科技教育創(chuàng)新經(jīng)驗總結

科技教育創(chuàng)新經(jīng)驗總結背景：2010-2012年《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》明確提出，要探索多種培養(yǎng)方式，形成拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面。改進優(yōu)異學生培養(yǎng)方式，探索高中拔尖學生培養(yǎng)模式，實現(xiàn)三十五中的五有育人目標。一、問題的提出與指導思想1、2009年2、我們要跳出教育看教育！要回到教育的原點去思考和審視教育。教育的核心價值是為誰培養(yǎng)人？培養(yǎng)什么人？以及怎樣培養(yǎng)人？3、中國高中教育的同質(zhì)化和格式化不利于拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。美國把高中教育定位為國家安全。而中國把高中教育定位為預備升學教育。中國的高中教育再也不能以高考為圓心來劃圓啦！如果把實現(xiàn)中國夢寄托在幾個狀元身上，那將是我們國家和民族的悲哀！一個國家今天的教育，就是這個國家明天的未來！4、第三次工業(yè)革命，呼喚教育的個性化。沒有個性化的教育，就沒有中國教育的現(xiàn)代化?！毒V要》和“十八大”提出中國到2020年要基本實現(xiàn)中國教育的現(xiàn)代化。5、今年是小平同志提出“三個面向”30周年。溫家寶同志指出：中國的教育要堅持“三個面向”，同時要與時俱進，要辦具有中國特色、中國風格、中國氣派的現(xiàn)代化教育。他指出：要想培養(yǎng)出拔尖創(chuàng)新型人才，必須從教育體制、教育機制、教育內(nèi)容、教學方法和評價方式上進行改革與創(chuàng)新。6、高中階段是一個學生自主發(fā)展和個性發(fā)展的關鍵時期，也是一個學生人生觀、世界觀、價值觀形成的重要階段。7、一所學校的課程觀決定人才觀；課程結構決定人才結構；課程質(zhì)量決定人才質(zhì)量。今后什么樣的學校最受學生和家長的歡迎？什么樣的學校最具有核心競爭力？這就是有特色的學校。8、三十五中“五有人才”的育人目標——培養(yǎng)中華民族的文化底蘊和中國情懷；培養(yǎng)國際視野；培養(yǎng)正義感和責任心；培養(yǎng)適應社會的能力；培養(yǎng)科學精神、創(chuàng)新精神和實踐能力。三十五中“五證教育”的育人模式——每個高中畢業(yè)生，人人都力爭拿到“五個證書”。即高中畢業(yè)證書；做社會志愿者的經(jīng)歷證書；個人誠信證書；個人才藝證書；個人體育鍛煉的技能證書。9、三十五中“五大辦學理念”——教師第一的教師觀。成長比成功更重要，成人比成績更重要的教育觀。會學比學會更重要，學會思考比學會知識更重要的教學觀。學校要為學生全面而又個性化的發(fā)展奠基的學生觀。學生才是教育教學的主體，學生更是鮮活的課程資源的課程觀。10、三十五中的育人方針：自主管理，主動發(fā)展；自主選擇，個性發(fā)展；自主體驗，自我超越。二、三十五中在教育制度，課程設置和人才培養(yǎng)模式上的“三大創(chuàng)新”。（一）教育制度的創(chuàng)新2009年教師節(jié)前夕，溫家寶總理就制定《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》來35中調(diào)研。在調(diào)研中，溫總理提出了中國教育發(fā)展的兩個深層次問題：“為什么現(xiàn)在我們的學?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”、“我們一直在強調(diào)素質(zhì)教育，為什么成效還不夠明顯？”，總理之憂觸動我們深思。溫家寶總理在2009年9月4日到35中調(diào)研時，他鼓勵教育既要堅持“三個面向”，更要與時俱進，力爭把中國教育辦成具有中國特色、中國風格和中國氣派的現(xiàn)代化學校。這是總理給中國教育提出的目標，也是為中國教育勾畫出的一幅藍圖。根據(jù)這個目標和藍圖，35中如何實現(xiàn)這個目標和藍圖，具體說就是，培養(yǎng)什么人？怎樣培養(yǎng)人？為此，35中提出了培養(yǎng)“五有人才”的目標，即具有中華民族的文化底蘊和中國情懷、具有國際視野、具有正義感和責任心、具有適應社會的能力、具有科學精神和探究意識的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。為了實現(xiàn)培養(yǎng)“五有人才”的培養(yǎng)目標，學校創(chuàng)設了“五證”教育的途徑與實施平臺，以此作為“五有人才”的教育載體。即高中畢業(yè)證書、志愿者經(jīng)歷證書、才藝證書、誠信證書、中科院頒發(fā)的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)結業(yè)證書，這就是“五證”的初衷。也是三十五中在教育制度上進行了的創(chuàng)新，即從單一的教育模式改為把教育和科技相結合，培養(yǎng)拔尖科技創(chuàng)新人才，從教育的層面，從制度的層面實現(xiàn)了科研機構和科學家走進中學，參與對我們后一代培養(yǎng)這樣一個任務，從而實現(xiàn)教育制度的創(chuàng)新。從2010年起，與中國科學院京區(qū)科學技術協(xié)會簽訂了“中國科學院科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案”框架協(xié)議，啟動“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班”項目。其目的就是依托中國科學院強大的科技資源，以及特色課程的設計，將學?？萍冀逃c進入中科院國家級實驗室學習同步的結合起來，從青少年時期培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。到目前為止，已招收兩屆科技班學生，科技系列特色課程在三十五中有系統(tǒng)分步驟地進行實施。（二）課程設置的創(chuàng)新三十五中為科技班設計的課程包括國家基礎必修必選課程、綜合選修課程、中科院課程、綜合實踐活動課程和學生社團活動課程幾大板塊。1.國家必修必選課程通過國家必修必選課程完成有關基本知識、基本技能、基本方法和基本實踐活動訓練，她是整個課程體系的基本要求。高水平高標準完成國家課程也是三十五中教育教學水平的體現(xiàn)。