“F1 in Schools”科技竞赛构建STEM教育新生态

倪勇

“F1 in Schools”（F1在学校世界科技挑战超级联赛）于2000年起源于英国，是全球参与国家最多且最著名的青少年综合科技创新竞赛项目，每年举办一次。“F1 in Schools”也是一项综合性的STEM活动，通过创造一个有趣且有意义的竞赛环境来帮助青少年综合运用科学、技术、工程、数学等学科知识，并在活动中充分发挥创新思维。它特别强调团队合作、个性展示、社会交往等能力，能有效促进学生创新精神和实践能力的发展。参赛团队需要筹集赞助经费并管理预算，满足研发、活动及竞赛的开销。严谨的竞赛规则激励车队成员掌握现代信息技术手段，结合空气动力学、结构学、制造技术等设计与制造赛车。通过团队协作的方式拉取赞助，获得资金支持，在充满想象力、竞争力和团队协作的过程中享受竞赛带来的乐趣。实践证明，该项目全面提升了师生的STEM素养。

2015年，该项目进入深圳，得到多所学校师生的喜爱与积极参与。深圳市南华小学在该项目上获得过2届“深圳市青少年创客节”团体一等奖、2届“F1 in Schools”深圳区域赛的团体冠军，2017年获得中国赛区“最佳车队”奖。

一、 以“F1 in Schools”科技竞赛

培养学生创新理念

STEM的核心理念是创新。培养具有创新素养的人才是学校教育的重要目标。“F1 in Schools”科技竞赛在集体合作中诠释高科技创新理念。赛车模型的设计制作，要求学生了解空气动力学、赛车气动外形、结构材料等相关知识，通过计算机三维建模的方式完成阻力小、强度高、外形流线、空气动力学优异的赛车设计，然后通过CNC精密车床或3D打印等现代方式，制作赛车的零部件，通过细心打磨、喷漆、组装、测试等程序完成賽车的制作。最后，赛车将在25米的赛道上，用约1秒的时间跑完全程，其加速度比真正的F1赛车还要快，这对赛车的设计、制作提出了很高的要求，是科学、技术、工程、数学以及艺术等多学科综合能力的体现，整个设计制作的过程就是创新理念的碰撞、交集、实践的过程，创新体现了活动的灵魂。

二、 以“F1 in Schools”科技竞赛

培养学生信息化应用能力

“智能智造”时代，需要学生具有信息化应用能力。学生要能够利用现代计算机技术进行设计，结合数字化设备完成实体作品。“F1 in Schools”科技竞赛促使学生熟练运用现代设计软件，包括123D（三维建模）、CURE（模型切片）、Photoshop（平面设计）、CAD（图纸制作）、PR（视频制作）等软件。利用数字化设备完成数字化设计的图纸输出与实物加工，如精密车床加工、3D打印、平面打印等。学生在此过程中学习、体验、掌握现代先进信息化设备的应用，成为新时代的小创客。

三、 以“F1 in Schools”科技竞赛

培养学生动手能力

动手能力是我国学生实践能力中较普遍的“短板”。解决这一问题的办法是多给学生创造动手实践的机会。培养学生动手能力，兴趣是关键，能力是支撑，经验是动力。“F1 in Schools”科技竞赛培养学生超前的科技理念和优秀前卫的设计能力，培养学生系统严谨的工程态度和精益求精的制作能力。在活动中，不论是赛车制造、队服设计、LOGO制作、展台布置、选集呈现等，都能从多角度培养学生的动手能力，既包括直接动手操作的打磨、修复、喷漆、印制、搭建、调试等工序，也包括间接动手完成的打印、喷绘、展示、演说等活动。动手实践贯穿活动全过程，为提高学生动手能力创造了大量的机会和条件。

四、 以“F1 in Schools”科技竞赛

培养学生团队精神

团队精神是现代社会中十分突出的个人能力之一，良好的交往能力、优良的合作意识是团队凝聚力的体现。依托集体的智慧与力量，结合个人特长，才更有利于获得成功。在“F1 in Schools”科技竞赛活动中，首先要组建一个团结协作的车队，选出队长并进行角色分工，包括车队经理（队长）、设计师、机械师、美工、市场营销等角色。由于分工不同，各有侧重，需要团队成员在车队经理的带领下团结合作，以团队利益为中心，发挥个人特长，互相协作，凝聚集体的力量。例如，赛车的设计思路需反复进行集体论证，车队的LOGO需要发挥集体智慧收集创意，团队选集、宣传视频需要展现充满激情的团队风貌，比赛展台的搭建需要全体协作共同完成，比赛过程中需要合理的分工配合以及团队激励才能获得好成绩等。学生将在这一过程中培养良好的团队精神。

五、以“F1 in Schools”科技竞赛

培养学生社交能力

培养学生良好的社交能力，使其在社会中体现自己的价值，是现代教育的重要目标之一。“F1 in Schools”科技竞赛不是仅限于校内的一项活动，它的精髓是助力学生积极参与社会，更好地融入社会。竞赛总计1000分，其中赛车比赛250分，仅占1/4；车队展示演讲、社会赞助、赛车文化推广等项目750分，占3/4。可见，与学生社会交往相关的能力所占权重更大。为了使车队获得更好的成绩，需要辅导教师有目的地培养学生的演讲能力、交往能力、策划能力等。团队成员需积极参与社会活动来宣传车队，获取赞助公司的资金支持，还需参与、策划多种社会活动进行赛车文化推广……这些都是竞赛活动中十分重要的评分项目，激励学生积极参与社会活动，促进学生良好社交能力的形成与发展。

六、 对“F1 in Schools”科技竞赛项目的反思

“F1 in Schools”科技竞赛是一项综合性的活动，规则严格，对学生各方面的能力提出了较高的要求，有效提升了师生的STEM综合素养。但在实践过程中，也存在一定的困难，体现在如下方面。

一是赛车设计与制造。学生对F1赛车知识了解的程度有限，初接触时，相关知识、能力储备都不足，所以在活动最初开展阶段遇到的困难较大。

二是团队协作。优秀的车队队长是一个团队的灵魂，队长良好的协作分工能力是形成团队凝聚力的关键，但是要选出能力全面的队长，有一定的困难。

三是大赛中的心理素质。正式比赛时的展示、演说、赛车竞赛等项目，都在考验队员们的心理素质，稳定良好的赛场发挥最终决定了比赛成绩。而提升学生心理素质，是一项困难的任务。

综上，在学校开展“F1 in Schools”科技竞赛，培养学生创新理念、信息化应用能力、动手能力、团队精神、社交能力，在常规课程中进行锻炼，在高水准的比赛中检验学习与实践的成果，以此为基点进行辐射，培养学生STEM综合素养，有利于形成学校STEM教育的新生态。

（责任编辑 郭向和）