“2012年至2014年，结合拔尖创新人才培养改革试验、翱翔基地学校建设和开设大学先修课程等工作，遴选50所优质高中，依托学校建成一批市级高中开放式重点实验室，形成具有北京特点的开放式重点实验室建设和运行模式。”此是《北京市中小学建设3年行动计划（2012—2014年）》中关于“实施高中创新教育支撑条件建设工程”的具体计划之一。实际上，以北京三十五中“青少年科技创新学院”为代表的高端科研实验室早已具备雏形，一些优秀的高中生已经利用这些实验室完成了自己的“处女科研”。
　　“翱翔计划”学生课堂
　　2008年3月，北京市教委成立北京青少年科技创新学院并启动“翱翔计划”，采用全新的培养模式、高水平的导师指导，为研究型重点大学输送优秀生源。“翱翔计划”涉及数学、物理、化学、生物、信息技术、地理、人文与社会科学等多个领域，有800多名高中生成为学员。“翱翔计划”与高校录取不直接挂钩，学员不享受优惠，但高校自主招生选拔时将参考学生的研究经历，同时，学员报考与自己研究项目对应的高校和专业时，其获得的学分进入大学后也将得到承认。2009年10月，“第一届北京青少年翱翔科学论坛学科分论坛”召开，少年“科学家”们展示了自己的科研成果，如北京市陈经纶中学高三学生吴轶凡进行了生物学领域的“胆绿素还原酶在帕金森病小鼠模型中的检测与分析”的研究，得到专家的赞许。
　　但在那时，“少年科学家”还没有自己的校实验室，他们借助国家级、市级重点实验室进行研究，北京大学、清华大学、北京理工大学、中国科学院等在京高校和科研院所的60余个重点实验室向翱翔学员开放，每个实验室接收2至4名学员，进行物理、化学、生物、信息技术、地理等方向的研修。高校和科研院所不但提供实验室，还提供指导科研人员作为指导教师，帮助高中生完成具有一定探索创新意义的研究课题。
　　北京师范大学遥感与数字城市北京市重点实验室向“翱翔计划”开放，该实验室主任杨胜天教授说：“开始的时候确实不知道该如何指导这些孩子，于是回顾过去地理学人才的培养过程中科研与教学之间存在哪些脱节，对此，实验室把最新的方法和理念展示给学生，去进行弥补。”杨胜天赞叹后生可畏，“学生刘抒羽在一次讨论中询问一条曲线的物理含义，这个从未被在意过的问题使得在座的研究生和我都陷入了思考。通过与学员们的相处，我坚信，‘翱翔计划’是有‘市场’的。”为了更好地“服务”翱翔计划，杨胜天提出了从实验室与基地申报校互动平台到地理创新平台，再到学生基础训练平台的“三层重点实验室服务体系”。目前，所有在京高校、科研院所除从事放射性、剧毒、病毒等危险性研究以外的重点实验室，都已经逐步成为“翱翔计划”学生课堂。
　　有计划、有目的推动
　　在“翱翔计划”的带动下，北京三十五中的“科技创新人才培养班”、北京十二中的“钱学森航天实验班”、陈经纶中学的“女生数学科学实践探索项目、数学建模项目和应用数学实践研究项目”等以科学研究为主的团队先后建立起来。与最初的“翱翔计划”导师“确实不知道该如何指导这些孩子”相比，后来的科学团队可以说是“有计划”“有目的”地发展了，这些团队不再利用正规的科学实验室进行“高中水平”的科研，而是跟随导师，进行真正的科学研究。三十五中的“科技创新人才培养班”有55名学生，2011年9月，中科院地理所、国家天文台、声学所、自动化所等12个研究院所，提供了15项科研课题，55名学员根据自己的兴趣爱好“认领”课题，组成15个研究小组，正式和中科院专家一起开展科学研究。
　　高巍同学选择了“生物修复技术以及化学修复技术的研发”，并将“运用植物——微生物修复污染土壤”确定为自己的研究课题。他认为，这项研究具有非常重要的现实价值。在中科院地理所副研究员闫秀兰、博士孙璐的指导下，高巍和其他3名组员将研究重点聚焦在长期多环芳烃—砷复合污染土壤。一年之中，高巍和伙伴们几乎每周都要去中科院实验室进行土壤样品化学分析，反复熟悉实验步骤、校正实验条件，力争获得最准确的数据。
　　学员李伟光及其组员在中科院北京干细胞库研究员周琪的指导下，参与了“小鼠脂肪来源诱导多功能性干细胞系的培养及分子鉴定”的课题研究。李伟光对自己未来所要从事的工作有清晰的定位与方向。“这项研究在临床上的应用价值是非常大的，能为器官移植、降低免疫排斥等方面的研究打开新的途径。如果能真正应用到临床医学，那么器官衰竭患者们就能获得新生。”李伟光表示。
　　其实，在开展课题研究之前，有将近一年的“预备期”。中科院的课程包括两个阶段，第一阶段由中科院专家直接授课，包括讲座报告、参观感受体验、实验室动手实践、课题小组研究、外出科学考察等；第二阶段，中科院专家提供多个国家级科研课题，供学生根据自身兴趣和能力进行选择，从而深入中科院实验室参与研究。在一年多的时间里， 50多位专家登上三十五中的讲台，给学员们带来最新鲜的前沿科研进展以及科研经历和感悟，学员在和科学家的对话中，直接感受其科学素养和严谨的科研精神。