2.綜合選修課程是一種發(fā)展性的課程。從廣度和深度對基礎課程相關的教學內(nèi)容進行拓展，面向每一個學生，全面發(fā)展學生的個性特長。目前學校已經(jīng)形成了成熟的校本選修課程體系。選修課程覆蓋了學科競賽、體育健身、科學技術、思想方法、學業(yè)生涯規(guī)劃傳統(tǒng)文化等多個方面。3.中科院系列課程本課程是“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班”的特色課程，包括基礎性課程單元、科技創(chuàng)新實踐活動、中科院國家重點實驗室課題研究三大類。（1）基礎性課程單元課程本課程是依托中科院的“軟實力”，利用每周五的半天時間，把各個領域各個學科的科學家請進教室，結合目前各個科技發(fā)展的前沿和熱點，結合中學生學習和生活實際，結合學生今后發(fā)展的需求，進行各領域普及教育，拓展同學們的視野，培養(yǎng)興趣，為將來的課題研究和專業(yè)選擇打下基礎。根據(jù)學生興趣和志向，我們對基礎課程采取學生自主選課、分別上課的模式，并要求同學們在課后及時進行課程總結和評價。針對我?？萍紕?chuàng)新人才培養(yǎng)目標，博士創(chuàng)新工作室聯(lián)合中國科學院已開發(fā)并實施了包括物理與地球科學、化學與生命科學、數(shù)學與信息科學、人文與社會科學等四大領域68門基礎課程。其中物理與地球科學領域24門課程、化學與生命科學領域21門課程、數(shù)學與信息科學領域15門課程、人文與社會科學領域8門課程。還記得首屆科技班開班儀式第一課，中科院大氣物理所高登義教授給科技班學生做了題為“親近地球三極、知天知己笑談科學人生”的報告，并以諾貝爾獲獎者李政道先生的題詞“求學問、要學問，只學答，非學問”來勉勵同學們。(想要得到學問,就要學會問,如果只會回答,就得不到真正的學問!)在第二屆科技班的開班儀式上，中國科學院生物物理所都培雙教授結合自己的成長經(jīng)歷，暢談了科學教育的重要性，勉勵同學們積極創(chuàng)新。國家天文臺張承民教授為同學們上了題為：《愛因斯坦與新文明啟示》的課程，通過回顧愛因斯坦對人類二十世紀的科學與社會影響，帶領同學們一起走進深思的隧道，展望與思考中國如何參與塑造新世界。國家天文臺郭紅鋒教授則為同學們帶來了題為：《天文學與地外文明探索》的課程，從天文學的角度，為同學們介紹當今最熱門的話題——地外文明，探討宇宙與人類的關系。中科院自動化所劉禹研究員通過生動有趣的“猜豆子數(shù)量”的方式讓大家了解了高深的云計算。中國科學院微生物研究所王谷巖教授則為同學們帶來了《細胞的起源與細胞重建》的課程。另外還有多位科研大家和外國科學家都走上了三十五中的講臺。對于中科院基礎課程，同學們表示收獲頗豐。首屆科技班潘夢瑤說，通過每周五的課程，我感覺科學家不再是高不可攀的，他們都是有追求、有社會責任感、熱愛生活、有文化底蘊的人。而且通過這些課程，我發(fā)現(xiàn)我們所學的知識、科目之間不是獨立的而是有聯(lián)系的。首屆科技班田鑫說：“原來總感覺科學家離我們很遠，說話很高深，現(xiàn)在近距離接觸后，才知道科學非常有意思，特別吸引我們?nèi)ヌ骄俊！钡诙每萍及嘈扈鬈幫瑢W說：我作為一個普通的高中生，竟然能聽到科學家的講座，而且是近距離接觸隨時可以提問，我真的覺得自己很幸運。每周我們都可以聽到不同的話題，有計算機的、生物的、地理的、物理的等涉獵的很廣。在高二的時候選擇課題進行研究，同時也是開闊我們的思維，讓我們有更多的新想法，這便是創(chuàng)新。（2）科技創(chuàng)新實踐活動通過與中國科學院的合作，我們?yōu)榭萍紕?chuàng)新人才培養(yǎng)的課程不再局限于課堂，而是引領學生走進中科院國家重點實驗室，利用周末業(yè)余時間或者寒暑假進行國內(nèi)外的參觀實踐和科學考察活動等，增加學生的科學實踐能力、學習科學研究方法、體驗科學研究過程。目前已經(jīng)開辟了中科院微生物所、生物物理所、電工所、空間中心、心理所、物理所、理化技術研究所、高能物理所等多個京內(nèi)實踐基地，每學期定期組織科技創(chuàng)新班學生進行參觀實踐活動；同時開發(fā)實施了長白山科考、云南西雙版納植物園科考、山西行——人文之旅、粵港深科學實踐活動等多個野外科考實踐活動，利用寒暑假定期組織科技創(chuàng)新班學生進行為期兩周的野外科考活動。在自動化所，同學們看到了人臉識別、虹膜識別、智能監(jiān)控系統(tǒng)等多項高新科學技術，也為他們高二的課題研究奠定了基礎。朱思樾和蘆瑞同學的課題就定在了“智能環(huán)境檢測系統(tǒng)”。2011-2013年1月，我們?nèi)龑每萍及嗳霸颇习婕{植物園，了解動物、植物、天文、生態(tài)環(huán)境等學科知識；進行天文星象觀測；動手進行科學實驗；與中外科學家交流互動；并進行野外生存能力訓練等活動。從云南回來，劉姣雨同學說：云南之行，收獲的不僅是知識，也涵蓋了對大自然的熱愛，對科研工作者敬佩，與團隊精神的理解。總之，就是用心感受自然，做回大自然的孩子。熊娜同學說，這一次的云南之行，圓了我的科考之夢，使我更加親近大自然，更加向往對自然的探索，也體驗了科學家們在野外科考的艱辛與成就的喜悅。讓我更加期待下一次的科考活動。在版納植物園科考期間，同學們還參與了多項小課題探究，如榕樹與榕小蜂的關系、探究秀麗線蟲雜交所產(chǎn)生的后代表型等等，他們的課題研究結果有多篇文章被大學指南雜志收錄發(fā)表，獲得了廣泛的好評。在長白山，同學們分組對長白山地區(qū)火山錐和火山樣本進行調(diào)查。并調(diào)查了長白山動物活動狀況和植物群落。在香港科考期間，除了常規(guī)的實驗室科考活動，同學們還分組在灣仔區(qū)街頭進行了社會調(diào)研，這也是我們第一次把孩子們獨立放在香港街頭，由他們自主進行各項調(diào)研，讓我們驚喜的是，經(jīng)過前期的培養(yǎng)，孩子們的獨立能力和實踐能力得到了大大提高，非常出色的完成了如：“香港舊城區(qū)改造計劃調(diào)查”、“香港公共交通調(diào)查”、“香港垃圾分類問題”以及“食品安全問題現(xiàn)狀”等各項有價值的調(diào)研報告?；貋砗螅⒆觽冞€把它們跟北京市現(xiàn)狀做對比研究。在山西，同學們又一次體驗了社會實踐、人文之旅，同學們表示：讀萬卷書、行萬里路都很重要。作為青少年科技創(chuàng)新人才,我們既要有創(chuàng)新能力，也要具有文化底蘊，我們的科考實踐活動也得到了社會各界的認可，在第33屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀科技實踐活動評比中我們的科考實踐活動報告“走出去，大自然就是我們的課堂”榮獲二等獎。