十年磨一劍！國(guó)內(nèi)首個(gè)國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班，這樣打造教育增值力

旱生植物“窗結(jié)構(gòu)”與其光合作用的關(guān)系、關(guān)于納米材料乙醇?xì)饷魝鞲衅鞯难芯考皯?yīng)用、某三甲醫(yī)院血液凈化中心的就診機(jī)制和床位匹配問題研究……1月24日下午，在中關(guān)村中學(xué)，一場(chǎng)特別的高中生論文答辯正在緊張熱烈地進(jìn)行。來自該校國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班的高中生正向中科院的專家匯報(bào)他們歷經(jīng)一年的項(xiàng)目研究成果。這是中關(guān)村中學(xué)第八屆國(guó)科大實(shí)驗(yàn)班的項(xiàng)目學(xué)習(xí)答辯現(xiàn)場(chǎng)。作為國(guó)內(nèi)首家掛牌“國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班”的中學(xué)，這所擁有科學(xué)教育厚重底蘊(yùn)的學(xué)校，過去近十年里，如何潛心探索科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)？怎樣打造自身強(qiáng)勁的教育增值力？高中生研究課題指導(dǎo)單位清一色來自中國(guó)科學(xué)院昨天，項(xiàng)目學(xué)習(xí)答辯現(xiàn)場(chǎng)，來自關(guān)村中學(xué)2022級(jí)國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班的22個(gè)項(xiàng)目課題團(tuán)隊(duì)參加答辯，每個(gè)項(xiàng)目組3到5人。來自中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)所、化學(xué)所、力學(xué)所、物理所等多個(gè)研究所的導(dǎo)師，中關(guān)村中學(xué)校長(zhǎng)蘇紓、教學(xué)主任胡恰等學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任答辯委員。一年的項(xiàng)目研究實(shí)踐，即將畫上句號(hào)。答辯的同學(xué)顯得緊張又興奮，手里的PPT默記了一遍又一遍，不少等候答辯的學(xué)生還在低聲溝通著，推測(cè)評(píng)審專家可能提出哪些有挑戰(zhàn)性的問題……盤點(diǎn)22個(gè)項(xiàng)目小組的課題，內(nèi)容豐富而專業(yè)，比如制冷劑R1234yf密度數(shù)據(jù)測(cè)量與研究、基于水聲網(wǎng)絡(luò)的海豚定位、基于雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的藥物緩釋載體的制備及應(yīng)用、量子DJ算法的C++程序?qū)崿F(xiàn)等。其中不少課題聚集真實(shí)的社會(huì)生活，用所學(xué)科學(xué)知識(shí)和問題解決框架來破解現(xiàn)實(shí)中的真問題，如天然提取物對(duì)鮮肉的防腐作用研究，“招娣”在人群中比例的變化1960-2020及成因，關(guān)于N95和普通醫(yī)用防護(hù)口罩材質(zhì)區(qū)別的研究，某三甲醫(yī)院血液凈化中心的就診機(jī)制和床位匹配問題研究等。值得關(guān)注的是，這些項(xiàng)目課題的指導(dǎo)單位清一色都來自中科院，包括聲學(xué)所、物理所、力學(xué)所、理化所、化學(xué)所、植物所、數(shù)學(xué)所、計(jì)算所、過程所等多個(gè)研究所都名列其中。其中，《某三甲醫(yī)院血液凈化中心的就診機(jī)制和床位匹配問題研究 》《基于水聲網(wǎng)絡(luò)的海豚定位》兩個(gè)項(xiàng)目課題表現(xiàn)非常出色。在過去一年多的時(shí)間里，在來自中科院數(shù)學(xué)所和聲所學(xué)的導(dǎo)師輔導(dǎo)下，項(xiàng)目學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)從開題、提出方案到打磨方案，最后通過實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)和結(jié)論，做了很多創(chuàng)新性的工作，已成功進(jìn)入市級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)的評(píng)選。答辯結(jié)束后中科院化學(xué)所唐亞林教授對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、投入度、執(zhí)行力和自信表達(dá)給予充分肯定，表揚(yáng)同學(xué)們“真讀文獻(xiàn)”“真做實(shí)驗(yàn)”“真理解研究?jī)?nèi)容”。回望這一年項(xiàng)目學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，不少同學(xué)們表示，身在國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班，學(xué)到了課堂上學(xué)不到的知識(shí)。在科學(xué)研究的真實(shí)情景中，立足實(shí)證，學(xué)習(xí)搜集信息分析和解決問題，培養(yǎng)了批判性思維、靈活應(yīng)變能力。全國(guó)首個(gè)國(guó)科大實(shí)驗(yàn)班研究著眼于解決生活實(shí)際問題地處中關(guān)村高科技園區(qū)腹地的中關(guān)村中學(xué)和中科院多個(gè)院所淵源深厚。2014年，學(xué)校加掛“中國(guó)科學(xué)院中關(guān)村學(xué)校”校牌，開創(chuàng)了一校兩牌 “科教協(xié)同 共育英才”的創(chuàng)新辦學(xué)機(jī)制；早在2015年12月，中關(guān)村中學(xué)就與中國(guó)科學(xué)院大學(xué)攜手共育英才，成立了全國(guó)范圍內(nèi)的首家“國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班”。