“測一下這個引腳的波形!

8月26日,廈門雙十中學(xué)人工智能實驗室里,技術(shù)與工程學(xué)科教師李承霖從示波器上拉過一根探頭。高二學(xué)生周冠成坐在工作臺前,順手把探頭接上單片機開發(fā)板。兩人對著屏幕上一段報錯的代碼研究了很久……

此前整個高一學(xué)年,這樣的場景反復(fù)上演。同學(xué)在午休,周冠成則留守實驗室,擺弄單片機、線路和3D打印設(shè)備。遇到程序報錯、線路不通,就沉下心逐點排查!耙婚_始什么都沒有,慢慢把它做出來,我喜歡這種感覺。”他說。

一個多月前,這名習(xí)慣“泡”實驗室的少年,在第40屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽上捧回賽事最高榮譽“中國科協(xié)主席獎”,同時斬獲格科專項獎。這是“中國科協(xié)主席獎”自2003年設(shè)立以來,廈門青少年第5次獲此殊榮。

周冠成在雙十中學(xué)實驗室做實驗。

思,不盲從

據(jù)了解,本屆大賽不再評審提前打磨好的靜態(tài)作品,改為全封閉斷網(wǎng)限時挑戰(zhàn),全部比拼現(xiàn)場實操。周冠成和3名中國學(xué)生、1名越南學(xué)生臨時組隊,抽到的任務(wù)是搭建一條氫燃料電池組裝生產(chǎn)線,包含機械裝配、電路和氣路調(diào)試、單片機編程等環(huán)節(jié),要求9小時內(nèi)完成。

協(xié)調(diào)能力和表達能力較強的周冠成被推選為隊長,負責(zé)電路設(shè)計與編程。面對并不熟悉的氣動控制,他從課堂上學(xué)過的PWM控制原理中找到共通邏輯,快速完成技術(shù)適配。

比賽中的一個小成就,讓周冠成很自豪:做氣動結(jié)構(gòu)時,團隊計劃采用平行排布方案,但評委認為行不通,建議改用斜向擺放。周冠成和隊友沒有盲從權(quán)威,而是堅持按自己的思路嘗試,最終實現(xiàn)了預(yù)期功能,成為全場唯一用這套方案完成的隊伍。

“要是內(nèi)心不夠自信,就很容易放棄自己的想法!敝芄诔烧f。這份獨立思考的底氣,是他在長期動手實踐中磨出來的。團隊最終拿到91.1分的高分。個人挑戰(zhàn)環(huán)節(jié),他在90分鐘內(nèi)獨立完成了具身智能機器人關(guān)鍵部件搭建等多項任務(wù),取得83.2分。

愛,肯投入

走下領(lǐng)獎臺回到校園,周冠成的日子和賽前沒什么兩樣,依舊是中午扎進實驗室排查代碼。這份從容,根植于從小養(yǎng)成的動手習(xí)慣。

小學(xué)二年級,玩具小汽車壞了,周冠成沒有央求父母買新的,而是拆開,翻遍工具箱找到零件自己修復(fù)。小車重新跑動的那一刻,他第一次感受到,難題可以靠自己的探索去解決。三年級,他參加廈門市中小學(xué)人工智能嘉年華,程序輸入后機器人按照指令運動,調(diào)整一個模塊,結(jié)果隨之改變——科技不再是書本上的概念,變成了可以親手創(chuàng)造的東西。拆玩具、玩航模、自學(xué)編程、接觸單片機,動手實踐慢慢成了他的課余日常,也是他最大的樂趣。

初三那年,父母給他報了補習(xí)班,上了兩節(jié)課后,他覺得不適應(yīng),主動提出不去了,家人選擇了尊重。比起補習(xí)班,他更愿意鉆進屋里研究單片機、3D打印,工業(yè)自動化書籍成了他案頭的?!俺煽儺斎恢匾业阶约簾釔鄣氖虏橹度耄瑯佑袃r值!蹦赣H余瑤說,家里騰了一塊地方給孩子堆零件,從小到大沒攔過他拆東西。家庭的信任,守護著少年最初的好奇心。

