美国科技高中培养拔尖创新人才的经验 | 关注
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美国科技高中是美国拔尖创新人才培养体系的有机构成部分，其教育理念和实践举措对我国人才培养具有积极的借鉴价值和启发意义。美国科技高中是如何兴起的？他们的功能定位是什么？美国科技高中的课程设置和教学分别有哪些特色？一起来看这篇文章——
在美国完整的科技人才培养体系中，有一类实施“英才教育”的中学，那就是科技高中。美国科技高中有着鲜明的科技教育特色，在课程设置、教学实施、学生管理和评价等方面都突出体现这一特色，其办学质量和发展水平很高，育人理念独树一帜。可以说，美国科技高中为拔尖创新人才的培养奠定了坚实的基础，积累了较为丰富的经验，在助力美国成为科技强国方面，其奠基性作用功不可没。
一
美国科技高中的兴起和功能定位
在世界范围内，相对于初等教育和高等教育，中学被制度化建立起来的时间相对较晚，而且最初也没有明确划分为初中和高中，而是统称为“中等学校”（secondary school）。普通高中被独立创办的时间则更晚，其本身就是伴随着第二次工业革命的完成和现代学校制度的确立而出现并发展起来的。1893年，美国全国教育协会（NEA）成立了“十人委员会”（The Committee of Ten），提出加强中学学术性课程的地位，突出中学阶段为大学做准备的升学目标。自此，专注于为升学做准备的普通高中开始出现。20世纪初，美国一些老牌高中开始创建，如著名的史蒂文森高中（Stuyvesant High School）就创办于1904年。但在进步主义教育运动的影响下，普通高中的学术性发展倾向受到遏制。
美国大力发展科技高中是在20世纪60年代之后。1957年苏联发射人造卫星，给美国带来了巨大冲击。1958年美国颁布《国防教育法》，强调重新加强学术性课程，突出“新三艺”（数学、科学、外语），强调学科知识结构。随后，美国一批老牌高中的学术性得到强化，新的科技高中也应运而生。布朗克斯科学高中（Bronx High School of Science）、布鲁克林技术高中（Brooklyn Technical High School）等科技高中在此期间都得到较快发展。然而，随着20世纪60年代末结构主义新课程遭到废止，加上70年代兴起的“生计教育”强化了“双轨制”，导致中学教育的学术性再次被削弱，美国的中学教育（尤其高中教育）的质量和学术水准再次引发担忧。进入20世纪80年代，在里根总统的推动下，美国掀起一场大规模的教育改革运动，要求突出基础知识的重要性，强化学校纪律，提高学术标准。在这一背景下，美国开始加快建设一批体现科技教育特色的普通高中，实施“英才教育”，致力于学术型人才的培养。1985年创办的托马斯·杰弗逊科技高中（Thomas Jefferson High School for Science and Technology）就是典型代表。
20世纪80年代以来，美国科技高中进一步聚焦STEM（即科学、技术、工程、数学）教育。这些高中在招生上不受学区限制，并具有择优选择的特权，被称为“特设高中”（Specialized High School）；又因为这些高中在课程设置、教学方法和学生管理等方面比较独特，对家长和学生具有很强的吸引力，因此又被称为“磁石学校”（Magnet School）。进入21世纪以来，美国各届政府都把发展STEM教育作为教育改革的重心。2008年“金融危机”之后，奥巴马政府相继出台了一些政策激励STEM学校的发展，如2010年出台《培养与激励：为美国的未来实施中小学STEM教育》；2015年颁布《STEM教育法》。2017年时任美国总统特朗普签署《总统STEM教育备忘录》，确定联邦政府每年至少投入2亿美元用于支持STEM教育；2018年，白宫公布《STEM教育五年计划》，开发和探索多样化的科技类课程。当前，美国的科技高中一般是指STEM高中（STEM High School）。
科技高中在美国拔尖创新人才培养方面发挥了奠基性作用，其营造的重视科技教育的氛围以及形成的先进教育理念则进一步强化了社会预期，由此形成一个强有力的相互强化的循环。科技高中是美国现代化学校教育制度和先进教育理念的具体表征，折射出美国重视对基础性科技人才培养的投入、积极开发儿童和青少年的智力、以长远的国家和公共利益为重等鲜明色彩。
二
美国科技高中课程设置的特色
美国科技高中对拔尖创新人才的培养集中体现在课程设置上。通过特色化的课程设置，这些高中能够吸引有学术发展潜力的学生前来就读，为学生未来的发展奠定坚实的学术基础。通过提升课程的多样化和可选择性，学校致力于满足每一个学生独特的学习需求，又体现出较强的个性化色彩。学校还有意识对课程进行整合，促进学生在学科知识学习上融会贯通，培养其综合运用各种知识去解决问题的能力。
