院士实验室搬进中学校园

□苏报记者 宋洁婷 实习生 石诗瑶

在苏州，有一所中学让学生们在校园里就能操作荧光光谱仪、参与超导磁悬浮实验、培育太空西红柿种子，甚至申请国家发明专利。这就是苏州北美国际高级中学。学校将大学、硕士乃至博士阶段才能接触到的实验室与高端仪器引入中学课堂，并打造面向青少年及社会公众的科普教育高地，让前沿科学从“高冷”变得触手可及。

院士领衔尖端实验进校园

走进苏州北美国际高级中学，两所以院士名字命名的实验室格外引人注目——吴培亨院士超导实验室与曹福亮院士生物组培实验室。这是由院士团队亲自指导、专业基金会支持的青少年科学素养培育平台，在国内中学中极为罕见。

在吴培亨院士超导实验室，记者看到学生们正围在实验台前，观看一场“悬浮”演示。依托-196℃液氮冷却超导材料，小车借助超导材料既能排斥磁场腾空，又能约束部分磁感线稳住车体的特殊性能，在永磁双轨上平稳悬空，侧边电磁线圈驱动前行并发出轻微嗡鸣。在场苏报小记者惊叹：“原来在研的新一代超导磁浮列车是这个原理，和上海磁悬浮列车原理并不一样，太神奇了！”

据科探项目吕老师介绍，超导科普课程以趣味化、可视化方式破解“高冷”科技。学生不仅能直观感受超导材料的抗磁性，还可以通过四端测试法，记录高温超导材料在低温环境下的电阻变化，将抽象物理原理变为可观测、可记录的真实数据。

针对不同年龄段学生，实验室实施分层教学：小学生以体验液氮冰淇淋、磁悬浮小火车为主，激发好奇心；初中生掌握抗磁性、零电阻两大核心原理；高中生则贯通物态变化、电磁关系等知识，实现理论与实践融合。

吕老师进一步介绍，超导技术已广泛应用于移动通信、气象雷达、量子探测、医疗核磁共振成像、太空安全监测等领域。实验室不仅展示科学现象，更让学生理解科技如何改变生活，树立用知识推动社会进步的责任感。

与超导实验室相呼应的，是曹福亮院士生物组培实验室。中国工程院院士曹福亮长期从事林木遗传育种与森林培育研究，先后获国家科学技术进步奖5项。在这里，植物组织培养成为核心教学与实践内容。实验室依据功能性划分为准备室、灭菌室、缓冲间、接种室、培养室五大功能区，配备生化培养箱、恒温培养摇床、基因扩增仪、超净工作台等专业设备。目前实验室已建立50余种植物的成熟组培技术体系，并申请组培相关发明专利、实用新型专利和发表国家级期刊论文。

学生们组成研究小组，围绕药用植物、经济作物、观赏植物等开展课题研究。例如山乌龟组织培养技术研究，旨在建立高效快繁体系，缩短育苗周期，提升千金藤素含量，为新药研发提供优质种苗。铁皮石斛逆境胁迫研究则创新性地将仙人掌提取液作为外源胁迫物质，探索提升药用成分含量的新路径。月季瓶内开花诱导研究通过物理与化学双重调控，提升开花成功率与观赏价值。

记者在生物实验室还看到了太空西红柿，据了解，这是经过太空诱变育种，选育出新品种，不仅保持新品种的优良特性，而且繁殖速度快，经过脱毒技术提高产量，实验室现有太空黄钻番茄、太空红皮南瓜、太空水萝卜、太空辣椒等新品种。

“在接种室里，我第一次用超净工作台转移组培苗，手都在抖。但现在，我已经能独立完成一整批兰花的继代培养。”高二学生王同学说，“这种从无到有创造生命的过程，让我真正理解了什么是科学精神。”

多维平台创新生态育英才

除了两所院士实验室，苏州北美国际高级中学还建成了纳米材料研究中心、创客实验室、AI人工智能实验室、经济学实验室等六大实验室，形成覆盖理、工、生、经等多学科的科研创新平台。

其中，纳米实验室在学校管理层推动下投入500余万元，采购了日立F4600荧光光谱仪、岛津红外光谱仪、电化学工作站、化学气相沉积系统等一批先进设备，并开辟500余平方米的专用科普展教空间。