　　解放应试枷锁下的孩子
　　根据《北京市中小学建设3年行动计划（2012—2014年）》，50所高中学校“自己”的实验室将为少年“科学家”提供更多便利，创新教育也高调地突破了应试教育的禁锢。三十五中的6个高端实验室是依托中科院建立起来的，有智能科学与技术实验室、化学可视化与纳米实验室、信息化生命科学探究实验室、计算数学实验室、航空航天实验室、空间网络信息实验室。该校正在研发定位于大学先修课程的实验室配套课程。该校承诺，这 6个实验室会向学校所在的西城区中小学生开放。校长朱建民说：“让孩子们在科学研究中认识自己，测定自己的天赋，根据实际情况确立自己的理想；培养爱科学、学科学、追求真理、坚持真理的情怀，对学生进行高尚的科学道德教育；培养学生不屈不挠的毅力，锻炼全心全意的意志；培养学生乐于与人合作，善于与人相处的能力；学会运用实证的方法去研究问题，运用辩证法去探索问题……这是比做一张考卷、考一个好分更有价值和意义。” 　　2012年3月，北京育才学校高二学生张翰的“青少年书刊印刷用‘可食性’环保油墨的研究”被媒体突出报道，引起有关专业的科研人员的重视。北京十二中“钱学森航天实验班”的两名学员全程参与研发“希望2号”卫星，这颗卫星是航天部专门为青少年发射的卫星，供无线电业余爱好者免费使用，开展通讯活动。北京十二中的学生苏瀚辰，跟随北京化工大学现代催化研究所所长朱红开展课题研究，其项目“磺化聚苯并咪唑质子交换膜的合成及表征”得到专家认可。
　　北京十二中“钱学森航天实验班”班主任胡小蒙说，“顶尖的大师不是老师教出来的，而是自己悟出来的。”而应试教育却偏偏禁锢了“悟”，学生头脑越来越僵化，已经渐渐失去“领悟”与“感悟”的能力。如果学校不给学生创造“悟”的条件，则很难有创新。“2011国际化学年全国趣味化学实验大赛”全国一等奖获得者陆文轩，是江苏省常州高级中学学生，他获奖的项目是“萤火虫与发光化学”。陆文轩酷爱化学药物合成实验，他曾经做过一个法医上用来检验血迹的实验，这是一种能使被擦掉的血迹显现出来的药剂，在中国并没有生产，需要从外国购买，每克需要180元人民币，但是如果自己合成，成本只需要每克18元。陆文轩成功地合成了这种药剂。但是，这个小化学家却苦于没有实验室进行工作，利用学校的实验室，最晚只能工作到晚上10点钟，不得不被赶出校门。实在没有办法，陆文轩只好在家中建立了实验室，但是普通住宅建筑不适合做实验，他已经引起过一起爆炸事件。更令他苦恼的是，做实验需要花费时间，有时候一做就要好几个小时，还不包括处理废品的时间，这肯定会影响到学习的。升学的压力迫使他不得不时常离开实验室。北京航空航天大学教授沈志刚说，中学生的创新精神和追求难能可贵，他们的科研内容更加具体，不仅关注了科技前沿理论，更多了亲身实践。他们是中国科学发展的希望。
　　实际上，在高中里建设高端科研实验室，我国也还算走在世界前端。只是，这种科研活动只局限在少数优质高中的少数优秀学生。在美国，高中学生在开展科学研究项目活动方面具有相当的规模和广泛的基础，开展课题研究不是少数“精英”的游戏，而是众多学生的学习活动。在部分中学，参加课题研究的学生高达70%。据了解，美国高中生所开展的科研选题大多是他们在现实生活中产生的问题，而不是高中教师或者大学教授告诉他们的。美国高校的实验室向高中学生开放，高中学生在研究过程中会利用到很多大学的实验室或研究所的设备和条件，但除了有毒或危险的实验之外，高校教师一般不会替高中学生做什么。
　　与美国高中学生“自由”的科研活动相比，过于严谨和慎重、目标过于高远拉开“少年科学家”与普通学生的知识差距。在“第四届北京青少年翱翔科学论坛物理与地球科学领域分论坛”上，高中生们的科研项目都集中在诸如“双谐振特斯拉线圈的原理与制作”“烘干法与TDR测量土壤含水量结果的相关研究”等高端科研领域，几乎没有“日常科学”。当然，在美国，也有高中生关注高科技，“2012国际科学与工程大奖赛”的一名获奖者，其项目都与核有关，上一年度是用于检测核设施的超低剂量和极高灵敏度的监测技术，而2012年则是用于医疗卫生领域的放射性同位素技术。据介绍，这名高中学生还曾经在自己家的简易实验室里，以极其低廉的材料制作出一个核试验反应堆，在专业圈里引起了不小的轰动。但是，这只是出于个人兴趣，更多的美国学生喜欢商业科研和日常科学。北京大学教授吴泰然对此也指出：“科学方法的训练固然需要，独立的思想更加重要。”