新聞記者 張淵
“我從不選拔學生,只要他們想嘗試,都可以來這里當創客!”8月20日,在武漢市青山區新溝橋小學東湖創客空間,孩子們口中的“科創魔法師”余凡正在準備新學期的“魔力教具”:Arduino開源主控板、視覺識別模塊、1602屏幕、超聲波傳感器……“接下來,孩子們在課后,將把這些元器件變成各種創意實現的‘神器’!”余老師笑著說。
為讓孩子玩好,他搗鼓出首家創客空間
記者看到,創客空間里已經有了滿滿當當的“狠活”:智能小車、強磁鏈接多功能車、視覺識別的分類垃圾桶,甚至還有功能強大的服務機器人……“這一切其實都起始對科技的癡迷和科技強國理想!”已從教30年的信息科技教師余凡說,自己是從美術老師半路跨界的。
2000年左右,學校添置了一臺586電腦,“當時感覺那就是宇宙的中心!”對科技的癡迷讓他接下來的幾年,不分晝夜地研究計算機語言,甚至還去讀了個計算機本科。他說:“科技的發展,教師一定要走在前面,學生才能面向國家的未來而學習。”從最初摸索計算機輔助教學到后來熟練掌握各類軟硬件,余凡也從手拿畫筆的藝術“達人”變身為信息化應用“大神”。
2005年,成為新溝橋小學信息科技專任老師后,余凡開始接觸機器人并琢磨:怎樣才能帶孩子們一起玩起來呢?這一琢磨,就帶著孩子們玩機器人玩了十多年,不僅將市面上的各種機器人研究了個遍,還帶著“孩兒們”常年征戰在機器人賽場上。
“2016年,是武漢創客教育元年,創客教育與創客式教育理念猶如撥云見日。”余凡介紹,創客教育旨在培養利用數字化工具進行造物的人,創客式教育是將創新創造意識放進每個科創活動,提升學生面向真實問題的解決能力。
“這種在做中學,在錯中學的方法,不正是可以讓孩子們在動手實踐中探索出成長的另一種可能嗎?”余凡興奮地想到。
參加完一次創客培訓后,他看到學校報告廳后面閑置著一個15平方米的小空間,就追著校長說想法。在學校的大力支持下,余凡隨即著手將之改造成一個集機器人編程搭建訓練、3D打印建模、無人機編程、開源硬件編程學習的活動基地,這也成為青山區第一家創客空間。
副校長王云芳說:“當時被大家戲稱為‘草根創客空間’,今天卻成了孩子們科技創新的搖籃。”
在創客空間,孩子們和余老師一起,玩硬件,玩編程,玩創造。藝術+科創,孩子們品嘗到了發明創意與學科融合的甜頭。作品《青山印象》采用蒙太奇手法將青山的過去和未來進行融合,將紅房子和現代地鐵站布局在同一畫面;《智慧城市——綠水青山》將孩子們自己生活的家鄉環保與城市規劃完美呈現在方寸之間……智能閃爍的燈光、轉動的馬達、噴涌的霧氣和奇妙的視覺識別,學習之余,孩子們學會用智能科技美化生活……
全國大賽中,學生自主探究斬獲四枚金牌
“余老師,這個機器人怎么不動了啊?”“哦?那是你的數據線沒有插對接口。”
“余老師,這個程序上傳不上去了。”“重新斷開機器人,然后你修改一下機器人電機程序的閾值試試。”
在機器人社團里,一個又一個孩子向無所不能的“科創魔法師”提出問題與困惑,余老師也不厭其煩地輕松解答。
2018年,新溝橋小學機器人社團征戰世界機器人大賽全國總決賽,斬獲3枚金牌。孩子們深知獎牌背后的艱辛,賽前集訓時,機器人總是出故障,需要不斷調試,有的同學因此沒了信心。
“余老師說,學習機器人,不僅僅是學習機器人的搭建和編程,更重要的是要學習在困難面前的堅持!”
“學習最新科技,當然會面對很多困難,但是解決這些疑難,才會收獲成長!”
孩子們紛紛回憶著余老師說過的話,正是老師的堅定鼓勵,讓大家信心爆棚,不再在意成績和一時的得失,而是全力以赴面對和解決新的挑戰。
2020年,余凡老師帶領學生參加中國青少年機器人競賽虛擬機器人在線體驗活動。該賽事需在線搭建虛擬機器人,通過編程連接虛擬機器人,用智能傳感器語言完成賽道任務。
“這是我從未涉及的領域,但等自己學會了再去教給孩子們,離正式比賽的時間也就不遠了,怎么辦?”
“當一個不會游泳的游泳教練員,何不讓學生和自己一起學習呢?”
