摘要：構(gòu)建開放式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)與實(shí)踐能力的重要途徑。上海市上海中學(xué)構(gòu)建的土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室立足于工程領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才的早期培育，為對(duì)土木工程領(lǐng)域感興趣的學(xué)生搭建了自主探究的空間，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和實(shí)踐能力。學(xué)校基于該實(shí)驗(yàn)室形成了體驗(yàn)類課程、選修基礎(chǔ)類課程、STEM課程和專門課程，滿足了學(xué)生的不同發(fā)展需求。通過實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建，提升了學(xué)生課題研究的專業(yè)性和規(guī)范性，豐富了學(xué)校的課程體系，為對(duì)土木工程領(lǐng)域感興趣的學(xué)生提供了發(fā)展平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：土木工程;創(chuàng)新;開放實(shí)驗(yàn)室;校本課程

作者簡(jiǎn)介：陳希，上海市上海中學(xué)一級(jí)教師，博士，主要從事STEM課程教學(xué)與土木工程課程教學(xué)研究。

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》指出，“加強(qiáng)創(chuàng)新人才特別是拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技術(shù)技能型人才培養(yǎng)比重”。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要著眼于人的各個(gè)發(fā)展階段。普通高中作為從中小學(xué)階段“基礎(chǔ)教育”走向大學(xué)階段“專業(yè)教育”的銜接點(diǎn)，是拔尖創(chuàng)新人才培育的重要環(huán)節(jié)，如果能夠?yàn)閷W(xué)生志趣的聚焦創(chuàng)設(shè)更多的開放性平臺(tái)，則有利于學(xué)生在高中階段學(xué)術(shù)志趣的聚焦和未來專業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的選擇。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)校一個(gè)重要的開放平臺(tái)，是利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革的探索。本文以上海市上海中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“上海中學(xué)”）構(gòu)建的土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為例，從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的背景與意義、定位與功能、課程開發(fā)與實(shí)踐、建設(shè)成效等方面，對(duì)創(chuàng)新人才早期培育背景下開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建進(jìn)行了思考。

一、實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)背景與意義

2008年上海中學(xué)在上海率先開展“高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培育實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”，該實(shí)驗(yàn)以“聚焦志趣，激發(fā)潛能”為導(dǎo)向，大力培育高中生的創(chuàng)新素養(yǎng)。在實(shí)踐探索過程中，上海中學(xué)構(gòu)建了獨(dú)特的“專門課程”唐盛昌：《普通高中專門課程：一種特殊形態(tài)的新課程》，《人民教育》2014年第13期，第64-66頁。，即學(xué)生從自身的興趣出發(fā)，自主地選擇一項(xiàng)課題，通過兩年時(shí)間，經(jīng)歷“開題、中期、結(jié)題”的科學(xué)研究全過程，完成一項(xiàng)課題研究。上海中學(xué)與同濟(jì)大學(xué)于2013年底合作設(shè)立了“土木工程”專門課程，由同濟(jì)大學(xué)專家團(tuán)隊(duì)與本校教師共同指導(dǎo)學(xué)生課題研究。考慮到課題研究需要，上海中學(xué)構(gòu)建了土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室于2017年起籌建，2018年正式投入使用。

當(dāng)前我國(guó)工程類人才缺口巨大，尤其是 “拔尖人才”奇缺。邱晨輝：《工科教育再不“升級(jí)”就拖產(chǎn)業(yè)發(fā)展后腿了》，《中國(guó)青年報(bào)》2014年4月8日。造成這種“供不應(yīng)求”局面的一個(gè)重要因素是，我國(guó)基礎(chǔ)工程教育長(zhǎng)期缺失，學(xué)生在上大學(xué)前少有接觸工程學(xué)科的機(jī)會(huì)。唐小為，王唯真：《整合STEM發(fā)展我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)教育的有效路徑分析》，《教育研究》2014年第9期，第61-68頁。因此，在高中建設(shè)工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，并依托實(shí)驗(yàn)室開設(shè)工程類課程，具有重要的價(jià)值。土木工程作為一門成熟的工程學(xué)科，融合了數(shù)學(xué)、技術(shù)、物理、化學(xué)、地理等學(xué)科知識(shí)。在高中依托實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)設(shè)土木類課程，可有效地培養(yǎng)學(xué)生“技術(shù)意識(shí)”“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”“工程思維”“圖樣表達(dá)”“物化能力”等核心素養(yǎng)，提高學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力。

二、實(shí)驗(yàn)室的定位與功能

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。土木工程學(xué)科目前主要包括建筑工程、橋梁工程、道路工程、巖土工程、地質(zhì)工程、水利工程等。土木工程需要解決的根本問題是工程的安全，使結(jié)構(gòu)能抵抗各種自然或人為的荷載作用。

