梦·想·客

何继华　杨静娴　董丽媛　胡静　杨钦贞

本届东盟-中日韩（10+3）青少年科技冬令营由中国科协青少年科技中心负责组织，北京市第35中学的科技教师共同实施。此次科技冬令营的英文主题是“Dreamer，Thinker，Maker”，旨在帮助各国、地区学生了解最前沿科学知识，学以致用，培养动手操作能力，激发学生们继续追求科学事业的热情。

课程安排

本次青少年科技冬令营以小组为单位进行，由不同国家、地区的学生组成小组。冬令营共分为5个主题，每个主题独立进行，冬令营报名阶段由各学生自主申报感兴趣的课题，最终由主办单位统一协调分组。学生们通过对5个主题课程的学习，了解工程设计、航空科学与技术、足球机器人、航天科学与技术和3D设计与打印方面的知识，并在教师指导下提出设计思路，动手制作科技作品，作品完成后进行海报设计与制作，以及作品陈述与展示活动。教师和志愿者从工程、演讲、展示（海报）、创意等方面综合为学生打分，结合作品情况评出金、银、铜奖。

课程内容

主题1 桥梁设计与制作

·介绍桥梁设计的相关技术与知识

主要介绍桥梁的分类及每种桥梁的结构及其受力特征和优缺点，以教师讲解为主，学生在工作单上记录学习要点。

·梁式或刚架桥的设计与制作

组织学生在工作单上画出承重的梁式桥或刚架桥的草图，并用ABS管、502胶水、壁纸刀、角尺、直尺等制作要进行挑战极限承重测试的桥梁。

·挑战极限（承重测试）

学生用制作的桥梁进行挑战极限承重测试，这个环节也是学生综合评分的一项。

·制订特定场景桥梁设计方案

教师讲解场景：某时尚高档小区主要居住的是年轻人，但小区内有一条小河经过，为了让小区成为一体，准备在小河上建造一座桥梁。请你为小区设计一座桥，并制作出模型。

教师布置任务后，由2名同学商讨并画出草图，并列出材料和工具清单。由于学生在做刚架桥的过程不熟悉材料性能，并且大部分同学是第一次制作模型，从而造成活动进度比较慢。这个环节主要由学生回到宾馆完成。

来自老挝的Boulaphone Keopaseuth同学表示，虽然学习过程辛苦，但是能够享受到其中的乐趣并且提高设计制作桥梁的技能。每组同学都很有想法，值得交流。通过本次学习，他不仅收获了知识，并且结交了很多朋友，他為自己能参加本次活动而感到自豪、开心。另一位来自老挝的同学Monika KhamphavOng表示，通过本次学习，她了解了很多桥梁的类型，以及如何制作出承受力强、美观且独特的桥梁。此外，她还学习到了如何进行团队合作，并且体会到了工程师及建筑师工作的难度。

本项目的指导教师何继华表示，这次项目的准备和教学都具有挑战性，设计与制作是完全开放的，具有不可预测性。但正是因为这种开放性成就了学生的创作，成就了“青春有梦，创客我行”。来自不同国家和地区的学生，相互沟通，团结协作，在规定的时间内成功完成任务。而且他们打破组内限制去分享，去交流，从而改进他们的设计。本次教学的成功得益于前期周密的准备，得益于同学们的投入，得益于志愿者们的配合。就像中国台湾地区代表队的带队教师所说：“期待这样的交流越多越好。在这条交流与分享的创客教育之路上，我会与大家一起同行并发挥自己的作用！”

主题2 航模设计与制作

·课堂内容

首先，同学们进行自我介绍，并按不同国家和地区进行分组。然后同学们学习了关于模型飞机的一些基本知识，包括世界上和中国著名的飞机、飞机的主要组成部分、飞机的飞行原理。在学习完理论知识后，同学们自己设计制作了属于自己的遥控电动纸飞机，并来到操场进行试飞。在试飞的过程中加深理解飞机每部分的主要作用及飞机飞行调试原理。

制作试飞完电动遥控纸飞机后，同学们参观了北京市第35中学的风洞实验室，进入风洞内部了解风洞的组成及各部分的作用；在教师指导下，进行了小展弦比飞行器低速风洞实验。参观完风洞后，同学们来到航空实验室，利用航空实验室的2台飞行模拟器，学习了飞机的飞行和操纵原理，并进行了飞行模拟，体验了“真实”驾驶飞机的感觉。