據(jù)介紹，中關(guān)村中學(xué)的國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班注重立足生活實(shí)際和學(xué)生興趣，引領(lǐng)學(xué)生去感受、體驗(yàn)和實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生到科學(xué)家身邊自主成長(zhǎng)。學(xué)校與中科院聲學(xué)所、物理所、力學(xué)所、化學(xué)所、植物所、過程所、心理所、動(dòng)物所、地理所、自動(dòng)化所、數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)所、工程熱物理所、生物物理研究所、中科院天文臺(tái)等20個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目研究所，以及西雙版納研究基地、千島湖研究基地等多個(gè)基地建立協(xié)同育人機(jī)制。這些豐富的院所資源，為學(xué)生們深入開展研學(xué)活動(dòng)提供了充分的空間。經(jīng)過多年實(shí)踐探索，中關(guān)村中學(xué)科學(xué)教育的辦學(xué)特色更加鮮明，建立了以“偉人精神”和“院士文化”為內(nèi)核的育人模式，高中以國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班為載體，建構(gòu)了有辨識(shí)度的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)特色課程體系。中關(guān)村中學(xué)在原有“項(xiàng)目研究課程、學(xué)科拓展課程、基地實(shí)踐課程”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班“閃耀”課程群。“閃耀課程”在育人目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程學(xué)習(xí)過程及結(jié)果等方面進(jìn)行全面升級(jí)，關(guān)注“科學(xué)體驗(yàn)”“科學(xué)實(shí)踐”“科學(xué)創(chuàng)新”的課程內(nèi)涵，強(qiáng)調(diào)關(guān)注“生活”關(guān)聯(lián)“實(shí)際”，對(duì)標(biāo)國(guó)家人才需求，問題解決式的課程內(nèi)容，注重分層“通識(shí)——興趣——發(fā)展——成長(zhǎng)”課程學(xué)習(xí)過程。目前，中關(guān)村中學(xué)2022級(jí)80名學(xué)生在國(guó)科大實(shí)驗(yàn)班學(xué)習(xí)，課程以生物醫(yī)藥、人工智能信息為主要研究領(lǐng)域，課堂以多元化、跨學(xué)科、項(xiàng)目式研究的教學(xué)方法，著眼于解決生活中的實(shí)際問題。眾多學(xué)子項(xiàng)目學(xué)習(xí)課題論文在北京、全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽中榮獲大獎(jiǎng)、在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表、在國(guó)際國(guó)內(nèi)青年科學(xué)家交流平臺(tái)上展示碩果。杰青、研究員等專家擔(dān)任導(dǎo)師發(fā)力拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)作為中關(guān)村中學(xué)打造的“拔尖創(chuàng)新人才”項(xiàng)目，國(guó)科大實(shí)驗(yàn)班采取中國(guó)科學(xué)院導(dǎo)師和中關(guān)村中學(xué)導(dǎo)師共育的跨學(xué)科“雙導(dǎo)師項(xiàng)目式”學(xué)習(xí)方式，在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科教融合育人模式和科教資源等方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，以課程為引領(lǐng)，以活動(dòng)促興趣，以項(xiàng)目為支撐，滿足學(xué)生全面而有個(gè)性地發(fā)展，引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新成長(zhǎng)。近十年來，國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班的同學(xué)以項(xiàng)目組的形式走進(jìn)中科院各院所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由杰青、研究員、副研究員等擔(dān)任導(dǎo)師，在他們的指導(dǎo)下開展為期一年的項(xiàng)目研究學(xué)習(xí)，關(guān)注科研問題，擬定研究課題，制定研究方案。利用高端實(shí)驗(yàn)室資源，深度參與項(xiàng)目研究的全過程。同學(xué)們進(jìn)行小組合作探究，通過匯報(bào)、答辯進(jìn)一步提煉成果、提升交流表達(dá)能力，從訓(xùn)練型的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為放眼現(xiàn)實(shí)的問題解決型學(xué)生，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新素養(yǎng)及科技報(bào)國(guó)的志向，構(gòu)建獨(dú)具特色的中關(guān)村中學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。