创新实验
上海中学作为上海市“探索建立拔尖创新人才培养基地”试点学校，创新实验班包括数学班、科技班、工程班，另外，还面向全体学生设置了多个实验组课程。具体包括“强化模式”“一般模式”“整合模式”。
“强化模式”是自2008年以来设置科技实验班专门课程、2012年以来设置工程实验班专门课，两个班级共设置物理学、化学、计算机科学、生命科学、医学、工程、通讯、环境、能源、海洋、脑科学与人工智能等11个专门课程共两个班级学生选学。在高一第一学期引导学生进行为时六节课的各个领域发展概貌、跨领域通识学习，然后由学生选定一个领域进行深入学习与开展专门课程学习基础上的课题探究，持续时间是高一高二两年每周二、四下午时间，内容相对于大学预科或略高于大学预科。
“一般模式”有三种实施形式：其一是给予平行班学生多领域的科技选修专门课程（如“大学先修物理”“空中的眼睛——遥感基础与应用”等近100门）。其二是具有科技班与工程班科领域专门课程性质、面向平行班学生开设的实验组专门课程（如“智能汽车”“工程科学与创新思维”“纳米光子学”“仿生机器人”“计算机视觉与机器学习”等）。其三是面对全体学生的STEM课程：高一年级上学期开设“机械工程”“电工技术”“开源硬件与传感器技术”等3门必修模块学习；高一年级下学期与高二年级上学期从开设的“生命科学基础探究实验”等9个限定性选修模块中每学期选学2门学习；高二年级下学期从“电机控制”等9个领域选择1个领域开展探究课程学习。
“整合模式”是从现有实验班、平行班中选拔数理等基础好的拔尖学生进入“学术兴趣与素养培育的导师制计划”，主要开展五种形态的多领域课程学习：“人文与科学”通识教育系列学科讲座，高一年级每学期开设12次，每次2学时合计48学时；开设文理兼修的大中学教育衔接学科微课程，高二年级开设每学期12次，每次3学时合计72学时；大学暑期延伸课程，合作高校提供暑期课程数量约80门，每门课程总计40-60小时，学生根基自身兴趣与能力选学；线上教学指导或“慕课”课程，学生根据自身感兴趣内容开展；“Office hour”导师与学生面对面交流，提供物理学、化学、生物学、技术科学、医学等10多个方向的合作高校导师供选学，每个导师带4-5名学生，从高一至高三年级就学生感兴趣的学术问题进行面对面交流研讨，每学期2次，每次2.5学时，三年共计30学时）。
借助上述三种模式，学生逐步找到适合自身的科技领域志趣。
序号 | 学科领域 | 实验室名称 | 主要实验设备 | 可开展实验项目举隅 |
1 | 物理学 | 纳米光子学实验室 | Thorlabs的一套数字全息三维成像演示光学系统，其中包括激光光源、成像系统、光学平台和光接受传感器系统 | 为纳米光子学课程教学提供硬件支持，主要包括傅里叶光学、纳米光子学前沿与空间光调制实验等 |
2 | 物理学 | 大学物理实验室 | 大学物理实验常用的示波器、信号源、可调直流电源、焦利称等通用仪器，以及傅里叶光学的空间频谱与空间滤波实验系统、超声光栅实验仪、声速测量实验仪、杨氏模量实验仪等实验专用仪器 | 大学普通物理实验以及物理竞赛实验相关实验项目 |
3 | 物理学 | 物理数字化实验室 | 配备从美国进口的Pasco物理传感器，包括位移传感器、力传感器、绝对压强与温度传感器、高精度光传感器等，以及相关配套实验仪器，包括绝对零度球、法拉第笼、干涉衍射实验系统等 | 开展国际IA课题实验，教学演示与学生实验等 |
4 | 化学 | 现代仪器分析实验室 | 引进美国Perkin-Elmer公司的七种现代分析仪器，包含PinAAcle900H火焰/石墨炉原子吸收光谱仪、Clarus690 GC/ClarusSQ8S MS气相色谱/质谱联用仪、Spectrum Two红外光谱仪、TGA4000热重分析仪、Lambda365&Lambda265紫外/可见分光光度计、Clarus500气相色谱仪、Series200HPLC高效液相色谱仪等 | 对有机物进行定性与定量分析，具有极高的灵敏度与准确度。例如在STEM课程中，利用紫外分光光度计和红外光谱仪，综合确证化学物质的结构和性质；利用火焰原子吸收光谱法测定水中的重要金属元素等 |
5 | 化学 | 环境工程实验室 | 环境工程实验室由水资源开发、固体废弃物处理以及室内外空气监测三个功能区域组成；拥有各类先进环境监测及污染控制工程仪器二十余台，主要包括美国哈希紫外可见分光光度计DR6000、生化需氧量分析仪BODTrakII、德国曼默博尔uniToc 1ab、日本滨松水质毒性检测仪BHP9511、德国优莱博加热循环器SE-26、德国弗里茨单罐行星式高能球磨机、德国纳博热多段程序控温管式/箱式电阻炉、美国英思科多气体检测仪MX6、二氧化硫检测仪GB60、英国PPM甲醛检测仪ppmhtv、臭氧发生器HY-005、臭氧浓度检测仪Z-1200XP等 | 可用于水中污染物：TOC、COD、BOD、氨氮、总磷、总氮、溶解氧等常规检测要求以及水资源合理利用等应用型课题研究；也可用于样品物料均化、酸浸实验、物料研磨、机械活化、物料烧结、中高温样品合成、灰化处理、物料气体组分逸出检测等基础性研究以及固体废弃物的资源化利用等应用开发型研究 |
