清澜山学校创办于2017年8月,由华为全额投资建设,由清华附中负责教育教学和管理运营,是一所民办双语国际化学校,涵盖幼儿园至高中全学龄段教育。清澜山学校致力于成为中西融合教育的典范,以“身心健康、正直担当、追求卓越、探索创新、坚韧不拔、兼容并包”为核心素养,以“尝试,一切可能”为校训,培养根植于中国文化、学术积淀深厚、具有创新精神和突出特长的国际化杰出人才。
在高速变化的AI时代下,创造新兴事物的能力是学校育人的重要目标。清澜山学校立足培育学生的创新精神和创造新兴事物的能力,致力于培育创新型人才。回望过去一年,清澜学子深耕学术之余,在“校风正、学风浓、爱阅读、重体育、重创新”的特色校园文化晕染下屡创佳绩。近日,清澜山一群小学生的发明吸引了众人的目光,展现了清澜学子无穷的创造力和解决实际问题的能力。
从小培养的科学素养和创新精神,正慢慢的变成为孩子们打开未来世界大门的钥匙。在“2023-2024学年全球发明大会中国区大赛”中,清澜山学校两支学生团队凭借着“丢不掉的中国象棋”和“新型立体围栏预警型井盖”两个项目,共斩获了全国一、二等奖和省级一、二等奖的佳绩。这两项发明创造,不仅展现了清澜山学子们敏锐的洞察力、强大的动手能力和勇于探索的科学精神,更彰显了学校在科学技术创新教育方面取得的丰硕成果。
全球发明大会中国区竞赛活动(英文名称:Invention Convention China,简称:ICC)自2022年入选教育部面向中小学生的全国性竞赛活动名单以来,已慢慢的变成为国内青少年科创发明领域交流展示的重要平台,并成为连接中外青少年科创梦想和交流展示的重要桥梁,是青少年科学技术创新领域的重要赛事之一。
中国象棋,作为中华民族的文化瑰宝,承载着千年的智慧和历史。然而,传统的象棋棋盘和棋子很容易丢失,特别是有小朋友的家庭,可能一不小心棋子就不知道被扔到什么角落了,这给人类带来了不少困扰。唐墉辰Anson Tang小朋友在和爸爸和妈妈下象棋的时候,经常会遇到这一种的问题,“怎么样才可以让棋子不容易丢失呢?”
针对这个生活中的问题,他决定和几位小伙伴一起,设计一款“丢不掉的中国象棋”。最终,4位小学1年级的学生,在老师们的带领下,耗时5个月,终于设计成功了!
在老师的带领下,「深藏Blue少年队」的四个孩子开始“头脑风暴”,首先他们想到的是“如何把棋子藏起来?”,他们找来了一个盒子,把棋子放在了里面。可是棋子被藏在了盒子里,要怎么下棋呢?
他们又想到了小时候常玩的磁力片,于是有孩子提议“是否能设计一个有磁力的棋子?”老师教给他们“同性相斥,异性相吸”的磁力原理,他们很快就又想到了,“那我们大家可以再设计一个有磁性的手柄,然后用磁力手柄来移动磁力棋子。”大家纷纷都觉得这是个不错的主意!
