旱生植物“窗結構”與其光合作用的關係、關於奈米材料乙醇氣敏感測器的研究及應用、某三甲醫院血液淨化中心的就診機制和床位匹配問題研究……
1月24日下午，在中關村中學，一場特別的高中生論文答辯正在緊張熱烈地進行。來自該校國科大科學實驗班的高中生正向中科院的專家彙報他們歷經一年的專案研究成果。
這是中關村中學第八屆國科大實驗班的專案學習答辯現場。作為國內首家掛牌“國科大科學實驗班”的中學，這所擁有科學教育厚重底蘊的學校，過去近十年裡，如何潛心探索科技創新人才培養？怎樣打造自身強勁的教育增值力？
高中生研究課題
指導單位清一色來自中國科學院
昨天，專案學習答辯現場，來自關村中學2022級國科大科學實驗班的22個專案課題團隊參加答辯，每個專案組3到5人。來自中國科學院聲學所、化學所、力學所、物理所等多個研究所的導師，中關村中學校長蘇紓、教學主任胡恰等學校領導擔任答辯委員。
一年的專案研究實踐，即將畫上句號。答辯的同學顯得緊張又興奮，手裡的PPT默記了一遍又一遍，不少等候答辯的學生還在低聲溝通著，推測評審專家可能提出哪些有挑戰性的問題……
盤點22個專案小組的課題，內容豐富而專業，比如製冷劑R1234yf密度資料測量與研究、基於水聲網路的海豚定位、基於雙網路水凝膠的藥物緩釋載體的製備及應用、量子DJ演算法的C++程式實現等。其中不少課題聚集真實的社會生活，用所學科學知識和問題解決框架來破解現實中的真問題，如天然提取物對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，關於N95和普通醫用防護口罩材質區別的研究，某三甲醫院血液淨化中心的就診機制和床位匹配問題研究等。值得關注的是，這些專案課題的指導單位清一色都來自中科院，包括聲學所、物理所、力學所、理化所、化學所、植物所、數學所、計算所、過程所等多個研究所都名列其中。
其中，《某三甲醫院血液淨化中心的就診機制和床位匹配問題研究 》《基於水聲網路的海豚定位》兩個專案課題表現非常出色。在過去一年多的時間裡，在來自中科院數學所和聲所學的導師輔導下，專案學習團隊從開題、提出方案到打磨方案，最後透過實驗得出資料和結論，做了很多創新性的工作，已成功進入市級獎項的評選。
答辯結束後中科院化學所唐亞林教授對學生的學習能力、投入度、執行力和自信表達給予充分肯定，表揚同學們“真讀文獻”“真做實驗”“真理解研究內容”。
回望這一年專案學習的經歷，不少同學們表示，身在國科大科學實驗班，學到了課堂上學不到的知識。在科學研究的真實情景中，立足實證，學習蒐集資訊分析和解決問題，培養了批判性思維、靈活應變能力。
全國首個國科大實驗班
研究著眼於解決生活實際問題
地處中關村高科技園區腹地的中關村中學和中科院多個院所淵源深厚。2014年，學校加掛“中國科學院中關村學校”校牌，開創了一校兩牌 “科教協同 共育英才”的創新辦學機制；早在2015年12月，中關村中學就與中國科學院大學攜手共育英才，成立了全國範圍內的首家“國科大科學實驗班”。
據介紹，中關村中學的國科大科學實驗班注重立足生活實際和學生興趣，引領學生去感受、體驗和實踐，鼓勵學生到科學家身邊自主成長。學校與中科院聲學所、物理所、力學所、化學所、植物所、過程所、心理所、動物所、地理所、自動化所、數學與系統科學所、工程熱物理所、生物物理研究所、中科院天文臺等20個重點專案研究所，以及西雙版納研究基地、千島湖研究基地等多個基地建立協同育人機制。這些豐富的院所資源，為學生們深入開展研學活動提供了充分的空間。
經過多年實踐探索，中關村中學科學教育的辦學特色更加鮮明，建立了以“偉人精神”和“院士文化”為核心的育人模式，高中以國科大科學實驗班為載體，建構了有辨識度的科技創新人才培養特色課程體系。
中關村中學在原有“專案研究課程、學科拓展課程、基地實踐課程”的基礎上，構建國科大科學實驗班“閃耀”課程群。“閃耀課程”在育人目標、課程內容、課程學習過程及結果等方面進行全面升級，關注“科學體驗”“科學實踐”“科學創新”的課程內涵，強調關注“生活”關聯“實際”，對標國家人才需求，問題解決式的課程內容，注重分層“通識——興趣——發展——成長”課程學習過程。