·分组讨论与制作抛石机

1月17日上午，同学们开始小组合作制作古代抛石机。该项目要求同学们用一次性筷子搭建重力式抛石机并进行比赛，让同学们在设计制作中进行科学技术探究，从而提高技术素养。抛石机的一个很重要的技术指标是射程的远近。因此，在同学们完成自己的作品后进行小组比赛，看哪一组的抛石机结构最稳定、投射的距离最远。

来自北京的学生Du xuemeng表示，通过此次学习，她进行了深入的思考，同时收获了友谊。“课程设置非常有趣，让我更富创意，视野更加开阔，思路更加灵活。此次学习还培养了我的动手操作能力，让我明白不能事事求助于教师，独立思考才有助于未来学习。”在小组合作制作抛石机时，她意识到合作的重要性——将不同组员的想法整合在一起将会产生奇妙的力量。她表示，通过本次课程，她理解了科学竞赛中的友谊，理解了何为团队，也理解了如何做一个逐梦者和一个创客。

本课程指导教师杨钦贞表示，一次精心准备的科技活动，总会收获多多。同学们在冬令营中开阔了视野，结交了朋友，懂得了谦让，学会了关心，在科技作品的制作中培养了创新思维，提升了创造能力。“参与这个活动也让我学到了很多，不同国家和地区的学生们创新思维的碰撞，以及带队教师的科技教育交流，都让我受益匪浅。”

主题3 足球机器人调试

·活动内容

启发学生思考智能机器人小车的功能，如超声避障、沿线行走等。进而思考这些功能是如何实现的，并介绍超声波传感器和红外寻线传感器的工作原理。通过让学生思考足球机器人可以有几种遥控方式，引出并简要介绍生活中常用的遥控技术。

·学生动手实践

学生根据图纸装配步骤，组装调试机器人小车，学习了解机器人的结构和组成。学生根据装配图步骤，装配和调试六足机器人，学习认识机械中连杆和偏心轮结构。

·学生动手操作体验

学生动手操作体验智能机器人小车和六足机器人的智能模式和遥控模式，教师介绍其控制原理，以及它们之间的区别。

·展开竞赛

组织各组学生使用他们制作调试成功的机器人展开足球竞赛，检验他们作品装配的完成质量。

·设计足球机器人

以小组为单位，教师启发学生自己设计一个简易足球机器人，要求画出设计构思草图。完成后上交课堂任务单。

本课程主讲教师杨静娴表示，21世纪教育目标是学会认知、做事、合作和生存。该活动对培养孩子的个性，以及国际化、多元化的文化理念和全球化的思维习惯都有很好的展现。中国要想成为有实力的科技大国，我们的学生和教师需要更多地走出去学习交流，多与国际学生接触，争取更多的机会参与国际赛事和交流活动，开阔眼界。

主题4 小火箭制作

·火箭基础知识介绍

从火箭鼻祖——俄国的齐奥尔科夫斯基提出的火箭列车概念，到美国戈达德博士成功发射的世界上第一枚液体推进火箭，直到现代航天技术的大型运载火箭，介绍火箭的发展历史，古代火箭的不足，现代火箭的工作原理、结构组成、用途分类等基础知识。

·教师组织教学，提出课堂要求

在介绍完火箭基础知识后，提出任务及评比标准，要求学生根据现有材料并参照发射装置，设计能够发射的创意火箭。将同学们分成3组，采用探究式学习方式，让学生亲自参与研究探索的过程。教师在整个活动中主要起组织和引导的作用，及时把握整体研制进度，并在学生遇到困难时给予提示和帮助。

·学生分组设计火箭模型，制作并进行改进

学生分组自行设计可行性方案，画出设计草图，制作出纸火箭模型后进行试飞，经过多次试验对比，总结得出发射、飞行的相关规律，并据此对火箭模型进行改进，最后得到最佳发射结果的火箭。

·火箭模型发射与速度计算

火箭模型制作完成后，进行火箭飞行比试，并记录火箭的飞行数据。其中一位组员操作发射火箭，另一位利用秒表记录下火箭飞至最高点及落到地面的时间。最后利用动力学公式计算得到火箭升空时的初速度与火箭离开发射装置时的瞬时加速度。

