乐育菁英一直以来是上海中学的办学理念，尽管在不同时期、不同时代，学校教育探索创新人才早期培养的追求有所不同，甚至有的时候走过弯路，但探索的步伐从未间断过。2007年上海市教育委员会思考在科技类创新人才早期培育等方面率先在全国开展实验探索，当年暑假时任校长唐盛昌先生与时任市教委主任的沈晓明同志到韩国釜山科学高中考察，他们通过办科学高中对有科技潜质的学生加以集中培养，提出的口号是“培养未来为人类科学事业作出贡献的杰出科学家”。一个年级140余人，投资相当大，实验器材也相当先进。第一年是学通识课程，第二年学专门课程（四个方面：物理、化学、生命科学、地球与空间技术，每个班学生数为9人的小班化教学）与美国的AP课程，以及做研究项目，第三年做毕业论文。

回国之后，上海市教委与上海中学一起思考，能否在上海中学尝试科技素养培育的课程改革。但是，这个想法还并不是很成熟，有下述两个问题。第一个，我们怎样来培养有潜质的高中生？我们不一定整个学校实验，按科技实验班来做是否可行？第二个问题是如果可以做，我们在哪些方面可以做，按照怎样的方式来做？就这两个问题，在实验项目开始之前，时任校长唐盛昌与时任上海中学党委副书记薛建平老师专门到复旦大学、上海交通大学进行了两次专题咨询，听取他们的意见。

在与专家讨论的过程中，逐步明晰了自己的一些想法：不搞学生专业学习的早期定型，而是提供学生一个可供兴趣选择的菜单，不能只考虑学生一般的技术层面，不能还按照老路走。对于这些实验学生，基础、实验同步进行。不搞韩国式的切割，可以在基础教学中引出一些“点”，让学生自己深化。以后学校又多次召开专题会，初步形成了实验方案，并被上海市教委批准，开展实施。同时学校于1990年设立的数学实验班以及拟开展的科技实验班均纳入创新素养培育实验项目。

2008年9月，上海中学首届科技实验班正式开班，同时上海中学与上海交通大学举行“高中生创新素养培育项目”合作协议，要以新的模式培养一批具有良好创新素养、科学精神与人文底蕴的学生。上海市教委在政策上给予学校自主招生比例扩大到25％的支持，以选拔一批在数学、物理学、化学、计算机科学以及工程学（含机器人）等学科领域有兴趣的优秀应届初中毕业生，来开展科技实验班的探索。

2012年，首届工程实验班开班，开设工程、通信、环境、能源、海洋五个领域专门课程，同时科技班调整为物理学、化学、生命科学、计算机科学、医学五个方向。为了弥补现有高中课程在一些领域的缺憾，满足学生的特长发展需要，激发其创新潜能。当时的工程班更强调动手操作，由来自上海交大、同济大学、华东理工大学等高校的导师，每周二、四下午为学生导览专业前景。每名学生可以选择两门专业方向，并从高一下学期确定一门作为最终课题方向，逐步明确自己的兴趣点在何处，并聚焦志趣。《新民晚报》（2015年6月5日A7版）以《用高中三年为自己“填写”高考志愿》为题对上海中学首届工程班进行了报道。

资料：用高中三年为自己“填写”高考志愿^[1]

（《新民晚报》记者陆梓华）

三年前（2012年），为了弥补现有高中课程在一些领域的缺憾，满足学生的特长发展需要，激发其创新潜能，上海中学在原有科技班的基础上，开设了首届“工程班”，为学生提供工程方面的“城市规划与机器人”、环境、能源、通信、海洋等五大领域课题研究的空间和时间，鼓励并要求每位学生都必须走进实验室，完成一次完整的课题研究。这在本市基础教育领域尚属首创。

上海中学研究发现，国际奥赛上都有中国学生的出色表现，但当他们在大学本科甚至在研究生阶段所表现出的实验动手能力和科学素养，却始终比国外的同龄人略逊一筹。现代仪器分析原理和应用、实验设计能力、解决实际问题的能力，在现有的高中教学内容中，涉猎甚少。而这，恰恰是欧美优秀学生的长处。

工程班更强调动手操作，高一时，由来自上海交大、同济大学、华东理工大学等高校的导师，每周二、四下午为学生导览专业前景。每位学生可以选择两门专业方向，并从高一下学期确定一门作为最终课题方向，逐步明确自己的兴趣点在何处，并聚焦志趣。

