在课程引领之下的创新之举

　　创新实验室诞生之初，围绕创新的对象是“实验室”还是“实验室里的创新”曾引发热烈的讨论。在质疑与期待中，这一新生事物和上海基础教育改革中不断涌现的其他新生事物一样，表现出了一种自下而上的实践智慧与自上而下的政策设计相互作用与结合的创造性张力，稳稳地扎根于高中、初中和小学校园，迅速地聚集资源、改善环境、腾挪搭建出一方全新的教育平台，为全市中小学生放飞人生梦想、实现自主学习提供了一条新路径。截至2016年上半年，全市共建成创新实验室一千多个，覆盖了全市所有行政区和学段。

　　一

　　创新实验室来源于创新的实践。早在21世纪之初，上海的一些学校围绕创新素养培育，基于校本课程实施，自主建设了一批不同于传统意义的实验室。这些实验室的活动内容涉及生命科学、物理、化学、工程技术、地理、音乐、金融等众多学科和领域，活动方式不再是简单预设的“重现”和“验证”，而是一种张扬个性、激发兴趣、放飞想象的实践体验。“丰富教学实践环境、满足个性化学习需求、注重学生创新能力和实践能力培养”是这些实验室的共同出发点。

　　基于实践，《上海市中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》明确了“加强研究性学习和实验实践环节，提高学生科学思维能力，培养激发学生的创新意识和实践能力”的要求，将“建设若干个区域性中小学生创新实验室和50所高中专题创新实验室”列为新时期上海教育的重点发展项目。2010年和2012年，上海市教育委员会（简称“市教委”）先后两次面向全市中小学征集基于专题和探索、强调创新和动手的校本课程案例，同时征集服务于特定课程的实验室建设案例（通常把这类实验室称为“创新实验室”），从中遴选出83个成功案例，编辑出版了《创新实验室里的时代脉动》和《创新实验室里的梦想之光》，向社会展示了改革实践的初步成果，在全国同行中引起了广泛的关注，同时也充分发挥了先进学校的引领作用。

　　2014年，市教委将“基于课程的中小学创新实验室建设行动研究”列为上海市教育科研重点项目，由市教委教育技术装备中心组织各区县60多所中小学进行系统研究，编制了《上海市中小学创新实验室建设指南》，进一步提高了全市创新实验室建设工作的质量，也扩大了影响范围。

　　2015年10月，上海市教育委员会与上海市发展和改革委员会等九部委联合发文《促进本市城乡义务教育一体化的实施意见（暂行）》，要求“加强中小学创新实验室建设”，至2020年，上海市每一所中小学至少要建有一个创新实验室。由此，上海市中小学创新实验室建设进入全面普及的新时期。

　　二

　　创新实验室的建设与学校的课程改革紧密相关，是一项理念与操作同步变革的创新工程。课程是学校一切教育教学活动的总和，通过改革课程体系提高课程的多样性和选择性，是目前世界各国课程改革的共同趋势。上海市“二期课改”确立了“以学生发展为本”的理念，整体设计了基础型、拓展型、研究（探究）型等三类课程。创新实验室在三类课程的实施中，根据学生发展的不同需求，提供了多元化的工具载体和设施服务，而这种载体和服务，有时不仅改造或“颠覆”了传统的课堂教学形式，更是一种对既有课程的超越和“重构”。

　　上海市上海中学等名校立足于国家未来发展所需拔尖人才的培养，实验室课程往往以世界前沿课题为抓手，让学生在课程实施中将自身的发展志向与对社会的理想、信念、责任联系在一起。上海市

　　上海中学的环境工程实验室，配置了相当多的国外先进仪器和设备，使学生能够在环境方向课题的学习和研究过程中，整合调用已学的数学、物理、化学和生命科学等方面的基础知识；对与环境相关的学科、高新技术的发展及应用前景有所了解，具备一定的课题探究和技术开发的综合能力。

　　上海市静安区景凤路小学是一所普通的公办小学，学生大多来自工薪阶层家庭。基于校情，创新实验室推出的“光影MAGIC”特色课程，以日常生活中丰富多彩的光现象为载体，让学生在自主性与

　　探索性很强的渐进式主题活动中，逐步感悟科学知识的奥秘和技术创新的魅力，从而提升学生的科学素养，激发他们的创造潜能。

　　所有创新实验室课程的一大特点，就是让学生有了丰富的动手实践机会。科学研究成果表明，人的左右脑是有分工的，学生动手将有助于加强对右脑的刺激，促进左右脑的协调发展，提高智慧潜能和创造能力。动手实践中重视定性分析，可以增强学生对事物整体的把握，实现“数形”结合，有助于他们把握事物本质、理解规律。可以这样说，丰富的动手实践活动是基础教育现代化的一个重要标志。