土木工程專業(yè)對(duì)于高中生來說相對(duì)陌生，高中土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室要求兼具“專業(yè)科普”與“創(chuàng)新實(shí)踐”的功能。該實(shí)驗(yàn)室既是一個(gè)為學(xué)生提供感覺、感悟、感知本領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)的場(chǎng)所，又是一個(gè)自主探究的創(chuàng)新平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建立足于高中生的知識(shí)技能基礎(chǔ)及研究能力提升要求，以高等學(xué)校的土木工程實(shí)驗(yàn)室為參考，采用開放管理模式，以滿足學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需求，旨在培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

結(jié)合功能定位和學(xué)校師資、建設(shè)場(chǎng)地等實(shí)際情況，上海中學(xué)土木工程實(shí)驗(yàn)室配置了小型模擬地震振動(dòng)臺(tái)、伺服控制系統(tǒng)、萬能試驗(yàn)機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、多維度光學(xué)掃描儀、位移傳感器、加速度傳感器、力傳感器等實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)諸多功能，如表1所示：

三、與實(shí)驗(yàn)室匹配的課程開發(fā)與實(shí)施

基于土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，學(xué)校構(gòu)建了多層次的課程，這些課程指向不同，有體驗(yàn)類課程，有基礎(chǔ)類課程，也有充滿挑戰(zhàn)性的STEM課程和專門課程，滿足學(xué)生的不同發(fā)展需求。

1體驗(yàn)式課程

體驗(yàn)式課程面向高一學(xué)生，學(xué)生可以選擇參加，為學(xué)生打開進(jìn)入“土木工程”的大門，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣。體驗(yàn)式課程以獨(dú)立的單次主題活動(dòng)形式開展，主要分為兩種形式：一種由教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)（例如木材的拉壓試驗(yàn)、地震下結(jié)構(gòu)響應(yīng)試驗(yàn)、地震下沙土液化試驗(yàn)等），學(xué)生作為觀察者觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)過程中和教師進(jìn)行交流，形成對(duì)本專業(yè)的初步認(rèn)知;另一種方式借助于學(xué)校每年科技節(jié)舉行的“結(jié)構(gòu)承重大賽”，教師給出賽題和簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐完成結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)和制作并進(jìn)行測(cè)試，在此過程中體驗(yàn)土木工程的魅力。

2選修性基礎(chǔ)課程

選修性基礎(chǔ)課程面向高一（下）和高二（上）的學(xué)生，以學(xué)習(xí)特定的實(shí)驗(yàn)技能和方法為主。選修性基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生掌握基礎(chǔ)的專業(yè)技能和科學(xué)的研究方法，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)和思維品質(zhì)。例如，實(shí)驗(yàn)室目前開設(shè)了選修性基礎(chǔ)課程“MATLAB與數(shù)值計(jì)算”，相較于其他土木相關(guān)的有限元分析軟件，MATLAB軟件對(duì)高中生更加適宜，初學(xué)者可通過較低的學(xué)習(xí)成本快速掌握MATLAB的基本功能，并應(yīng)用到探究過程和解決實(shí)際問題中，并且因其高效、準(zhǔn)確、可靠的特性，在科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。

“MATLAB與數(shù)值計(jì)算”課程以提升學(xué)生的計(jì)算能力和抽象能力、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力為目標(biāo)。課程內(nèi)容涵蓋矩陣的概念及簡(jiǎn)單的運(yùn)算規(guī)則，MATLAB基本操作（矩陣的創(chuàng)建、運(yùn)算、元素提取等），MATLAB結(jié)構(gòu)化程序的編寫，描述統(tǒng)計(jì)學(xué)量數(shù)的概念及其MATLAB求解方法，一元線性回歸的原理及其MATLAB求解方法，MATLAB的基本繪圖方法等方面。

根據(jù)課程內(nèi)容，教學(xué)按順序分MATLAB與矩陣入門、MATLAB矩陣運(yùn)算、M代碼的編寫、MATLAB與統(tǒng)計(jì)、MATLAB與回歸擬合五個(gè)專題實(shí)施。學(xué)生在聽講的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自主操作，有助于其及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并實(shí)時(shí)解決，從而將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，讓學(xué)生掌握解決問題的技能技巧。教學(xué)過程中教師綜合運(yùn)用情境教學(xué)法、問題驅(qū)動(dòng)法、探究式學(xué)習(xí)等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固學(xué)生的知識(shí)技能。課程最后要求學(xué)生借助MATLAB，對(duì)一個(gè)真實(shí)情境簡(jiǎn)化而來的工程問題進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，從而評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)掌握情況和運(yùn)用知識(shí)技能解決問題的能力。

