改革开放四十多年来，中国教育事业取得了长足发展，培养了一大批高素质的人才，但目前来看我们最缺乏的依然是创新型人才，尤其是拔尖创新人才。相比较而言，我们的学生表现出聪明、勤奋、具有扎实的理论基础等诸多突出优势，但也往往存在着人生发展方向迷茫、创新意识淡薄、创造力匮乏等缺点。因此，摆在我国基础教育面前、也是最需要我们破解的难题就是：如何在中学阶段发现和发展学生的创新潜质，把孩子培养成具有高度社会责任感、发展方向明晰、创造力强的创新人才，既符合学生未来持续发展的需要，同时也符合创新型国家发展的需要。
一、创新教育的时代使命与目标
我国历次推出的教育改革越来越关注人的全面发展和综合素质培养，教育改革的终极目的就是促进学生的终身发展和满足社会发展的人才需求。但是，因为我国人口多、生存压力大，以及陈旧的成才理念，以升学作为单一评价指标和价值取向的应试教育仍然具有强大的惯性，很多学校“穿新鞋，走老路”，甚至用信息化等新技术强化应试教育的老模式，把应试教育做到了极致。因此，教育改革的有效落实依然任重而道远。
应试教育理念下培养出来的学生通常不想创新、不敢创新、也不会创新，这种教育不仅难以满足孩子未来一生持续发展的需要、更难以满足国家从“制造大国”向“创造大国”转变对创新人才、特别是拔尖创新人才的战略发展需要。基于此，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》明确提出高中要“探索发现和培养创新人才的途径”。2010年上海市教委启动“上海市普通高中学生创新素养培育实验项目”，全市三十多个学校参与实验探索，华东师范大学第二附属中学和上海中学、复旦附中和交大附中4所学校还参与了拔尖创新人才的早期培养试点探索，各实验学校都创造性地提出了自己的校本课程方案。2019年6月，国务院办公厅印发《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》，明确提出了构建全面培养体系、优化课程实施、创新教学组织管理等育人方式改革的具体要求。2020年1月14日，教育部公布了在37所大学推出“强基计划”的高校招生改革方案，“强基计划”要选拔、培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀的学生，强基学科要聚焦高端芯片与软件等一些关键领域。这越来越表明，面向新世纪，面向越来越激烈的国际竞争格局，综合国力的竞争归根结底在于拔尖创新人才的竞争。因此，尝试探索以科技教育为载体的创新人才早期培养具有重要育人价值和现实意义。
20年前，华东师范大学第二附属中学就在理科班尝试小课题研究的做法，后来推广到百分之百的学生在校期间参与小课题研究，从何晓文校长，到戴立益校长，再到现任李志聪校长，几代学校领导都大力倡导和支持拔尖创新人才的早期培养，二附中科创教师团队坚持不懈作出了大量探索。我们认为，落实创新教育尝试高中育人方式的变革，着力解决的核心问题就是：如何在一个实验班，甚至整个一所学校让创新教育有效落地，让更多的孩子在满足升学的同时，创新潜质得以发现和发展。我们研究这一核心问题的根本目标就是要尝试构建一个“创新人才早期培养的支持系统”。现在，我们把这个系统秉承的教育理念和实践策略以及提供的解决方案一一阐述，与各位同行交流分享。
二、创新人才早期培养的理念和实践策略
聚焦创新人才培养应该秉持怎样的教育理念？在这种教育理念下，培养学生创新能力需要采用怎样的有效策略？
