李滿紅

【摘要】在“雙減”政策的背景下，各個(gè)學(xué)校實(shí)行了“5+2”的課后興趣課。我校作為東莞市創(chuàng)客教育學(xué)校，重于培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，貫穿落實(shí)科技勞動(dòng)綜合實(shí)踐素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，為國家培養(yǎng)新的科技人員。

【關(guān)鍵詞】“雙減”;科技創(chuàng)新;實(shí)踐研究

習(xí)近平主席在主持科學(xué)家座談會(huì)上提出：“好奇心是人的天性，對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起，使他們更多了解科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)方法，形成一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體。”

我校作為廣東省科普教育基地，我們課程實(shí)施的根本目的是響應(yīng)國家：“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號(hào)召，繼承和發(fā)揚(yáng)實(shí)中，為了學(xué)生的終生發(fā)展負(fù)責(zé)的辦學(xué)宗旨和知行合一的辦學(xué)理念，貫穿落實(shí)科技勞動(dòng)綜合實(shí)踐素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才?！?/p>

一、課程目標(biāo)

1.通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生興趣。

2.通過小發(fā)明、小制作培養(yǎng)創(chuàng)新成就感。

3.通過三模一建、無線電測向等科技勞動(dòng)教育實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)習(xí)應(yīng)用技能。

4.通過對(duì)人工智能搭建與編程、科技創(chuàng)新作品培養(yǎng)開發(fā)能力

5.通過各項(xiàng)科技勞動(dòng)教育實(shí)踐平臺(tái)培養(yǎng)分享和學(xué)習(xí)交流、團(tuán)體合作精神、激勵(lì)學(xué)生對(duì)未知事物充滿好奇心并大膽嘗試創(chuàng)意物化。

二、創(chuàng)客教育愿景

培養(yǎng)富于創(chuàng)新意識(shí)、樂于表達(dá)創(chuàng)見、善于構(gòu)思創(chuàng)想、勤于動(dòng)手創(chuàng)造的創(chuàng)客達(dá)人和創(chuàng)新預(yù)備人才。在日常教學(xué)上，通過小制作、小發(fā)明來培養(yǎng)學(xué)習(xí)者動(dòng)手制作的意識(shí)和基本創(chuàng)新技能。重在通過趣味性、生動(dòng)性的活動(dòng)來激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣。通過跨學(xué)科知識(shí)和最新科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用來提升學(xué)習(xí)者的問題解決能力。如我校作為東莞市創(chuàng)客教育學(xué)校，2018年3月，學(xué)校行知?jiǎng)?chuàng)客中心主辦的一場例行校級(jí)科普講座之《創(chuàng)新思維培養(yǎng)》。

講座結(jié)束時(shí)，參加講座的300多名學(xué)生每人領(lǐng)到一份創(chuàng)意表，要求利用課余時(shí)間把創(chuàng)意表完成提交上來，老師會(huì)根據(jù)創(chuàng)意表跟進(jìn)協(xié)助同學(xué)們的創(chuàng)意作品進(jìn)行孵化、改進(jìn)使其成品化。二周后，我們創(chuàng)客中心陸陸續(xù)續(xù)收回各班提交上來的260多份創(chuàng)意表，經(jīng)過創(chuàng)客中心老師團(tuán)隊(duì)的認(rèn)真篩選，發(fā)現(xiàn)孩子們更多的創(chuàng)意都源于學(xué)習(xí)、生活中所見，例如，有要制作一件冬暖夏涼的衣服的;有要對(duì)高層建筑的雨水、洗手間排水進(jìn)行收集用來澆灌的;有要對(duì)體育館座椅安裝可調(diào)溫系統(tǒng)的;有要對(duì)書包加裝防曬防雨裝置的;有對(duì)宿舍晾曬衣服總滴水并難于涼干，提出制作智能快速晾干衣服并可收集滴水的衣架的;還有對(duì)球鞋帶經(jīng)常脫落要制作一條智能鎖緊鞋帶的……

