机器人实验室里的第N次测试

不久前,由教育部、国家发改委、共青团中央、中国科协等单位共同主办的“2020-2021全国青少年科学调查体验活动”评选结果出炉,昆明市第一中学西山学校获评“2020年青少年调查体验活动优秀学校”称号。

像这样的科技教育类荣誉,对于昆明一中西山学校来说已经是屡获不鲜了。该校已多次在国际、国家级及省市区各级的科技竞赛中获得一等奖,学校也先后获得昆明市科普示范学校、云南省科普示范学校等荣誉认可。

昆明一中西山学校高度重视创新型人才培养,以科创实验室孵化未来科创人才。学校建立了科创教育工作室和科创实验室,开设了人工智能、机器人、工程实践、机甲大师、机械建模、智造设计、无人机、模拟飞行、过山车、科学艺术等30多门创新实践项目,通过交叉学科和前沿技术培养学生科技素养。

软硬两手抓 为科技教育做充分保障

昆明一中西山学校创新工作室致力于培养学生的创新精神和实践能力,提高青少年的科技素质。因而从软(制度建设)、硬(基础设施)两方面为科创教育做好保障。

学校建设起健全的科技教育活动的开展制度,包括《昆明一中西山学校科普工作制度与管理制度》、《昆明一中西山学校科技教师培育办法》、《昆明一中西山学校科技活动室管理制度》、《昆明一中西山学校科技创新财务管理制度》等。学校积极做好每学年的科教经费预算,力争人力、财力、物力保障到位,确保科技创新教育工作顺利开展。

硬件方面,学校建起了“校园微型科技馆”,设有固定的科技教室、科技活动室、科学工作室,学校还有2间机器人教室、1间昆明市生物标本实验室、1间昆明市创新工作室,同时有3间专门的科技活动室(室内300平米左右)建设为校园科技活动场所。这些科普教育学习空间从过去的流程模式转变为以学生为中心的体验学习模式,空间的设计更有利于协作、自主学习以及探究和创造。

为学生的科技成长理清上升路径

万事俱备,科技教育就要起航了。科技领域广袤无垠,亮点繁密,学校教育该选取哪些、该朝哪个方向走呢?工作室的老师最初也比较茫然,项目与教学有时候感觉很杂乱,看到有什么比赛就教什么项目,没有明确方向。在经过多个项目的实践和一段时间的教学试验之后,老师们开始设计工作室的项目教学,并以程序算法、机械设计、嵌入开发为科创学习基点,关注到学生基础逻辑思维培养,也给学生的科技成长之路理清一个上升阶梯和深层学习路径。

为此,昆明一中西山学校建设起专业科创教师团队,并重塑课程体系、整合算法程序设计、嵌入集成电路和机械工程设计三个方向的课程,以科技特色班与创新课程深度培育创新型学生,推动学生在科学技术和人工智能方面的深层次学习。学校开设了多种科技课程,包括基于计算思维的计算机编程入门(C++)、基于设计思维的项目学习(Design)、机器人课程、基于APP Inventor的手机应用开发课程、3D打印笔设计以及3D建模课程、基于Arduino的创客课程等。

昆一中西山学校科创实验室科技项目

学生在工作室的项目学习中经历了从无到有,亲手组装了机器人,写下了第一行代码,亲自设计机械结构,建模、打印、操作练习等,在不同项目的实践中,学生思考问题和做事的方式发生了改变。渐渐地,学生们在做项目时都会习惯测试n次错误数据,在不断测试中寻找可能的正确。

从小萌新到大师兄科技特色班的传帮带

从2017年9月开始,为更好促进学生多元发展,学校从初一年级开始设立科技特色班。特色班的孩子在正常的学习之外,利用每周共6~8节开展科技创新教育,逐步挑战不同层次的科技难题,从而展现自己的科技潜能。

对科技班的学生们来说,机器人技术和编程技术是基础必修课程。在学校机器人课程中,主要培养学生对机器人的设计和应用。在 uKit机器人套装的不同零件学习中,掌握各类型零件的作用和连接方式,激发学生对机器人领域的学习兴趣和动手愿望。

科技班学习机器人技术和编程技术是基础必修课程

科创教育工作室的项目越来越多的时候,科技教师队伍不够用了,这时学校开始尝试让老学员带新学员一起学习做项目。工作室不同项目的学生慢慢习惯了初三带初二、初二带初一,正如一名学生所说:“我也从一开始的小萌新逐渐成长为可以靠自己解决问题的人,到现在已经是可以去帮助他人思考问题的人,从曾经被人带领到现在可以教学弟,我收获了友谊、经验和更多东西。”

原创科普剧获全国大赛二等奖

学校会每年举办科技节、科技周、科普月、科学家进校园、创新实践研学等活动,为学生的科技成长提供更广阔平台。同时积极组织和培养学生参加国家及省市区各级的机器人竞赛和科技创新大赛,开拓学生眼界、培养协作能力、提升技术素养。

工作室不仅在全国各级各类科技与机器人竞赛中成绩喜人,在科学与艺术的融合上也取得了取得丰硕的成果。机器人舞蹈的编排表演,科普剧《人工智能新生活》、《未来在你手中》相继诞生,这些都是学校科技教育深化研究的结果,也推动了科技教育的创新和持续发展。学生们用科普剧展现对人工智能时代的独立思考。学校原创科普剧获得第六届全国科学表演大赛二等奖。

昆一中西山学校原创科普剧喜获第六届全国科学表演大赛二等奖

以科技教育为特色的学校不少,但像昆明一中西山学校这样深耕、全面、不断创新的学校,尤其值得学习和借鉴。