在中学就能学到清北课程？是真的！
众所周知北京一零一中地理位置优越，校区位于圆明园内，不仅环境清幽，生态和谐，而且还紧靠中国顶尖名校——北大清华。既然“近水楼台”，何不引得源头活水，促进学生的长远发展？学校在信息中心开辟专门实验室支持STEM教育和科学探究实验活动。
我校在高中一年级所开设的“书院”系列课程中，与北京大学合作，开设了《分子对光子的非弹性碰撞——拉曼光谱仪的制造与应用》课程，与清华大学合作，开设了《基于机器人的STEAM课程》课程。划重点！这两门课程均是两所大学本科生的课程，授课教师也是来自于两所大学的“原班人马”。也就是说，北京一零一中的同学们在高一就可以和北大清华的本科生上同样的课了！在这些课上，还有很多到大学的实验室中进行实践操作的机会哦。
是在中学校园里学清北课程，不是吹吧？下面那就看看这两门高大上的课程到底学些什么吧。
分子对光子的非弹性碰撞
——拉曼光谱仪的制造与应用
该课程为北京大学化学学院本科三年级课程。已被美国普林斯顿大学、沙特KUAST大学、人民大学、重庆大学、人大附中全套引进，并于2018年12月被教育部高教司理科年会评为本科实验教学改革标杆项目。
2018年底我校经反复论证，决定全套引进该课程。课程由北京大学化学学院的郭鑫博士主讲，更有本校化学组的朱琳博士和物理组方羽博士、冯玉博士助阵。
拉曼光谱仪主要适用于物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认；还可以应用于刑侦及珠宝行业进行毒品的检测及宝石的鉴定。但由于价格高昂，学校无法作为教学普及。往往学校配了一台130万的拉曼，学生只会简单开机、测样、关机操作，对原理理解不深，不会对精密科研仪器进行维修、改良，更不要说什么技术创新了。据初步统计，我国还未有任何中学、大学、技工学校开设关于科学仪器如何制造的课程，这样实际上造成了人才教育的重大缺陷——学生缺乏走向世界最前端的最基本训练即“如何制造工具”。所以，开设这样一门课程不管是对大学生还是中学生都有着深远意义。
在该课程的学习过程中，学生们并不是直接学习怎么使用拉曼光谱仪，而是从最基本的零件选择、设计光学器件排布位置、安装光学元件、调节光路开始，从无到有的分组动手搭建这种现代科学测试仪器。从根源和基础上理解这种测试仪器，这样才有制造改进仪器的基础。
说起来容易做起来难，看似随意的摆放其实都暗藏玄机，有时为了调节一个微小的透镜角度，学生们需要耐心的调节很久。在搭建好仪器后，就可以用标准样品来对撘造成果进行检验了。
在测试的过程中，进一步理解信号，噪音，分子系统等之间的关系，提升科学研究的基本素养，比如设计实验、处理数据的能力等。
同时，在团队一起完成任务时，同学们需要经常展开讨论和交流，这不光可以增长他们的沟通和交际能力，还能培养团队合作的意识。
听听学过的同学们怎么说——
郝奕佳：拉曼光谱仪制造带给我很大的改变。从激光器到二向色镜，再到狭缝与CCD，虽然每一步的要求都极其严苛，但是一步一步完成后的成就感和自豪感，却成了坚持下去的动力，进一步理解下去的欲望。
程翔：我们小组成功进行了对酒精浓度的测定。之前，我对光谱仪的理解仅限于由待测物的溶液颜色来反推出其浓度，拉曼光谱仪却可以通过绿光与化学键反应后产生的其他波长的光来测得频率，真是太有趣了。
基于机器人的STEAM课程
《基于机器人的STEAM课程》源自清华大学本科一年级必修课程，是多个工学专业系列实践课程的模块之一，由清华大学的梁志芳教授和初晓教授主讲。这样的课程使同学们既兴奋又有点紧张，这样的课程作为高中生是不是学得会，做得到呢？其实不需要担心，本课程经清华大学基础工业训练中心与北京一零一中学共同完善，选定排爆机器人为具体研究对象，制定了具体的学习方案，升级成为了更适合中学生学习的STEAM课程。