3基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的STEM課程

基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的STEM課程面向高二（下）的學(xué)生，在這個(gè)階段，學(xué)生經(jīng)過體驗(yàn)式課程、選修性基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，對(duì)土木工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)從感性走向初步理性，感興趣的學(xué)生希望能汲取更多的相關(guān)專業(yè)知識(shí)?；诠こ淘O(shè)計(jì)的STEM課程“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”，以解決工程問題為主線，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為抓手，融入技術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)，以達(dá)到鍛煉學(xué)生的邏輯思維、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和協(xié)作能力、提升學(xué)生解決問題的綜合能力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程的興趣、加固學(xué)生專業(yè)直覺的目標(biāo)。陳希，程林：《基于工程設(shè)計(jì)的高中STEM課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程為例》，《現(xiàn)代教育技術(shù)》2019年第2期，第122-127頁。

課程內(nèi)容主要分為理論與實(shí)踐兩部分。在理論部分，教授與課程任務(wù)相關(guān)的理論知識(shí)，包括荷載的概念及其分類、常見建筑結(jié)構(gòu)形式的分類、工程設(shè)計(jì)圖的繪制方法、結(jié)構(gòu)受力與變形、框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載下的變形和內(nèi)力特征、影響構(gòu)件變形能力和承載力的因素、結(jié)構(gòu)抗震的思路和方式、力學(xué)分析軟件的應(yīng)用等。實(shí)踐部分安排在理論學(xué)習(xí)的前和后，學(xué)生分別圍繞課程任務(wù)進(jìn)行兩次實(shí)踐操作，設(shè)計(jì)制作符合課程任務(wù)要求的建筑結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行承重測(cè)試。

“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程采用“6E”設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式，教學(xué)流程分為五個(gè)階段：

（1）參與（Engage）階段：教師創(chuàng)設(shè)情境，提出課程任務(wù)，學(xué)生3-4人組隊(duì)，針對(duì)課程任務(wù)進(jìn)行資料收集和調(diào)研;

（2）探索（Explore）和工程（Engineering）階段：學(xué)生根據(jù)收集的信息確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)制作與測(cè)試，并總結(jié)反思;

（3）解釋（Explain）階段：基于學(xué)生在初次實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題，采用師生互動(dòng)探究的教學(xué)方式，從“受力與變形、結(jié)構(gòu)的承載力、地震與結(jié)構(gòu)耗能”三個(gè)方面開展專題式的理論教學(xué);

（4）深化（Enrich）與工程（Engineering）階段：在專題理論學(xué)習(xí)后，學(xué)生將重新改進(jìn)和優(yōu)化模型設(shè)計(jì)方案，并用力學(xué)軟件輔助分析，再一次付諸實(shí)踐操作;

（5）評(píng)價(jià)（Evaluate）階段：各組學(xué)生展示自己的作品，闡述設(shè)計(jì)思路和要點(diǎn)，小組間進(jìn)行作品評(píng)價(jià)與加載表現(xiàn)預(yù)測(cè)。學(xué)生觀察加載過程，分析受力現(xiàn)象及破壞的原因，撰寫測(cè)試報(bào)告，總結(jié)課程心得。課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)主要側(cè)重于過程性評(píng)價(jià)，兩次結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)制作作為對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況的主要評(píng)價(jià)載體，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)理念的介紹、模型制作的工藝和外形創(chuàng)意、模型的加載表現(xiàn)、學(xué)生撰寫的加載測(cè)試報(bào)告（包括對(duì)模型加載成功或失敗原因的分析、反思、改進(jìn)措施的提出等）。