于是,余凡一邊多方收集資料,一邊和大賽在線講解老師同步指導,每天布置學生在線學習二十分鐘。
三天后,有學生竟然開始在QQ群上傳了搭建機器人的三維立體圖,還設計出了全景跑機器人賽道的程序。欣喜之余,余凡趁熱打鐵,利用社團活動時間組織學生線下討論。
在交流過程中,余凡讓最早完成搭建、編程控制虛擬機器人的胡煜祺、鄧亦欽同學分享其操作步驟和方法。他解釋:“讓孩子教會孩子的過程,既是鞏固也是促進,更多的孩子開始自主探究,消除了學習新科技的畏難情緒。”
現在已經讀高一的金牌獲得者胡煜祺說:“沒想到,余老師這樣相信我們,感覺大家個個都是高手了。當時上四年級的我們,報名時的信息填寫和人臉識別認證,都獨立完成。”在這次的比賽中,新溝橋小學一舉將4枚金牌攬入囊中,而孩子們的創意點子也越來越多。
創意點子,用數字化工具實現
“用項目式創客活動,呵護并激發學生的創新熱情。”余凡老師喜歡在聊天中引導學生大膽說出自己的創意與想法,這也讓跨學科項目式學習成為創客教育“新小經驗”。
2022年的一天,一名學生說:“為什么幾個不同的垃圾桶都往同一輛垃圾車里倒垃圾?那這些分類垃圾桶還有什么意義?”大家七嘴八舌地討論起來。
看到學生這么熱情,余凡馬上設計出一張頭腦風暴單,記錄孩子們的想法:
“為什么垃圾桶已經標明了可回收和不可回收垃圾,但是大家丟垃圾時還是很隨意?”
“垃圾回收有必要分那么細嗎?”
“垃圾回收能否應用智能技術?”
經過頭腦風暴,學生的思維被徹底打開了。“我覺得垃圾桶可以只設置一個投口,投進去后,用智能技術來識別各種垃圾,降低垃圾混裝的概率。”一名學生提出的觀點讓大家都安靜下來。
余凡老師立即提出“如何使用智能技術來創新垃圾分類方式”“什么傳感器能實現我們想要的功能”等問題。孩子們討論得更激烈了,最終,“單投口智能垃圾分類裝置”的創意誕生了!
經過近一年的調試,2023年4月,在騰訊未來戰隊雙師科創營中,該裝置斬獲銀獎,并獲得國家專利局專利授權。
用跨學科的項目式學習開展的創客教育活動,也讓創新不斷延續。
今年8月,余凡指導的雙師科創營項目式教學活動作品《菩提科技樹》則獲全國信息技術創新與實踐活動全國優質教學成果。
該校校長劉始安感慨說:“開源硬件的編程控制,多種傳感器的互動運用,外觀的材料選擇與設計,在智能時代,我們的老師在跨學科學習中提升學生數字素養,在項目式活動中培養新質人才,孩子們不僅學會了利用數字工具造物,還懂得了造物應具備的社會責任。”
如今,新溝橋小學的創客與人工智能教育活動室面積達到300平方米,成為知名的東湖創客空間。在余老師的帶領下,學校已經形成包括大班普惠活動、社團提升教學和賽事專題集訓在內的創客教育課程活動體系,讓每個感興趣的孩子參與進來。
參編首套《人工智能》教材,積極送教足跡遍布全省
“科技創新,老師要探路,還要學會給孩子們引路,并和孩子們一起出發!”由于一直苦于沒有適合小學生的創客教材,余凡潛心獨著《人工智能編程基礎教程》,將圖形化編程、游戲編程、開源硬件編程融合,打造創客教育到人工智能教育的基礎學習進階指南;參編教育部首套《人工智能》教材,完美融合跨學科學習與項目化活動設計。余凡也先后獲得青山區最美科技工作者、青山區學科帶頭人、武漢市首屆智慧優秀教師、湖北省創客導師等眾多榮譽稱號。
多年來,作為湖北省信息能力提升專家庫成員,余凡積極參加省市信息化能力提升培訓送教活動,足跡遍布省內各地市州,行程幾千公里,不辭辛勞地將信息化、創客教育、人工智能教育的帶到邊遠山區,讓更多孩子更早的開啟奇妙的科創之旅!2024年更是受到教育部邀請,在貴陽將創客教育的做法和經驗向全國科創教師分享。
“你的職責是平整土地,而非焦慮時光。你做三四月的事,在八九月自有答案。”余凡很喜歡這句話,他說:“我相信,老師織就好科技的翅膀,孩子們就可以在科技強國之路上飛得更遠!我們才真正做到了為黨育人,為國育才!”