在我們創(chuàng)客中心教師團(tuán)隊(duì)甄選這些創(chuàng)意表時(shí)，為孩子五花八門、奇思妙想、腦洞大開的創(chuàng)意倍感驚喜。實(shí)踐表明，只要我們引導(dǎo)得當(dāng)，學(xué)生天生就懷揣著一雙發(fā)現(xiàn)世界不同角度的眼睛，與生俱來的好奇心和探究欲，具有發(fā)現(xiàn)問題、主動(dòng)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)創(chuàng)造的潛能，只要給他們提供豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)和平臺(tái)，給予孩子們充分信任和支持，那么孩子們必定會(huì)還我們一個(gè)未來可期。

創(chuàng)意表中有一份來自2018級(jí)陳梓軒（化名）的創(chuàng)意，他恰好也參加了此場科普講座，在講座中，他了解到發(fā)明創(chuàng)造基本技能，并明白發(fā)明創(chuàng)造人人可為，意識(shí)到發(fā)明創(chuàng)造無處不在，可以讓生活更便利、提高居家生活智能化。在完成創(chuàng)意表的期間，恰逢他家正在裝飾新居，他見到自家新居里安裝的窗簾是搖控自動(dòng)開啟與閉合的，由此想到班里個(gè)子矮小的同學(xué)擦黑板挺費(fèi)勁的，并且由于擦黑板會(huì)落得一身粉筆灰，班里沒有誰樂意去擦黑板。于是，他想根據(jù)家里遙控窗簾的原理，就設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)擦黑板神器，由于他的創(chuàng)意表表述得條理清晰，可操作性強(qiáng)，后來通知他到我們的行知?jiǎng)?chuàng)客中心，教師明白了他的設(shè)計(jì)意圖后，又協(xié)助他改進(jìn)了電機(jī)裝置及換上納米擦布，貯水與噴水裝置等，經(jīng)過幾次調(diào)試、改進(jìn)后，成品出來了，擦拭黑板的郊果也很好，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，成本實(shí)惠，安裝方便。我們教師團(tuán)隊(duì)提議讓他把這款自動(dòng)擦黑板神器進(jìn)行專利申請(qǐng)，孩子一聽，深表懷疑，就這樣不能申請(qǐng)專利吧？我們堅(jiān)持讓他試試，沒申請(qǐng)上也不要緊。于是，我們再指導(dǎo)他設(shè)計(jì)出完整的電路圖，按規(guī)范格式寫好技術(shù)申通書，上交專利局申報(bào)專利。出乎意料的是順利拿下由我校學(xué)生自主完成的第一項(xiàng)國家專利。這極大激勵(lì)了我校師生們開啟小發(fā)明、小制作創(chuàng)新熱情，自2018年以來，我校行知?jiǎng)?chuàng)客中心師生們先后成功申報(bào)專利共24項(xiàng)。

三、創(chuàng)客教育的定位

創(chuàng)客教育是通過教師引導(dǎo)、使學(xué)生經(jīng)歷情境體驗(yàn)、動(dòng)腦設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作等環(huán)節(jié)，結(jié)合動(dòng)手參與、提問、分享、共同探討、協(xié)作等學(xué)習(xí)過程，在“玩中學(xué)，做中學(xué)”的過程中激發(fā)青少年的想象力、創(chuàng)造力、煅煉動(dòng)手和溝通表達(dá)能力，培養(yǎng)邏輯思維和分享精神，促進(jìn)青少年的自主思維和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力，把娛樂、學(xué)習(xí)、實(shí)效有機(jī)結(jié)合。

工程結(jié)構(gòu)-工程技能-E1馳騁星海這一項(xiàng)目是我們眾多機(jī)器人項(xiàng)目中強(qiáng)項(xiàng)之一（如圖1所示），我們創(chuàng)客隊(duì)員一共30多名，曾代表學(xué)校參加過2019、2020年世界機(jī)器人總決賽、2020年廣東省中小學(xué)勞動(dòng)教育暨信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)，及2021年東莞市中小學(xué)機(jī)器人比賽等，歷經(jīng)眾多比賽錘煉。