進入雙十中學(xué),這份愛好有了更強大的支撐。學(xué)校開設(shè)分層校本科創(chuàng)課程,高一學(xué)3D建模、電子電路、自動控制,高二拓展人工智能、機器人操作系統(tǒng),面向全體學(xué)生,不為競賽突擊設(shè)置。高一時,老師講PID控制(自動控制)原理,周冠成似懂非懂。在老師建議下,他課后搜集資料、觀看教學(xué)視頻,花了一周時間反復(fù)實驗驗證,徹底吃透了這個知識點。“老師講一遍只是知道它存在,真正理解還得自己去鉆。”

李承霖告訴記者,課堂40分鐘很難兼顧不同學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏,因此他把課程錄制成標準化教學(xué)視頻,讓學(xué)生自主觀看實操,他再巡回一對一答疑。在雙十中學(xué),人工智能實驗室常態(tài)開放,各類科創(chuàng)硬件配齊到位,中國科學(xué)院院士鄭蘭蓀等專家也會來為學(xué)生實踐提供指導(dǎo)。課內(nèi)打基礎(chǔ),課外深鉆研,學(xué)生的能力在日復(fù)一日的實踐中一點點提高。

城,托得住

過去20年間,鷺島少年五度摘得大獎,背后是一座城市數(shù)十年科創(chuàng)教育的持續(xù)積淀。

在廈門市教育局、市科協(xié)共同推動下,廈門組建了中小學(xué)科學(xué)顧問專家?guī)欤?17位專家入庫,鄭蘭蓀、戴民漢和鄭南峰等3位中國科學(xué)院院士擔任市級科學(xué)教育總顧問。400多所中小學(xué)聘任了315名科學(xué)副校長,定期入校授課、指導(dǎo)賽事。廈門大學(xué)等高校開放實驗室,讓中小學(xué)生感受真實科研場景。

全市已構(gòu)建了強大的科普矩陣,包含77家認定的星火科技館、66家社區(qū)青少年科學(xué)工作室、5家社區(qū)科普大學(xué)、6家全國科普教育基地等。流動科技館下沉島外、鄉(xiāng)村,展品模塊化輪換更新,破解基層場館展品更新滯后的難題。廈門市青少年科技創(chuàng)新大賽已連續(xù)舉辦41屆,連同人工智能挑戰(zhàn)賽等超30項品牌賽事,每年吸引20萬人次參與。2018至2024年,廈門學(xué)生斬獲近百個國家級、500余個省級科創(chuàng)獎項,4所學(xué)校獲評“全國十佳科技教育創(chuàng)新學(xué)!薄Y愂略u審摒棄唯成品論,評委現(xiàn)場問詢,重點看學(xué)生真實參與和思考過程。

“我們認為,科創(chuàng)培養(yǎng)的核心不是做出一件精致的作品,而是看孩子是否真正參與、真正思考、真正動手!睆B門市科協(xié)副主席馬榮根說。

往屆“中國科協(xié)主席獎”得主陳澤齊對此深有體會。他說,自己在科創(chuàng)道路上的持續(xù)成長,很大程度上得益于中國科協(xié)和教育部2013年啟動的中學(xué)生科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)計劃(英才計劃)的支持和廈大等高水平研究平臺資源的開放。他的切身感受印證了這樣的科創(chuàng)教育生態(tài):家庭托舉、平臺完善、資源共享,三者缺一不可。

目前,廈門市常態(tài)化開展科學(xué)實驗室探秘等特色青少年科技活動,聯(lián)動高校及陳景潤基金會、盧嘉錫基金會等機構(gòu),為青少年提供各類優(yōu)質(zhì)科創(chuàng)資源。2024年以來,累計30名青少年科技輔導(dǎo)員、300名青少年分別獲得“科普教育獎”“科普勵志獎”。馬榮根說,創(chuàng)新能力的根基在于好奇心和動手能力,而這份火種“需要家庭、學(xué)校、社會共同守護”。

青少年階段的科學(xué)啟蒙,是創(chuàng)新人才鏈條的起點?苿(chuàng)教育不是少數(shù)人的精英游戲,而是面向全體的普惠性啟蒙;不是短期突擊,而是久久為功的長跑。廈門40余年的接續(xù)努力——從賽事搭建到陣地覆蓋,從機制創(chuàng)新到資源下沉——為構(gòu)建具有福建特色的創(chuàng)新體系夯實了底座。當越來越多孩子在寬松而有力的生態(tài)中自由探索,八閩大地便有了源源不斷的青創(chuàng)活水。(記者林澤貴 林麗明)

編輯:蔡雨煊
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