（3）課題研究課題研究是希望學生在學習了以上課程單元，通過科學家的講解，對各領域的研究內(nèi)容和方法有了初步了解之后，根據(jù)自己的興趣和愛好選擇，真正進入到實驗室進行科學課題的研究。在進入課程研究之前，我們對導師和學生實行“雙向選擇”。同學們首先填報自己的課題意愿，之后我們和專家對學生進行了科學能力測試和專家面試，最終確立課題，進行開題報告。利用每周二下午的時間，由博士指導教師和中科院專家對學生進行雙導師培養(yǎng)。并要求同學們經(jīng)歷中期答辯、結題答辯、論文修改、形成成果各個完整的階段。目前科技創(chuàng)新班學生已經(jīng)參與并完成了包括物理與地球科學、化學與生命科學、數(shù)學與信息科學、人文與社會科學等四大領域29項課題研究工作，形成多篇研究論文，并取得了一些成績：我們自主培養(yǎng)的首屆科技班同學的課題研究成果和綜合素質(zhì)得到了北京市青少年科技創(chuàng)新學院的認可，有12名同學登上了“翱翔計劃”年度論壇，獲得優(yōu)秀翱翔學員稱號。王亦豪和張定一兩名同學進入“明天小小科學家”評比200強，王亦豪同學以課題“奧數(shù)對中小學生數(shù)學興趣、數(shù)學能力的影響”榮獲全國二等獎。在2013年北京市青少年科技創(chuàng)新大賽上，張定一同學的課題“食雙星擬合曲線”以及韓樹、孟祥雁同學的課題“植物懸浮細胞同步化”分別榮獲一等獎，另外英如英、趙維哲、王佳辰等同學的課題分別榮獲二等獎四項，專項獎多項。第二屆科技班同學的課題研究也備受關注，有兩項課題獲得北京市科協(xié)青少年科技后備人才培養(yǎng)計劃項目資助，各獲得資助資金四千元。4.學生研學和社團活動課程為了綜合培養(yǎng)學生的全面發(fā)展，我們的特色課程體系還包括學生研學和社團活動課程，在高一學段隔周二分別是研學和社團課程，周五則是中科院基礎課程，高二學段每周二則是全部的中科院課題研究時間。（三）人才培養(yǎng)模式上的創(chuàng)新三十五中把高中的基礎課程和培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的課程系統(tǒng)進行整合，這些課程不是原來高中教育的傳統(tǒng)的課程，而是一些對科技前沿和科技問題的解決的認識，這對學生如何建立一種科學認識會帶來一種新的沖擊，對我們的整個中學教育會帶來新的挑戰(zhàn)，所以三十五中科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班的模式對人才培養(yǎng)模式也是一種創(chuàng)新。我們嘗試按照一個新的創(chuàng)新型人才和復合型人才的模式培養(yǎng)高中學生。我們把高中的基礎課程與科學前沿和尖端科技需要解決的問題相結合，是以培養(yǎng)小小科學家、培養(yǎng)未來科研人員為目標，不是以培養(yǎng)高分、解題為目的，從而實現(xiàn)科技創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，這是對現(xiàn)有中學教育提出的質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。今年三十五中在生物，化學、物理和數(shù)學四門學科已聘請了三名博士和一名博士后作為科研指導教師，因此，在課題研究、人生規(guī)劃課程和評價過程中，實行中科院專家和三十五中學科指導教師的雙導師個性化指導，多角度、多層次的直接參與到這個創(chuàng)新人才培養(yǎng)的每個階段。三十五中的人才培養(yǎng)模式辦出自己的學校特色，就是從創(chuàng)新人才培養(yǎng)的角度去培養(yǎng)學生的特色，代表了一個改革的方向，改革的核心就是關注每一個學生的愛好、潛能、特長，使人才培養(yǎng)模式適合于每一個人。我們高中教育改革最重要的就是多樣化，新形式，它的背后是適合每一個人，是為人的發(fā)展服務的，三十五中的人才培養(yǎng)模式實現(xiàn)了為每一個學生的充分發(fā)展服務，所以這是一個聚焦改革，深化改革的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不能僅局限于“拔尖群體”，要義在于改變傳統(tǒng)的教與學的模式，為每個學生提供適合其自身發(fā)展的教育。三十五中將充分發(fā)揮青少年科技創(chuàng)新學院的作用，為校內(nèi)外學有余力并且有科學興趣、科學潛質(zhì)、科學志向的學生提供科技教育的環(huán)境和課程。三、建立博士創(chuàng)新工作室，開展各項科技教育活動北京35中在創(chuàng)建科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班的基礎上，于2011年7月份正式成立了博士創(chuàng)新工作室，目前工作室成員包括一位工作室主任、一位博士后、四位博士。自工作室成立以來，全體成員以35中“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目”為依托，深入與中國科學院的合作，對科技班學生實行中科院導師和三十五中博士指導教師的“雙導師制”，逐步形成了科技教育中教師與科學家共同參與的模式，開發(fā)出了系列特色科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)課程體系。（一）建立完善的科技創(chuàng)新人才選拔、評價及跟蹤機制1.建立完善的科技創(chuàng)新人才選拔機制（1）入學選拔階段：組建高中階段“科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班”初期，對生源的選拔首先關注基本學科素養(yǎng)，以中考成績評估學生的文化基礎，并以面試的方式，在高一入學前由科研院所專家教授、一線教師等組成的聯(lián)合團隊對學生的綜合素養(yǎng)進行考察。值得一提的是，我校在科技創(chuàng)新人才選拔過程中特別設置了面試題目，中科院科研素養(yǎng)和心理測試等途徑用于甄選?？萍紕?chuàng)新人才的選拔除了關注其基本的學科素養(yǎng)外，還會特別關注其心理特征和創(chuàng)新能力。例如，學生的好奇心和批判性思維，學生在性格方面是否具備樂觀、開朗、積極主動的特質(zhì)；是否具備較強的抗挫折能力；是否善于合作；是否富有一定領導力等。