我校開展這一項(xiàng)目最早是在2019年2月底，我們創(chuàng)客隊(duì)接到了參加市機(jī)器人比賽能通知，我們創(chuàng)客隊(duì)共18名隊(duì)員迅速集結(jié)，分別參加BDS及無人駕駛二個(gè)項(xiàng)目的比賽。這場市比賽，由于我們對(duì)機(jī)器性能尚不熟悉，訓(xùn)練時(shí)間太少，加上東莞市參賽機(jī)器人項(xiàng)目的每一支隊(duì)伍都太過強(qiáng)悍，導(dǎo)致慘敗。

但我校創(chuàng)客隊(duì)是一支愈銼愈勇，敢于迎難而上的一支隊(duì)伍。2019年7月，我們行知?jiǎng)?chuàng)客中心再次召集隊(duì)員，準(zhǔn)備參加北京站世界機(jī)器人總決賽，隊(duì)員們開始研讀比賽規(guī)則，根據(jù)規(guī)則分成三個(gè)小分隊(duì)進(jìn)行各自隊(duì)伍的機(jī)器人搭建。由于BDS是散件，要把這各種型號(hào)的結(jié)構(gòu)連接件組裝成威力爆表的機(jī)器人，三個(gè)小組成員進(jìn)行了各種款式的嘗試，剛開始先組裝了4個(gè)馬達(dá)組成的簡裝機(jī)器（如圖2所示）。

這一款機(jī)器人拼裝起來相對(duì)比較簡單，更換零部件也比較容易，拼裝好后，我們幾支隊(duì)伍在訓(xùn)練PK過程中發(fā)現(xiàn)，由于機(jī)器質(zhì)量太輕，很容易翻車，也不具備攻擊性及防守能力較差。于是，我們創(chuàng)客隊(duì)員再次細(xì)細(xì)研讀比賽規(guī)則，發(fā)現(xiàn)每一臺(tái)機(jī)器可用12個(gè)馬達(dá)任意組合，幾經(jīng)思考、改裝、嘗試實(shí)踐，后決定把機(jī)器人拼裝成用如下圖第三代機(jī)器所示：成功組裝、搭建好這款神器后，發(fā)現(xiàn)這一組合的機(jī)器人比之前市比賽組裝的機(jī)器人力度大，穩(wěn)定度也大大提升，在小組PK實(shí)訓(xùn)中再?zèng)]出現(xiàn)翻車案例。并以這一款機(jī)器人獲得了2019年世界機(jī)器人冠軍賽冠軍（如圖3所示），宣布冠軍那一刻，我們?nèi)?duì)師生們都驚呆了—我們創(chuàng)客隊(duì)居然把人家機(jī)器人培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的隊(duì)伍給干下去了，所有暑假期間因?yàn)橛?xùn)練而所受的日曬雨淋全都值了。事后回想，為什么我們在裝備明顯落后的情形下還能獲勝呢？這原因有兩點(diǎn)，第一，我隊(duì)的這二隊(duì)員自初一入機(jī)器人社團(tuán)以來一直搭擋參加各類比賽，歷經(jīng)大賽錘煉，臨場不懼，應(yīng)變能力強(qiáng)。第二，暑期封閉集訓(xùn)，對(duì)裝備反復(fù)裝卸與配合訓(xùn)練，對(duì)自己的機(jī)器性能了如指掌，比賽場上達(dá)到人車合一，進(jìn)攻與防守隨機(jī)切換，分工默契。