　　三

　　越来越多的高科技产品正在进入我们中小学校的课堂，但先进的仪器装备不等同于创新实验室。创新实验室已不再局限于“实验室”的传统概念，它为学生开辟了一个崭新的学习环境。在这个环境

　　里，学生的发展需求是第一位的，学校根据学生的不同体验需求提供多样化的课程和学习资源，注重促进每个学生的行动和思维的协调发展，培养敏锐的洞察力和统筹能力；学生可以自主地选择感兴趣的课题，灵活运用学习工具（包括仪器设备）和组织课程资源，在教师的协助下求证或寻找探究事物的规律性；这种学习是开放的并具有生成性，因而这个环境也是开放的。

　　学习环境的变化，往往会产生意想不到的效果或者诞生奇迹。有资料统计显示，目前上海市约75%的公办高中已经建立了创新实验室，188所高中的高二年级学生做到人人有课题，约占全市高中总

　　数的74%；全市高二学生拥有课题12057项，其中9553项已经结题。仅七宝中学的学生就先后获得发明专利467项，每年从创新实验室走出的“青铜小子”“地图达人”和“数学才女”等一批“学有专攻”的创新型学子，不仅为学校揽入各类创新大赛的奖牌，更是成为海内外著名高校备受关注的可塑人才。复旦大学附属中学的“机器人小屋”创新实验室培养的数十名学生毕业后全部进入国内外著名大学，他们在所研究的领域表现了超越一般同龄人的卓越能力，研究成果达到较高水平并产生一定的影响力。

　　上海市宝山区高境镇第三中学的创新实验室以车辆模型项目为抓手，通过学生的不断动手实践，培养学生的科技竞技能力、独立思考能力、团队合作能力和心理抗挫能力。曾经有这样一位学生，他

　　说：“我在班级中一直默默无闻，说话也总是很轻，好像是犯错的孩子一样。”然而他在报名加入车辆模型社团之后，不仅成为学校社团的骨干，还通过竞选成为车辆模型竞技队的队长，他的性格也变得自信、开朗，学习成绩等各方面都取得了进步。在宝山区高境镇第三中学的学生个人成长档案里，创新实验室成为不可或缺的一页，每个人都书写了与众不同的成长经历。

　　四

　　创新实验室的创办和持续发展没有定式。与学校的传统融合、聚焦学校的特色建设，是很多中小学成功建设创新实验室的一大经验。上海市大同中学为进一步提升学校课程品质，满足学生日益多元的个性化发展需求，提出了CIE课程的概念。CIE课程是“创造Creativity、创新Innovation、创业Entrepreneurship”三个英文单词首字母的缩写，课程跨越学科边界，带领学生在拟真环境下基于问题解决，感受从问题提出、方案设计、头脑风暴直至创新转化的全过程。创新实验室本着“课程引领、普惠于生”的建设宗旨，通过对课程学习环境的拟真，利用各类技术手段为学习者提供一个沉浸式学习环境，从而为校本课程的丰富、学生培养方式的多元化提供了有力支撑。而地处崇明岛的崇东中学和裕安小学的创新实验室因地制宜，遵循教育为社会发展服务、为当地经济建设服务的原则，利用居民废弃的缸甏和校舍周围的乡土田园推出了绿苑生态课程和“金风蟹韵”校本教材，同样让学生感受到科技创新的喜悦，培养了现代人不可或缺的生态文明意识。

　　基于信息化环境开发新课程是创新实验室的一个发展趋势。上海交通大学附属中学在建成了机器人实验室（VEX、FTC）、结构设计实验室、能源电子实验室、风洞实验室、创意设计中心、金属加工实验室等一批工程类实验室的基础上，水到渠成地建成了“数字化加工中心”，让数字化技术和设备帮助学生形成完整工程的概念，体验工程表达对于构建设计方案以及最终实现设计的重要性。上海市娄山中学的“创客园地”借助传感器、三维造型板、可视化编程、3D打印等创客工具帮助学生把他们的想法变为现实，让学生们在体会发明创造乐趣的同时，提高科学素养与动手能力，成为具备自主学习能力和热情的小创客。有了“+互联网”思维,“分享与合作”正在逐步成为创新实验室发展的主旋律，上海市吴淞中学、市西中学等学校合作成立了创客教育联合体，而普陀区、黄浦区等教育行政部门都在强化创新实验室的共享机制方面加大研究和推广的力度，为全市推进集团化办学和中小学全面普及创新实验室奠定了扎实的基础。