我们都知道一个筒单的道理，孩子们“在游泳中”才能学会游泳。同理，孩子们“在研究中”才能学会研究、“在创新中”才能学会创新。试图绕开“研究”和“创新”，通过题海战术的应试教育来培养创新能力显然是非常困难的。培养创新能力不能走捷径，必须通过“问题研究”“尝试创新”来实现。因此，我们秉持“基于问题研究的创新教育”理念，大胆改革育人方式，深入探索、构建创新人才早期培养的支持系统。以“问题研究”为载体，让孩子们“在研究中学习研究，在创新中学习创新”，是开展创新教育的核心策略。（娄维义，基于问题研究的创新教育，2011）
三、支持系统的框架与内涵
其一，支持系统的框架诠释。
在一个实验班或者一所学校有效开展创新教育是一个复杂的系统工程，课堂教学开展模拟研究、课后开展个性化的课题研究，带来了时间空间的调配、课内外课程的开发、科学有效的管理等一系列挑战。我们构建的创新人才早期培养支持系统的操作框架可以简单概括为：一个策略、两个渠道、三个环节和五个要素。其中，一个策略就是前面提到的：在研究中学习研究，在创新中学习创新；两个渠道包括：“模拟研究”的课堂教学和“真实研究”的项目研究（娄维义，点亮课堂：聚焦课堂模拟研究，2017）；三个环节是指上述渠道共同包括的三个步骤：提出问题、研究问题、引出新问题；五个要素是指：导师团队、创新课程、资源配置、管理制度和展示平台。
那么，操作框架的内部关系是什么？“在研究中学习研究，在创新中学习创新”的这一策略是学生创新素养发展的上位方略，两个渠道及其三个环节构成了创新素养发展的具体操作路径，五个要素的最优化才能实现操作路径的效果最优化，进而保障支持系统的服务效能。
具体来看，关于“策略”无须赘述，关于“五个要素”内容较多，需要在下一个部分详细阐述。下面，就由两个渠道、三个环节构成的操作路径来简单说明。
正如学习游泳可以有两种方法，一种是直接跳到水里学习游泳，还有一种是带着游泳圈模拟游泳，我们把学习研究的过程也分为两种：课题研究和模拟研究。第一种“课题研究”是真正意义上的研究，即首先发现一个真实存在的问题（环节1：发现问题），指导教师也不知道答案是什么，师生一起研讨作出假设、设计实验、观察记录、分析数据、得出结论，最终证明假设是否成立（环节2：研究问题），在论文的结尾部分还要交待本课题没有解决的新问题、也就是课题的展望或者下一步研究计划（环节3：引出新问题）。多年实践中我们发现，经历这样一个完整的科研过程，是发现学生创新潜质、提升创新能力的有效渠道。另外一种是“模拟研究”，基础教育阶段学生大部分时间还是在课堂上，因而目前在课堂教学中开展“模拟研究”是实施创新教育的主渠道。在模拟研究的过程中，同样也经历提出问题、研究问题、引出新问题的三个环节。模拟研究是把一个已有明确结论的问题当作一个新问题来追溯科学研究的历程，从而学会研究的模拟过程。
其二，系统要素的内涵、作用和关系。
支持系统的五个要素：导师团队、创新课程、资源配置、管理制度和展示平台，都是指向如何全方位支持学生“问题研究”的顺利进行，导师团队、创新课程、资源配置、管理制度构成了保障系统，展示平台则是评价系统。要发挥支持系统的有效作用，尽可能保证五个方面要素的最优化。下面，结合我校具体情况一一阐述说明。
导师团队：打造科创团队，实现“造血”功能，保障创新教育持续发展。
在五个要素中人的要素无疑是最关键的，学生课题研究的指导需要有理念、有情怀、有能力的指导教师团队。他们要担负起开发创新课程、指导学生研究的重要任务。事实上，如果教师自身没有经历过课题研究，就像一个不会游泳的人还要指导别人怎么游泳，无法承担指导学生开展研究的工作。有的学校校内教师力量薄弱，完全依赖外援指导课题研究，这种靠“输血”的操作方式，难以保证学校创新教育的稳定发展。因此，学校领导需要花大力气建立起一支自己的导师团队来实现“造血”功能，才能满足学校创新教育的可持续发展。