世界冠軍的獲得激勵(lì)了一大幫創(chuàng)客隊(duì)員熱情投入到機(jī)器人項(xiàng)目學(xué)習(xí)中來，在北京站讓我們見識(shí)了眾多機(jī)構(gòu)搭建的不同創(chuàng)意不同款式的機(jī)器人搭建，讓我們大開眼界，正當(dāng)我們信心滿滿加緊籌備2020年省機(jī)器人比賽時(shí)，新問題來了，發(fā)現(xiàn)我們改進(jìn)的第三代機(jī)器人組合由于力度大，二個(gè)拼成一組的馬達(dá)不能完全匹配，結(jié)果很容易出現(xiàn)過熱屏?；蝰R達(dá)直接就over掉了，更換起來特別費(fèi)勁，同時(shí)也爆掉了一大批馬達(dá)，消耗太大，損失慘重，事后才被告知，原來這一批馬達(dá)廠家出廠時(shí)質(zhì)量也存在問題，浪費(fèi)了我們好多更換馬達(dá)的時(shí)間。

2020年9月中我們收到省機(jī)器人比賽規(guī)則，發(fā)現(xiàn)這機(jī)器人的大小規(guī)格從原來的40cm變成35cm了，我們創(chuàng)客隊(duì)員，只得加緊把各自的裝備里里外外進(jìn)行縮小改裝，拼裝結(jié)構(gòu)幾經(jīng)更改，螺母給擠爆一大把。

當(dāng)我們充滿必勝的心態(tài)帶著改裝后尺寸合格的裝備前往佛山站參加省機(jī)器人大賽，原以為我們的機(jī)器人擠進(jìn)前三是一點(diǎn)問題都沒有的，豈知到了比賽現(xiàn)場驗(yàn)收機(jī)器時(shí)才發(fā)現(xiàn)，別地市區(qū)隊(duì)伍居然抱著VEX（金屬配件）的裝備來參加這一工程結(jié)構(gòu)E1賽，幾經(jīng)申訴無效后，只能拿著塑料裝備跟人家金屬裝備比拼，如同自己踩著單車跟人家開著路虎比拼一樣，恨地?zé)o縫可躲藏。由于這一賽事被安排在整場賽事的最后一項(xiàng)，時(shí)間太緊，結(jié)果裁判組還決定不進(jìn)行小組循環(huán)賽，一盤定輸贏，準(zhǔn)備了一個(gè)來月的省機(jī)器人比賽就這么草草結(jié)束，我隊(duì)只拿到二等獎(jiǎng)。隊(duì)員們都無比沮喪，但是帶隊(duì)教師安慰他們，任何一場賽事都是新的開始，這次我們也吃一塹長一智，以后我們每一場比賽規(guī)則都必須細(xì)細(xì)研讀。

從省賽回來后，為了節(jié)省維修機(jī)器時(shí)間及減少損耗，我們創(chuàng)客隊(duì)再次商議，還是要搭建幾部簡易版的第二代機(jī)器出來，為平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練用，于是，我們耗時(shí)幾天，輕車熟路搭建好了二支隊(duì)用的簡易版機(jī)器。這一款機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)就是維修方便，不足之處就是質(zhì)量輕，速度慢，容易折斷前臂。

2020年我校創(chuàng)客隊(duì)員為了準(zhǔn)備世界機(jī)器人總決賽，再次重裝機(jī)器人（如圖4所示）。

每一項(xiàng)機(jī)器人項(xiàng)目的開展，我們師生們都會(huì)幾經(jīng)搭建、改版，組合，重新編寫編程，達(dá)到每一隊(duì)員對(duì)每一款機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、性能、操作都非常熟悉，祝愿疫情結(jié)束，我們創(chuàng)客隊(duì)員在各項(xiàng)機(jī)器人賽項(xiàng)中，再攀巔峰，勇奪佳績。

簡而言之，我校在開展“5+2”教育模式課程構(gòu)建與實(shí)施方面，注重搭建各項(xiàng)目平臺(tái)，支持、激勵(lì)學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中開拓眼界，發(fā)現(xiàn)問題，積極改進(jìn)裝備，不斷嘗試分享·共享·創(chuàng)新·融合。