13名同學(xué)入選“英才計(jì)劃”刷新學(xué)校歷史中關(guān)村中學(xué)2023屆學(xué)生趙久壹以高考683分的成績(jī)，從中關(guān)村中學(xué)畢業(yè)，一時(shí)間成了學(xué)校的“名人”。原來，當(dāng)年他的中考排名是海淀區(qū)4800名，高二進(jìn)入國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班，獨(dú)特而豐富的定制課程進(jìn)一步激發(fā)了趙久壹的學(xué)習(xí)興趣。豐富的拓展課程，為他的成長(zhǎng)提供強(qiáng)勁的助力。學(xué)校還為他和國(guó)科大實(shí)驗(yàn)班的同學(xué)，提供參與清華、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的夏令營(yíng)的機(jī)會(huì)，并有機(jī)會(huì)與全國(guó)各地優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)行交流。國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班的學(xué)習(xí)，讓他獲得快速提升，最終以高考北京市443名的優(yōu)秀成績(jī)就讀心儀的大學(xué)。趙久壹同學(xué)快速成長(zhǎng)的背后，不僅在于他自身的努力，也得益于國(guó)科大科學(xué)實(shí)驗(yàn)班全新的育人模式及學(xué)習(xí)方式。他的變化，也是科學(xué)實(shí)驗(yàn)班教育增值力的直觀體現(xiàn)。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，中關(guān)村中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)班畢業(yè)生里，四成學(xué)生就讀于985大學(xué)，中關(guān)村中學(xué)升學(xué)增值顯著，入口海淀區(qū)4000多名的學(xué)生，高考出口達(dá)到北京市443名。對(duì)比高中錄取情況，高考出口650分以上的高分段每年都有跨越式的突破，中關(guān)村中學(xué)在尖子生、高分段考生的增值都有不俗表現(xiàn)。最新數(shù)據(jù)顯示，2024年中關(guān)村中學(xué)16名學(xué)生進(jìn)入市級(jí)人才培養(yǎng)計(jì)劃，13名同學(xué)入選中學(xué)生“英才計(jì)劃”，3名同學(xué)入選青少年科技俱樂部科研實(shí)踐活動(dòng)和清華物理系進(jìn)所活動(dòng)。刷新中關(guān)村中學(xué)的歷史紀(jì)錄。正如中關(guān)村中學(xué)校長(zhǎng)蘇紓所說，中關(guān)村中學(xué)通過營(yíng)造“博式”的學(xué)習(xí)氛圍，拓寬“專式”的特長(zhǎng)發(fā)展，構(gòu)建科學(xué)教育“金字塔”梯隊(duì)育人模型，通過科研院所、大學(xué)、中學(xué)聯(lián)盟，致力培育中學(xué)生的志、趣、能，厚積科技后備人才土壤。中關(guān)村中學(xué)有責(zé)任、也致力于為國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、培養(yǎng)科技后備和創(chuàng)新型人才、做好科學(xué)教育的加法，貢獻(xiàn)自己的力量。中關(guān)村中學(xué)校長(zhǎng)蘇紓學(xué)生感想項(xiàng)目基于水聲網(wǎng)絡(luò)的海豚定位姓名單思同 伍瀚林 鐘依錦 周樂航在高一的項(xiàng)目研究課程中我們出于好奇選擇了聲學(xué)所，在了解導(dǎo)師的研究領(lǐng)域后我們對(duì)水中定位產(chǎn)生的濃厚的興趣，經(jīng)過反復(fù)討論我們確定了“基于水聲網(wǎng)絡(luò)的海豚定位”這一課題。我們根據(jù)海豚“咔噠”（click）叫聲特點(diǎn)，應(yīng)用MATLAB函數(shù)對(duì)海豚的“咔噠”（click）聲建模，然后探討了經(jīng)典雙基地網(wǎng)絡(luò)的原理，在研究中我們對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，大大提高了定位的精準(zhǔn)度。在中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)所的學(xué)習(xí)關(guān)鍵詞是“收獲”。我們收獲了知識(shí)。比如水聲學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、主動(dòng)聲納、被動(dòng)聲吶及其方程，噪聲源等等，多普勒頻移、傅里葉變換等，既鞏固加深了對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解，也有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)到一些大學(xué)課程，學(xué)習(xí)了matlab軟件并應(yīng)用，了解到更多關(guān)于機(jī)器語言的知識(shí)，拓寬了我們的知識(shí)面。我們收獲了朋友。為期一年的研究課程，我們從陌生到默契，每個(gè)人都充分發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，相互幫助、相互鼓勵(lì)、齊心協(xié)力完成了許多艱巨的任務(wù)，成為了彼此信任的朋友。我們收獲了機(jī)會(huì)。我們走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)所，與專家面對(duì)面交流、探討學(xué)術(shù)問題，提升自我。我們參加了ICU國(guó)際超聲大會(huì)，有了自己的項(xiàng)目展臺(tái)，既展示了自己的成果，也感受科技的蓬勃發(fā)展，增長(zhǎng)了見識(shí)。文 | 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