這些特征與能力對其未來創(chuàng)新素養(yǎng)的形成也發(fā)揮著至關重要的作用。（2）進實驗室課題之前，我們會對學生再次進行選拔：此次選拔是主要進行科學能力評估，得出每位學生的科學能力總分和興趣與動機總分，并綜合其學業(yè)成績進行評估。最終合格的學生才能夠進入實驗室進行課題研究。（3）流動機制：階段性選拔的同時，我們不斷完善退出和補充機制，對于因為臨場發(fā)揮不好而沒有在初期進入培養(yǎng)班的學生，將提供二次進入機制。同時，對于不適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式的學生，可以申請轉入普通班級學習。評價和流動原則主要關注如下幾個方面：進入科技班的學生要對科學研究有興趣、熱情高、主動性強，認真參與課題研究工作。科技班班主任、任課老師的綜合評價；中科院的講座、參觀考察等表現(xiàn)（嚴格考勤制度）及中科院導師的評價、三十五中博士輔導員的評價；學生課題研究方案（本學期學生要完成一個自主設計的課題研究方案）的評價高一必修課學習成績評價。同時普通班的學生如果各項表現(xiàn)非常優(yōu)秀，且對科技非常感興趣，可以向年級提出書面申請（學生和家長簽字），班主任、科任老師推薦，年級考察后可以進入科技班學習。最終經(jīng)過多重考核，完成了整個中科院課程學習階段的同學將獲得中科院課程結業(yè)證書。2.建立完善的科技創(chuàng)新人才評價機制（1）評價要素的多維化——科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)班學生素質(zhì)的評價內(nèi)容能更好地詮釋新課程評價的理念，評價內(nèi)容不是單一的，而是多維的。對拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)學生學習的評價，既關注學生知識與技能的理解和掌握，更關注他們情感與態(tài)度的形成和發(fā)展，關注他們在學習活動中所表現(xiàn)出來的情感和態(tài)度，幫助學生認識自我，建立信心。實施多元評價，在現(xiàn)有高中學生綜合素質(zhì)評價的基礎上，加入科學基礎素養(yǎng)、學習發(fā)展能力、科技創(chuàng)新素質(zhì)等評價要素二級指標評價維度。具體包括學生的領悟程度和探究能力、思維邏輯性和嚴謹性、資料掌握能力、表達能力、創(chuàng)造能力、想象能力以及系統(tǒng)分析能力，通過網(wǎng)絡電子平臺評價、實踐評價、檔案袋累加評價來完成。（2）評價主體的多元化——科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)班特殊之處在于擁有中科院及科研院所、國內(nèi)外專業(yè)學科、科技、教育、心理等方面專家構成的專家團隊，并在學校網(wǎng)絡上建立了專家教師互動平臺，保證教師、學生、專家在網(wǎng)絡上的溝通聯(lián)系，項目班的主體評價包括班主任評價、任課教師評價、年級組評價、中科院導師評價、學生自主評價、學生之間評價、家長評價。比如中科院科技系列課程主要由中科院專家進行評價，三十五中還實行家長開放日，家長可以進班聽課對教師和學生進行評價。評價主體的多樣化有利于建立完善科學合理的學生流動和評價方式，讓更多的有發(fā)展?jié)摿Φ膶W生進入到創(chuàng)新人才培養(yǎng)班中學習。（3）評價方式的多樣化——多元化課程結構體系必然要求多樣化的評價方式，打破了以往考試評價主導的局面。綜合實踐活動課程采用過程性、發(fā)展性評價，全面發(fā)展學生的個性特長；中科院科技系列課程是為“科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)班”學生量身定做的特色課程，由中科院專家直接上課，采取系列專題授課形式，對學生進行過程表現(xiàn)、潛能發(fā)展的評價，以及論文、實驗成果等形式的評價；研究性學習課程則采用課題管理的形式進行過程性評價，要求學生認真選題、認真對待研究過程，并做出一定研究成果；社團活動課程是學生自主設計，自我管理，主要為了培養(yǎng)學生的個性特長，評價形式主要是星級社團評定、學生的活動表現(xiàn)和展示評價。拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)班注重過程性評價，質(zhì)性評價，量化與非量化評價相結合，對學生的成長產(chǎn)生良性的促進，對學生的學習選擇有積極正確的導向，對高中學生的科學精神和科技創(chuàng)新素質(zhì)形成有良好的自我教育功能，從而有助于學生形成正確的自我成長觀和成才觀。3.建立完善的科技創(chuàng)新人才追蹤機制我們將對目前的科技創(chuàng)新人才設立跟蹤機制，關注其大學階段以及更久的將來的持續(xù)發(fā)展，以持續(xù)跟蹤的結果改進和調(diào)整科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式。（二）建立有效的學生發(fā)展平臺我們認為，創(chuàng)新人才應該具有強烈的責任心、責任感和使命感——這是拔尖創(chuàng)新人才的最終動力；有偉大的創(chuàng)造力，具有批判性思維、質(zhì)疑精神、善于提出問題的意識。因此，創(chuàng)建有效的學生發(fā)展平臺，最大限度促進學生全面發(fā)展，是我們工作的又一重點。1．北京三十五中青少年科技創(chuàng)新學院為了給更多具有科學興趣和潛質(zhì)的學生提供發(fā)展平臺，探索穿越學段和學科邊界的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。2012年9月25日，北京市第三十五中學青少年科技創(chuàng)新學院成立。三十五中將依托“青少年科技創(chuàng)新學院”，進一步打破年級界限，探索“小學—初中—高中—大學”一體化的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。西城區(qū)多所優(yōu)秀小學的校長參加了成立大會?！扒嗌倌昕萍紕?chuàng)新學院”，下設生物、天文、物理、化學材料等若干研究所及若干校外科技活動基地，面向?qū)W校初、高中全體學生，采取自愿報名和考核錄取相結合的方式，招收有一定科技興趣、愛好和特長的學生作為各研究所負責人及成員。