4專門課程

專門課程面向科技班、工程班學(xué)生，旨在讓學(xué)生在課程選擇中認(rèn)識(shí)自身的興趣、潛能，找到與自身發(fā)展匹配的專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，從而形成“階段最佳發(fā)展取向”。學(xué)生對(duì)學(xué)校開設(shè)的研究方向（包括物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生命科學(xué)、工程、通訊、環(huán)境、能源、海洋）進(jìn)行概覽式學(xué)習(xí)，每個(gè)方向?qū)W習(xí)3個(gè)課時(shí)，邀請(qǐng)專家介紹該領(lǐng)域的前沿發(fā)展與學(xué)科結(jié)構(gòu)，吸引學(xué)生去選學(xué)。馮志剛：《以課程選擇為突破口的高中階段學(xué)校學(xué)術(shù)高度提升》，《現(xiàn)代基礎(chǔ)教育研究》2019年第2期，第62-68頁。學(xué)生在對(duì)這些專業(yè)領(lǐng)域有一定的初步理性認(rèn)識(shí)后，選擇一個(gè)感興趣的專門領(lǐng)域進(jìn)行深入的研究性學(xué)習(xí)。選擇土木工程方向的學(xué)生，將在6-7周中對(duì)土木工程領(lǐng)域做進(jìn)一步的專業(yè)學(xué)習(xí)，由校內(nèi)外教師合作指導(dǎo)。例如，本?？萍贾笇?dǎo)教師教授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、課題研究技能等，高校專家采用講座或座談方式，與學(xué)生交流土木學(xué)科的研究熱點(diǎn)。結(jié)合校內(nèi)外教師的講授，學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，明確未來一年多的研究課題。選定研究課題后，學(xué)生經(jīng)歷完整的“提出問題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案—操作實(shí)驗(yàn)—處理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)—撰寫研究報(bào)告”的科學(xué)研究過程，完成一項(xiàng)課題研究。

專門課程更關(guān)注學(xué)生在研究過程中的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，要求學(xué)生完成開題報(bào)告及開題答辯、中期報(bào)告及中期答辯，最終形成課題研究論文，并完成結(jié)題答辯。學(xué)生還將帶著自己的研究課題參與上海市青少年創(chuàng)新大賽、明日科技之星、“上中杯”科技論壇等科技創(chuàng)新比賽，在賽事中展示自己的研究?jī)?nèi)容和成果。

四、實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成效

1提升了學(xué)生土木工程創(chuàng)新研究的專業(yè)性和規(guī)范性

2016—2017年，土木工程實(shí)驗(yàn)室尚未建成，學(xué)校共有13位學(xué)生選擇土木工程方向作為自己的專門課程研究領(lǐng)域，完成了10項(xiàng)創(chuàng)新課題的研究（見表2）。

從上述課題研究情況可見，土木工程實(shí)驗(yàn)室建成之前，由于實(shí)驗(yàn)類的課題需要借助同濟(jì)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，便利性有限，大多學(xué)生會(huì)選擇以數(shù)值仿真模擬或方案設(shè)計(jì)為主的課題，有些學(xué)生也會(huì)選擇建筑學(xué)、城市規(guī)劃專業(yè)相關(guān)的調(diào)研類課題。實(shí)驗(yàn)室建成之后，借助專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生的研究選題更貼近土木工程專業(yè)，且選取的研究方法、獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析手段都更為科學(xué)規(guī)范。

2豐富了學(xué)校的課程體系，為學(xué)生的土木工程志趣提供了發(fā)展平臺(tái)

基于土木工程實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的一系列課程，為對(duì)土木工程領(lǐng)域感興趣的學(xué)生提供了發(fā)展平臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自實(shí)驗(yàn)室建成以來，參與該實(shí)驗(yàn)室課程的學(xué)生每年約為150名。其中，STEM課程“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”每學(xué)期的選課人數(shù)都達(dá)到課程承載上限。因?yàn)橛辛送聊竟こ虒?shí)驗(yàn)室，學(xué)?？萍脊?jié)的傳統(tǒng)項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)承重大賽”，在組織形式、賽題設(shè)計(jì)、測(cè)試設(shè)備等方面都比以前更為專業(yè)，學(xué)生對(duì)比賽的熱情也更為高漲，優(yōu)秀作品越來越多。通過土木工程類課程的學(xué)習(xí)，激發(fā)了更多學(xué)生對(duì)該專業(yè)領(lǐng)域的興趣，每年的同濟(jì)大學(xué)全國(guó)中學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，從曾經(jīng)的無人問津到現(xiàn)在的競(jìng)爭(zhēng)選拔，學(xué)生的參賽作品設(shè)計(jì)既科學(xué)專業(yè)又大膽創(chuàng)新，并在比賽中逐漸嶄露頭角。

五、實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與反思

土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是高中階段土木工程領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才早期培育的一個(gè)重要途徑。開放式實(shí)驗(yàn)室有利于提高學(xué)生利用科學(xué)手段解決實(shí)際問題的能力，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐素質(zhì)吳桂云，杜旭，田思慶：《加強(qiáng)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建設(shè)與管理 培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力》，《實(shí)驗(yàn)室科學(xué)》2008年第3期，第139-141頁。，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性和潛能的發(fā)展，提升了學(xué)生的工程素養(yǎng)。

在普通高中建設(shè)土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)從無到有的過程，在建構(gòu)與實(shí)踐過程中，學(xué)校形成了一些經(jīng)驗(yàn)與反思：