目前，中關村中學2022級80名學生在國科大實驗班學習，課程以生物醫藥、人工智慧資訊為主要研究領域，課堂以多元化、跨學科、專案式研究的教學方法，著眼於解決生活中的實際問題。眾多學子專案學習課題論文在北京、全國青少年科技創新大賽中榮獲大獎、在專業學術期刊上發表、在國際國內青年科學家交流平臺上展示碩果。
傑青、研究員等專家擔任導師
發力拔尖創新人才培養
作為中關村中學打造的“拔尖創新人才”專案，國科大實驗班採取中國科學院導師和中關村中學導師共育的跨學科“雙導師專案式”學習方式，在拔尖創新人才培養、科教融合育人模式和科教資源等方面有著得天獨厚的優勢，以課程為引領，以活動促興趣，以專案為支撐，滿足學生全面而有個性地發展，引領學生創新成長。
近十年來，國科大科學實驗班的同學以專案組的形式走進中科院各院所國家重點實驗室，由傑青、研究員、副研究員等擔任導師，在他們的指導下開展為期一年的專案研究學習，關注科研問題，擬定研究課題，制定研究方案。利用高階實驗室資源，深度參與專案研究的全過程。同學們進行小組合作探究，透過彙報、答辯進一步提煉成果、提升交流表達能力，從訓練型的學習轉為放眼現實的問題解決型學生，全面提升學生的科學素養、創新素養及科技報國的志向，構建獨具特色的中關村中學創新人才培養模式。
13名同學入選“英才計劃”
重新整理學校歷史
中關村中學2023屆學生趙久壹以高考683分的成績，從中關村中學畢業，一時間成了學校的“名人”。
原來，當年他的中考排名是海淀區4800名，高二進入國科大科學實驗班，獨特而豐富的定製課程進一步激發了趙久壹的學習興趣。豐富的拓展課程，為他的成長提供強勁的助力。
學校還為他和國科大實驗班的同學，提供參與清華、中國科學院大學的夏令營的機會，並有機會與全國各地優秀的學生進行交流。
國科大科學實驗班的學習，讓他獲得快速提升，最終以高考北京市443名的優秀成績就讀心儀的大學。
趙久壹同學快速成長的背後，不僅在於他自身的努力，也得益於國科大科學實驗班全新的育人模式及學習方式。他的變化，也是科學實驗班教育增值力的直觀體現。
權威資料顯示，中關村中學科學實驗班畢業生裡，四成學生就讀於985大學，中關村中學升學增值顯著，入口海淀區4000多名的學生，高考出口達到北京市443名。對比高中錄取情況，高考出口650分以上的高分段每年都有跨越式的突破，中關村中學在尖子生、高分段考生的增值都有不俗表現。
最新資料顯示，2024年中關村中學16名學生進入市級人才培養計劃，13名同學入選中學生“英才計劃”，3名同學入選青少年科技俱樂部科研實踐活動和清華物理系進所活動。重新整理中關村中學的歷史紀錄。
正如中關村中學校長蘇紓所說，
中關村中學透過營造“博式”的學習氛圍，拓寬“專式”的特長髮展，構建科學教育“金字塔”梯隊育人模型，透過科研院所、大學、中學聯盟，致力培育中學生的志、趣、能，厚積科技後備人才土壤。中關村中學有責任、也致力於為國家創新驅動、培養科技後備和創新型人才、做好科學教育的加法，貢獻自己的力量。
中關村中學校長蘇紓
學生
感想
專案
基於水聲網路的海豚定位
姓名
單思同 伍瀚林 鍾依錦 周樂航
在高一的專案研究課程中我們出於好奇選擇了聲學所，在瞭解導師的研究領域後我們對水中定位產生的濃厚的興趣，經過反覆討論我們確定了“基於水聲網路的海豚定位”這一課題。
我們根據海豚“咔噠”（click）叫聲特點，應用MATLAB函式對海豚的“咔噠”（click）聲建模，然後探討了經典雙基地網路的原理，在研究中我們對傳統方法進行最佳化改進，大大提高了定位的精準度。
在中國科學院聲學所的學習關鍵詞是“收穫”。
我們收穫了知識。比如水聲學發展簡史、主動聲納、被動聲吶及其方程，噪聲源等等，多普勒頻移、傅立葉變換等，既鞏固加深了對已學知識的理解，也有機會學習到一些大學課程，學習了matlab軟體並應用，瞭解到更多關於機器語言的知識，拓寬了我們的知識面。
我們收穫了朋友。為期一年的研究課程，我們從陌生到默契，每個人都充分發揮自己的特長，相互幫助、相互鼓勵、齊心協力完成了許多艱鉅的任務，成為了彼此信任的朋友。
我們收穫了機會。我們走進中國科學院聲學所，與專家面對面交流、探討學術問題，提升自我。我們參加了ICU國際超聲大會，有了自己的專案展臺，既展示了自己的成果，也感受科技的蓬勃發展，增長了見識。
文 | 京教君
內容素材來源｜中關村中學
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