高中阶段是一个人意识、思维、能力发展的关键时期，也是科技人才培养的重要时期。在此阶段如何使青少年学生通过课题实践探究的方式享受到更多高端科技资源？如何以参与课题实践探究活动为契机，实现青少年自身科学素养提升？如何借助科学课题严谨的逻辑思维模式，使学生们通过锻炼、实践并逐渐形成属于自己的独立性、批判性的思维方式？中国科学院科技人才早期培养中学生走进实验室项目进行了有益的尝试。
2021年12月29日下午，由中科院京区科学技术协会与北京市顺义牛栏山第一中学共同主办，2021年中科院科技人才早期培养中学生科学探究课题答辩会顺利进行。前期通过科学测评和面试选拔，来自该校的30名暑期参与此次实践活动的优秀中学生最终站上了汇报属于他们“科研”成果的舞台，一展风采。
来自中科院动物研究所、中科院空天信息创新研究院、国家纳米科学中心及国家天文台等多个科研院所的国家级、院所级重点实验室的10余位各领域杰出专家与科研人员作为评委，来到答辩会现场，为“小科学家”们进行答辩评审与课题指导工作。在牛栏山一中校长张华礼带领下，该校田向工副校长及相关校领导、教师，与创新21级全体学生共同出席并聆听了此次汇报会。
同学们参与的科学研究课题涉及领域范围广泛，具备前沿性、创新性的同时也结合了青年学生对身边问题的深入思考，充分展现了当代青少年对社会经济发展的重要参与意识。
自从2019年新冠疫情爆发，全世界对于生物医药研究和人民生命健康安全领域十分关注，研究小组既有关注动物源性传染病的快速传播和扩散，研究禽类的生存安全、社会的公共卫生以及生态安全保障，也有从昆虫的内部精细结构出发，经过交叉学科研究探讨未来有可能将其运用与仿生制造等相关领域，还有研究多肽药物的口服生物利用度问题，希望找出能够耐肠液中的胰酶消化的多肽而为口服多肽药物提供原料；还有的研究小组从身边家庭的糖尿病人出发，希望通过研究线粒体分裂的基因，可以为心肌缺血、肾功能衰竭等多种疾病开启新的治疗方案。
顺义区的农业场景较多，有的研究小组研究一种新的肥料 “菌肥”，这种“菌肥”不仅能满足植物对无机元素的需要，同时有益微生物在土壤中繁殖，还能有效改善土壤环境，防治病害，是现代肥料的不二之选。
除此之外，有的研究小组利用可见光通信技术与先进的计算机技术结合，通过网络化综合智能控制和管理尝试构建一套新型可见光通信系统，实现“以人为本”的全新智能家居生活体验的探究目标。习主席一直强调“青山绿水就是金山银山”，所以有的研究小组利用起了先进的高分卫星遥感影像分析，探究生态补水对河流等生态环境的影响，研究近年来北京水体及植被变化情况，为附近生态环境改善提供数据和方法支持；还有小组同学热衷于天文海量大数据分析，关注环境变化和人类生存以及双碳目标实现的研究。
汇报过程中，由刘建堃、王应时与陈宇航三位同学共同参与的《天空光偏振特性初探》这一课题成果令现场专家评委们印象深刻。孩子们的成果来之不易，在课题开始初期，实验室所用于实验观测的关键设备被“卡”在国外迟迟无法入境。设备到位后又正值北京地区疫情反复，中科院实施严格的出入管控制度，无法保证学生可以连续前往中科院实验室进行实验观测及数据收集工作。此种状态一直延续到暑假结束，学生们已经重新开学返校后，课题进度仍然进展缓慢。
此时经过中科院科协老师和课题专家的多次研讨，大家提出，既然无法保证“走进来”，不妨尝试“走出去”，由中科院安排专业科研人员带着仪器设备来到牛栏山一中校园内，辅导学生们一起将设备架设在楼顶高点空旷处，在接下来的一段时间里，小组学员们利用早晨课前时间，放学课后时间甚至午休时间，通过建立原始信号与测量数据间精密数学模型、实地测量得出精确数据，最后将数据通过图像可视化进行处理与分析并得出结论，现场专家评委对学生们取得的成果与获得该成果所付出的辛勤与努力表示赞赏。
同学们数月通过努力取得的实践探究成果，都浓缩在这短短的十几分钟分享与汇报里。在取得一项项满意成果的过程中，也伴随着同学们的艰辛和汗水，有同学在实验室晕倒，稍作调整休息后继续坚持参与剩余全部实验；有的导师放弃个人休息，利用周末及节假日学生们有限的课余时间，通过线上会议形式组织学生们一起对实验结果开展“组会”式讨论；同学们挑灯夜战，撰写报告、做PPT，进行答辩演练……黄丹宁同学所在团队甚至在答辩前，开展小组讨论后修改论文到凌晨并上传给导师，为的只是导师可以在第二天上班工作前第一时间收到学生们的汇报材料并及时给出指导意见……同学们通过走进中科院实验室进行课题实践过程中认识到成功不会一蹴而就，“博观而约取，厚积而薄发”。同学们也表示，会将在课题探究学习中领悟到的科学方法和科学精神运用到今后的学习与生活当中，指引他们开眼界，广见识，经风雨，通达人生。
正如牛栏山一中校长张华礼在致辞中所说，此项目是该校与中国科学院开展科教合作过程中对教育改革创新的典型示范，必须持久的坚持下去，让学生们早早的接触科学研究的知识，奠定科学研究的基础，培养科学精神，植入科技立校、科教兴国、科学强国有我的种子。中科院京区科学技术协会秘书长季慧也在随后的发言中表示，人才培养的成效不是立竿见影的，持续这样的工作需要领导者与组织者的深谋远虑、远见卓识，并且多方配合共同努力为青少年创造一个可以轻松开展科学探索活动的环境和氛围，搭建实验室与学校的桥梁，最主要的目的是让同学们发现和培养科学研究的兴趣，在青少年培育早期激发投身科学研究的理想。
据了解，近年来，中科院京区科学技术协会不断利用自身优势，依托中科院丰富的高端科技资源，从注重科教普惠和拔尖人才培养两方面入手，开展了科技创新型领军人才培养向初、高中延展和前移工作，并与北京市牛栏山第一中学在高中阶段实施了科教融合的示范合作工作，成果显著。
这其中，中国科学院科技人才早期培养中学生进实验室项目作为双方合作的有力抓手，从2012年开展至今已进入到第十个年头。十年来，双方共选拔优秀中学生300余人进入中科院国家重点实验室，完成100余个探究实践课题，横跨多个学科与领域。丰富学生科技实践活动，强化学生科技能力培养，着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力，拓展学生科学视野、启迪科学灵感、培养科学兴趣，帮助他们体验科学研究的过程，领悟科学方法，最终使学生科学素质得以全面发展，构建牛栏山一中学校的科教特色，并最终成为了该校科技教育体系开发中的一大亮点，在“科教融合协同育人”领域做出了引领示范的作用。
出品：科普中央厨房
监制：北京科技报 | 北科传媒
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