封面新闻记者 刘雨曦 

11月5日,由成都市教育局主办,成都市教育科学研究院承办的“智折方舟 速启新航——线控电动纸船的设计、建造与测试”中小学生科学创新实践主题活动,在成都市锦江区外国语小学校圆满落幕。全市23个区(市)县的24支学生队伍及数百名师生齐聚一堂,共同见证这场以纸为舟、以智为桨的跨学科创新实践。

活动现场

《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》《教育部等七部门关于加强中小学科技教育的意见》,以及教育部办公厅《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》对加强新时代中小学科学教育作出系统部署,明确要求在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年好奇心、想象力、探求欲。

本次活动正是成都市贯彻落实教育强国、科技强国战略,深化中小学科学教育改革的生动实践,也是全市落实科学教育“做中学”领航行动的具体载体。

90分钟内“一张纸”变成“一艘船”

活动开始,3人一组的参赛团队分工协作、各司其职,在90分钟内完成设计、绘图、制作、下水预测试和场地整理。面对统一提供的A3卡纸、打印纸、长轴小电动机、船用螺旋桨、电池盒、导线、铜箔胶带等基础材料,同学们要在“一张纸”与“一艘船”之间找到方法。

制作完毕后,比赛进入运物竞速测试环节。在3米长、1米宽、水深15厘米的长方形水池中,通过自制线控开关控制航向,让纸船装载6盒共3千克钩码,从港口出发,沿“8”字形航线完成一轮往返运输。

成都市大邑东街小学代表选手

在参赛选手中,一组来自成都市大邑县东街小学的选手吸引了记者的注意。三位女同学带来了她们的作品:西岭锦舟。指导老师李叶新表示,这次造船活动是一次完整的工程实践,同学们在这个过程中学会了倾听、沟通和合作。

在被问及三位女生是如何开始科创学习时,李叶新表示,她们三个人都非常热爱科学,动手能力也很强。其中一位叫闵新然的同学说,自己跟李老师学习了两年的科创,本次作为大邑县科创代表参赛,“指引我的是对科学的喜爱”。“在科创领域,女孩的创造力和动手能力是不输男孩的,而且还更加细心。”李叶新分享了自己的观察。

教师作品和亲子作品共同参展

教师作品和亲子作品展评是本次活动的一大亮点。作为学生科学探究的引领者,全市中小学教师以及学生家庭以“船舶”作为创作对象,创作出一批兼具科学严谨与教育情怀的作品。

亲子作品展示

走进展区,如入“船舶创意博物馆”:有的复刻古船工艺,让学生看见传统造船智慧;有的聚焦绿色低碳,用废旧材料“变废为宝”;有的融入智能控制与清洁能源,畅想未来水上交通;还有的以川西民居、熊猫元素为灵感,打造“蓉城船”,传递家乡热爱与文化自信。

“一张纸”与“一艘船”

活动期间,参会师生走进展区参观、交流,教师作品作者在作品旁一一介绍;亲子共创作作品同样引人驻足——纸、木、竹、塑料瓶、泡沫、黏土就地取材,家长与孩子共同设计、共同制作,让一艘艘小船承载起家庭共同的科学记忆。

成都市成华小学的老师团队联手打造的“南湖红船” 。

活动中,来自成都市成华小学的老师团队格外引人注目,三位老师共同打造的“南湖红船”,使用了传统的榫卯结构,以红船红色思政文化作为切入点,课前通过红色文化导入,让厚重的红色故事变得可触摸、可感知。据悉,这支跨学科组建的团队由科学老师黄代明、美术老师何阳和该校榫卯工艺社团老师热几夫机共同组成。

经了解,在工艺与结构设计上,该模型立足材料科学扬长避短:木材纵向的强度和韧性较好,横向相对薄弱,榫卯结构依靠凹凸咬合,将部分横向受力转换至纵向,借助木材纵向的优势支撑船体,实现刚柔并济;同时融合跨学科思路,将传统非遗工艺、结构力学、数字信息技术相结合,配套开发3D交互网页,支持船舱内部结构交互式拆解查看,突破实体模型难以透视内部的局限。老师们表示,整个设计坚持“做中学”的理念,项目最终的成果也回归学生课堂,打造虚实结合的探究资源,引导学生在动手搭建、试错探究的过程中自主发现科学规律,在掌握工程知识的同时感悟红船精神,实现思政、美育与科学教育的融合落地。

成都教科院附中一街校区,科学教师与美术教师联手复刻明代郑和宝船。

成都教科院附中一街校区科学教师姚湘宁与美术教师王芮联手打造科创作品 “图南号”,复刻明代郑和宝船。模型紧扣福船尖顶造型、水密隔舱、九桅十二帆三大核心技术特点,整体造型和布景选用青绿山水色调,将古代造船科技与传统东方美学相融,探索中华优秀传统文化的创新传承。

创作前期,两位老师搜集史料、研读福船结构图,绘制设计图纸,敲定模型缩放比例。制作中以竹签、轻质木板搭建船体,还原福船 “底尖上阔” 的形态,复刻水密隔舱结构;参照古船形制装配桅杆与可调节中式硬帆,同时反复调试配重、修正重心,解决受风失衡、船体侧翻等问题,并完成下水实测,检验航行效果。

在两位老师看来,从史料研读、模型制作到下水测试的全过程,正是一次生动的 “做中学” 示范。教师亲身试做,在不断试错中理解浮力、重心等原理,也能更懂学生动手探究时会遇到的难点,把敢于尝试、持续改进的科创精神传递给学生。

值得注意的是,此次活动是成都市持续七年以纸为核心材料的科学创新实践活动的延续与升级。从“过山车”到“智造房屋”,再到“智折方舟”,活动始终坚持立足教材、融通课堂,通过跨学科实践激发学生好奇心与创造力,为学生全面发展搭建平台。活动的成功举办得益于市域顶层设计与多方协作,提前半年研究方案,围绕主题、材料、规则等反复论证,确保活动的普适性与探究性;坚持“教育均衡”,选用A3卡纸、打印纸等简单实惠的材料,让各区(市)县学生都能参与;注重“学科融合”,引导学生综合运用科学、数学、美术、地理等知识,在真实任务中提升综合应用能力;强化“多方合作”,邀请科技教育领域专家参与指导评审,整合社会资源助力科学教育。

(本文图源成都市教育科学研究院)