“只有试了才知道，将来的大学学什么，自己是否真的喜欢。”说起这一点，工程班年轻的80后班主任陆晨刚颇有感触。当初高考前，喜欢化学的他觉得“环境工程”比作为基础学科的化学听上去似乎更适合自己，于是填报了志愿。但入校后发现，似乎所学内容与自己设想的有差距，倒是化学专业课程设置更对味。如今，在学生身上，他欣喜地看到，这种“误差”，正在缩小。

多涉足 开阔眼界定方向

全国少儿戏剧小梅花金奖得主、全国学生运动会开幕式的会歌领唱……男生翁子劼文艺特长显著，但是，高中三年，他的力气却花在和太湖地区的藻类打交道。高一时，华东理工大学教授的一场讲座，激发了他对环境科学的兴趣，太湖水质的污染引起了他的关注。在高校导师认为他的实验数据已经足够时，他仍坚持利用暑假前往太湖各水域采样点继续实验探究，最终获得了关于太湖水域共七个区域充足和极具说服力的数据，研究课题《太湖不同湖区藻类群落结构的差异性研究》先后获评上海市英特尔创新大赛二等奖及全国“小小科学家”三等奖。高考前，他决定报考清华大学做科研，也立志创立第二个“水木年华”。

说起工程，很容易将其联想成男生的天下。然而，工程班指导教师程林欣喜地看到，不少女孩子和当年的自己一样，埋进了编程、机械、电子元器件的世界，并且乐此不疲。工程班44人，其中33名男生，11名女生。高一入校，工程班为学生提供一段“广告课”时间，帮助学生预览专业前景。女生吴诗蕊选择了海洋和工程。“在海洋课程中，我了解了青岛奥帆赛时绿潮爆发情况以及各国处理绿潮的方法，知道了深海石油的开采过程，极大地开阔了我的眼界。在工程课程中，我接触了暴走机器人，加速度传感器，空气吉他等等。”吴诗蕊觉得，这一系列新鲜的知识，“很有意思”。面对完全陌生的“编程利器”，她在老师带领下耐心琢磨，最终完成了一辆可以自动避障的小车的程序编写以及小车制作。吴诗蕊将“Kinect的应用与开发”定为进入大学的主攻方向，一次次从课题推进中获得的成就感，促使她继续走下去。

多探索 看看是否这块料

随着高中自主招生移至高考以后，特长生加分政策逐步取消，有人质疑，高中生做课题，如果没有办法得到较高名次或者成绩，还要不要坚持？

对此，陆晨刚的回答是肯定的。他认为，哪怕是“试错”，也是参与课题研究的价值所在。工程班上有一名女生，初中成绩优秀，因为“从来没做过课题，想来看看”，经过自主招生被工程班录取。但随着课题深入，她越发觉得自己对理工科实际上并不感兴趣，高三时，女生最终选择了文科班。陆晨刚觉得，通过尝试，知道自己不适合学什么，也是一种收获。从课题探究过程中，女生文伊收获的则是性格的转变。由于来自一所名不见经传的初中，成绩也不拔尖，文伊入校时有些内向，但是，在设计“机械臂的轮椅辅助装置”过程中，她一次次接受程序失败的挫折，也一次次品尝从成千上万个代码中攻克难关的成就感，不断从自己内心和外界获得肯定。在团队合作过程中，她渐渐地变得“气场强大”，成绩和班级威信同步提升。(www.daowen.com)

男生蒋海旸印象最深的一件事是一次在上海理工大学做的用废弃硅藻土制MCM41的实验。由具有挑战性的是，实验过程中使用的抽滤机已经陈旧了，使用1分钟必须清洗一次。“这对我这种急性子是个极大的考验，我想过这个实验就不做了吧，反正也不缺这一个。”蒋海旸告诉记者，这时，教授告诉他，做实验本身就是一个十分枯燥的事，需要耐心。如果连这么一个小小的实验都懒得做，那以后还如何研究更深奥的东西？在教授鼓励下，蒋海旸打消了对付过去的念头，并最终成功地去除了硅藻土中的水分和表面的吸附剂，抽滤成功。“改性废气硅藻土对重金属废水净化效果的研究”课题获得了上海市青少年创新大赛一等奖，不过，在蒋海旸眼中，比证书更珍贵的，是方法和经验的积累。

