北京市八一學(xué)校(以下簡稱“八一學(xué)校”)建校70多年來,始終不忘科技強(qiáng)軍使命,奠定了以科技教育著稱的辦學(xué)特色。2016年底,八一學(xué)校成功發(fā)射中學(xué)生第一顆科普衛(wèi)星,并牽頭成立了中國航天科技教育聯(lián)盟,使八一01星發(fā)揮了“啟明星”的作用。近年來,八一學(xué)校繼續(xù)探索,走出了一條極具特色的航天科技教育發(fā)展之路。
中國航天科技教育聯(lián)盟成立8年來,延續(xù)“中國首顆中學(xué)生科普衛(wèi)星”模式,八一學(xué)校也持續(xù)參與到中國青少年科普衛(wèi)星星座工程中。
八一08星已于今年搭載天舟貨運(yùn)飛船在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射。
中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所和中國科學(xué)院力學(xué)研究所的專家進(jìn)行了八一06星載荷研制的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與工程實(shí)施。他們帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)研制的微小生物通用載荷艙,具備制氧、加濕、保溫、環(huán)境光照、保壓等生命維持系統(tǒng),并具備果蠅生活圖片、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及各種環(huán)境參數(shù)記錄存儲(chǔ)能力,設(shè)計(jì)尺寸為4.445厘米,質(zhì)量為700克,為目前世界上最小的獨(dú)立星載果蠅艙之一。2019年,在內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟,果蠅艙被送入高空并成功返回,學(xué)生針對(duì)果蠅艙的環(huán)境數(shù)據(jù)和果蠅的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了分析。
為進(jìn)一步探索航天特色科技教育模式,八一學(xué)校和眾多高校、科研機(jī)構(gòu)共同開發(fā)了基于學(xué)科的航天PBL(以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法)課程。近年來,八一學(xué)校不斷摸索課程開發(fā)與實(shí)施形式,聯(lián)合業(yè)內(nèi)專家與八一學(xué)校物理、生物等學(xué)科老師一起,設(shè)計(jì)了眾多基于學(xué)科的航天類探究課程,并在高中階段實(shí)施。
“月球電磁城堡”課程,以在月球環(huán)境建立超導(dǎo)電磁屏蔽基地為項(xiàng)目背景,學(xué)習(xí)其中的科學(xué)原理與工程設(shè)計(jì)。以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式,結(jié)合實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)宇宙射線、輻射、超導(dǎo)、電磁屏蔽等專業(yè)內(nèi)容。
“微重力下果蠅生存狀態(tài)探究”課程,以探究空間環(huán)境對(duì)生物體運(yùn)動(dòng)及睡眠行為的影響為目的,以模式動(dòng)物果蠅為研究對(duì)象,研制了一套能夠在空間環(huán)境下滿足果蠅基本生長需求并實(shí)施檢測活動(dòng)的密閉實(shí)驗(yàn)艙,并實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的在軌測控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及回傳。
“基于機(jī)器學(xué)習(xí)的遙感圖像識(shí)別”課程,結(jié)合高中信息技術(shù)“人工智能初步”模塊中的機(jī)器學(xué)習(xí)核心內(nèi)容,以遙感衛(wèi)星圖像分析為項(xiàng)目背景,幫助學(xué)生深入理解人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的基本概念。通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí),學(xué)生將利用最近鄰算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),探索遙感圖像的場景分類任務(wù)。該課程不僅關(guān)注技術(shù)實(shí)現(xiàn),還注重培養(yǎng)學(xué)生在航天與信息技術(shù)交叉領(lǐng)域的應(yīng)用能力,提升他們解決實(shí)際問題的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力。
這些課程延續(xù)了八一學(xué)校航天科技課程的設(shè)計(jì)思路,旨在激發(fā)學(xué)生講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的科學(xué)探索熱情,并在真實(shí)航天項(xiàng)目背景下,促使學(xué)生將學(xué)科知識(shí)融入探究任務(wù)設(shè)計(jì)中,加深對(duì)抽象學(xué)科概念的理解與知識(shí)運(yùn)用,提升系統(tǒng)思維及解決真實(shí)問題的能力。
八一學(xué)校不斷探尋校內(nèi)航天科技教育深化開展的模式,陸續(xù)建設(shè)航天特色科技實(shí)驗(yàn)室,以實(shí)驗(yàn)室為載體開展航天科普課程及實(shí)驗(yàn)研究,并依托大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)資源,逐步建立中學(xué)、高校的貫通人才培養(yǎng)模式。
航天特色科技實(shí)驗(yàn)室根據(jù)航天工程分為火箭主題實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)星主題實(shí)驗(yàn)室、空間站主題實(shí)驗(yàn)室等,分別以衛(wèi)星研制與載荷設(shè)計(jì)、火箭原理與發(fā)動(dòng)機(jī)、空間站與地外基地等航天工程為背景,開發(fā)并實(shí)施面向中學(xué)生的普及、提高課程及挑戰(zhàn)項(xiàng)目。
宇宙浩瀚無垠,我們都是渺小的存在。然而,正是這種對(duì)未知的渴望驅(qū)使著人類前行。接受航天科技教育,樹立起遠(yuǎn)大航天夢(mèng)的青少年,將會(huì)帶著夢(mèng)想飛得更高更遠(yuǎn)!
(責(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游)
尊敬的各學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教育工作者:
在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下,眾多學(xué)校積極探索將科技融入教育教學(xué)的創(chuàng)新模式,形成了各具特色的科技特色校。為了分享這些優(yōu)秀的經(jīng)驗(yàn)和成果,我們特向各學(xué)校征集科技特色校案例。
包括但不限于:
1、學(xué)??萍冀逃砟钆c規(guī)劃
2、科技課程設(shè)置與教學(xué)案例
3、開展的科技活動(dòng)與競賽成果
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