重构学习空间，点亮创新梦想——上海大学附属中学创新实验室

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实验室3.0

实验室建设

学科教室

上海大学附属中学秉持“人人皆可资优”的办学理念，以学生发展为本，注重学生创新实践能力的培养。学校面向未来人才发展需求，架设资优生个性化培养路径，通过创新实验室建设，构建起真实情境下学生自主学习、自由探究的学习新空间。

目前学校建有机电工程、赛车设计、伟长创客中心、生物化学等市级创新实验室，与上海交通大学、同济大学、华东师范大学、上海大学等院校合作，开展课程教学。各类创新实验室为学生实现创新梦想提供了实践平台。自主探究的个性化学习方式已在上大附中的校园蔚然成风。

1机电工程实验室

机电工程实验室硬件配置齐全，基础工具、车床、铣床、钻床等一应俱全，并配备数控雕刻机、激光切割机、3D打印机等CAM设备，满足工程制作项目对于加工精度的要求；此外许多现有的创意套材如乐高、慧鱼、VEX等便于学生对于传动机构的认识和实现；在自动控制部分借助国外流行的Arduino、Microbit等开源硬件平台及实验包，可实现诸如蓝牙传输、WIFI控制、RFID读写等高级的控制应用。

实验室课程活动包含CAD制图、智能制造及自动控制等工程项目开发所涉及的各个板块。每个版块分别有基础性和提高性的内容供学生体验或探究。例如针对激光切割机开发的徽章标志、时钟钟面设计课程；针对3D打印机开发的乐高凸点积木、可穿戴装置连接等课程；针对开源硬件开发的猜拳游戏、手摇字幕灯等课程。

校本课程《开源硬件Arduino入门》、《开源硬件Arduino进阶》获得宝山区优质校本课程，并制作成慕课在上海市高中名校慕课平台上线。机电工程实验室还承担了上海市青少年科学实践工作站工程实践点的任务。

机电工程实验室围绕工程创新及自主探索的主旨，依托各级各类竞赛的平台，提供了机械传动、CAD设计、三维建模、开源硬件编程等多类基础课程之外的供学生探究的课程和实验，满足学生的个性发展需要，培养学生对于工程专业的兴趣和基础。

2赛车设计制造实验室

赛车设计制造实验室是一个提供赛车研发、模型制作、车辆相关研究的平台。实验室内有丰富的实验和工程制造设备，配备进口数控机床、工业级光固化3D打印机、微型风洞、喷漆箱、烤漆箱等，满足模型赛车的设计与制造的要求。实验室内还有移动工作站两台、绘图仪一台，提供学生设计研发所需的硬件支持，还设置了设计研讨室，供学生自主研讨与交流。同时由于活动过程中还会进行一些DIY设计，实验室内还配备常用的电动、手动的工具。

实验室课程活动包含汽车原理、流体力学概要、3D建模、工程制造等几个板块，涉及到模型赛车开发制造的整个流程。在理论概念学习的基础上，学生主要开展实践操作，在工程制造板块中，学生学习使用3D打印机将赛车的鼻翼尾翼等部件快速加工，研究不同的打印机参数对最后成品质量的影响。在教师指导下，学生使用数控机床对原材料进行削切加工，制造出赛车的车身。这些学习内容汇编成了《FIS赛车设计与制作》校本课程，在社团中正式使用。

在实验室硬件基础上，结合学校校本课程，实验室围绕工程项目来设计活动目标。既满足学生的兴趣爱好，锻炼学生动手操作能力，又培养学生的创新实践能力与工程思维，开拓专业视野。

3无人艇创新设计实验室

无人艇创新设计实验室是2019年学校与上海大学无人艇研究院合作成立的一个崭新的工程科技类社团，社团将以上海大学无人艇研究院的国家重点项目为载体，结合3D打印、智能电控、视觉感知等技术类活动课程，让学生形成专业化课程培训体系，为高校培育和输送专业化人才。

