教育是北京市海淀區(qū)的金名片。高校與科研院所林立是海淀區(qū)得天獨厚的區(qū)域資源優(yōu)勢。將大中小協同開展科學教育作為海淀區(qū)教育綜合改革的突破口，如何求解融合頂級資源推進人才高質量培養(yǎng)的方程式，成為擺在改革者面前的迫切課題。
一名新生到清華大學報到不久，就主動找到學校人工智能研究院實驗室。主持實驗室的孫茂松教授很奇怪，“你一個本科生來實驗室能干什么呢?”后來的事實證明，這個學生在實驗室“很有用”。
“近年來，北京海淀區(qū)瞄準國家創(chuàng)新戰(zhàn)略對人才的新需求，從區(qū)域政策頂層設計到區(qū)校兩級教研，立足拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，力推區(qū)域科技教育資源融合創(chuàng)新，取得了可喜的進展?！北本┖５韰^(qū)教委主任杜榮貞說。
?、賲f同求解課程建設高質量
人工智能聊天機器人ChatGPT正在高速獲得用戶，但這只是人工智能技術所展現的巨大應用前景的一個方向。2017年7月，為搶抓人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機遇，國務院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。
海淀區(qū)教科院教育網絡與數據中心主任馬濤說，2018年至今，依托教育部“智慧教育示范區(qū)”和“基于教學改革、融合信息技術的新型教與學模式實驗區(qū)”這兩個項目，海淀區(qū)40多所學校已開設人工智能課程。
區(qū)域如何高質量開發(fā)人工智能課程這樣的創(chuàng)新課程?馬濤說：“海淀選擇了區(qū)教研支持與學校自主開發(fā)相結合的方式，走出了一條學校為主體的資源聯結和區(qū)教研為主導的學術支撐相結合的路徑。”
“中關村中學緊挨著國內領先的人工智能軟件公司商湯科技，企業(yè)很樂于與學校共同探索人工智能教學場景;清華附中作為大學附屬學校，可以得到大學對課程建設的支持?！瘪R濤說，“區(qū)教研層面，教科院就像個孵化器，搭建學校之間課程建設的交流平臺，進行跨學科主題學習，并通過推薦進行全國交流等方式為教研和教學成果找到出口?！?/p>
孫茂松教授不知道出現在眼前的學生高中時就參加了人大附中的人工智能實驗班，跟隨中科院軟件所的研究員開發(fā)出了運用人工智能分析唐詩的軟件。人大附中人工智能課程貫穿了學校必修課程、選修課程和研修課程，學習程度層層遞進。
人大附中信息技術教研組長、特級教師袁中果說，人工智能課程在研發(fā)階段就有大學和科研院所介入。中科院軟件所、清華大學、北京大學的教授都為課程內容確定、實驗安排提供了專業(yè)建議。人大附中的選修課制度為教授、研究員定期來學校授課提供了保障。
袁中果介紹，第一年是一名教授講課，學校一位教師作為助教;第二年是學校教師主講，大學教授助教，通過這種方式逐漸將研發(fā)課程穩(wěn)定注入學校的校本課程。學生進入研修階段后，依托北京市翱翔計劃的支持，每名學生可以得到3位導師的指導，在假期跟隨教授或研究員進入實驗室，完成從開題到論文發(fā)表，完整的科研訓練。
“不僅本科生讓孫茂松教授感到意外，后來我又送了一名在校高中生去了孫教授的實驗室，那孩子做出了能寫RAP的機器人?！痹泄χf。
?、趨f同搭建創(chuàng)新人才培養(yǎng)大平臺
2022年7月，在中國科學院計算技術研究所舉辦的第一屆“一生一芯”技術論壇上，在本科生、碩士生和博士生組成的發(fā)言代表隊伍里，兩名穿著一零一中學校服的中學生尤為顯眼。當他們站上講臺匯報高中生的芯片設計感想時，場下響起熱烈的掌聲。