　　教育是一项备受社会关注的民生工程，充分利用一切有利于开展创新活动的校内外资源，是成功建设创新实验室的一大保障。几乎所有的创新实验室都有与沪上高校、科研机构或城乡社区合作的经历，几乎所有的成功案例都表明“拓展学习时空、完善学习方式”对学生的成长很重要。实践证明，充分利用和盘活社会资源才能满足广大学生个性化、多元化的发展需要，全社会的支持和关爱是保证创新实验室常态化运作的有力依托。

　　五

　　人才培养模式的创新，是上海基础教育改革的重头戏。创新实验室的建设，以培养学生动手实践能力为切入口，服务于课程改革的目的，为创设适合学生的课程、满足学生个性发展提供了快车道。事实证明，广大中小学校长、教师和学生已经普遍认可了这一新事物，正在用热情投入和勇敢践行拓宽着创新人才培养的发展内涵，提升创新实验室的育人品质。

　　未来并不遥远，正如《学习的革命》所说:“如果你今天不生活在未来，那么明天你将生活在昨天。”我们可以预见，不远的未来，学校环境建设将越来越贴近学生学习和生活的需求，为学生营造一个多样发展的舒适空间。每一个学生在这样的环境里，都能在天赋允许的范围内充分发展并像海绵一样积极地吸收自己感兴趣的各种外界知识，从而丰富自我、完善自我、展现自我，彰显人格魅力、人生价值和生命意义。

　　云计算、移动学习、图形计算器等先进学习设备正在成为基础教育的应用方向，我们传统的图书馆、实验室、教室都在发生重大的变化，学校的数字化环境越来越凸显它的重要性。我们教育工作者必须做好充足准备，迎接未来科学技术带来的更大机遇和挑战。大数据时代的到来和学习分析技术的运用将使基础教育的装备配置从硬件为主转向软件为主。在创新实验室里，学生动手实践和动脑思考过程都会成为被记录下来的数据，实现学习评价从一把尺子到多把尺子的转换，这是创新人才培养的必由之路，也是未来教育的一个发展趋势。

