四位一体自主创新：高中数学拔尖人才培养模式探索

(2022基础教育国家级教学成果奖二等奖)

成果名称: “四位一体自主创新”数学拔尖人才高中培养模式探索

成果完成者: 湖北省武汉市武钢三中

国家的发展、民族的振兴需要人才，特别是拔尖创新人才。习近平总书记在党的二十大报告中指出：“全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。”习近平总书记在中央全面深化改革委员会第二十四次会议上强调，要全方位谋划基础学科人才培养，大力培养造就一大批国家创新发展急需的基础研究人才。

国家持续推进普通高中课程改革，要求高中学校更新育人观念，变革育人方式，促进学生个性化发展。长期以来，高中教育存在忽视学生个性化发展、个性化教学资源不足、英才教育缺失或者缺乏系统性等问题，束缚了拔尖创新人才的培养。湖北省武汉市武钢三中自从1994年开设湖北省理科试验班（数学）开始，依据高中学生全面发展和个性成长的基本规律，深入落实因材施教理念，在数学拔尖人才培养方面持续探索30年，形成了学生主体自育、教学自主创新的育人体系，取得了令人瞩目的成绩。

一、坚持因材施教，持续优化教学组织形式

社会发展要求高中教育改变“千校一面、千人一面”的状况，培养出具有鲜明个性特色、素质结构立体的多面人才。1994年，经湖北省教育厅批准，武钢三中创办理科试验班，其目的是“为国家培养高层次的理科预备人才，探索培养具有创新潜质和具有自然学科特长的学生，为国家中学生奥林匹克竞赛培养和输送选手，推动湖北省中学的教育教学改革”（湖北省教育委员会《关于试办湖北省普通高中理科试验班的通知》〈鄂教普[1994]033号文〉）。武钢三中坚持走特色化发展之路，把办好省理科试验班视为学校特色化发展的契机，以理科试验班为平台，以数学学科为突破口，探索数学拔尖创新人才的高中培养模式。

1. “全面发展+特长发展”的培育思路

高中教育处于拔尖创新人才培育的早期，要实现立德树人根本任务，不能培育偏才、怪才，因此武钢三中理科试验班确立了“因材施教、自主发展，优化个性、发展特长，注重素质、全面提高”的人才培养基本原则。首先，理科试验班办班之初，就立足自有生源选拔培育数学拔尖学生，为全面发展、学有余力的学生提供个性化教学。其次，在智育方面，要求学生高考学科和非高考学科同步发展，不能有所偏废。再次，强调着力培育学生的人文精神、家国情怀，而不是仅停留在学科知识与能力的习得上。这种培育思路可概括为“全面发展+特长发展”。所谓全面发展，指学校坚持五育并举，要求学生在德智体美劳各方面和谐发展，成为素质全面、人格完善的人。所谓特长发展，指在全面发展的基础上，学校针对学生优势学科提供个性化的教学和辅导，引导学生进行更深入的学习探究，通过创新实践活动、学科竞赛等发展特长。

2. “分层分组+大小班”的教学组织形式

为了让学科拔尖学生能充分地实现个性化发展，学校实行分层教学，通过新生夏令营的零起点教学和考查、心理测试和问卷分析，对学生进行分层。对全面发展、学有余力的学生，依据其兴趣和学科特长进行分组，设立理科试验班和学习小组。学科成绩不是分层分组的唯一标准，兴趣特长和扎实的数学学科基础是选科进班的基本条件。

理科试验班在分层分组的基础上实行“大班+小班”教学组织形式，通过50人左右大班实施必修和选择性必修课程教学，促进学生全面发展；通过10人左右小班开展小组合作学习和精准化辅导，为学生创造自主发展、个性化发展的空间。在小班教学的基础上，对脱颖而出的学生再实施个别化教学，精细精准辅导。从实践效果看，大班教学有利于高效率落实国家基础课程，夯实基础，班集体氛围更浓；小班教学有利于因材施教和个性化辅导，更有助于学生学科特长的发展和自主成长。“分层分组+大小班”的教学组织形式，是落实学生“全面发展+特长发展”的具体路径。

武钢三中理科试验班通过“大班+小班”形成的“全面发展+特长发展”人才成长路径，是因材施教的生动实践，有教学组织保障，有课程和教学资源支撑，符合人才成长的规律，兼顾了教育公平与效率，也符合当前高中教育实际。