（1）實行學長制學長制（導生制）思想的發(fā)端可追溯至我國古代春秋末期孔子興辦私學的教學組織形式-“次相教學”，是一種弟子之間依次相傳，授受學業(yè)的教學。目前導生制主要運用于高校學生中，指一些學習優(yōu)秀能力出眾的研究生或高年級本科生協(xié)助大學輔導員對低年級學生進行管理和教育工作的制度。多年實踐證明，學長制的推行對于學校發(fā)展和學生個人成長都具有非常重要的意義。“青少年科技創(chuàng)新學院”聘任三十五中博士創(chuàng)新工作室博士（后）擔任各研究所指導教師，同時實行“學長制”，讓科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班的學生們?yōu)榈湍昙壝總€班配備若干名研究所所長或主要負責人，利用“主題班會”“專題講座”等形式，傳遞熱愛科學、勇于創(chuàng)新的正能量。我校前兩屆科技班人才培養(yǎng)的成果已經(jīng)初見端倪，為了給科技班優(yōu)秀的同學提供展示平臺，充分引導和鼓勵低年級同學不斷創(chuàng)新，“青少年科技創(chuàng)新學院”組織采取高二帶高一、高一帶初中的學長制形式，為低年級每個班配備若干名研究所所長或主要負責人，利用“主題班會”、“專題講座”等形式，傳遞熱愛科學、勇于創(chuàng)新的正能量。目前已有數(shù)十位優(yōu)秀的科技班學長走進了初中同學的教室，與初中同學們充分交流。第二屆科技班張夢伊同學為初中項目班學生帶去了名為“科技班的感悟”的課程，張夢伊同學用一個個有趣的小問題引發(fā)學生不斷地思考，并結合自身的感受為同學們描繪了高中科技班豐富多彩的學習生活。希望大家能抱著好奇心開拓視野，培養(yǎng)興趣，大膽嘗試新事物。（2）科學實驗嘉年華活動“青少年科技創(chuàng)新學院”將定期舉辦科學實驗嘉年華活動，引導青少年參與和體驗科學實驗；組織成員走進科普場館、科研院所和重點實驗室等，與科學家面對面交流，并參與科研課題研究；寒暑假組織部分有興趣、有能力的成員參加野外科考實踐活動……通過提供多元教育供給，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，提高他們的科學素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。（3）推動高校自主招生改革——解決科技班學生出口三十五中一直努力和一些重點高校建立高校人才錄取直通車綠色通道，爭取更大的自主招生的政策性保障，首屆科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班很多學生參加了2013年自主招生，其中王亦豪同學獲得了對外經(jīng)貿(mào)大學的報送資格。2．“雛鷹計劃”我們培養(yǎng)的拔尖創(chuàng)新人才關注社會，積極參加“雛鷹計劃”建言行動、為北京市民生、社會、環(huán)境發(fā)展獻言獻策。自721北京特大暴雨后，我們學校的李未禹同學關注起了北京市的應急避難問題。他建議國家能通過廣播，電視等方式教育廣大民眾并鼓勵大家找出離居民家最近的應急避難所。分發(fā)應急避難手冊，并在突出位置建立應急避難標志牌等一系列有效措施。為此該同學獲得北京市科學建議提名獎。3.“翱翔計劃”“翱翔計劃”是北京青少年科技創(chuàng)新學院推出的一項特色課程，采取中學與大學聯(lián)合培養(yǎng)的方式。與我校開設的創(chuàng)新人才培養(yǎng)班有異曲同工之處，我校作為“翱翔計劃”生源校和基地校，為開展從點到面的創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作提供了更多的支持。同時與“翱翔計劃”辦公室的密切合作也為我校自主培養(yǎng)的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)班學生提供了更多的鍛煉和展示機會。（三）建立科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)協(xié)作共同體經(jīng)過長期的籌備和實踐，北京三十五中聯(lián)合“物理與地球科學領域”北京市青少年科技創(chuàng)新學院基地校、多所高校、研究所及科普場館成立了創(chuàng)新人才培養(yǎng)協(xié)作體。協(xié)作體的使命是以“北京市基礎教育階段創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目”為依托，努力營造“無邊界教育（學習）”環(huán)境，共同創(chuàng)造有利于創(chuàng)新人才學習、成長的條件，形成跨學校、跨學段、跨部門、跨領域協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新人才的工作體系，培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。根據(jù)協(xié)作體章程和職責，我們積極聯(lián)合各協(xié)作體成員校，探索跨學校、跨部門、跨領域協(xié)同培養(yǎng)創(chuàng)新人才的工作體系。在我校科技創(chuàng)新班課題研究結題匯報中，我們邀請了協(xié)作體成員校四十一中，教院附中，大興采育學校，葫蘆垡中學等學校的教師和學生代表參加答辯并對課題進行評審，將創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作輻射到各學校。（四）建立強大的教師隊伍通過專家引領、項目帶動、交流研討、實踐推進等形式，我們已經(jīng)形成了一支能夠肩負起高中科技創(chuàng)新課程資源開發(fā)及應用、實現(xiàn)文化教育與科技教育融合跨越的骨干教師團隊。由學校聘任“科技輔導員”并積極鼓勵教師申報科技教育課題?？萍冀處熥鳛橹饕膫鞑フ撸袚蚯嗌倌陚鞑タ茖W技術知識、科學方法、科學思想和科學精神，以及培養(yǎng)其具有解決個人實際問題和參與社會公共事務能力的重要任務，這就要求科技教師具有較高的科學素質(zhì)，了解科學傳播的基本過程和方法，善于設計和組織多元化科技活動，具有較強的實驗操作技能等。1.舉辦科技教師交流研討實踐會把科技人員與科技老師如生物老師等組成團隊，結合科研課題提煉出典型科技教育案例，交流科技和素質(zhì)教育過程中的經(jīng)驗和成就，與學校合作，為科技工作者與科技教師提供相互交流的平臺。2.定期和不定期地開展培訓定期對科技教師進行科學教育的培訓，培訓的范圍包括對科學傳播教學方法和過程、科學實驗設計的步驟、科技活動的設計和組織開展、實驗室的建立、標本館的搭建、小型博物館的籌備等知識。