为此，我校多年来在导师团队的发展和培养方面花了很大力气。在打造一支学科兼职骨干科技教师队伍的基础上，陆续引进科技教师专职辅导学生课题，建立了“科技教研组”，打造了一支由专职和兼职科技教师，再加上校外的高校和研究所的教授作为校外兼职教师，共同组成的导师团队。为提升科创指导能力，我们采取了“请进来”和“走出去”两种方式提高科创教师的指导能力：“请进来”就是每年把有指导经验的中学教师和擅长做中学生课题辅导的大学教师请到学校给校内教师做系统培训；“走出去”就是先后安排科技教师参加上海科协、中国科协组织的科技教师培训，还选派优秀教师参加清华、北大、美国洛克菲勒大学、康奈尔大学医学院等国内外一流名校的相关培训。
创新课程：完善丰富创新课程体系，让学生崇拜创新、学会研究。
孩子们要开展课题研究，必须要初步学会研究，这就需要导师们开发创新课程，满足学生在选题立项、制订研究方案，选择研究方法、撰写科学论文等方面的需求。为了激发学生从事科研的兴趣和热情，使其领悟科学研究的深远意义，放下影响成绩的心理包袱，进而形成问题意识、敢于尝试研究，我们设计了三个板块的课程：走近科学课程、走进科学课程、走进科研课程。“走近科学课程”是动态课程，邀请不同领域擅长科普工作的科学家、企业家到学校作专题报告，课程宗旨是让学生崇拜创新，开拓视野，激发兴趣，激发研究欲望；“走进科学课程”立足于学校实验室，由校内导师开发，宗旨是让学生学习基本的科学研究方法；“走进科研课程”是个性化课程和实践型课程，包括独立选题、设计实验、开展研究、撰写论文、交流答辩等环节。
资源配置：加强实验室等硬件配置，保障学生课题研究顺利进行。
为支持学生独立完成项目研究，基本的常规实验室无法满足学生课题研究的需要，学校要尽可能创建创新实验室。2010年我校率先建设了植物化学实验室、环境实验室、材料物理实验室、自动化实验室、化学分析实验室、3D打印实验室、传感器实验室等20个创新实验室，提供研究场所，保障课题研究的顺利进行。与基础实验室不同的是，创新实验室具备精密仪器和设备，并由专业的教师直接管理。实验室的建设遵循“由导师决策实验室研究方向”的原则，充分调动科创指导教师的主观能动性，充分发挥对学生的指导作用，从而避免了利用率低导致的资源浪费。
管理制度：逐渐调整并完善管理制度，形成科学的激励机制。
为了保障学生课题研究的顺利进行，管理方面必须要跟进，要根据学校自身的情况进行制度化管理。管理制度包括教师激励评价制度和学生激励评价制度。教师激励评价制度就需要在工作量认定和津贴、奖励方案、评优晋级等方面逐渐调整、完善管理，形成人性化、科学化的激励机制，推动和引领教师们的创新发展。学生激励评价制度，包括学生的课时安排、出勤管理、研究进展管理、实验室的安全管理、行为管理等。在制订制度的过程中与学生深入沟通，让他们理解制订制度的初衷和目的。
关于研究进展的管理，同样无法借用传统单一的评价方式，必须构建多元化评价体系，真正让评价引领学生走到正确的轨道上来，进而在引领学生创新发展方面发挥作用。我们采取的评价方法，其中在校内以过程性评价为主，根据评价主体分类，有研究者自评、学生互评、科技辅导教师评价等；根据研究进度分类，有开题报告、中期评估、成果展示等。在评价指标上，学校不仅看重课题的质量，还特别看重科研资源的使用流量，如中国知网账号的专业论文下载量。
展示平台：搭建多元化展示平台，营造创新文化，引领学生创新发展。
