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培养方式是为顺利实施培养内容而选用的特定方法。结合自身特色，理科高中的培养方式呈现出加速、多样和自主的特点。
（一） 加速制
加速制是国际上普遍采用的一种资优生培养方式。所谓加速制，是指一种基于学习进度的教育干预，主要通过快于一般学习速度或低于常规学习年龄的教育项目来实施(pressey, 1949)。加速制也是理科高中的培养方式之一，主要体现于培养内容的超前性方面。
1 采用大学水平课程
理科高中的大部分课程都已接近或达到大学阶段培养内容的难度，如ap课程（或者ib课程）ap是advanced placement的缩写。ap课程即大学先修课程，是由美国大学理事会（the college board）主持的在高中阶段开设的具有大学水平的课程。ib是international baccalaureate diploma program的缩写，ib课程是国际文凭组织ibo（international baccalaureate organization)为全球学生开设的高中课程，同时也是大学预科课程，学制两年，授课语言为英语，主要目的是让学生接受国际教育，为将来在世界著名大学深造打下基础。和部分大学课程。
当前，美国高中已较为广泛地采用ap课程。一些理科高中开设所有学科的ap课程；一些学校的学生至少学习4门ap课程，如托马斯·杰弗逊理科高中。尽管ap课程能够满足学生加速学习的需求，但是许多理科高中对ap课程重知识、重测试的取向提出质疑，认为这束缚了教师与学生的创造性，不利于培养科技人才。
大学课程是理科高中课程的重要组成。依靠学校与大学之间的紧密联系，理科高中的学生能够提前修习大学课程。例如，马塞诸塞州理科高中的高年级学生可以在伍斯特理工学院（worcester polytechnic institute）注册，全时参加一年的学习。课程难度通常在大学一、二年级的水平；德克萨斯州理科高中开设的课程全部都是大学课程。
2 自行开发的高级课程
理科高中参照大学课程标准自行开发课程，课程难度基本达到大学水平。以印第安纳州理科和人文高中的双学分课程（dual enrollment）为例。该校开设双学分课程已有10年的历史。课程难度相当于波尔州立大学（ball state university）的某些课程。实施过程中，波尔州立大学各院系对印第安纳州理科和人文高中开设的双学分课程的大纲进行审核，以确定此类课程达到波尔州立大学对应课程的水平。此外，许多理科高中的科研类课程要求学生独立完成一项研究，并以专业科研人员的标准来评估学生。
综上，理科高中力图采用高级学习内容来提高学业标准，以适应学生的发展水平，实现加速培养。
（二） 充实制
由加速制向充实制转变是资优教育培养方式的重大变化。与加速制关注学习进度相比，充实制关注学习广度。理科高中的充实制培养主要体现在丰富的学习内容和多样的学习形式两方面。
1 丰富的学习内容
理科高中的课程设置极为丰富。学生能够接触常规课堂之外的知识和学习项目。各门课程涵盖了学科多个分支的内容。在理科方面，学校在高中毕业要求之外，极大扩充了理科课程。根据对16所理科高中的调查，这些学校平均开设21.11门数学学科课程（各学校10～50门不等）和34门自然科学学科课程（各学校19～60门不等）。其中，13所学校规定的数学学科必修课程的数量平均为3.12门（各学校1～6门不等）；7所学校规定的自然科学学科必修课程的数量平均为5.36门（各学校3～10门不等）（pfeiffer, et al. 2010, p.28）。
此外，理科高中还为学有余力的学生提供拓展性学习的机会。在路易斯安那州理科和艺术高中（louisiana school for math， science and the arts），学生可自愿申请graduation with distinction项目。该项目要求参与者开展某一领域的专业研究，修习大量高级课程，并独立完成一项研究，进行答辩和成果展示。
2 多样的教学与学习方式
理科高中的教学与学习方式丰富多样，崇尚师生之间的深入交流与合作。
理科高中采用合作教学与学习方式。例如，马萨诸塞州理科高中的每门课程都提倡开放式教学与学习，强调师生及生生之间的交流合作。学校开设的《研究讨论会》（research seminar）要求学生聚焦某问题，自由讨论，提出假设，进行论证，然后设计实验；《工程学》（engineering）中，学生以小组为单位共同开发新产品等。即便是语言学科也包含电影制作、独立研究、游戏等。
理科高中的培养并不局限于课堂。通过旅行学习、实地考察研究、校外科研实践、举办展览会等活动，学校为学生提供了多样的学习环境。讲座与研讨会也较为常见。家长、相关专业研究者、社区志愿者都积极参与其中。
（三） 指导下的自主发展
鉴于理科资优生的兴趣和发展程度不同，理科高中倡导自主发展，强调学生在指导下能科学合理地制订个别发展计划。
1 做自己的主人
理科高中的课程设置力求体现层级性和多样性，使学生能自定学习和发展规划。学科课程的难度区分清晰；科研实践机会丰富，以个人兴趣为导向；课外活动自选形式，自行组织与管理。此外，学生还可依据个人实力申请学校的特殊学习项目，发展潜能。
在培养过程中，除了对学分、任务量、评估标准等作硬性规定外，理科高中对学生参加的各类课程的具体内容等不做统一规定。学生可以选择更适合自己的时间、地点及形式进行学习与研究。一些学校为学生的自主发展提供了辅助资料。例如，托马斯杰弗逊理科高中专门设有“补充资料压缩包”、影像资料、“技能档案袋”等补充性学习资料，以便学生及时查漏补缺，自行学习相关知识和技能。
