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他们的老师是火箭“大咖”

原标题:他们的老师是火箭“大咖”

新京报讯(记者 吴娇颖 倪伟)今天是第四个中国航天日。过去三年的航天日,航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)总体设计部“领航”科普队的火箭设计师们,都要到周边中小学去进行志愿科普工作,给孩子们讲讲中国航天的故事。但今年,他们多了一项特殊的任务,也多了一个特别的身份。

来自“火箭院”科普队的导师们和学生在一起。摄影/新京报记者 王嘉宁

2018年9月,北京十二中钱学森学校(简称“钱校”)正式建成开学。今年3月,这所打上了航天烙印的学校,为学生打造了一系列特别的选修课。小卫星弹射筒制作、FPV无人机实践、数学建模与3D打印、人脸图像智能分析与识别、电子工程技术、月球探秘……每周四,来自火箭院的航天设计师们,都要到钱校为初高中生上两节“科技创新课”,一共80分钟。

来自“火箭院”科普队的导师在讲人脸图像智能分析与识别。摄影/新京报记者 王嘉宁

对于从未真正当过“老师”的年轻设计师们来说,怎么用孩子们最容易接受的方式来讲专业的航天知识,是一个全新的挑战。

火箭设计师第一次当老师

李欣和队友给他们的课程起了个简单易懂的名字:小卫星弹射筒制作。

“小卫星弹射筒”实际上是一种卫星分离装置,火箭把卫星打到太空,卫星最后脱离火箭末级进入轨道的那个步骤,就是以弹簧为动力“弹射”出去。“弹射筒”是个很形象的比喻。

在一次卫星发射中,卫星弹射是很细节的一个环节,李欣需要面对一个问题:怎么让学生理解这个环节,并且知道这件事的意义在哪。

作为一门科普课程,他们原本有“更有意思”的选择,比如做一个“水火箭”,通过设计、制作、拼装,利用水的喷射力将小火箭“发射”出去。这是一种非常流行的航天科普教具,但李欣认为这太简单了,小学生就能做,而他的学生是高中生。

科普从了解知识入门,深入下去,是可以激发创新的。李欣和队友想让学生接触到真正的科技创新本身,于是选择了这个集设计、制作、测试于一体的项目。他以北京八一学校学生研制科普小卫星的故事鞭策学生:“别人家的孩子都发射卫星了,我们也要学点真正的技术。”

这个课程并不简单,同学们首先使用的画图工具,就是目前最通用的工程设计软件,甚至比某些大学工科专业学生用的还要先进。先用三维软件画零件,再用二维软件绘制图纸,送到工厂加工,最后组装完成。

“制作小卫星弹射筒涉及到原理学习、设计、绘图、加工、制作,相当于一个完整的部件设计出厂流程。”李欣说,这就是一个真实的工程实施过程。而且最后成果是可以实体操控的,学生会收获到成就感。

另一个班上,FPV无人机资深爱好者李铎决定带学生“玩”点有意思的东西。FPV无人机目前在国际上很火,实践难度不大,但包含的专业知识特别多,操作、零件管理、结构、电路、焊接、编程等等,在李铎看来,这个项目非常适合带到中学课堂,能动手也有趣。

事实证明,他的方向是对的。报名时,FPV无人机实践课成为开设的六门课程中最受欢迎的项目,额定20个人的班级,有60个学生在网上报名,不得不启动了一轮选拔。

来自“火箭院”科普队的导师在为学生讲授FPV无人机实践课。摄影/新京报记者 王嘉宁

没有参考样本的“野路子”

李铎认为自己只是个“野路子”,对于教课心里很没底。但在无人机专业博士郝现伟、任天助和资深科普骨干吕顿加入后,这个团队瞬间撞出了“火花”。

在李铎看来,团队的教学技巧是会“讨好学生”,“我们的课以初中生居多,太专业既枯燥又难懂,还是需要从简单入手。”

年轻的火箭设计师们决定带孩子们“边玩边学”。第一节课,他们给学生找来了FPV无人机国际比赛的视频,先向学生提问,四个螺旋桨和六个螺旋桨的无人机哪个更好。学生回去后自己主动找答案,下一堂课跟老师们讲,“这就是一个好的开始”。现在课程进入实践阶段,讲到飞控程序,他们就让学生拿着机器先去飞一飞,出现问题了再来讲为什么,学生就会主动想学。