美国科技高中的课程设置具有很强的学术性。学术性是高水平办学的基石，这一点保证了科技高中的学术水准，学生能够积累专业知识并在学术准备方面得到很好的训练。以新泽西州林克罗夫特高科技高中（High Technology High School）为例，该校开设的课程涵盖八大学习领域，其中绝大部分是学术性很强的学习领域，包括数学、科学、工程与技术、人文科学、视觉与表演艺术、外语等。每一个领域设置的科目具有很强的专业性，如数学领域开设了几何学、代数与三角函数、微积分基础、AP微积分（AP课程即为大学先修课程）等；科学领域开设了生物学、物理学、实验化学、AP生物学、AP物理学、AP化学等。此外，美国科技高中课程的学术性还表现为学校开设大量的科技类研究课程。例如，在托马斯·杰弗逊科技高中，学生必须选修特定的研究课程并满足学分要求才能毕业，而且必须完成一个实验项目，显然这对于提高学生的实验能力和动手操作能力具有重要作用。
美国科技高中的课程设置是多样化的。美国不存在全国统一的国家课程，各州之间、学校之间的课程设置存在一定的差异，再加上不同学校在办学理念和培养目标上也有差异，因此美国科技高中的课程门类非常丰富多样。例如，托马斯·杰弗逊科技高中开设的科目共有120多门，供学生在四年里进行修习。学校一般实行学分制管理，并不要求每位学生必须学习所有课程。每个科目学分不同，相当一部分科目的学分是0.5分，也就是“小课”，这样在实施上非常灵活，易于排课，也便于学生去选课。此外，美国科技高中全都开设大量AP课程，这些AP课程进一步强化了课程设置的多样化。AP课程由美国大学理事会（College Board）负责开发，供所有高中选择。这些课程是大学水平，但下移到高中开设，通过相应的AP课程考试是学生申请重点大学的必要条件。美国大学理事会提供的AP课程很多，2022年共有38门，分为一些具体的学科类型，包括艺术类、英语类、历史与社会科学类、数学与计算机科学类、自然科学类、世界语言与文学类等。
美国科技高中的课程设置也体现出较强的个性化色彩。所谓“个性化”，就是课程设置能够满足学生的个别需求，有充足的课程选项供学生选择。为实现这种可选择性，学生的选课只要满足毕业学分相应的要求即可，因此并不是所有的学生都学习相同的课程。在教师的指导下，学生自主选修课程并进行学习，学校并不进行太多的干预。为保证学生完全理解课程的性质和特点，学校会提供《选课指导手册》，详细介绍每门课程的目标、主要内容、教学的主要方法及学分值，供学生在选课的时候参考。例如，在内华达州戴维森学校（The Davidson Academy of Nevada），学校根据学生的能力水平进行分班，而学生根据自己的能力、兴趣、已有成就、学习动力选择课程并制订自己的学习计划，选课不受年级限制。这些课程包括英语、数学、历史、科学、世界语言等核心课程和其他选修课程，门类众多，足以满足学生个性化的学习需求。
美国科技高中的课程设置还强调课程的跨学科和综合化。高中阶段需要突出学科知识的系统性，因此适合设置分科课程。但美国科技高中也非常看重学生综合运用知识的能力，因此有意识强调跨学科学习，设置一些综合化的课程。例如，托马斯·杰弗逊科技高中将一些人文学科与科学学科整合在一起，开设了“综合生物、英语和技术”等课程；还将理科范围内的具体学科整合起来，开设了“生命科学和生物技术研究”“海洋科学和地球系统研究”等。再如，戴维森学校是一所“全课程写作”的学校，写作被整合到所有课程当中，每门课程都非常注重锻炼学生的审辩式思维。学校所有课程都非常强调高水平的思维技巧，要求学生学会运用批判性和创造性的学习材料，鼓励同学间的讨论与协作，进行深度思考、分析和基于元认知的写作。
可以说，美国科技高中的课程建设为科技人才培养提供了基本保障。不少课程的专业性和难度甚至达到了大学基础课的水平，课程的难度随着学生接受能力的提升而提升，不为学生的发展设限。美国大学理事会则搭建了AP课程平台，形成了规模性的课程体系；大学也对科技高中的AP课程建设提供支持，进一步丰富了科技高中的课程设置，为课程的多样化和可选择性创造了条件。
三
美国科技高中的教学特色
在教学方面，美国科技高中重视通过更加灵活的方式创设情境，为学生的探究和实践创造机会，从而培养学生的创造精神和运用知识解决具体问题的能力。
首先，美国科技高中在教学上尊重学生的差异，认为“合适的就是最好的”。