3. “自主培养+名师引领”的学习策略

武钢三中强调要充分培养学生的自主学习能力。对试验班学生的教学，在初期采取“以教师引导为主，个人自学为辅”的方式；然后有意识地培养学生的自学能力，增加学生自修自学的时间，给学生安排自学的内容并指导学生自学；此后逐步过渡到“学生自主学习、讨论质疑，教师答疑点拨、提升思维”。武钢三中要求针对每一个新的教学内容或情景问题，学生都要先自主学习并能提出问题。在个体自主学习的基础上，学生在学习小组内进行质疑、辩驳、讨论，进而能初步总结规律或方法。在全体学生自主学习的基础上，教师再用精准的教学给予引领。当学生的自主发展、特长发展有了足够的时间和空间，其自主获取知识和运用知识的能力、信息加工和科学探究能力、动手操作能力、创新能力等也得到了充分的发展。

显然，高素质的教师队伍是培养拔尖学生的重要条件。武钢三中坚持走数学教练（骨干教师）自主培养之路。理科试验班实行每周集体备课、每日班情商讨制度，以提升教学的针对性，促进教师的自我提升。学校还实行“双导师制”，为每位青年教师聘请学科教学导师和班主任工作导师，为青年教师成长助力。通过资深教师对青年教师传、帮、带，数学教育的经验薪火相传，一批数学名师和奥赛指导专家成长起来。另外，高校名师也是武钢三中拔尖学生教学团队的有力支撑，众多数学名家到武钢三中讲学，数学家王元为学校题写“数学奥林匹克之常青树”，对数学教师队伍和数学教学质量给予了充分肯定。

二、坚持自主创新，构建“四位一体”的人才培养模式

拔尖创新人才的培养是一个系统工程。武钢三中在30年的实践中，构建起了校本课程体系、课堂教学模式、教学基本规范、人才培养策略“四位一体”的拔尖创新人才培养自主创新模式（见图1）。

图1：“四位一体”的拔尖创新人才培养模式

1. 构建“综合课程+实践课程”的校本课程体系

在理科试验班办班初期，教学资源相对匮乏，学校数学组自研自编系列拔尖拓展教材。学校还组织教师开发数学校本教材，钱展望、刘诗雄、郭希连等教师编著了以培养学生的逻辑推理和直觉、似真推理能力为主调的数学拓展教材，如《数学解题策略》《数学奥林匹克》等。

理科试验班在开齐开足国家课程和地方课程的同时，尝试开设有利于学生个性化发展的研究性、拓展性校本课程，整合各类教育资源，开发活动课程和实践课程。学校把“科技人文艺术节”“模拟联合国”、辩论赛等活动发展为卓越人文课程，开设国际交流课程，开发科创课程等实践活动课程，培养了学生的创新思维，激发了学生的创新意识，提升了学生的创新能力。学校每年都会邀请清华大学、北京大学、中国科学院等高校院所的院士、专家为学生作专题讲座和科普报告，作为学校课程的补充。学校还借助武汉大学、华中科技大学国家重点实验室，让学生开展竞赛实验，学习大学先修课程。

在高中新课程改革背景下，武钢三中以国家课程方案为指导，对新课程标准下的国家课程（必修、选择性必修课程）、原有的校本课程等进行深度整合，通过持续开发校本课程和实施国家课程校本化，形成自主创新的校本课程体系。

该课程体系以落实立德树人根本任务、促进学生获取终身发展能力为总目标，以“博学笃行、立德修身、追求卓越、自主创新”为基本立意，通过全面落实国家课程帮助学生实现全面发展，通过丰富的选修课程满足学生的个性化需求，强调学生在该课程体系中实现“全面发展下的特长（个性）发展”。

2. 提出“四环四求一目标”的课堂教学模式

武钢三中从备（备课）、教（课堂教学）、改（作业批改）、导（辅导）、考（考试）、析（质量分析）、研（教研）七个环节优化理科试验班数学教学全流程，探索新的教学模式，并通过持续开展“从好课堂到好教学”主题活动，全方位提升教学品质。

在实践中，武钢三中总结出“四环四求一目标”的课堂教学基本模式。“四环”指课堂教学的四个环节：第一环，创设情景、揭示目标；第二环，师生互动、探求新知；第三环，自主尝试、交流互动；第四环，把握规律、提炼升华。“四求”指教学的四种追求：求实、求新、求活、求美。“一目标”指促进深度学习、发展核心素养。