李铎的同事周天熠也用了这一招,他要教学生搭电路,用单片机去做一些好玩的东西。“上一节课学理论听到昏昏欲睡,下一节课该去实验室了却完全不记得老师讲过什么”,想到自己当年大学学习电子工程时的经历,周天熠决定把课程设计成动手、理论和思考穿插在一起。

来自“火箭院”科普队的导师在教学生电子工程技术入门与实践。摄影/新京报记者 王嘉宁

没有参考样本,“摸着石头过河”的年轻设计师们需要花费大量的业务时间来备课。

每周四下午上课前,周天熠和李欣都得自己在家把装置实验提前做一遍,并且测试所有教学用具。FPV无人机开课前,李铎自己去买了一套无人机装备,团队每周上课前都要开策划会,一个人做课件,其他人把实物试一遍。

“学生不一定要熟练掌握某种技术”

“领航”科普志愿队的设计师们在钱校开设的六门科普课程,每周开课一次,每次两节课共80分钟。除去学生期中期末的时间,一个学期下来约有十次课。要通过短短十次课,指导学生做出来一个“成品”,是一件很有难度的事情。

周天熠的团队一开始设想让学生做一个简单的计算器,但现在看来,十次课只能完成预期的三分之一进度,需要调整计划,设一个更简单的目标。

但周天熠认为,科普课程的目的,并不是一定要让学生熟练掌握某种技术,“我们就是在提前告诉学生,假设你是电子工程师,你每天上班要干什么;如果你选择这个专业方向,你每天将面对的是什么。如果你感兴趣,你就选择它;你不感兴趣,你就避开它。”

为学生教授数学建模和3D打印的王易南说,通过具体课程对学生专业发展起到点拨作用,这点相当重要。如果发现不了自己的志趣所在,入错行,是一生很痛苦的一件事情。“如果学生通过我们的课程,发现自己在某个方面有感觉,愿意投入精力,他可能就能明确后半生往哪个方向走。”

来自“火箭院”科普队的导师在给学生讲数学建模与3D打印。摄影/新京报记者 王嘉宁

和这些年轻的火箭设计师们相比,王易南有着更多的科普经验。在他看来,科普除了培养学生的综合科学素质,更重要的是,在当今信息时代提高学生对伪科学的鉴别能力。“通过各个体系让学生找到一种知识架构,获得判断能力,这对一个人的一生是有重大好处的。”

他们和科技馆的科普最大的不同,是把真实工作的经验教给学生,怎么规划和细化工作、怎么分工协作、甚至怎么管理实验室。

李铎说,第一节课团队就把所有无人机零件发给学生,让学生列出清单分门别类装好,目的就是希望有一天课程结束,学生能学会自我管理,而不是只会说“无人机怎么玩”。

航天科普模式的一种全新探索

科研单位和学校建立长期合作,挑选科研工作者面向青少年进行系统专业授课,这种科普模式对于钱校和火箭院都是首次尝试。

火箭院总体设计部党建管理项目副总师尚玮告诉记者,长期以来,国内科普基本是在某些特殊节日开展的单场活动,例如“科技活动周”“全国科普日”“世界空间周”等,或者送科技下乡、科普进社区、科普进学校等,时间段、内容也难以深入。

火箭院总体设计部“领航”科普志愿队成立4年以来,志愿队就到过100多所学校以及社区、军营、偏远山区等地,讲授航天精神和航天知识,覆盖近万人。

“虽然去过很多学校,但都是活动性、讲座性的,宏观讲讲什么是火箭、什么是太空,为了增强青少年对科学的了解和对航天的兴趣。”“领航”科普队成员王琭珉告诉记者,这种“一次性”科普究竟有多大效果,科普志愿者们“心里也没有底”。

“我们有科普传统和专业优势,用了很多年去普及航天精神,也做了大量的常规性科普,”尚玮向记者表示,今年这种全新的系统专业科普课程,意在希望通过项目激发学生对航天相关专业的兴趣,或者说建立未来加入航天的基础。

通过模拟一次真实科研项目开展的完整旅程,志愿者们还希望,能够增强同学们的项目规划能力、自我管理能力、团队协作能力等。“分工协作这些事我们上大学以后才懂,其实越早明白越好。我们希望通过这门课让同学们理解,想干一件事的时候知道怎么干。”李铎说。

新京报记者 吴娇颖 倪伟 摄影记者 王嘉宁

编辑 贾文程 校对 陆爱英返回搜狐,查看更多

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