王正倫

“搖曳光彩處，彈奏科技音”特色活動，依托華中科技大學(xué)工程實訓(xùn)中心和啟明學(xué)院，發(fā)揮工程實訓(xùn)中心這一“國家級雙創(chuàng)示范基地”的示范引領(lǐng)作用，體驗華中科技大學(xué)與業(yè)界共同創(chuàng)辦的教育改革創(chuàng)新示范區(qū)“以學(xué)生為中心”的啟明學(xué)院的創(chuàng)新教育。本次活動以線上觀看教學(xué)視頻，線下動手科研實踐的特殊形式開展。在開營之前，由華中科技大學(xué)工程實訓(xùn)中心和啟明學(xué)院為全體營員準(zhǔn)備特色科技資源包和操作視頻資料，并將活動資源包寄送給全體營員，同時將操作視頻上傳至全國科學(xué)營線上云平臺。活動期間，全體營員觀看教學(xué)視頻，科技教師同步在線指導(dǎo)，營員線下動手科研實踐，制作LED 燈搖搖棒和Arduino電子琴。

活動宗旨

通過動手實踐，引導(dǎo)學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)和科技創(chuàng)新，增強學(xué)生自學(xué)能力，探索開發(fā)學(xué)生潛能，讓營員提前感受大學(xué)生活及課程學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對科技創(chuàng)新的熱愛。營造多學(xué)科交叉的創(chuàng)新教育生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)精神和國際視野的未來杰出人才。增強高中生的科學(xué)興趣和探究熱情，鼓勵營員立志從事科學(xué)研究事業(yè)，走進科學(xué)殿堂，放飛科學(xué)夢想。

項目介紹

LED燈搖搖棒制作

參與營員200 人，由工程實訓(xùn)中心教師負(fù)責(zé)在線指導(dǎo)。營員先觀看科學(xué)營云平臺上的教學(xué)視頻，熟悉各種元器件，然后按照視頻中的指示將元件組裝在PCB 板上并進行焊接。由于大多數(shù)營員都是第一次接觸電路板焊接，所以在操作中遇到了不少難題，他們通過在線互動討論，最終解決了問題。隨著一個又一個元件被成功焊接，營員們的操作手法也愈加熟練，最終完成了LED 燈搖搖棒的制作。

該動手實踐項目具備一定的探索意義和操作難度，讓營員可以提前接觸大學(xué)生的科研實踐活動，加深他們對科學(xué)的熱愛，同時也鍛煉了他們的動手能力和自學(xué)能力。盡管最后有的營員制作的搖搖棒并沒有像視頻中那樣亮起來，但他們歷經(jīng)多次嘗試，已經(jīng)深深感觸到理論學(xué)習(xí)和實際操作之間還存在著一定的差距，實踐出真知，只有動手操作才能一探究竟。

Arduino電子琴制作

參與營員200 人，由啟明學(xué)院教師負(fù)責(zé)線上指導(dǎo)。Arduino 電子琴的原理是將電平輸出轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的頻率從而使音響發(fā)出不同的聲音。營員按照教程下載與安裝編程軟件，通過USB 接口將電路板與電腦連接，編寫不同的程序，通過電路板上不同的接線方式，使LED 燈展現(xiàn)不同的閃爍效果。電子琴的制作可以通過檢查編寫的程序和插線連接進行調(diào)整。同時，實踐器材也可供營員后期進行自主探索。

雖然編程代碼對營員來說難度較高，理解起來比較吃力，但大家都認(rèn)真觀看教學(xué)視頻，積極思考和討論，遇到難題時向其他營員和指導(dǎo)教師請教，最終成功完成了動手實踐。當(dāng)營員看到LED 燈由剛開始簡單的亮起到最后按照規(guī)律閃爍，內(nèi)心充滿了自豪。Arduino 電子琴制作活動充分鍛煉了營員解決困難的能力、自主學(xué)習(xí)能力和探究性學(xué)習(xí)的能力。