2018年冯志刚校长从科技实验班、工程实验班学生成长的综合素养提升与跨领域学习需要的视角出发，将科技实验班、工程实验班的可选择方向进行打通，无论是科技实验班还是工程实验班学生，均可对学校设置的11个专门方向课程进行选学，进一步拓展了学生对不同领域的认识，同时又可以聚焦某一领域进行深入的课题研究与学习。这两个实验班的专门课程与课题、项目研究均由高校派出的专家、教授来校授课与指导，主要运行方式如下。

其一，率先建构不同志趣领域发展潜质学生培育的专门课程系统。建构了基础课程、专门课程、探究课程三位一体的课程体系，夯实高中阶段有潜质学生未来可持续发展基础。建构了独特的“专门课程”的实施系统：“高中专门课程”关注的是某一领域的概括性介绍，有一定的学术性指向，但不需要完整的学术性阐述。基于专门课程学习基础上开展的课题探究，在《人民教育》《教育发展研究》等杂志上撰文进行了理性阐述与分析。其二，率先建构与学生志、趣、能发展匹配的现代创新实验室体系。2002年率先建构，至2018年累计建设科技、工程、技能、艺术类创新实验室34个，随着科技发展及时更新换代，现尚在使用的有“脑科学与人工智能”等28个现代化创新实验室。其三，率先探索基于学生学术志趣与素养培育的多样形态导师制运行机制。其四是率先关注创新人才早期培育链建构从单刀直入走向多点衔接。

从2018年至今，学校将科技班、工程班可选择的五个专门方向（物理学、化学、医学、计算机科学、生命科学）与工程班的五个专门方向（工程、通信、环境、能源、海洋）打通，新增了“脑科学和人工智能”这一交叉学科领域，并对专门课程的学习内容进行更新，既注重专门性，又注重综合交叉。无论是科技班学生、还是工程班学生都可以先进行11个方向的概览式学习，每个方向学习3个课时，每个领域都注重前沿发展与领域学科结构介绍，吸引学生去选学。学生在了解10多个领域的发展概貌基础上，选择一个专门领域进行1学期的学习。然后引导学生在专门课程选择基础上进行课题研究1年，并通过研究性学习平台跟踪记录与借助Blackboard平台互动评价，不断激活学生的学术志趣与开发学生的学术潜能（参见图1）。

图1　学生在专门课程选择学习基础上的学术志趣聚焦

学校科技班、工程班强调在夯实基础课程的同时，引导学生学习自己感兴趣领域的专门课程以及开展基于专门课程学习的课题研究，不断给予他们挑战的平台与空间，让学生在兴趣的激活中不断开发自己的学术潜能，探究新的学术高度。我校2017届科技班学生魏洵婧以《一缕烟的背后——恒温热源上方气流的形态和烟颗粒疏密条纹成因的研究》课题成果，在第67届英特尔国际科学和工程大赛（ISEF）上，夺得物理与天文组全球仅有的两个一等奖之一，浩瀚太空里的一颗小行星以她的名字命名。这位女孩在科技班学习时，对物理学十分感兴趣，她研究的课题在上海市科技创新大赛上没有获得好成绩，但她凭着自己的兴趣，坚持不懈地继续探究自己对这缕升腾的“烟雾”认知。还有两名学生参与导师的课题探究，与导师合作发表论文发表在SCI、EI刊物上，都在论文中贡献自己的闪光点。

除了这些努力之外，学校还自主开发了数学、物理学、化学等领域的大学先修课程，近五年来有上千人次选学。经过这些年点面结合的课程建设探索，学校课程开放性、专门性、综合性、系统性更加鲜明，学生在“课程海洋”里遨游的同时，学术兴趣得到持续开发，他们进行课程选择学习，本身就带有学术探究的意味，更有效地根据志趣寻觅与自己相匹配领域的课题、项目学习。在这样的课程选择学习中，学生的学习变得更为主动，更有自己的主见，也对自身未来生涯发展的大致方向逐步清晰。

自上海中学创新素养培育实验开展以来，学校一直在思考该以怎样的突破口作为实验推进的方略，既可以带动上海中学科技实验班的推进，又可以对面上的推广有一定的指导意义？当时上海中学的升学成绩，已达到了相当的“高度”，那么究竟怎样的突破口才能符合上海中学的特点，寻找到符合面上可以推广的创新人才早期培育新路呢？经过多次集思广益的会议讨论与对国家中长期教育发展规划制定的指导思想的研究与学习，通过认真分析上海中学的教育教学现状与未来发展方向，将“聚焦志趣·激发潜能”作为发展思路，拔尖创新人才早期培育这条路逐渐明朗起来。