3.結合科技發(fā)展的熱點問題及時向科技教師講解科學發(fā)展的最新動向和科學原理以及科學成果對社會發(fā)展的重大意義。4.“過關”評估。中國科學院負責組織有關部門和相關專家進行“過關”評估，對科技教師的培訓成果進行檢驗，對達標的科技教師頒發(fā)科技教師結業(yè)證書。（五）建立六個科學探索實驗室1.實驗室建設背景、目標及意義為進一步推進基礎教育階段創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作進展，探索跨學段人才培養(yǎng)的新模式，做好中學與大學的銜接，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供良好的硬件支撐，北京35中在即將啟用的新校址內(nèi)，將建立六個個性化科學探索實驗室：①智能科學與技術實驗室，②信息化生命科學探究實驗室，③納米與化學可視化實驗室，④航空航天實驗室，⑤計算數(shù)學實驗室，⑥空間網(wǎng)絡信息實驗室，為滿足學生興趣志向，個性發(fā)展，動手實驗探究提供保障，在自主學習探究中形成科學精神和創(chuàng)新能力。建成的科學探索實驗室將具有包括大學先修課程開發(fā)、研究性學習及創(chuàng)新課程課題承擔、師資培訓等多項功能。2.高端實驗室功能定位智能科學與技術實驗室融合了中科院自動化所多個研究方向的最新成果，特別根據(jù)高中生的能力和理解設計隨手可得、隨心所欲的人機交互形式演示項目，對未來社會中智能機器人、智能交通、無線傳感網(wǎng)和新一代人機交互技術和成果進行集中展示，在展品中充分融合科學與藝術兩種表現(xiàn)形式，用藝術的手段來傳播智能科學與技術科學思想，構成“智能科技，藝術展現(xiàn)”這一具有創(chuàng)造性的主題，激發(fā)青少年發(fā)揮創(chuàng)造力，運用他們的智慧去探索、追尋和揭示更多更深的奧秘。圖1.智能科學與技術實驗室平面布局信息化生命科學探究實驗室是與中國科學院微生物研究所共同開發(fā)建設的，本實驗室具有完善、合理、高效的實驗室分區(qū)，包括生物技術實驗區(qū)（分子生物學及生物化學探究性實驗室）、培養(yǎng)區(qū)（植物組織培養(yǎng)及動物細胞培養(yǎng)實驗室）、數(shù)碼互動實驗區(qū)等。實驗室全面引進網(wǎng)絡信息化與生命科學探究相結合的理念，實現(xiàn)學生與中科院專家進行實時聯(lián)絡溝通，高端、完備的實驗設備為廣大青少年開展自主探究性實驗，研究性學習提供良好的設備條件，有利于更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。圖2.信息化生命科學探究實驗室分區(qū)效果圖納米與化學可視化實驗室由國家納米科學中心的專家團隊作為支撐，融合化學與納米材料科學多個研究方向的最新成果，充分利用“納米科技，新的世界”這一具有創(chuàng)造性的主題，激發(fā)青少年發(fā)揮創(chuàng)造力，運用他們的智慧去探索、追尋和揭示更多更深的奧秘。另外，通過與中國科學院計算網(wǎng)絡中心共同開發(fā)的計算化學軟件的使用，該實驗室還能夠?qū)崿F(xiàn)將枯燥的化學理論可視化。圖3.納米與化學可視化實驗室建設內(nèi)容計算數(shù)學實驗室集數(shù)學實驗、數(shù)學模型制作、機械零件三視圖繪制、多媒體課堂、語音教學、網(wǎng)絡教室于一體，能夠承擔起35中、西城區(qū)乃至北京市學有余力的優(yōu)秀青少年在數(shù)學學科研究性學習課題研究的需要，讓學生做到會學、會用、會做數(shù)學；利用數(shù)學實驗加強學生數(shù)學學習的主體性、提高學生數(shù)學學習的趣味性、體現(xiàn)數(shù)學教育的時代性。圖4.計算數(shù)學實驗室平面圖空間網(wǎng)絡信息實驗室是在中國科學院遙感與地理研究所的部分研究成果基礎上，通過建立基于虛擬現(xiàn)實設備及空間信息系統(tǒng)的綜合集成實驗平臺，讓學生參與虛擬二維校園地圖制作、虛擬三維校園建模、人群定位數(shù)據(jù)獲取、虛實混合漫游實驗以及相關地理知識學習，實現(xiàn)空間信息科學的方法與技術呈現(xiàn)，引導學生在科學實踐中學習空間信息科學知識，為培育具備現(xiàn)代科學創(chuàng)新意識的人才打下基礎。圖5.空間網(wǎng)絡信息實驗室平面圖航空航天實驗室的建設得到了北京航空航天大學和沈陽航空航天大學的大力支持，旨在為學生提供一個可以參與、學習、研究、實踐的空間，讓更多的學生可以有機會接觸航空航天領域的相關知識、培養(yǎng)對于航空航天的興趣愛好、建立起一個交流的平臺。航空方向?qū)嶒炂脚_主要包括低速風洞建設、航?；顒釉O備、模擬飛行實驗臺等；航天方向?qū)嶒炂脚_主要包括微小衛(wèi)星及衛(wèi)星地面站實驗平臺、天宮一號（或空間實驗室）與神舟八號交會對接實驗平臺。本實驗室還能夠承擔部分航空航天方向大學先修課程的開發(fā)和實施任務。圖6.風洞實驗室總體結構（六）與個性化實驗室配套的科技創(chuàng)新人才部套餐課程1.科技創(chuàng)新人才部套餐課程介紹在六個高端實驗室建設的基礎上，北京三十五中將在新校舍實行學部制辦學，科技創(chuàng)新人才部依托六個實驗室應運而生?？萍紕?chuàng)新人才部將為學有余力的青少年科技創(chuàng)新人才開設系列套餐課程，旨在開拓學生的科學視野、啟迪學生的科學靈感、提高學生的綜合科學素質(zhì)。該套餐課程結構分為科技部公共課、各個實驗室專業(yè)課、課題研究和科技實踐活動四部分，其中公共課主要是結合目前科技發(fā)展的前沿和熱點，結合中學生學習和生活實際，結合同學們今后發(fā)展的需求，進行物理與地球科學、化學與生命科學、數(shù)學與信息科學、人文與社會科學領域普及教育，拓展同學們的視野，培養(yǎng)興趣，為將來的課題研究和專業(yè)選擇打下基礎。公共課同時還包括培養(yǎng)科學方法和技能的文獻檢索和論文寫作等課程。各個實驗室專業(yè)課主要為各個實驗室課題研究的知識儲備，由六個實驗室的研究員老師負責，通過學生自主選課，實行走班制形式上課。課題研究應用課程主要是學生的自主課題研究，根據(jù)學生自身的興趣通過和導師的探討確定一個實驗課題，進入中科院或我校的創(chuàng)新實驗室完成?？萍紝嵺`活動主要是每學期4個課時去中科院科研院所參觀，以及假期安排十天左右的時間到野外科考基地云南版納植物園等地進行的野外科考活動。