这一模式要求教师在教学中创设新情景，引导学生自主探究，在生动活泼的师生互动和生生互动中完成知识迁移、能力提升和素养发展。

这一模式下的课堂是研究型的课堂。教师坚持以问题为起点，将生活情景融入课堂学习；课堂面向学生的生活世界，充分发掘学生自主学习能力，推动学生自主进行探究。学生获得知识，掌握方法，提升数学思维能力。

3. 形成“三高一及时”的教学基本规范

教师的教学评价是学校管理的难点。武钢三中对理科试验班的教学提出了“三高一及时”的教学规范（见图2）。“三高”指高质量备课、高容量课堂、高效能训练，“一及时”指及时评价反馈和反思。

图2：“三高一及时”学科教学规范

4. 探索“志趣+意志”的人才培育策略

一是优化数学思维品质。20世纪90年代初，武钢三中的数学教师钱展望等人提出，数学教学的关键是“开拓学习场”，优化学生的数学思维品质。而要优化学生数学思维品质，就必须激发学生兴趣，增强学习信心；必须以落实“双基”为前提，促进学生各项能力综合提升；必须引导学生进行解题规律的探索、概括，提升思维的含金量；必须努力发展学生的直觉思维，并做到直觉思维与逻辑思维并重。教师采取开放式教学，广泛使用启发式、讨论式、质疑式等教学方法，有利于培养学生的直觉思维、求异思维、发散思维，提升学生思维的敏锐性、灵活性和创造性，是优化学生思维品质的重要途径。尤其是在师生互动中，教师鼓励学生独立思考，质疑问难，发表个人独到见解；在解题过程中，既注重多题一解，又提倡一题多解，培养学生的创新思维。

二是探索“志趣+意志”的育才策略。“志趣+意志”的人才培育策略，为学生的终生发展打下了坚实基础。在拔尖人才培育方面，武钢三中特别强调学生目标志向要符合国家需要，要形成兴趣激励下的持久动力，要具备甘于寂寞、吃苦耐劳、勇于拼搏的意志品质。拔尖学生在自己感兴趣的领域，往往显现出勇于钻研的精神与痴迷的态度，其创新人格中的坚韧性在感兴趣领域的学习和探索中得到显现与锻炼。这种坚韧性，表现在释疑、探究过程中的坚持，表现在对失败的忍耐，表现在对完美答案的追求，表现在对新方法的探索中。

武钢三中“志趣+意志”的人才培育策略，渗透在理科试验班的班级管理文化中，贯穿于日常教育教学活动全过程，也落实在专门设计的德育和心理课程中。学校通过“长江科技论坛”“星汉文化沙龙”等系列专家讲座，拓宽学生的视野；通过科技人文艺术节等创新实践活动，激发学生的兴趣；通过丰富的社会实践和训练，磨练学生的意志品质。

三、坚持探索实践，实现领航发展

自1994年开设理科试验班以来，学校教师转变教育观念，变革教学方式，加强教学研究，专业化水平不断提升，涌现出一批数学教学名师。数学特级教师中，钱展望获全国五一劳动奖章和国务院政府特殊津贴；刘诗雄获国务院政府特殊津贴和“苏步青数学教育奖”；郭希连、边红平、岑爱国被评为全国优秀教师和湖北省名师等。

学校学科拔尖人才培养成绩卓越，在校期间，学生创新思维、创新能力得到显著发展与提升，先后有18名学生在国际数学奥林匹克竞赛中荣获金牌和银牌。学科拔尖学生进入知名高校后，学科优势凸显，专业发展超前。此外，数学学科教学还带动了物理、化学、信息、生物学等学科的拔尖创新人才培养。

武钢三中的拔尖人才培养模式与经验引发广泛关注，在数学奥林匹克协作体学校间交流互鉴，全国多地高中到学校学习数学教育的经验。目前，武钢三中拔尖人才培养模式已被多校实践运用。例如：武汉市钢城第四中学从2015年开始学习武钢三中理科试验班的办班经验，采用“全面发展+特长发展”的思路，对学科拔尖学生进行小班教学和个别辅导，探索出了一套适合校情和学情的数学学科培优补差机制，并多次在区域性教育教学工作会上作经验交流。

作者：

程爱林，“武汉市武钢三中项目组”项目负责人，湖北省武汉市武钢三中校长，中学高级教师

张旭东，本文执笔人，湖北省武汉市武钢三中中学高级教师

文章来源：摘编自《中国基础教育》2023年第10期

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