活動特色

為營員準(zhǔn)備豐富的動手實踐資源包

華中科技大學(xué)工程實訓(xùn)中心和啟明學(xué)院為此次云上科學(xué)營精心準(zhǔn)備了LED 燈搖搖棒和Arduino 電子琴制作2 個項目，活動資源包是專門為全體營員量身打造的，資源包中有電烙鐵、電阻、電容、開關(guān)、二極管、PCB 板、電路板、單片機等眾多實驗器材。在完成動手實踐內(nèi)容后，資源包中的器材還可供營員在課后自學(xué)相關(guān)知識和進行科學(xué)技術(shù)實踐探索時使用。

動手實踐具有一定難度，但是高中生可以通過探索完成

動手實踐內(nèi)容涉及電工電子、計算機軟件等學(xué)科領(lǐng)域，相互交叉融合，突出創(chuàng)新設(shè)計與動手實踐。盡管存在一定難度，但是通過指導(dǎo)教師精細(xì)地視頻指導(dǎo)和全天在線解答，確保了營員充分參與動手實踐，確保了他們遇到的困難被及時解決，確保了實驗效果，并加深了營員的體驗。通過此次實踐，培養(yǎng)了學(xué)生直面困難的勇氣和團結(jié)協(xié)作的精神，培養(yǎng)了高中生的綜合協(xié)同創(chuàng)新能力。

實施情況

由于本次動手實踐具有一定難度，因此，分營將8月18 日的線上科研動手實踐視頻提前2 天開放，讓營員提前觀看，熟悉資源包中各種元件器材與操作流程，確保活動當(dāng)天可以順利完成。8 月18 日，線上科研動手實踐活動正式拉開帷幕，營員在線上觀看指導(dǎo)視頻。指導(dǎo)視頻中，指導(dǎo)教師介紹了資源包中各種元件的名稱及其作用，講解了本項目的實踐方法及注意事項，演示了具體操作流程。隨后營員按照指導(dǎo)視頻中的操作流程自主開展實踐。雖然有的營員一次就成功了，而有的經(jīng)歷了多次失敗，但最終他們都完成了實踐操作，收獲了自己的作品。

實施效果

本次特色活動，以線上教學(xué)和線下制作這一特殊形式開展?；顒又校瑺I員們興奮地用手機拍下實驗過程和自己完成的作品，相信這必定是他們寶貴而又難忘的科學(xué)創(chuàng)新體驗。特色活動過程中，既有動手操作，又有自學(xué)新知，既需要堅忍不拔和勇往直前的意志，更需要克服困難的執(zhí)著精神。一遍又一遍地重復(fù)探索與動手實踐，磨練了營員的意志，進一步增強了營員對科學(xué)的興趣與探究熱情，初步培養(yǎng)了高中生嚴(yán)謹(jǐn)求是與自主學(xué)習(xí)探索的精神。

“今天，我通過教學(xué)視頻制作了電子琴。電子琴中循環(huán)部分的程序可以運用較繁瑣的編碼也可以使用簡潔的編碼，如何把循環(huán)繁瑣的公式變得簡便快捷是我在平常學(xué)習(xí)中需要總結(jié)的重點知識。如果我可以做到自己尋找簡便方法解決學(xué)科學(xué)習(xí)上的各種難題，便是自我提升的最大進步。同時，編輯代碼需要非常細(xì)心，電子琴的代碼相對較短，而我在這短短的編碼過程中卻出現(xiàn)了許多次錯誤，以至于花了大量時間尋找錯誤、修改錯誤，最終才得以成功編寫。所以，我深深地體會到科技學(xué)習(xí)不僅需要豐富的專業(yè)知識和勤于思考的能力，更需要細(xì)心、耐心的品質(zhì)。”

——廣東省廣州市第四中學(xué) 劉晨曦