例如，戴维森学校根据学生的申请及课程测验情况对学生进行能力评估，每年8月学生可选择性参加数学和科学的“能力水平测试”。每学年的前三周是学校的“诊断期”，在这段时间，针对每门课程学校都会对选课学生进行专项技能的测试，以确定学生的选课是否匹配。三周之后，学校召开部门会议，审查学生的测试情况，对学生进行分班调整。一般情况下学校对学生的分班一年调整一次，但对于进步很快的学生半年就需要调整一次。另外，如果现有的课程水平不能满足学生的学习需求，学校也会相应增加更高难度的课程来满足学生的学习需要，并鼓励学生与他们的教师和课程团队讨论自己的学术观点和想法，根据不同学生的表现“因材施教”。
对于天才学生的培养许多人可能会认为“越快越好”，但戴维森学校秉持的观点是“越合适越好”，确保学生以适当的速度和水平进行学习，保障教育效果。由于招收的学生有着较强的学习能力，因此学校提供的课程也是适度超前的：初中水平课程内容对应的通常是普通高中课程或大学早期课程的内容，高中水平课程内容对应一系列高中高级课程及大学水平的课程，学生的学习是明显加速的，以匹配他们所处的个人能力水平。在选修课程方面，选学的主题都是由学生发起的，学校根据学生的学习主题来寻找合适的教师，有些选修课甚至由学生来上。
其次，在教与学方法上注重探究，鼓励学生表达和展示自我。
美国科技高中非常注重培养学生的探究能力和研究精神，为学生提供各种开展调查、探究和实验的机会。除了常规的研究项目和实验项目之外，不少高中为优秀学生提供“荣誉课程”（honors courses），这种课程往往是需要学生独立开展探究的研究型课程。在学习这些课程时，学生通常开展的是项目式学习（Project-based Learning），具有鲜明的研究性和操作性，充分体现了“做中学”“创中学”。此外，这些科技高中还普遍重视开展广泛的校外研究项目，将校外实习、研究、志愿服务等融入常规的教学安排。例如，斯科茨代尔基础学校（BASIS Scottsdale）要求学生在高中第三年可以完成一个高级文凭项目（Advanced Diploma Program），开展校外研究。学生在自己选择的领域进行一个原创的开发设计与研究，同时开展一些校外活动，如实习、工作观察或参加志愿活动。学生不受地域和研究领域的限制，他们可以与企业、中介、研究机构、企业家合作，可以是国内的，也可以是国际的。每名学生配备一名校内指导教师和一名校外导师。学生每周大约要花15个小时的时间与他们的项目导师一起，共同工作10周，以探索研究问题并完成他们的高级项目。3个月结束后，学生需要向他们的同学、老师和家长展示研究成果。这样的训练给他们今后的研究学习打下非常好的基础，能够让他们顺利过渡到大学阶段。
最后，注重与大学的衔接和联动，灵活安排考试。
美国高中和大学的衔接不仅体现在开设AP课程上，还表现在学分认可和教学安排上。在美国，绝大多数大学和学院都承认高中开设的AP课程的考试成绩并用以折抵大学学分，这为选修过AP课程的高中生节约了时间成本并减轻了经济上的负担。在科技高中，学生一般到10年级之后就可以选修一些AP课程，在校期间可以完成10门以上的AP课程考试，在11年级学生即可达到毕业要求，但大部分学生会选择继续读完12年级。在高三年级，学生开始为申请大学做准备，比如做自己的研究设计。学校每天开展大学咨询研讨会，帮助学生了解不同的大学、职业道路和奖学金机会。
科技高中的考试也是非常灵活的。例如，戴维森学校的考试不是测验的形式，而是让学生展示如何对教师的教学以及学习材料、教学方法、环境和期望作出反应。学校的考试目标不是为了“考学生”，而是为了检验学校是否能够为学生提供足够好的服务，了解学生目前的水平及距离毕业要求的差距，帮助学校全面认识学生而非仅仅看到他们的分数，帮助家长和学生作出选择，是否继续留在这个学习环境。这样的考试模式非但没有降低学生在美国学术能力考试（SAT）等重要考试中的成绩，反而为学生提高综合能力、形成健康的竞争观创造了空间和条件。
高中阶段是学生的认知能力、动手能力和情感态度等迅速发展的时期，他们思维活跃、兴趣广泛，而且愿意开展实践和实验活动，是人生发展最活跃的一个时期。美国科技高中针对学生的这些特征，在课程上构建起以科技类课程为主导、具有鲜明特色的课程体系；在教学上采用更加灵活、更加个性化的手段和方法去教育学生。而且强调综合化的育人方式，比如实验研究、项目式学习、社会服务与社会实践等，这些都受到高中生的欢迎，也为他们未来从事研究和其他工作奠定了很好的基础。总之，美国科技高中是美国拔尖创新人才培养体系的有机构成部分，其教育理念和实践举措对我国人才培养也具有积极的借鉴价值和启发意义。
本文系教育部人文社会科学重点研究基地“十四五”重大项目 “中国教育经验的国际传播研究”（课题批准号22JJD880007）的研究成果之一
（作者杨明全系北京师范大学国际与比较教育研究院教授、博士生导师；岳鑫系北京师范大学国际与比较教育研究院博士研究生；李彦博系北京市八一学校附属玉泉中学教师，教育学硕士）
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