学生课题研究结束，为学生搭建展示平台，让他们不仅能够设计课题、研究课题，还要和其他同学分享研究成果，提升他们的表达能力。为了让每一个学生的项目得到展示，除了参加各级各类大赛之外，我校先后建立科协、少年科学院、自主创新基金会等学生组织，在不同层面推进课题研究的落实，搭建各种平台，营造创新文化。学校每年举办科技节、社团节、学生科技论坛、教师科技论坛等活动，还举办了十届“华东师大二附中创意·创新·创造大赛”，邀请上海市、全国其他兄弟学校的学生参加，聘请大学教授和专家参与评审，对参赛的每位学生给予指导性评价。总之，在科技指导教师的指导下，发挥学生自身力量搭建多元化展示平台，营造“创新之场”引领学生创新发展。
四、实践进展与成效
在探索和构建“创新人才早期培养支持系统”的过程中，在学生成长、教师发展和学校发展方面我们取得了突破性进展。
首先，学生的创新潜能得到充分激发，大批基础性创新“幼苗”脱颖而出。学生的选题关注社会、关注健康、关注环境，在系统培养中人生发展方向逐渐明晰、社会责任感大幅提升。近20年来，学生课题研究总计5570项，137人在全国创新大赛上获大奖，4人荣获最高奖——“中国科协主席奖”；学生多年连续入围国家队参加“英特尔国际科学与工程大奖赛”。近10年来，在钱峰、吕秀华、王振堂、祖权、王保卫等教师的指导下，学生们登上Intel ISEF国际舞台斩获多个奖项，其中，笔者指导的白雪霏、段沛妍，吕秀华老师指导的顾宇洲和樊悦阳在大赛中因突出表现获得学科大奖，4位学生都荣获了美国国际天文学联合会颁布的“小行星命名”资格。吴眉等8位学生随科学家赴北极科考、黄妍研究乞丐问题、黄谢依宁等学生研究地铁逃生问题等等，一批毕业生已在各领域崭露头角。
第二，校内导师队伍不断壮大，为学校创新教育可持续发展提供有力保障。导师团队发展不断壮大，专职、兼职教师相结合、从“学科化”到“年级化”，实现以年级组为单位的指导教师建制，保障学生全员开展课题研究。教师们出版《基于问题研究的创新教育》《点亮课堂：聚焦课堂教学模拟研究》等著作，一批教师荣获上海市优秀科技教师、全国优秀科技教师、全国十佳科技教师、全国优秀科技工作者、斯坦福大学“2008 Terman Award”、麻省理工学院“2011 MIT InspIratIonalTeacher Award”等荣誉。
第三，创新教育成为人才培养的着力点，成果辐射多所学校。3位学生研究城市错误英文标志问题推动上海世博会英文标志的规范，应时任副市长沈晓明邀请参加市政府专题会议并作主题发言。2008年9月8日《解放日报》头版报道《让创新豆子发芽的学校》，2009年4月23曰《人民日报》报道《那群闪亮的小行星—华东师大二附中创新人才培养模式》等。2010年学校获全国首批“全国科技教育创新十佳学校”。2014年上海市教委德育处、浦东新区教育局分别批准建立“上海市中学创新教育研究德育实训基地”和“浦东新区娄维义创新教育教师培训基地”，理念和做法辐射多所学校。支持系统的研究成果分别于2017年荣获上海市基础教育教学成果奖特等奖、2018年荣获全国基础教育教学成果奖二等奖、2019年荣获第五届中国教育创新博览会最高奖SERVE奖。
五、结语
中学教育在人才培养中起着承上启下的关键作用，领会和落实国务院办公厅颁布的《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》，聚焦探索发现和发展学生的创新潜质并服务国家发展战略具有重要意义。经过多年努力，我们虽然取得了一点成效，还需在原有经验的基础上，继续解放思想、更加深入广泛地探索育人方式的变革。充分运用项目化、问题化、探究式、合作式的教学方式，让学生从被动学习走向主动学习，从浅层学习走向深度学习，把创新人格培育和创新能力培养落实到每一个课堂，并且在全学科、全过程开展融入创新教育的课堂教学。总之，展望未来，创新教育还有很长的路要走，我们将与各位教育同行一道继续努力、不断探索。