1立足于高中生已有的知識(shí)和技能基礎(chǔ)， 配置應(yīng)留有彈性空間

高中生的力學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)較為薄弱，基礎(chǔ)課程也幾乎未涉及土木工程專業(yè)知識(shí)，所以高中土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的定位更多傾向于為學(xué)生提供一個(gè)感覺、感悟、感知本領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)的場(chǎng)所，同時(shí)又能為對(duì)該專業(yè)領(lǐng)域特別感興趣的學(xué)生搭建一個(gè)可以進(jìn)行創(chuàng)新研究的平臺(tái)。這就決定了高中土木工程實(shí)驗(yàn)室的配備并不需要像高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室那樣“專、尖、深”，而是需要既能夠讓學(xué)生操作容易、又能在一定程度上反映學(xué)科研究和測(cè)量方法的前沿，讓學(xué)生打下基礎(chǔ)的同時(shí)能夠了解到先進(jìn)的研究工具和方法，且隨著學(xué)科的發(fā)展，設(shè)備不至于很快被更替，為實(shí)驗(yàn)室更新留有一定的彈性空間。

2滿足土木工程領(lǐng)域自主探究需求，采取開放的教學(xué)與管理模式

為了給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)寬松的創(chuàng)新實(shí)踐的環(huán)境，滿足學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究的需求，土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室采用開放式實(shí)驗(yàn)室的模式，主要體現(xiàn)在：

（1）管理方式開放。實(shí)驗(yàn)室的所有資源包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備、數(shù)據(jù)資源、圖書文獻(xiàn)資料等面向?qū)W生開放，合作大學(xué)的相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室也面向?qū)W生開放，所有年級(jí)任何班級(jí)的學(xué)生都可預(yù)約使用實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的使用時(shí)間根據(jù)學(xué)生的需求進(jìn)行預(yù)約開放;

（2）教學(xué)內(nèi)容開放。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)容除了土木工程基礎(chǔ)知識(shí)之外，教師會(huì)根據(jù)學(xué)生所選課題的不同選擇不同的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行專門指導(dǎo);

（3）指導(dǎo)過程開放。跳出傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的框架，土木工程實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與學(xué)生的課題探究緊密結(jié)合，指導(dǎo)教師與學(xué)生共同設(shè)計(jì)，完成實(shí)驗(yàn)，遇到問題一起解決。

開放式實(shí)驗(yàn)室離不開制度建設(shè)，“開放”的程度也可根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分層次適度“放權(quán)”。目前學(xué)校土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的管理制度還在完善過程中，在未來將考慮針對(duì)不同的活動(dòng)和不同的設(shè)備儀器進(jìn)行分層次“放權(quán)”。

3激活實(shí)驗(yàn)室功能，加強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)室匹配課程的開發(fā)與實(shí)施

課程是實(shí)驗(yàn)室的靈魂。專門課程之學(xué)生課題研究的需求，促使了土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建。依托于該實(shí)驗(yàn)室，上海中學(xué)又開發(fā)了校本課程，涵蓋了體驗(yàn)式課程、選修性基礎(chǔ)課程、基于項(xiàng)目的STEM課程、研究性的專門課程，形成了多層次遞進(jìn)式的課程體系。從課程實(shí)施情況來看，土木工程類課程深受學(xué)生的喜愛，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，激發(fā)了對(duì)該專業(yè)領(lǐng)域的興趣。為滿足各個(gè)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，基礎(chǔ)類課程和基于項(xiàng)目式的探究類課程的多樣性還有待進(jìn)一步開發(fā)，以形成更加豐富的土木工程課程體系。

實(shí)驗(yàn)室的功能需要通過課程來激活，課程是實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。因此，實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建要以課程為基準(zhǔn)，以課程為支撐。學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)教師進(jìn)行基于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室功能的校本課程開發(fā)，加強(qiáng)課程編制和課程實(shí)施力度，構(gòu)建豐富的配套課程，逐步形成學(xué)校自己的優(yōu)勢(shì)學(xué)科領(lǐng)域。

4加強(qiáng)師資培養(yǎng)，發(fā)揮大學(xué)與中學(xué)合作教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

土木工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室能夠充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵在于教師，而普通高中大多不具備土木工程領(lǐng)域的專業(yè)師資。學(xué)校可以采用與大學(xué)合作的方式，邀請(qǐng)大學(xué)專家與學(xué)校教師共同開發(fā)課程，共同開展教學(xué)，初期可以以大學(xué)教授授課為主，然后逐漸培養(yǎng)校內(nèi)教師團(tuán)隊(duì)，最終形成不同層次課程的不同師資組合。