北京私立汇佳高中生“手搓”PCR仪，成功!

　　汇佳高中生“手搓”PCR仪，成功!

　　PCR仪，全称聚合酶链式反应仪，是分子生物学领域的核心设备。新冠的核酸检测靠的就是这项技术。

　　在科研实验室里，一台专业PCR仪价格通常从数万元到十万元不等。

　　如果让四名没有物理背景的高中生，课余时间手搓一台PCR仪，需要多久?

　　汇佳的答案是：一个学期。

　　PCR仪，全称聚合酶链式反应仪，是分子生物学领域的核心设备。新冠的核酸检测靠的就是这项技术。

　　在科研实验室里，一台专业PCR仪价格通常从数万元到十万元不等。

　　如果让四名没有物理背景的高中生，课余时间手搓一台PCR仪，需要多久?

　　汇佳的答案是：一个学期。

　　为了搭建仪器外壳，他们第一次采购材料时选择了胶合板。结果快递送到学校时，所有人都愣住了。

　　“胶合板跟床板一样厚、一样长，感觉都要租拖车才能运到学校。”

　　回忆起这件事，他们自己都觉得有些好笑。

　　后来他们才了解到，胶合板更多用于工程场景，而对于这样一台小型设备，椴木板或者三合板已经足够。

　　这是他们进入项目后遇到的第一个陌生领域。

　　而类似的问题，之后不断出现。他们除了要学PCR原理之外，还要学习如何选择材料、设计结构、连接电路、控制温度。

　　他们没人选择高中物理课程，所以很多知识都来自生活常识。

　　第一次思考怎么绝缘、怎么导电，如何让电路不短路，甚至连电钻，也是项目开始后才第一次接触。

　　Sophie说：“我家里其实有很多电钻，但是以前从来没有用过。第一天连倒档和退档都分不清，螺丝拧一半直接弹出去了。”

　　这些看似简单的问题，却成为项目推进过程中必须解决的一部分。

　　程序设计也经历了反复调整。

　　PCR仪最核心的部分之一是精准控制温度变化，而这需要通过代码完成。

　　负责程序的Lucas原本使用Arduino开发板进行控制，但在项目推进过程中，他们发现原有方案无法满足实际需求，只能更换设备，重新调整程序。

　　“代码看起来没有问题，但一直在报错。可能是字符串的问题，也可能是变量的问题，当时真的会有点烦躁。”

　　最让人崩溃的，还是投入大量时间后的方案需要推倒重来。

　　当时第一版设计已经完成了不少工作，但搭建后，他们发现原本设想的电流转换和控制方式，以当时团队掌握的知识和现有条件无法实现。

　　对于高中生来说，放弃似乎也是一个选择。

　　但他们没有。

　　“有的时候也想过放弃，但是都做到这一步了，我们也不甘心，坚持坚持总会过去的。”

　　为了赶进度，他们一起留校，从下午一点一直做到五点，把所有螺丝一个个装好。

　　“我们四个人里，Grace电路设计最好，Nina焊接最好，Lucas编程最好，我负责整体结构设计，可能打螺丝最好。”说起团队合作，Sophie笑着总结。

　　项目持续了整整一个学期。期间，他们还需要完成课程学习、G4项目、科学节展示和学术答辩。

　　没有整块时间，就利用碎片时间推进。课后，他们总会去办公室询问老师项目还有哪些地方需要调整。

　　Final week大家都在冲刺，我们一边冲刺，一边准备宣发，一边把PCR收尾。时间管理真的很重要，如果能管理好自己的时间，项目就成功了一半。

　　当然，在PCR制作过程中，学校也提供了大量支持。

　　学校不仅提供经费支持，还开放实验室资源，把能够使用的设备尽可能提供给他们。

　　物理实验室帮助协调锯子等工具，并提供安全指导;实验室开放到晚上九点，方便学生调试设备;学校甚至提出，可以把已有PCR仪拆开，让学生研究内部结构。

　　但在这个过程中，老师始终保留学生的研究主权，仅提供理论建议。

　　计算机指导李澍老师帮助他们梳理代码逻辑，分析技术问题;科学组长任凤玉老师则在整个项目过程中给予支持和协调。

　　学生印象很深的一次，是晚上八点半结束课程后，大家已经很疲惫，但向老师咨询项目收尾和展示的问题时，虽然老师们特别忙，却还是会耐心解答。

　　而对于这个项目，两位指导老师也有着高度一致的评价：

　　这个PCR项目难度很高，是计算机、物理、生物三个学科相结合的项目，需要很多专业知识，四位学生展现了IB学习者敢于冒险的品质，是跨学科研究的成功案例。而且他们在科学节上的演示和展示做得非常好，体现了IB中的Research Skills等能力。

　　最后，汇佳高中生的“手搓”PCR仪，出现在科学节和学术答辩现场，并且大放异彩。

　　非常感谢学校给予这个机会，因为课程设置上我们没机会走进物理实验室，更不可能用电钻、电焊。IB要求跨学科发展，感谢学校给予机会，让我们大胆探索与生物关联紧密的学科，在自己的爱好上放手一搏。

　　……

　　“手搓PCR”只是汇佳学校其中一个创新性PBL项目，后面我们会创造更多机会，让更多同学参与到创新性实验和项目中。