6 | 化学 | 数字化探究实验室 | 配备美国Vernier 10种数字化传感器，主要包括分光光度计Go Direct SpectroVis Plus、Go Direct pH计、Go Direct二氧化碳传感器、Go Direct氧气传感器、Go Direct导电率传感器、Go Direct温度传感器、Go Direct气体压力传感器、Go Direct滴数传感器、Go Direct光学溶解氧传感器、Go Direct恒定电流传感器等 | 可以用于监测化学反应过程中的各类性质变化。例如在PBL课程中，通过测定染料的吸光度变化，观测染料与酸反应时的浓度变化；通过测量反应趋于平衡时pH的变化来研究改变初始离子浓度对平衡的影响等 |
7 | 生物学 | 神经科学与基因工程实验室 | 徕卡DMi8倒置显微镜、Biometra Tadvanced 96G PCR仪、EPS-300电泳仪、Tanon-2500凝胶成像系统、Forma i160培养箱及GenPure Xead plus纯水系统等 | 可提供DNA与蛋白质分析、DNA与蛋白质纯化等基因工程的分子生物学操作与研究。如基于基因序列的多态性分析等 |
8 | 生物学 | 微生物学实验室 | 生化培养箱、超净工作台、精密电子天平等 | 可承担非致病微生物的分离、培养、鉴定及其应用的教学任务。如微生物降解厨余垃圾的研究等 |
9 | 生物学 | 细胞生物学实验室 | 拥有细胞培养室、缓冲室、准备室等实验室3间。配备有Nikon倒置显微镜、Thermo细胞培养箱、超净工作台、Thermo冷冻离心机、SANYO超低温冰箱等大型专业设备 | 可开展基于细胞生物学的各项生命科学创新课题研究，如重金属对细胞活性的影响等 |
10 | 生物学 | 生态学数据采集工作室 | 人工气候箱、叶绿素测定仪、PASCO数据采集设备、DATAHARVEST数据采集设备等 | 可进行植物生理和生态学数据的采集和研究，如不同光质对模式植物生长发育的影响等 |
11 | 信息科学 | 4K融媒体演播实验室 | 以ROSS专业导播台和SONY广播级讯道摄像机等设备为核心搭建的4K融媒体演播中心，并配备Vizrt虚拟演播室 | 完整的标准电视节目制作流程（摄录编播），新媒体创作，校园文化资源整合（新闻、访谈等），影视教育 |
12 | 信息科学 | 非线性编辑实验室 | HP专业视频工作站，SAMSUNG高解析度显示器，Pinnacle视频采集卡 | 数字视频与音频的非线性剪辑，创意音视频制作 |
13 | 信息科学 | 数字录音实验室 | 以专业音频行业标准Avid HD音频DAW、MAC Pro工作站和GENELEC录音棚监听音箱为核心架构的数字录音制作系统 | 现代数字录音、混音技术实践，声音设计创作基础，IB音乐教学 |
14 | 信息科学 | 虚拟现实实验室 | 高性能计算机、VR眼镜、VR编辑器软件和主题资源 | 3D虚拟现实制作和渲染 |
15 | 信息科学 | 嵌入式系统实验室 | 51单片机基础实验平台、MagicARM270高级实验开发平台、物联网教学实验平台、RFID射频识别教学系统以及各类实验设备，供师生使用 | 嵌入式系统在工业、医疗、军事、数字家庭、消费电子、汽车电子等领域有着广泛的应用，具有无限广阔的发展前景。近年，随着物联网的兴起，各种智能设备正在逐步进入人们的日常生活，“智能穿戴”、“智能家居”等产业的迅速崛起赋予了嵌入式系统新的生命 |
16 | 人工智能 | 计算机视觉和机器学习实验室 | 高性能计算机、Ubuntu操作系统 | 围绕当前人工智能的热门领域，涵盖了扩散模型、生成网络、大语言模型、语音驱动和孪生数字人等前沿技术算法 |
17 | 人工智能 | 类脑智能实验室 | NAO机器人本体、Kinect3D影像采集器 | 通过借鉴生物脑的视觉感知、学习决策、运动输出等功能，构建基于机器人的视觉信息处理模型、强化学习模型、运动控制模型等，实现对NAO机器人的运动控制、人体手势动作识别等基础任务，并进一步实现人机意图理解、人机协作等高级认知任务 |
18 | 医学 | 人体健康实验室 | 配备心肺复苏安妮、迷你安妮以及各种人体器官模型 | 开展心肺听诊、腹部触诊、病理状态模拟等医学训练，了解创伤急救、流行病学、营养学等知识 |