说干就干,四名小将都是行动派,马上做了起来。可是如何让棋子变得有磁性呢?在棋子上面粘上磁铁吗?这样棋子感觉不太美观。四个男孩此刻犯了难。
这时候,老师站了出来,拿出了一台神秘的机器:3D打印机,告诉他们能够通过3D打印机设计棋子,并把磁铁镶嵌进去。听说要学习3D打印,孩子们开心极了!在老师的指导下,每个孩子都亲手设计并制作了自己的磁铁棋子。
为了便于长久使用,他们还对棋盘和棋子的材质进行了改良,将棋子藏入透明亚克力棋盘的内部,使其更加耐用、美观。
另外,为了可以让下棋变得更方便,四个男孩还给他们的棋盘添加各种buff:给棋盘的正极装有太阳能灯,天黑或者阴天的时候,能打开开关,棋盘就会亮灯。为了方便下棋的人,他们还给棋盘增设储能功能,能够使用USB输入口或者采用太阳能板蓄电,给手机、iPad等电子科技类产品充电。
队长唐墉辰Anson Tang同学事后说道:“这个创作过程真的很有意思,我没想到我的一个想法真的能在各个科技的支持下变成现实,而且我们任何一个人都贡献了自己的想法,现在这个棋盘非常酷,我很骄傲!最令人兴奋的是我们通过3D打印设计了自己的棋子,在设计棋盘的时候,我们还学习了很多电路的知识,比如串联、并联,怎么焊接电路板等元器件。”
在这个过程中四个男孩分工合作,每个人负责自己擅长并感兴趣的板块,队长唐墉辰Anson负责电路设计,舒宇梁Perry负责通过3DOne建模设计棋盘和棋子,何行涛Frank负责零件的选择和测试,郭羽赫Max则负责展板、海报等资料的设计。
凭借着精妙的设计和精湛的工艺,「深藏Blue少年队」设计的项目“丢不掉的中国象棋”在省级全球发明大赛中脱颖而出,取得了省赛二等奖的好成绩!成功拿到了进入国赛的入场券,ICC全球发明大会中国赛区比赛的前一晚,全体队员们还在紧张又激动的进行赛前预演,最终荣获了全国赛一等奖的殊荣!
「深藏Blue少年队」的四个男孩的发现问题、处理问题的能力让人震撼。队长唐墉辰Anson妈妈事后分享道,这是她儿子在清澜山读书学习的第二年,两年来她非常欣慰地看见学校在对孩子创造力和想象力的保护,无论他的孩子有多少天马行空的想法,学校老师们给予了最大限度的鼓励和支持。
李文平校长曾不止一次说道“孩子的创造力是天生的,老师需要保护孩子的创造力,善于点燃激发孩子。”所以清澜山的老师们从不害怕孩子们天马行空的想法,他们鼓励孩子提出疑问,并带着孩子们一起尝试解决问题。
清澜山科创中心的设立也还是为了鼓励更多有创造力、想象力的孩子把自己的想法变为现实。
2000多年前,因为一盆溢出的洗澡水,阿基米德发现了浮力的存在;200多年前,因为一个乱入煞风景的苹果,砸出了牛顿的万有引力;上个学年,因为一个守护安全的美好想法,清澜山小学1年级的4位学生设计了一款配备智能预警系统,能够在井盖发生异常时及时发出警报,有很大成效避免意外事故发生的安全井盖。
现在走路玩手机的人慢慢地多了,遇到没有围栏的破井盖,行人如果不注意很容易掉进去,造成很严重的后果。“有一次,我妈妈差点掉进了井盖里!”冀瑞宁Mandy Ji同学对生活中的这个问题印象深刻,后来每次出门她都会提醒妈妈走路注意安全,同时,她的心中也埋下了一颗科技创新的种子。
能不能发明一个产品来解决这个问题呢?在老师的带领下,李思睿Eric Li、冀瑞宁Mandy Ji、吴欣妙Mina Wu、吴欣曼Mandy Wu四位同学组成了「盖“市”英雄」团队,他们决心要设计一款更加安全的井盖,解决这一安全隐患。
确定好设计主题后,他们开始走街串巷,仔细观察各种各样的井盖,记录下它们存在的问题;他们还走进建筑工地,虚心向施工人员请教学习。
“施工人员容易忘记加防护围栏,那我们能不能把防护围栏放到井盖里面呢?这样就怎么都不会忘记了。”
“施工叔叔说事故通常发生在晚上,因为行人看不清楚,我想在井盖里装一个警示灯,这样光线不好的时候行人也能看见。”
孩子们集思广益,一个个有趣的想法冒了出来,他们开始将自己的想法列出来,画成草图。
老师带着他们反复修订草图方案,查阅资料,学习电路知识和3DOne软件,不断完善设计方案。
受牙签盒的反弹器这样反弹结构的启发,他们将围栏设计在井盖内部,只要一打开井盖,防护栏就会弹起来。还在防护栏上面增加了红色警示灯,这样光线不好的时候行人也能看见防护栏。警示灯采用太阳能可充电池,充分体现环保理念。他们还在防护栏上安装了阻拦网,这样如果有人踩空,也不会掉到井盖里面。
他们独立完成任务,进行模型搭建,经过一次次的尝试和改进,他们的“新型立体围栏预警型井盖”终于问世了!