2 学生发展指导
理科高中学生的自主发展不是盲目的发展，而是在学生发展指导下的科学发展。理科高中设立有专门的学生发展指导部门，主管学业指导、升学/就业指导及个人问题/社会性发展指导工作，各项工作由经验丰富的专职人员负责。
学业指导为学生的学业发展提供帮助。指导教师包含本校的教师、高年级学生及校外人员。一些学校规定学科教师每周至少提供一定时数的指导。学业指导采用课内与课外指导相结合的方式，具体内容有：选课指导、设计课程计划、监管学习、解决学业困难、提供学习资源和指导学生科研等。
升学/职业指导是高中学生发展指导的重要内容。理科高中的升学指导部门为学生及家长提供各高校的招生计划、流程及奖学金等信息，组织学生参观高校，并就如何择校及完善申请资料等提出建议。职业指导旨在引导学生规划职业生涯，及时为学生提供相关信息和专业指导。
个人问题/社会性发展指导聚焦学生的情感、心理及思想方面的问题，努力使每位学生在自我管理和社交方面的成长最大化。这方面指导关注的问题有：焦虑、郁闷、无法保持注意力集中、家庭危机、压力、关系处理问题、低自尊、个人不良行为等等。
（四） 导师制
广泛接触科研人员，并参与科研实践是培养科技人才的重要保证，而导师制恰能满足这两方面的需求，因此，导师制被理科高中视为一种重要的培养方式。
1 导师制的实施概况
许多理科高中都已开展导师制项目。大多数理科高中的学生能够跟随一位导师进行研究或者跟随导师参加暑期研究项目。
理科高中的导师来自各行各业，以学校合作单位的专业人员为主。各学校依据学生的实际需求选拔导师。导师的指导包括：对参与自身科研项目的学生进行指导；对学生自行开展的科研项目进行指导；为学生平时的学习和生活提供指导。通过与学生分享个人成长及科研工作经历等，导师能及时为学生排忧解难，引领学生专业兴趣的发展，促进其科研实践能力的提高。
理科高中的导师制具有针对性强和系统性的特点。导师的配备以符合师生之间的性格特点和学生的实际需求为准则，以保证导师与学生建立良好关系，指导有针对性。此外，导师的指导是连续性和跟踪式的。通常情况下，学生自入学就一直跟随某位导师，彼此十分了解。导师制的实施与管理规范。一些学校还与导师签约，明确规定其职责与权利。
2 加利福尼亚州理科高中的导师制项目
加利福尼亚州理科高中（california academy of mathematics and science）（以下简称“加州理科高中”）的导师制项目（mentor program）旨在提高学生的学业成就，为学生提供职业发展信息并促进其心理和社交能力的发展。
学校的导师制项目由导师支持协会（mentor support association）监管。该协会的主要活动包括：选拔导师；帮助学生与导师结对子；为新导师提供支持。
根据学生的实际情况，加州理科高中选拔导师的基本条件是：具有大学教育经历，有能力且乐于帮助青年学生。为安全起见，学校将详细审查申请者的基本情况加州理科高中导师申请表和导师简介表的具体内容参见附录二。。
为使导师制项目顺利开展，该校汇编了两本书：《导师指导手册》（the mentor handbook）和《学生手册》（the protege workbook）。此外，导师支持协会将有针对性地举办多种活动。（五） 灵活的教学管理
1 学分制1889年，学分制（credit system）作为一种教学管理制度出现于美国哈佛大学。1899年，美国又在中学提出了学分制的设想。学分制以选课制和学分积累为核心，改变了课程设置固定、学习年限统一的教学管理。该制度以其因材施教、适应多样化培养等优点被世界多国中学采纳。资料来源：陈月茹(2003, pp.22—27).美国高中学分制及其意义［j］，全球教育展望，2003（1）：22—27.与走班制
在美国，中学实行学分制已有百余年的历史。学分制使学校的课程体系具有弹性，有利于因材施教，激发学习的主动性。
理科高中也采用学分制。这种方式为个别学习计划的实施提供了保障。选课制是学分制的核心。因此，课程的设置直接关系到学分制的实施情况。理科高中的课程分为必修课和选修课。学校的毕业要求明确规定了需要修习的必修课和选修课的学分数。此外，理科高中还将各类学习项目和服务性学习纳入学分制管理。例如缅因州理科高中规定，学生每学年的校内服务可得一个学分；参加j-term项目获得一个学分；参加初级和高级研讨会各得0.5个学分。
此外，理科高中还采用走班制。这种方式将兴趣爱好相同、学习程度相当的学生集中起来，使其得以广泛和深入地交流。走班制不仅有利于教师合理设计教学内容，而且为学生提供了更适合自身的学习环境和群体氛围，有助于提高学习效率。
2 跨学段互认学分
跨学段互认学分是理科高中灵活的教学管理制度的重要内容，主要体现在理科高中与大学以及与其他高中的学分互认两个方面。
理科高中的课程包含部分ap课程，部分大学课程以及双学分课程。借助学分互认，学生修习这些课程所得的学分将得到大学的认可。ap课程获得大学学分依据美国大学委员会（the american college board）的规定而实行。修习部分大学课程和双学分课程则依据理科高中与各大学的互认学分协议获得一定的大学学分。
与此同时，部分学生在进入理科高中前已修习了体育、艺术类等课程，并获得学分。对此，理科高中予以认可，学生无需重复学习相关课程。一些理科高中只规定了必须在本校修习的学分的比例。跨学段互认学分避免了重复性学习，有助于提高教育效率，节约教育资源，且符合人才成长的规律。
由此可见，灵活的教学管理更大程度地满足了学生的个别化发展。
综上，理科高中的培养方式坚持以学生为本，通过及时全面的指导及弹性管理，努力保证学生的自主发展。这样的培养有利于开发学生潜能，促进其个性的自由和多样性发展。