根據2017年教育部印發的《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》的要求,綜合實踐活動是國家義務教育和普通高中課程方案規定的必修課程,與學科課程并列設置,是基礎教育課程體系的重要組成部分。因此,為充分發揮科技實踐的育人作用,推動青少年科技活動的蓬勃開展,培養青少年的創新精神和實踐能力,提高青少年的科學素質,貴州省遵義市第二初級中學以賽促教,積極參加各種科技類大賽,以此來檢驗、展示綜合實踐活動成果。

在8月初落幕的少年硅谷人工智能大賽創意天梯挑戰賽中,遵義市老城小學、遵義市紅花崗區第十八小學、以及遵義市第二初級中學,這3所學校在總教練邱兆勇老師的帶隊指導下,憑借出眾的實力,分別獲得全國小學組一等獎、初中組二等獎。其中遵義市第二初級中學參賽隊搭建的天梯超過2米,成為全國參賽隊伍中天梯搭建高度最高紀錄創造者,并順利完成承重挑戰。相對大賽獲獎榮譽,信息技術教師、參賽帶隊總教練邱兆勇老師,更注重學生在參賽前后綜合能力的提升。大賽結束后,邱老師首次公開分享如何帶隊參賽:


我們遵義市第二初級中學以教育信息化帶動教育現代化,一直高度重視學生的信息技術綜合能力,在校領導親自帶動下,我校推進信息技術與教育教學深度融合,實現教育思想、理念、方法和手段全方位創新,以賽促學,提高教育質量,多次在各種科技大賽中獲得不錯名次。自從我校在2021年3月得知少年硅谷人工智能大賽創意天梯挑戰賽這個項目后,我們就開始了備戰。
雖然在備戰的過程中遇到了不少難題,但這對我們后面產生啟發性思維有巨大作用。以搭建天梯為例,我們通過不斷地修改、摸索、總結、驗證,逐漸掌握了最穩固最省力的天梯結構和提升裝置模型。下面,我就如何帶隊參賽進行幾點總結,請各位老師指導,歡迎大家交流:

眾所周知,三角形是最穩定的結構,我們從一開始就選擇三角形主體,之后經過不斷的測試,發現頂層也使用三角形不僅不會降低天梯的牢固程度,整體重量也不會增加多少。這個環節需要用到數學、物理、建筑結構等知識,甚至我和孩子們一起繪圖做好力學軌道分析,做到胸有成竹。

為了能提起更重的物體,我們不停的測試各種比例的齒輪組。并將所有參數記錄在案,試圖找到其中的聯系。
功夫不負有心人,我們從中找到了齒輪組、速度、提升重量之間的聯系,并通過表格的形式呈現,和其他學校老師交流的過程中,只要對方提供相應的齒輪參數,我們就能大致估算出他們提升重物的重量極限和提升100CM所需的時間。

一次偶然的機會,我把壞掉的tt馬達拆開,從馬達的減速組中得到了很多啟發,并將之用到了我們的比賽中,取得了非常不錯的效果。我同時協助指導另外兩所小學一起完成相關工作,他們也不負眾望,在比賽中均取得了小學組一等獎的優異成績。

剛開始我們使用的是“動手客”來提供動力和人工智能,但很多功能無法實現。于是我們又換成“蘑菇云”的“掌控板”,配合“二哈”,不僅可以實現人臉識別、物體識別等功能,還能實現自動停止等多種功能。在整個過程中也遇到了很多問題,但都被我們一一解決。
之前我們測試所用的電源是6V1A或者5V1A,最多也就能提起6kg的砝碼,在知道電源是5V2A之后,我們使用手機充電器(5V2A)作為馬達的動力,中間串接繼電器,再用另外一個手機充電器(5V1A)作為人工智能的電源,這樣不僅讓我們的動力得到充分利用,更不會對人工智能設備增加過多的負載。實驗證明,只要科學合理運用各種可能性,承重提起10kg,并非不可能。


對于參賽,正確的心態很重要。參賽不僅是為獲獎,還能對孩子們豐富閱歷、鍛煉自己,都帶來非常大的幫助。
從3月份起,我們開始做賽前準備,一并開始調整心態,積極自信面對未知的挑戰。提前學習3D One,設計不同的套件進行3D打印,做好相應知識儲備。能熟練運用計算機建立簡單的非線性模型,了解平面繪圖等初步的識圖方法,掌握圖形化程序語言完成感測與線路馬達控制等等。
這樣既能提高孩子們空間思維能力,還能大大提高邏輯思維能力。并且通過強化訓練搭建天梯,孩子們的動手能力也得到明顯提高,而且將這個過程當做一次團隊游戲,大家都能以放松的心態參與。
“賽前做好充分準備,賽時才能靈活應對”這是我們的“參賽指南”。“成長比獲獎更重要”是我們的“參賽準則”,對學生進行這樣的教育,就能以放松的心態積極參與。

最重要的是,孩子在不斷的學習、實踐、總結、修改的循環過程中,學會了發現問題、思考問題、解決問題的方法與能力,充分發揮了科技實踐的育人作用,相信這樣的成長一定能讓學生終身受益。最后,感恩本次大賽的磨礪,感恩中國下一代教育基金會的關懷,感恩學校領導的支持,感恩家長的理解,感恩孩子們的努力,以及所有幫助過我們的人!
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