19 | 心理学 | 心理实验室 | 设有心理活动室、心理咨询室和心理放松室、心理办公室等，配备相关专门设备、器材 | 开展心理测验、心理咨询、心理放松等活动 |
20 | 神经科学 | 脑认知神经反馈实验室 | 20导脑电图ENOBIO20，运动捕捉系统与肌电信号检测器Polhemus G4 system，高精度三维运动捕捉系统Optitrack Prime 17W， 眼动追踪仪Eyelink Portable DUO，多媒体台HP触屏一体机等 | 实验室以计算机为主提供大脑认知功能检测的工具集软件，主要涉及到大脑的注意、记忆、执行功能、决策、视听嗅等基本感知觉、语言等功能，此外通过外加硬件检测感觉—运动转换和运动控制等方面的功能及脑电信号 |
21 | 地理学 | 数字地理创新实验室 | 多媒体球幕投影演示仪、三球（日地月）运行仪、数字天球仪、天象仪等 | 对天文现象进行模拟分析，打破天文现象模拟、观测是时空限制；依托于GIS课程了解、学习地理信息技术，制作专题电子地图 |
22 | 金融学 | 金融科学实验室 | 高性能专业卡计算机、高清LED大型拼接屏幕、多路视频矩阵、高流明投影仪与可变色玻璃墙面、近焦投影和红外追踪交互系统、台式服务器等 | 债券定价实验、量化投资实验、程序化交易实验、企业模拟经验实验 |
23 | 音乐 | 电脑音乐工作室 | 苹果一体机、音箱、MIDI键盘等 | 音乐制作小型项目、基于DAW的创意作曲项目 |
24 | 音乐 | 声音实验室 | AMS Neve的8424数控模拟调音台、Dolby Atmos 7.1.4全景声音箱系统（Kali Audio音箱组成）等 | 声音采样、Foley拟音实验、音频后期制作、基于DAW以及结合全景声系统的创意作曲项目 |
25 | 工程 | 智能汽车实验室 | edgeboard百度计算卡、摄像头、车辆控制主板与控制板、赛曙科技I车模及相关配件、RT1064核心板、3S电池、越野组车模、越野组核心板套件、声音信标等 | 室内外多种智能汽车模型的开发学习，包括室内AI模型推理小车（仅依赖rgb摄像头对赛道进行巡线并且完成多项特殊元素任务）和巡线小车（沿铺设黑胶带行进）、室外越野信标车（使用GPS与硅麦进行定位，寻找随机响起的声音信标并进行抢点对抗赛，同时支持遥控操作） |
26 | 工程 | 土木工程创新实验室 | 小型模拟地震振动台、伺服控制系统、万能试验机、数据采集系统、数据控制系统、多维度光学扫描仪、位移传感器、加速度传感器、力传感器等 | 材料性能试验、结构或构件的承载力试验、基础承载力试验、结构或构件的恢复力特性试验、土体试验、模型结构的模拟地震振动台试验、智能结构搭建、真实结构的动力特性测试、数值仿真模拟、混合模拟试验 |
27 | 工程 | 无人机创新实验室 | 教学风洞、流动可视化设备、多旋翼飞行器姿态调节台架、电机及螺旋桨综合试验台、直升机模拟驾驶舱、战斗机模拟驾驶舱等 | 研究不同气流气压下机翼的升阻力情况、水流压力下机翼的升阻力及姿态情况、调节无人机姿态及测试发动机推力等 |
28 | 工程 | 工业机器人实验室 | 六足机器人、六自由度机械臂 | 机械臂路径规划、模拟仿真 |
29 | 工程 | 仿生机器人实验室 | 表情机器人平台、双足人形机器人平台 | 人形机器人、表情的基础理论和识别模仿算法，双足行走的控制，并通过计算机仿真和实际机器人实验，了解人形机器人开发环境，建立人形机器人的科学研究方法 |
30 | 工程 | 智能工程实验室 | Arduino系列开发板、树莓派开发板、ROS机器人平台及各类传感器和测量仪器仪表 | 可开展各类自动控制实验及机器人领域自主课题研究 |
31 | 工程 | 乐高机器人实验室 | 乐高可编程主机、马达、传感器、结构件等 | 可开展机械结构设计、机械传动实验 |
32 | 物理学 | 电机变频技术实验室 | 交流电变压实验平台、 交流电机变频实验平台 | 交流电变频实验 |
33 | 物理学 | 电子技术实验室 | 数字电路实验套件、 电子焊接实验操作台、 函数信号发生器 | 数字电路实验 |
34 | 技术 | 模拟驾驶实验室 | 上海红外驾驶模拟器终端、小型车车辆仿真驾驶环境、虚拟驾驶模拟网络服务器 | 模拟车辆驾驶 |
35 | 技术 | 3D打印实验室 | Stratasys柜式碳纤维3D打印机、架式小型通用3D打印机、3D材料存储柜、3D打印成品清洗机 | 3D模型建模和制作 |
36 | 技术 | 公共加工间 | 数控机床、激光切割机、台式线锯、座式切割机 | 小型金属件加工、无人机外壳制作 |