第一部分 教育研究 1
1.1行动研究 1
1.1.1课程设立的背景 1
1.1.2课程的内容和目标 2
1.1.3课程选课情况分析 3
1.1.4课程的教学效果 5
1.1.5课程的创新点 5
1.2模式研究 6
1.2.1以融通的课程铺垫课程的融通，提高教学过程的培养质量 6
1.2.2从探究课程学会探究学习，提高学生的学习质量 7
1.2.3用协同的管理实现管理协同，提高教学管理水平 7
1.2.4用复杂性科学研究复杂的教育过程，稳步提高课程质量 9
1.2.5形成课程的风格 10
1.2.6以追求卓越的精神培育精品课程，建成全面教育试验区 11
1.3机理研究 11
1.3.1分析基本矛盾，设定目标和途径 11
1.3.2借重系统科学，设计课程结构 12
1.3.3聚集资源要素，提升课程内涵 12
1.3.4认识自主主体，培植内在动力 13
1.3.5注重整合融通，优化培养过程 14
1.3.6鼓励因材求教，充实因材施教 14
1.3.7启发文化自觉，实现人的全面发展 14
1.4文化学研究 15
1.4.1课程的文化定位 15
1.4.2课程的文化品质 16
1.4.3课程的文化功能 18
1.4.4且思且行，行胜于言 19
第二部分 课程内容 21
2.1课程结构 21
2.2教学单元图景（部分） 27
2.3教学单元内容简介（目前部分） 35
2.4教学单元方法论提炼——在科研案例中提炼方法论的参考提纲 61
2.5探究学习模式的网络环境 63
2.5.1学习共同体的理念 64
2.5.2学习共同体的合作探究学习设计 64
第三部分 比较借鉴 69
3.1学校层面 69
3.1.1哈佛大学的通识教育：不断演进的进程 70
3.1.2麻省理工学院（MIT）的通识教育：均衡的知识结构 72
3.1.3牛津大学的通识教育：联合学科的综合性课群 76
3.1.4柏林洪堡大学的通识教育：在科研中实施 77
3.2产业层面 78
3.3理论层面 83
3.3.1建构主义知识观 83
3.3.2建构主义的学习观 85
3.3.3建构主义的教学原则 86
3.3.4建构主义教学模式 86
3.4认识与反思 89
第四部分 教学案例 92
案例1太阳能利用中的材料科学 93
案例2虚拟仪器技术概述 100
案例3微焦点X射线成像 115
案例4常压气体放电等离子体与公共健康 125
案例5液液萃取技术的发展及应用 139
案例6从原理到技术——以水污染控制微生物学原理与技术为例 146
案例7机器人技术与欠驱动拟人机器人手 155
案例8先进材料力学性能试验与表征概述 169
案例9河流模型实验与数字仿真 183
案例10地下工程的物理模拟试验技术及其在超大型地下洞室群研究中的应用 198
案例11利用电子动量谱学方法进行分子轨道成像 208
案例12计算技术简介 215
案例13嵌入式微处理器技术的概述 225
案例14仿真科学与技术 238
案例15首饰艺术 248
案例16电力电子技术与能源发展概述 261
案例17全球财经信息服务商——彭博公司案例研究 273
案例18企业资源规划应用理论与技术概论 282
案例19演示实验的物理性与趣味性 289
案例20大学理想的反思（讲座单元）——纽曼大学理想与清华20世纪20—40年代教育理念的一点比较 301
第五部分 效果调研 313
5.1学生眼里的“实验室科研探究” 313
5.1.1学生的收获和体会 313
5.1.2学生教育研究文章 326
5.2老师眼里的“实验室科研探究” 338