开设机器人STEAM课程有两个目标。第一是从社会热点话题出发，培养学生的社会责任感。结合“反恐”和“老龄化”等社会热点话题，开展机器人教育可以培养学生的社会责任感，启发学生利用所学知识服务社会，解决社会问题。第二是培养学生的学术兴趣。机器人是当前社会的前沿技术之一，包含大学多个学科：机械、电子、控制、计算机等。通过机器人课程的内容设计，使得中学生深入了解机器人所涉及各个学科，找到个人的学术兴趣点，为大学教育中选择专业、为个人的人生规划都是非常必要的。
机器人机构学及数学建模
所以，选了这门课的同学们需要在被提出具体任务——排除爆炸物的基础上从零开始，在自主组建团队的基础上从无到有的设计、制造除一台真正可以排除爆炸物的手控机器人。
“好吧，明白了。给我说明书吧，很快就拼出来，初中的科学实践就组装过了。什么？没有说明书！”对！我们的机器人STEAM课程只提供基础零件，基础到只有铁片、螺丝、面包板、电线。需要每一位选课同学分成小组，从头脑风暴开始分析清楚我们的排爆机器人所需要实现的功能、实现功能的具体途径、现实的搭建方法、组装机器人要用到的具体材料等等，这就涉及到机器人机构学和数学建模的知识。
结构设计、电路技术、编程技术
了解并设计好功能模块仅是万里长征第一步，要想机器人能实现排爆功能要基于电子化控制。那么，电路设计、印制电路板了解一下~然而真实的排爆需要千变万化，这就需要机器人可以在操作者的操控下作出不同反应的能力，这又怎么办呢？Python、Keil编程来实现蓝牙或者WIFI控制。
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教授指导学生编程
能“电脑上谈兵”是前提，硬件选择与拼接是实现功能的基础，真正开始动手制作使理想照进了现实。最后，美化自己的机器人，赋予它小组的个性。在整个加工过程中，一部分工作是在清华大学的机械加工实验室中完成的，看同学们做的多认真！最后，一场竞赛展示出了同学们的风采。
同学在清华大学实验室练习焊接、打孔、转印等技术
同学们在教授的引导、指点下，从无到有、从有到优制成了他们的专属机器人。因此在机器人的制作过程中，同学们要全程参与动手动脑制作，初步了解体验了工业设计、机械制造、电子工业、软件编程等不同专业的基础知识。
学生展示机器人成品及机器人工作过程
一个同学想要在规定的时间内完成这个任务是不可能的，小组伙伴们每人都承担有不同分工，所以在课程过程中既培养了每个人独立思考的能力也培养了小组间团队合作的意识。
再听听上过课的同学们怎么说——
袁也：面对一堆山一样的零件，从最初的零件设计，电脑模拟拼装到后来的实体拼装。最终拼装成了一个功能完善的机器人，还是很有成就感的。在整个的制作过程中，团队在一项研究中地位十分重要。这是这门课程中的意外收获。
周京菁：有时自己一人承担重任是一种锻炼，而总有那么一个时候，一个人要无怨无悔地为一个团队付出些什么。我就自己一件件解决问题，慢慢往前走。这样既保持了一个健康快乐的心情又达到了当时情况下最好的结果。
毛若曈：你需要什么、渴望什么，最好避免坐以待毙地等待他人的给予；应该宏观而系统地计划合适的出路，从周遭的世界汲取你的所需。也不必担心时间换不回你想要的，因为如果每一点收获的价值都被你明察，那你必定正在碌碌无为地活着。
相信不用多说，从同学们自己的体会中就不难发现，如此具有挑战性的课程带给同学们的决不仅仅只是学习方面的增长，更是对自我能力的提升，“成就感”，“自己的思考”，“承担责任”，“决心”，“耐心，韧性”，“选择的权利”……
同学们的感慨也恰好正是北京一零一中学用心开展一系列书院课程的目的所在，让同学们提前了解到国内顶尖本课大学正在学习什么，既是为了丰富同学们知识储备，也是为了扩展同学们的视野，培养同学们的综合素质。即便在本科，修习这样课程的机会也不常见，来北京一零一中却有机会在高中就参加。你也想吗？
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