为了进行产品测试,他们将这个作品拿到了小区和施工处进行现场演示,引来了不少人的围观,大家纷纷给出了自己的反馈。
这款井盖不仅外观醒目,还配备了智能预警系统,能够在井盖发生异常时及时发出警报,有效避免意外事故的发生。是不是很难想象,这是小学1年级的学生们所设计的项目,这已经远远超越了他们所学知识的范畴。除了老师们给予的专业指导外,大部分时间他们还要自己去学习相关专业知识、查阅资料、收集信息、实地考察、动手实践……
清澜山的学生从不盲目刷题,而是注重培养底层能力:解决复杂问题的能力、批判性思维和创新力。随着AI时代的到来,创新能力变得尤为重要。李文平校长表示,要想未来不被AI替代,创新精神,对好奇心、求知欲的保护都是老师需要重视的事。
「盖“市”英雄」团队带着他们的作品,一路过关斩将,取得了“2023-2024学年全球发明大会中国区广东赛区深圳分赛场”一等奖,成功进入国赛。
清澜山学校科创中心负责人孙成伟老师带领他们前往郑州参加国赛,他们展现出清澜学子始终坚持的“身心健康、正直担当、追求卓越、探索创新、坚韧不拔、兼容并包”的六大核心素养中的“追求卓越、探索创新”,在赛前他们依然进行着宣讲演练,国赛现场上他们自信从容,还接受了媒体采访。最终,他们从近2000个项目中脱颖而出,在ICC全球发明大会的舞台上荣获了全国二等奖的优异成绩!
「“棋”遇」和「“警”盖」项目的成功并非偶然,这背后离不开清澜山学校对科技创新教育的高度重视和大力支持。
在李文平校长的带领下,清澜山学校在科创教育方面落地了诸多项目,为能力突出的清澜山高中生打造的专属赋能项目“清翔计划”,提供顶尖导师科研项目、科研新星孵化课程、高研实验室项目、世界名校独家合作项目等。初中部也推出了“澜途计划”,鼓励更多初中生启发好奇心,保持探索欲,在深耕学术的校园氛围中,更好地发现自己的学术兴趣点,在竞争中奋发进取,实现自我价值。李文平校长请了20多位清华大学的教授,和学生一起开展各种科研项目。今年李文平校长又隆重宣布了针对小学四五年级学有余力的学生的“山峰计划”。“山峰”计划与“清翔”、“澜途”一脉相承,提供语文、数学、英语、编程方面的深度学习。
清澜山倡导启发式教学,鼓励学生在探究中发现问题、解决问题,培养批判性思维和创造性解决问题的能力。学校的“科创中心”为学生提供了丰富的实验设备与技术支持,让他们能够在实践中验证理论、锻炼技能。
对学生而言,小学是科创非常重要的萌芽阶段,学校和家庭要侧重于培养他们的兴趣和好奇心,特别是要保护好他们“异想天开”的能力。初中是一个承上启下的阶段,我们应注重培养学生的思维能力和操作技能,引导和鼓励他们进行实验和探究,激发他们对科创的热爱和学习动力。高中生可以投入更多的精力于科技创新中,用自己的智慧和努力,为社会带来惊喜和价值!
此次两支学生团队在全国和省级比赛中取得的优异成绩,是学校科技创新教育成果的一次集中展示,也是对清澜科创中心所有师生努力付出的最好回报。
未来,清澜山学校将继续深化科技创新教育,为学生们提供更加优质的学习资源和更加广阔的发展平台,鼓励更多的学生参与到科技创新的浪潮中,用科技的力量创造更加美好的未来!
参加ICC全球发明大会,不仅要有好奇心和创新力,还需要计算机建模、设计、海报制作等一系列知识技能以及组织能力、自学能力、独立思考能力、信息检索能力与实践能力。在这个跨学科的项目中,与其说是参加一场比赛,不如说是学生们“尝试,一切可能”的探索之旅。
用自己所学知识去解决人类生活中实际遇到的小问题,是慢慢的变多清澜学子的担当。这源于他们对科学的热爱;源于他们的社会责任感;也源于他们从未停止对未知探索的脚步。他们是一群“眼里有光,心中有梦,脚下有路”的清澜人,每个人都是最好的唯一。
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