在課程的管理與評價中，實行學分制，評測內(nèi)容包括模塊測試成績、平時成績、課題研究成績、科技實踐活動成績和獎勵成績五部分，五部分的成績折合成學生最后的總成績，記錄成學分，對學生做出整體系統(tǒng)性評價?？萍紕?chuàng)新人才部的教師隊伍具有多層次性和結構性，由科研院所的研究員、博士生導師作為頂層設計與支撐完成公共課程；我校博士創(chuàng)新工作室的博士作為各實驗室的首席研究員負責各實驗室專業(yè)課程；科技教師和兼職科技輔導員與首席研究員共同作為課題研究應用課程和科技實踐活動課程的輔導教師。2.高端實驗室專業(yè)課程案例摘選（1）智能科學與技術實驗室課程——微縮智能車篇作為智能交通系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容之一，智能車輛駕駛已經(jīng)成為未來汽車市場的發(fā)展趨勢。由于實際交通環(huán)境難于為真車智能駕駛技術研究提供試驗場地和場景，因此，迫切需要建立縮微尺度的三維復雜交通環(huán)境，為智能駕駛技術研究提供模擬現(xiàn)實、可重復、可驗證、可評價的試驗平臺?；诖似脚_，縮微車將可以完全模擬真車在真實道路環(huán)境下的駕駛行為，進而研究和驗證基于視聽覺信息的自主駕駛模擬方法，使智能駕駛和多車交互成為可能?？s微交通環(huán)境與縮微智能車還將為機械傳動、自動化仿真與控制、計算機視覺技術、人工智能技術、通訊技術、傳感技術、信息融合技術等專業(yè)提供多學科交叉研究的載體和實驗平臺。本節(jié)實驗內(nèi)容將在上兩章的知識儲備的基礎上，利用微縮智能車，考察該車在車道線檢測、交通標志檢測、障礙物檢測、紅綠燈檢測、車道保持、車輛壁障、路口行駛等7種實際路面情況下的信息判斷與信息識別、控制系統(tǒng)響應與操作控制，調(diào)整微縮智能車的內(nèi)部參數(shù)，優(yōu)化智能車控制系統(tǒng)設計。自主行駛自主行駛智能車交通綜合管理軟件人-車-環(huán)境微縮展示沙盤圖7.縮微智能車平臺實驗內(nèi)容新一代人機交互系統(tǒng)平臺采用新一代多媒體投影交互平臺，可以在大范圍投影屏幕上實現(xiàn)普通觸摸屏的效果。此平臺系統(tǒng)采用先進的計算機視覺技術，結構簡單，定位準確，不易損耗，并有很強大的后期擴展和升級能力，可以作為PPT課件、flash作品、科技動畫展覽、商品宣傳、以及科普、教學、娛樂類游戲等內(nèi)容的互動展示平臺。展項內(nèi)容包括兩部分，一是介紹智能信息處理、智能機器感知、智能系統(tǒng)集成及智能行為交互等技術的電子書與視頻墻，二是可將傳統(tǒng)ppt、圖片、視頻等轉換為使用觸控操作的電子課件制作軟件。本展項放置于實驗室的入口位置，可用來為參觀者介紹實驗室的整體概況，并承擔實驗室的多媒體教學工作。智能移動機器人控制實驗平臺開發(fā)履帶式智能移動機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)自主室內(nèi)避障運動，為使用者提供開方式的控制軟件平臺，能夠在該平臺上修改機器人的運動路徑、運動速度，設計機器人的控制算法，該實驗平臺可模擬自動駕駛、智能交通、無人戰(zhàn)車、家庭服務機器人、野外救援機器人等應用。智能交通系統(tǒng)平臺由人-車-環(huán)境微縮展示沙盤、自主行駛智能車和交通綜合管理軟件組成，包括一個由多輛縮微智能車、縮微典型道路和路邊基礎設施及交通信號控制系統(tǒng)組成的網(wǎng)絡互聯(lián)智能交通系統(tǒng)，通過聲光電的方式進行協(xié)同。在典型交通情景下，智能車輛在道路上行駛，同時人-車-環(huán)境互聯(lián)交互?？s微交通系統(tǒng)平面圖包含了典型的十字路口、丁字路口、橋梁、彎直道等交通環(huán)境，縮微智能車采用視覺和光電傳感器進行導航的、具備超車換道、識別交通標志、智能駕駛等功能。使用者可以了解智能車輛、交通信號控制優(yōu)化、公交優(yōu)先等先進智能交通技術的實踐與創(chuàng)新，培養(yǎng)節(jié)能交通意識。無線傳感網(wǎng)絡實驗平臺包括20個無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)控實驗平臺，為使用者提供開放式的節(jié)點軟、硬件設計平臺，能夠在節(jié)點平臺上配置多種檢測傳感器，包括環(huán)境信息檢測傳感器、人體生理信息檢測傳感器。同時提供開放式的網(wǎng)絡監(jiān)控軟件平臺，能夠在網(wǎng)絡平臺上設計網(wǎng)絡結構、設計節(jié)點通訊方式等。該平臺可模擬環(huán)境監(jiān)測、遠程控制、樓宇安全監(jiān)控、遠程醫(yī)療等應用。圖8.無線網(wǎng)絡實驗平臺的應用（2）信息化生命科學實驗室課程介紹找到我們需要的微生物----產(chǎn)酶微生物的定向篩選微生物是一類物種豐富的生物資源和基因資源，其開發(fā)利用已產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟效益。與動植物資源相比，微生物資源有以下優(yōu)勢：（1）生長繁殖速度極快,因此微生物產(chǎn)品可以在人工控制條件下,實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。（2）微生物的基因組小,比較容易通過基因操作,能夠大幅度改良特性。（3）微生物資源開發(fā)利用不會造成嚴重的環(huán)境問題。一些動植物資源的不合理開發(fā)利用導致物種的減少,甚至滅絕，而一個活菌體卻不存在這樣的問題。因此,微生物資源的開發(fā)和利用對于科研和社會實際應用而言尤為重要。目前，除食品、輕紡工業(yè)外，微生物還用于日用化學、化工、制藥、飼料、造紙、建材、生物化學、臨床分析等方面，成為發(fā)酵工業(yè)的重要部門。本實驗室擬篩選和鑒定高效的具有特殊功能的微生物，為將來利用于生產(chǎn)實踐打下基礎。圖9.微生物接種、篩選及分類、觀察圖9.微生物接種、篩選及分類、觀察第二章土壤污染的微生物修復微生物在自然界中分布極廣，它們有著不同與實驗室培養(yǎng)條件下的生活規(guī)律和特點。土壤具備微生物生存所需要的各種基本條件，是自然界微生物活動的主要場所，土壤微生物的種類多數(shù)量大，是微生物的“大本營”，也是人類豐富的菌種資源庫。