实验室项目基础课程有四门：

●项目概论介绍无人艇的发展历程，并从国内外不同应用种类的无人艇出发，结合国家的海洋强国重要战略，激发学生的爱国情怀，提升学生对无人艇研发的兴趣。

●3D打印课程介绍3D打印技术、学习如何使用3D打印机和3D建模软件，完成无人艇的船体制作。

●智能电控课程介绍电控系统、学习利用Arduino开源硬件控制各类传感器与执行器的软硬件开发，完成无人艇的电控设计。

●视觉感知课程介绍目标识别和跟踪任务、学习制作相关数据集、搭建卷积神经网络，完成无人艇的视觉感知。

无人艇项目涉及众多学科，还需要融合信息、劳技、物理、数学等各门课程所学的知识、操作与技巧，要求学生在学习过程中要像工程师一样，将涉及各个学科的知识和方法综合思考和利用，通过不断地试错和迭代，以团队合作的方式完成整个项目。通过参与课程活动，培养提高学生的多学科知识运用能力、动手能力、沟通表达及团队合作能力，为今后进入高校学习做好充分准备。

4伟长创客空间

伟长创客空间是学校校园创客的活动基地，是一个为学生提供实践制作和开发、自我管理、自我学习、课题探究的平台，旨在提升学生的创新实践能力和分析问题解决问题的能力。创客空间为学生体验“基础学习——自主实验——拓展研究——课题研究——竞赛活动”的创新教育全过程。

校园创客的课程以同学们的研究课题为依据开展，内容涉及到力、热、电、光、原等物理、工程等相关知识。在课题研究的过程中，除了高中阶段物理知识的运用，还需大量的文献查阅，达到知识拓展与提高文献阅读能力。在多数课题研究过程中，还需开展实验设计、实验探究、实验数据取得以及处理，以此锻炼同学们的实验探究能力和团队协作意识。

课题研究过程中，辅导老师会分阶段组织课题研究成果汇报与答辩，以提升语言组织、表达能力、沟通能力。

5化学创新实验室

化学创新实验室针对学生基础和创新实验配置了相关的仪器和课程。实验室近年来，陆续引进了分光光度计、台式pH计、台式导电率仪、阿贝折射仪、旋光仪、多参数水质分析仪、数字传感器和电化学工作站等大学化学实验的常用仪器，供学生进行课题研究时能有施展自己才能的空间。

课程设置上，结合课内教程和同学关注的问题，设计实验基础课程、小课题研究和自主科创探究活动，满足学生的不同兴趣与需求。

实验室邀请生物组和信息组的老师组成跨学科师资团队，共同探究化学中的“疑难杂症”或是信息技术在生化领域新的应用场景。成员们在指导老师的引导和同伴的互助下，通过不同的学习方式，科学认识物质世界，以理性的思维和方式开展探索研究。

6生物创新实验室

生物创新实验室内拥有多间功能齐全、设备先进的实验室。其中，分子生物实验室拥有多用途的数码体视显微镜、体视显微镜、倒置显微镜，可用于动植物、微生物形态结构观察；PCR扩增仪、超速冷冻离心机、分光光度计等研究专业设备可对DNA分子进行扩增，实现对细胞结构或生物大分子的分离。

植物组培实验室拥有10万级的无菌实验室净化系统，由准备间、风淋间、接种室、培养室组成，并配备高压灭菌锅、恒温摇床、超净工作台等专业设备，可以满足微生物培养、分离、应用等方面的课题研究。

生态实验室拥有手持式叶绿素仪、全天候光照培养箱、土沙培探究实验器、无土栽培系统、鱼菜共生系统等设备，可以在实验室模拟各种气候条件进行植物培养、植物生长条件的优化。

实验室以“探索生命奥秘，展示生命风采”为宗旨，依托上海大学生命科学学院等高校的专业和实验指导力量，以项目驱动的形式开展植物、动物、微生物、生物与化学、医学与健康、环境保护等各类课题研究。鼓励学生从生活和学习中去发现问题，根据自己的兴趣、爱好、特长自主选择开展课题研究。

在学校创新实验室的推进过程中，始终贯彻学校的育人理念，注重培养学生的创新核心素养；因地制宜开发课程，坚持把校本化课程体系建设与学校特色发展相融合；基于学生发展的需求开发创新实验室课程内容，对学科内容进行拓展深化；将前沿科技引入校园，注重课程的可持续发展性。创新实验室正成为创新人才培养和个性化教育的重要平台，也是促进教师专业成长的重要基地。

素材来源：上海大学附属中学