纳米材料研究中心是跨学科高阶创新研究实验室，依托一线导师团队开展项目化科研。“空间消毒用缓释凝胶”利用生物活性稻壳硅纳米孔开发杀菌率达99.9%以上；“可食用干燥剂”以天然桃胶制备，可安全食用；“水下庄稼”探索气候变暖背景下水下种植粮食作物的可能性，荣获2023年全球发明大会全球总决赛铜奖。

实验室指导老师董雷介绍，截至目前，学校共申请专利46项，其中国家发明专利43项，实用新型专利3项。

董老师常说：“发明专利不是终点，解决真实问题才是。”邱同学凭借“空间消毒用缓释凝胶”项目获江苏省青少年科技创新大赛一等奖，他回忆说：“在实验室里通宵测数据、反复调整配方的日子，是我高中最宝贵的记忆。”

创客实验室则融合创客文化与国际教育，设有教学区、制造区、设计区，配备激光切割机、CNC数控机床、3D打印机、3D扫描仪等设备。STEM选修课程涵盖3D设计、机器人设计、产品设计及电气自动化设计等板块。学生需经历需求调研、头脑风暴、方案制定、原型制作与测试等完整流程。

“从零开始写代码、搭结构，失败了二十几次。但现在我敢说，给我一个目标，我就能想办法造出来。”高二学生陈同学笑着说。

AI人工智能实验室则以“读懂技术原理、理解产品本质、掌握底层逻辑、思考未来”为理念，打造了人机对战五子棋、鼠走迷宫、机器人编程、ChatGPT对话、“捉迷藏”AI对抗等一系列互动体验项目。课程从零基础起步，逐步延伸至大模型实践应用。

“我和AI下了五盘五子棋，一盘都没赢。”高一学生张同学坦言，“但它让我明白，算法不是死记硬背，而是从一次次失败中优化路径。这种思维方式，学任何学科都用得上。”

赛场阵地科创成果惠民众

科创教育的成果，在各级赛事中得到了充分验证。苏州北美国际高级中学在第35届苏州市青少年科技创新大赛中斩获一等奖4项、二等奖1项，获奖项目包括《仿生草叶结构多孔体的制备及应用于植物水下栽培》《利用旧衣物和动物骨头制备水凝胶用于沙漠绿化的研究》《欧美山杨杂种组培苗离体根诱导再生植株》等。学校还荣获“首届吴中区青少年科技创新区长奖”摇篮奖，并在2019至2021年连续在江苏省青少年科技创新大赛中取得一、二、三等奖。

2022年—2023年度全球发明大会中国区全国总决赛上，钱同学、杨同学凭借作品《水下戴森球》斩获铜牌。“暑假泡实验室真的是一种享受，这里暂时独属我们，可以肆意徜徉在自己的实验里，接受董博士手把手的指导。”钱同学兴奋地说。

在第三十届江苏省青少年科技模型大赛省总决赛中，学校机器人代表队荣获一等奖。选手胡育铭回忆备赛过程：“每周拆卸机器人了解架构、搭建实现创意、编写优化性能、练习熟悉规则、模拟培养默契——每一步都走得稳、踏得实。”团队利用大课间、晚自习、周末争分夺秒训练，最终在赛场上交出满意答卷。

这些成绩的背后，是学校对科普阵地建设的持续投入。学校研发中心将大学实验室设备与资源向中学生及社会开放，开辟500余平方米科普展教空间，配备专职科普讲解员，每月举办主题科普活动日，单次接待市民超过200人，年科普受众超过3000人。

除超导实验外，学校还为小学生提供多元科普体验：组装AI机器人、接种微型植物、3D打印定制手办。孩子们从最初接触仪器时的谨慎拘谨，逐渐转变为主动操作、大胆提问、互助指导。

吕老师表示，实验室教育以实操为主、眼见为实，与传统课堂理论教学形成互补，既能加深学生对知识的理解与记忆，更能保护好奇心，培养观察、提问、动手解决问题的核心科创能力。

“我们的目标不是让每个学生都成为科学家，而是让他们在真实的科研环境中，学会像科学家一样思考。”副校长王亚文说，“把大学实验室搬进中学，是为了让青少年在好奇心最强的年纪，遇见真正的科学。”

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