢獲殊榮,共獲得國家級金獎2項,銀獎2項,銅獎3項,一等獎7項,二等獎15項,三等獎12項;北京市一等獎32項,二等獎91項,三等獎139項。
徐特立少年自然科學院在基礎教育改革的浪潮中積極探索,積累了寶貴的經驗,為教育領域的創新發展提供了新的思路和方向??梢灶A見,“胸懷壯志、明理精工”特質的領軍人才即將大量涌現。
編輯 | 京教君
內容來源 | 北京理工大學附屬實驗學校
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