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多渠道、多层次培养和激发孩子们的好奇心——让更多青少年仰望星空

更新时间:2021-02-26 09:43点击:

  通过人工智能算法和神经网络训练,输入一张矿石的图片就能分辨出它是哪类矿石。这不是某家高科技公司开发的新产品,而是首都师范大学附属中学几位高中生设计的“火星基地矿物采集自动化识别及分拣系统”。“可能在专家眼中这不算什么,但在这个过程中我们对算法模型产生了浓厚的兴趣,今后想继续钻研下去。”高二学生王韬智说。

  这是我国加强青少年科技创新教育的一个缩影。如何激发青少年的科学好奇心?怎样培养一批青少年科技创新人才?青少年科技创新教育还面临哪些难题?记者日前就这些问题进行了采访。

  培养“创客”,为创新人才培养提供平台

  走进首都师范大学附属中学的青牛创客空间,不由眼前一亮:600平方米的空间分成了“机器人广场”“智控坊”“创想汇”等子空间,3D打印机、电路板雕刻机、数控雕刻机、新型喷绘机等先进设备应有尽有。每天下午4点以后,创客空间就是孩子们最爱来的地方。

  王韬智和同学们的很多想法,就在这里从“异想天开”变成了触手可及的作品。

  上初二时,学校组织了科技主题活动——“寻找和解决生活中的不方便”,旨在培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力。王韬智和小伙伴们开始琢磨:平常放学回家自己都得拿钥匙开门,有时忘带钥匙就开不了门,还得等爸爸妈妈下班才行。能不能把机械锁改造成智能锁,用手机去开锁呢?

  作为学校智控社团的成员,王韬智的想法得到了社团辅导老师李玲的支持。在她的指导下,学生们用3D打印机制作了智能锁,安装了步进电机来控制锁具的门栓转动,还编写了适用于手机APP的解锁程序。最终,智能锁的项目获得了2018年青少年创客奥斯卡答辩展示一等奖。

  在李玲看来,最欣慰的不是得奖,而是孩子们在这个过程中理解了智能控制的内涵,产生了浓厚的科学兴趣,其探索精神、创新能力和合作意识得到不同程度的提升。

  创客空间内摆满了学生们的各种科创作品。大到模拟北斗导航原理的“北斗小卫星”装置,能投篮、可对抗的机器人,小到能够监测瓦斯浓度的自动预警安全头盔,学生们自己建模设计的智控八音盒……令人叹为观止。

  首都师大附中校长沈杰介绍,学校将创新人才培养融入教育实践,率先在中学开展创客教育。2016年建成的青牛创客空间配备了先进实用的硬件设备,为激发和提升学生的创新力搭建了更广阔的平台。

  丰富课程设计,激发孩子的好奇心

  培养和激发青少年的好奇心,不仅需要空间和平台,还需要通过一系列丰富有趣的课程设计、科技活动等来引导创新。

  在北京市育才学校,科技老师陈宏程把日常教学、科创活动有机结合起来。“根据我们在学生中进行的‘好奇心’问卷调查,孩子们最感兴趣的是宇宙天体,其次是生命体。”陈宏程说,每周的科技创新选修课上,除了讲授基本的科学知识,他还根据孩子们的兴趣爱好将其分成不同的研究小组,鼓励他们提出问题、研究问题。

  “有个孩子在野外捉到知了,发现虫子牢牢挂在衣服上,就对知了的‘足’产生了兴趣。”陈宏程介绍,在好奇心的驱使下,当时才上五年级的学生王清石开始观察各种昆虫的脚,发现蜻蜓、苍蝇、蝴蝶等昆虫的足部各不相同。他还对传统昆虫足部的分类方法做了改进,写了一篇童趣盎然的“小论文”——《昆虫“脚”的那些事儿》。上完生物课,陈宏程还带着孩子们走进陶然亭公园、北京自然博物馆等场馆,让孩子们近距离实地观察,亲自动手做试验,在实践中体会科学的魅力。

  在首都师大附中,一项叫做“拆客”的活动也广受欢迎。

  “其实很多人都有这样的经历,小时候对家里的收音机、闹钟等都很感兴趣,特别想拆开看看里面有什么。”机器人社团辅导老师朱安琪说,“让孩子们动手拆一拆那些废旧电器,从了解原理开始,慢慢培养和激发兴趣。一般把东西拆开来,学生都会感叹‘原来这么简单’,然后会参与更多的探索活动。”

  朱安琪告诉记者,在一次社团活动中,一个外观破损的吹风机成为大家拆解和学习的对象。孩子们一边拆、一边看,电热丝的发热原理、电机转动的控制方法统统在玩中就学到手了。拿着拆下来的电热丝和电机,学生们转身就制作了一个棉花糖机。“孩子们围在一起吃棉花糖,比吃火锅还热闹。”

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