兩名中學生黃益安和煙雨松，他們學習芯片的底氣源于一零一中學與中科院計算機技術研究所共建的一零一中學英才學院“芯片集成電路實驗室”，這里有本校教師和中科院計算機技術研究所研究員團隊組成的導師團為學生指導。
“一零一中學英才課程定位于拔尖創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)，面向初中和高中學段學生，重點培養(yǎng)興趣、開發(fā)潛能、對接高端發(fā)展?！币涣阋恢袑W發(fā)展規(guī)劃處主任高建明說。
走進北京一零一中學，記者看到英才學院擁有獨立的教學樓，利用高校、科研院所以及業(yè)內一流企業(yè)捐贈的設備，已經建成多個實驗室，科研方向涵蓋無人機制造、新技術與商業(yè)模式創(chuàng)新等多個新興科學領域。
在海淀區(qū)，英才學院并非個例。截至2022年，海淀區(qū)已與中國教科院、北京理工大學、北京科技大學、北京郵電大學等22所高校及科研院所建立合作。以培養(yǎng)中小學生科學精神和創(chuàng)新實踐能力為重點，以科學體驗活動、探究式學習為途徑的少年科學院在全區(qū)中小學已經發(fā)展為一個完整體系。
“一所小學每學期可以收到學生上千份科學專題報告，這是大中小協同科學教育融入課程最直觀的成效?！焙５韰^(qū)第二實驗小學校長郭紅霞說，依托少年科學院的推動，海淀區(qū)實驗二小建立了學校的創(chuàng)新人才培養(yǎng)協作體，邀請大學教授與學校共同開發(fā)校本“驗問課程”。
“少年科學院讓學校得以遵循科學探究的規(guī)律，建立貫穿小學、初中和高中的創(chuàng)新人才培養(yǎng)梯隊?！北本├砉ご髮W附中副校長王雱說，“在學校建立的10個研究所中，學生在不同學段可以實現從科學體驗到創(chuàng)新課題研究的進階?！?/p>
③協同促進家校共育科學夢
日前，在故宮博物院“天工惜物——文化自信與可持續(xù)發(fā)展青少年作品展”的活動現場，幾名身穿清華附小校服的小學生將精心調試的機器人小車放在“絲綢之路”地圖上，小車自動在地圖上穿梭。
這是清華附小家校協同構建的人工智能課程的一個縮影。清華附小在“兒童站立科技教育正中央”理念指導下，通過積極的家校溝通，請家長對課程重新設計與開發(fā)。
學生家長、清華大學教授米海鵬協助學校開發(fā)了更為穩(wěn)定、開放更多底層控制接口的教學用具，同時基于附小人工智能類特色社團，開發(fā)了小學生能理解的實踐課程。
打開清華附小的選修課表，小課題研究、電子與信息實驗、碳中和課程等內容，開發(fā)過程就是家校緊密協同的過程。如在家長作為科研專家指導、家校密切配合下，3名小學生在科學課上觀察動植物的生長變化，最終成為一項研究課題，并榮獲北京市金鵬科技論壇一等獎。
長期以來，善育家校合力一直是海淀教育的優(yōu)勢品牌。海淀區(qū)構建了三級(區(qū)級、學區(qū)、學校)家長學校體系，定期邀請知名家庭教育專家授課，引導家長樹立良好的科學教育觀，凝聚家校攜手培養(yǎng)學生科學能力。
家校協同明確了學校和家庭立德樹人的共同任務，為保障“雙減”政策落地，深化基礎教育改革發(fā)展，創(chuàng)造了良好的社會環(huán)境。清華附小校長竇桂梅說，我們要幫助學生將課堂知識與生活關聯，從單一的學科邏輯走向學科加生活的邏輯循環(huán)，從有局限的教學時段轉向無邊界的流程再造，讓學生真正做到“在生活中學習，在學習中生活”。