水體也是適宜于微生物生存的生態(tài)環(huán)境，水體中微生物的種類、數(shù)量和分布受水體類型、有機物的含量、水溫和深度等多種因素的影響。空氣也是微生物生長和繁殖的場所，空氣中微生物的種類和數(shù)量是不固定的，隨地區(qū)、季節(jié)、氣候、空氣濕度、土壤植被狀況、人類和動物密度及活動狀況、空氣流動程度和高度等因素變化而發(fā)生顯著的變化。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)用化學物質(zhì)用量和種類的增加，土壤污染日趨嚴重，污染程度不斷加劇，污染土壤面積逐年擴大,土壤污染成了全世界普遍關注和研究的主要環(huán)境問題。微生物種類繁多，代謝類型多樣，是自然界進行自凈作用的主力軍，也是我們對污染物進行生物處理的有力武器。微生物的降解作用將污染物分解并最終去除，具有快速、安全、費用低廉的優(yōu)點。本實驗室擬開發(fā)微生物、植物等生物修復技術，建立聯(lián)合治理土壤污染的新途徑。圖10.學生完成土壤接種實驗和土壤樣品檢測實驗圖10.學生完成土壤接種實驗和土壤樣品檢測實驗第三章使用芒草等木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)新型生物燃料丁醇全球環(huán)境問題和能源危機的不斷發(fā)展，迫使人們開發(fā)新型能源加工替代技術和化石資源替代產(chǎn)品。近年來，利用糧食或其它原料（如甘蔗汁、糖蜜等）生物法生產(chǎn)乙醇的技術和產(chǎn)業(yè)在美國、巴西、中國等發(fā)展得紅紅火火。相比而言，丁醇是一種極具潛力的新型生物燃料，其熱值、辛烷值與汽油相當；丁醇的含氧量與汽油中常用的甲基叔丁基醚相近，且不會腐蝕管道，便于管道輸送；丁醇的蒸汽壓低，安全性高，能與汽油以任意比混合；也可以直接用于汽車，而不需要對發(fā)動機進行改造。本實驗室擬利用丁醇發(fā)酵法生產(chǎn)燃料，此種技術除可生產(chǎn)丁醇外，也可生產(chǎn)其它化學品，包括丙酮、乙醇、乙酸、丁酸以及氫氣等。目前的丁醇發(fā)酵主要以玉米和糖蜜等為原料。隨著糧食、糖蜜等農(nóng)業(yè)原料價格不斷增長，迫切需要開發(fā)新的生產(chǎn)原料和新的生產(chǎn)技術。本實驗室課題創(chuàng)新之處在于利用芒草等可再生資源纖維素生物質(zhì)，使用其制造生物燃料即既利用了可再生物質(zhì)又不會危及糧食生產(chǎn)，具有廣闊的應用前景。圖11.微生物發(fā)酵樣品檢測裝置圖11.微生物發(fā)酵樣品檢測裝置第四章使用植物轉基因的方法培育彩葉植物基因工程是高中生物選修內(nèi)容，也是高考重點考察的內(nèi)容。本分子生物學實驗部分是根據(jù)基因工程的本質(zhì)而設計的一門綜合性和設計性的實驗課程。本實驗課程涵蓋基因的主要操作過程，由內(nèi)容相關的一系列實驗組成，強調(diào)實驗的連續(xù)性和一體化，包括目的DNA片段的PCR擴增及電泳鑒定，質(zhì)粒DNA的抽提、純化及電泳鑒定，質(zhì)粒DNA的限制性內(nèi)切酶酶切及體外連接，感受態(tài)細胞的制備及轉化，轉化子鑒定及接種培養(yǎng)，重組質(zhì)粒抽提、純化、酶切與及檢測及重組蛋白表達分析等實驗。通過本課程學習，使學生學習和掌握分子生物學中常用的各種實驗技術，包括培養(yǎng)學生形成正確的實驗操作習慣，正確地使用各種實驗儀器與試劑、詳細記錄實驗的過程與結果、對實驗中所出現(xiàn)的問題做合理的分析，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。該課程設置在實驗運行機制和課時設置方面進行了大膽的嘗試和革新，既讓學生自主地設計實驗技術路線、實驗材料準備、實驗操作和結果分析，發(fā)揮學生的主動和創(chuàng)新意識，增加對實驗的興趣和認識，又讓學生學習和熟悉科研課題研究思路，達到掌握開展科學研究的方法和具體實驗操作的目的。圖12學生在超凈工作臺上完成轉基因?qū)嶒瀳D12學生在超凈工作臺上完成轉基因?qū)嶒灒?）納米與化學可視化實驗課程探究實驗篇-納米科技在環(huán)境保護中的應用一、隨著生活的日新月異，越來越多的污水排放成了眼下最令人關注的話題。而日益嚴重的水資源短缺和水環(huán)境污染困擾我國經(jīng)濟與社會的發(fā)展，而且也已成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在人口劇增的北京，水資源短缺更是一個極為嚴重的問題?，F(xiàn)在一般使用的污水處理方法如混凝沉降法、氧化法、電鍍法、絮凝法等諸多方法都存在或多或少的問題或者浪費資源，因而希望能有一種更簡單而節(jié)約的水處理方法。應用納米技術來處理污水便可達到一些意想不到的效果。納米技術是當今社會的熱門話題，納米材料的各種特殊性能能夠解決許多常規(guī)方法不能解決的問題。在污水處理方面，納米技術較常規(guī)方法顯示了高度的優(yōu)越性，納米技術對于常規(guī)方法不能奏效的有機物，尤其是氯代物等有機廢物有良好的處理效果。二、建筑物內(nèi)部空氣中污染物多種多樣,成分復雜,既有氣態(tài)污染物,包括甲醛、苯等有機化合物以及二氧化硫、氮氧化物等無機化合物,又有顆粒污染物,包括細菌、煙霧和塵埃等。圍繞這類室內(nèi)空氣環(huán)境中污染物的凈化處理,目前研究較多的方法是過濾、吸附、光催化、等離子體、負氧離子、生物降解、臭氧消毒等,這些方法能在一定程度上起到凈化空氣污染物的作用,但都存在局限性。研究發(fā)現(xiàn)，利用多孔炭材料并通過控制納米孔結構,能夠?qū)鹘y(tǒng)污染處理方法進行改進，并且不產(chǎn)生二次污染。因此，研究不同種類和尺寸的納米材料在空氣凈化方面的應用具有很重要的價值。學校教室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接影響青少年學生的身心健康。因此，通過對教室內(nèi)空氣顆粒物含量的測定，在此基礎上探索利用納米科技凈化教室內(nèi)空氣的方法。圖13.納米與化學可視化實驗室課程概況圖14.納米材料用于凈化污染水實驗探究實驗篇-化學理論可視化化學是一門以實驗為基礎的學科，但是對一些抽象的概念和危險性大、反應時間長的實驗，傳統(tǒng)教學方式顯得無能為力。因此急需發(fā)展新的技術手段輔助教學，給學生以新的啟示，促進知識的內(nèi)化和深化，使抽象的知識具體化，形象化，激發(fā)學生的學習情緒和興趣，變被動學習為積極、主動學習。針對此問題，我校與中國科學院計算機網(wǎng)絡信息