科技班和工程班的专门课程及课题研究是这两个实验班的主要实验点。专门课程由大学专家授课，内容难度相当于或略高于国外大学预科水平。重在给学生以知识铺垫、方法指导、思维训练和未来志向等方面的引导。注重在导师指引下开展以学生为主体的科学实验与课题研究。强调个人探究与导师指导、个人学习与团队合作相辅相成。学生提出或开展的实验项目、课题研究，配备有专门的指导教师（由高校专家与学校教师共同参与）。这两个实验班的专门课程及课题研究示例如下表。

实验班学生还可以选学学校课程图谱中的选修课程科目、模块，以拓展自己的人文修养，拓宽自己感兴趣的学科领域的视野。学校配备相关校内教师作为高校教授、专家的助教来引导学生发展，下面举两个方面的专门课程学习的助教经验分享：

能源方向经验分享（陆老师）：2012年9月，上海中学第一次开设了工程班能源方向专门课程。该专门课程主要涉及三个方向：1.石油与天然气工程，如勘探开采石油、生物采油；2.煤与煤层气工程，如将煤直接液化或加压气化提高其利用效率；3.生物质能源工程，如生物柴油和从微藻中提取油脂等。这三个方向分别由华东理工大学的牟伯中、王辅臣、鲍杰三位教授进行指导。先利用每周二下午，由三位教授进行阶段式的广告课，以启发同学思考的方式，向学生做课题的基础知识介绍。王辅臣教授的第八次课程，带学生实地参访上海焦化厂，过程中讲解焦化厂各个工作环节的化学反应原理，加深学生的理解。

第一个学期后几节课由学生自己选择感兴趣的方向制作PPT，以作报告的讨论课形式，1—2名同学为一组，轮流进行，再接受教授以及同学的提问。通过这几次讨论课，他们亲身经历了一次跳出书本思考问题的过程，在一定程度上锻炼了他们的思维能力和研究能力，打开思路，激发了学习的主观能动性，这也是将他们从沉闷的传统学习模式中解放出来的一次革命。再由几位教授提出的问题作深入浅出的诠释，引发了同学们从一个简单的小问题上发掘出更多东西，引发思考。透过一个小窗口窥见科研一角，虽然只是冰山一角，足以激励学生明白科研的道路上有更多需要他们去探索的地方。

在第二学期，同学们经过二选一之后选定了自己的方向，在与导师的商量中确认了各自的课题，有6名同学继续进行能源方向的研究。每周二和周四的下午都分配几位同学开展课题的研究。周二下午，我会带6名同学去华东理工大学各自导师的实验室进行具体实验项目的操作，周四下午的时间各位同学在逸夫楼的312生物实验室查阅资料、阅读资料以及处理数据，我要求几位同学每次去过实验室之后要把导师的指导过程详细记录下来，尤其是实验原理和方法，学习研究课题的方法是至关重要的，几位同学也顺利完成了开题报告和中期报告。作为教师，我的任务就是在学生的思想中寻找发光点，并把它激励起来，引导学生不断发掘自身，完善自我。在这一过程中，在学生头脑中点燃创新思维的火花，激发他们的探究热情。

通信方向经验分享（毛老师）：我这学期很重要的一项工作是负责本部工程班通信方向专门课程的校内辅导。我要感谢我的同学们，尤其是高二（10）班通信方向的八位同学们。我和他们从上个学期末开始相识，在半年的时间内，随着课题进度不断进行，我也更好地了解了他们的兴趣爱好和优势与弱势，对于他们在课题中不断的努力我也是全部看在眼里。

在这个学期的专门课程中，两个年级的主要工作是不同的。高一年级学生主要是选取方向和听讲座。今年学校请到了上交大电院电子工程系的张峰教授实验组成员来为我们进行电子学基础和单片机编程的教学，相信这对于他们以后的物理学课程中电磁学的学习是有帮助的。单片机编程对于学生的课题产生实际的工程作品是十分重要的，学生可以结合实际操作，利用C语言对单片机进行设计，让各个传感器和输出部件可以通过他们自己编写的逻辑来进行工作，完成诸如智能小车这样的小型项目的设计。