　　创新实验室的建设是一个与时俱进的动态过程，它将在发展中不断完成超越自我的嬗变，成为中小学校园里最受学生喜爱的伊甸园。

　　上海市教育学会会长

　　尹后庆

　　2016年12月

序

小学篇

“现代巴学园”里的神奇巴士——上海市黄浦区蓬莱路第二小学公共汽车教室

自主学习的多彩课程——上海市徐汇区高安路第一小学创智空间

历久弥新的小公民教育——上海市静安区第一中心小学小公民科创中心

追光逐梦 光影探秘——上海市静安区景凤路小学光影MAGIC创意梦工坊

与机器人共舞——上海市普陀区洵阳路小学“人形机器人”教室

百变魔术 创新之旅——上海市虹口区第六中心小学“魔法奇幻秀”实验室

为儿童提供生活化的场景——上海市杨浦区平凉路第三小学儿童金融工作坊

梦想从民俗文化科技教育起航——上海市嘉定区徐行小学“朝花夕拾”文化科技创新园区

纸艺畅想 筑梦田园——上海市闵行区田园外语实验小学纸循环生态创意园

安全伴我在校园 我把安全带回家——上海市青浦佳禾小学地震与避险创新实验室

童瞳观气象——上海市金山区朱行小学童瞳气象站

绿色田野上的自主小达人——上海市崇明区裕安小学生态田园

初中篇

“设计”与“制作”中的创意对接——上海市尚文中学“构成设计”创意工坊

物联网中的创意生活——上海市娄山中学“实验感知”创客园地

STEM理念引领下的机器人课程——上海市延安初级中学机器人创意工坊

艺术创新“链”接教育梦想——上海市静安区实验中学艺术联动项目创新实验中心

创设植物探索乐园——上海市江湾初级中学植物梦工场

趣味物理打造实验达人——上海音乐学院实验学校创智空间

享受与众不同的RC 快乐——上海市宝山区高境镇第三中学IPA 车辆模型（RC）体验中心

在校园中探寻自然之美——上海市建平实验中学现代生态体验创新实验室

“创客”热情，从这里萌发——上海市嘉定区迎园中学无线电创客中心

享经天纬地之魅，育文理兼通之人——东华大学附属实验学校 GEO 乐园

以剪为媒，传播大爱——上海市廊下中学剪纸艺术研究与创新中心

学做小农娃 培育生态梦——上海市崇明区崇东中学绿苑创新实验基地

高中篇

绿色的心 绿色的未来——上海市上海中学环境工程实验室

在这里，遇见未来——华东师范大学第二附属中学人工智能实验室

以小见大 以微见著——复旦大学附属中学机器人小屋

学生工程创新的孵化器——上海交通大学附属中学数字化加工中心（DDMS）

我的梦想我创造——上海市格致中学FabLab 创智空间

因课而来，与课程建设协力共进——上海市大同中学基于CIE 课程的创新实验室

区域共享、学段贯通的开放式创意乐园——上海市卢湾高级中学机械工程创新实验室

思维碰撞的理工平台——华东理工大学附属中学化学创新实验室

有创意、学编程、做应用——上海市育才中学新技术应用实验室

依托双通 聚焦通讯 走向创新——上海市华东模范中学通讯创新实验室

校园实验场，玩转水世界——上海市曹杨中学水技术与环保实验室群

音乐创造精彩人生——上海音乐学院附属安师实验中学多媒体音乐创新实验室

白浪飞舟 百舸争流——上海市吴淞中学方舟模型实验室

建模走向创新，创新成就梦想——上海市实验学校ΣM 数学建模中心

中西融合打开教育国际化视野——上海师范大学附属中学剑桥化学创新实验室

工程教育筑梦工匠精神——上海市洋泾中学工程教育中心

建设地理实验课程搭建学生筑梦舞台——上海市七宝中学地理创新实验室

苍穹之上 天地之“间”——上海市松江二中数字天象馆

在“中科院”中培育学术素养——上海市金山中学现代仪器分析化学实验室

探索生命奥秘的小小农科院——上海市奉贤中学多元创新阳光温室

后记

　　小学段12所学校的创新实验室融入了人文、艺术、社会等诸多元素，跨越了传统学科的界限，塑造了繁花似锦的课程方案和教学情境。这里精选的每一个创新实验室，都能让我们感受到实践者的匠心独具和良苦用心。它们着眼于学生的兴趣激发与志趣培养，引导学生加强对生活、环境、文化与生命的认知与关怀，促进学生创新能力和人文素养的综合发展。学生们在这里，可以自由地与小动物们对话，尽情地感悟生命的美好；自主选择感兴趣的课题，任由自己的创意落地生根；畅快地举起望远镜仰望星空，用心聆听浩瀚宇宙的天籁之音……让我们一同来敲开这些令学生们向往的实验室大门，共同分享那些创意突破的故事。

　　初中篇中12所学校的创新实验室多选择了跨界合作。与小学跨越传统学科界限不同，初中的创新实验室多将视角锁定在某一领域，采用跨越各种固有限制的创新模式，为学生在高中进一步提升创新能力奠定基础。在这里，有通过科技手段学习艺术知识、实现艺术畅想的，也有用艺术形式展现科技魅力、呈现科技成果的；有跨校的课程设置，也有跨地域的学生交流；有突破虚拟与现实界限的学习方式，也有跨越古今中外的学习内容；有跨进校门的家长、专家，也有跨出校门的学生成果……让我们走进创新实验室，看看这里的教师如何跨越传统课程设置、环境营造、教学模式，以及运行机制的界限，为学生的发展谋求突破；看看这里的学生如何突破、跨越自己的极限，结出丰硕的果实。

　　高中篇撷取了20所学校创新实验室的创意案例，涉及环境、工程、计算机、物理、化学、生命科学、地理等多个学科和领域。与小学和初中相比，高中的创新实验室更加注重创新思维的激发、创新能力的培养、创新素养的培育，因此具有专业化、课题化、规范化的特点。创新实验室提供了适宜创新的学习环境，从课程设计到教学模式，从仪器设备到场地布局，处处体现着创新的元素和色彩。实验室课程往往从比较熟悉的实际生活入手，选择合适的课题开展研究，让学生经历科学研究的全过程，感悟创新的艰辛和乐趣。这些实验室有的专门针对极少数拔尖创新人才，为他们助力再攀高峰；有的为少数社团学生准备，为他们提供展现创新才能的舞台；有的则面向全体学生，让每个人都有机会体验一下创新实践……在这里，学生可以尽情地展现自己的创新思维，放飞自己的创新梦想。

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