在活动中，每组同学都开动脑筋，认真设计自己的火箭。各组组员都来自不同国家和地区，但同学们在整个活动过程中交流畅通，合作愉快，在设计中每个同学都充分发挥了自主性、灵活性和创造性，而教师只是在学生遇到困难时进行适当的点拨和答疑。这样的方式更好地发挥了学生的主观能动性，使得每个学生自己动脑，自己动手，在做中学，在学中做，在互相协作中完善作品。同学们表示，这样的小组合作探究式研究更能调动他们的主动性，更能激发他们的兴趣，他们甚至在回到住处后还会继续利用晚上的时间设计完善作品，正是这种努力认真的精神才使得在短短时间里制作出的作品比最初的设计有了很大的改观。

课程指导教师胡静表示，我国先进的航天科技在世界上一直是有目共睹的，而航天科技的发展离不开运载火箭，为了让同学们了解火箭的神奇威力，激发学生热爱航天科技，以及培养学生的创造、合作精神，遂选择并设计了纸火箭模型制作与发射活动，带领同学们设计制作一款创意有趣的火箭模型并发射，同时结合相关物理知识计算火箭飞行速度和加速度，并制作海报参加展示，和评审教师汇报答辩，互动交流。胡静说：“我觉得这次活动非常有意义，通过研究设计、分析讨论、小组合作等活动，激发了同学们的兴趣，扩大了知识面，锻炼了他们的动手能力和分析问题、解决问题的能力，并在交流互助中收获了友谊。本次活动也让我得到了提升和锻炼，同学们活跃的思维、认真学习的态度、团队合作的精神都给我留下了深刻的印象。”

主题5 3D打印设计

·课堂内容

简单介绍3D打印技术的原理、在生活中的应用，以及三维建模软件的学习，分组完成创意笔筒的设计与制作，旨在培养学生的动手操作能力、小组合作能力，以及对3D打印技术的興趣。

·分组讨论与制作

15个学生分成5组，每组3人，共同制作1～2个笔筒。每组成员分别来自不同的国家和地区，目的是为了更好地促进他们之间的交流和合作。学生之间进行组间讨论，确定设计方案，完成任务单上的学习内容，并绘制笔筒的草图。教师不断巡视，询问每组的创意设计，并提出建议，指导学生完成建模。学生建模完成后，教师在分层软件上进行分层处理，并输出stl文件。

·笔筒的3D打印及调试

·打印前的准备工作：打印机的工作台调平，检查打印耗材是否断丝、是否充足。

·把stl文件导入到SD卡中，放入3D打印机中进行打印。打印过程中要注意模型是否翘边，耗材是否充足等，如翘边要及时打胶。

·作品打印完成后取下，并用工具去除底垫和支撑材料。

·作品调试。

来自韩国的Yoon Junha同学说：“本次冬令营给我留下了深刻的印象。我们小组的名字为superstar，但我认为参加活动的每位同学都是明星，具有无限可能。我们小组希望制作出极具创意的3D笔筒，每位成员都提出了新鲜而具有实用性的点子。最终我们组做了2个多功能笔筒，让我非常欣喜。这不仅仅是一个笔筒，更是我们交流、合作和共同努力的成果。6天的时间过得太快，以至于没有时间进行更多体验，我会想念所有参加冬令营的朋友，并感到未来大家都能做出一番成就。”

来自中国台湾的学生Cheng-Chung Cheng说：“这是我第一次参加这样的活动，也是第一次使用123D软件和3D打印机制作作品。我们组制作了1个笔筒，我认为笔筒这个主题非常棒，我们需要进行思考，同时难度又不大。笔筒是生活中常见的一样东西，会让我们有很多创意和想法。授课教师非常友善，尽管我们组经常问很多问题，教师都会耐心解答。我们小组非常温暖，我们用很多时间一起讨论而非竞争，通过交流我们成为了朋友，同时我也了解了其他小组成员家乡的文化。本次活动非常难忘，我将永远铭记。”

结语

本次东盟-中日韩（10+3）青少年科技冬令营由北京市第35中学的科技教师担任授课教师。教师们虽业务熟练、水平很高，但还是第一次面对来自其他国家和地区的学生。教师们需要精心设计课程，用英文备课并反复演练，从而让学生们能够快速掌握知识并运用到实践当中。

学生们对课程学习的整体满意度很高，普遍认为课程内容设计有趣、教师耐心、收获了知识和友谊。单纯学习理论知识会使得学习的过程相对枯燥，本次冬令营采用学与做结合的方式，能够带领学生们领略知识的乐趣，有助于激发大家进行科学学习的热情并进一步追求科学事业，为科学英才的成长提供良好平台。