江苏正式实施STEM课程进校园

　　打造STEM科创中心，STEM课程魅力何在

　　乐高积木在孩子们手中神奇变身，一次又一次的落点试验只为追求精准，自创三维函数让机器人行动更加智能……春华秋实，钟声悠扬，2007年，百年名校金陵中学诞生了南京市第一家中学生机器人工作室，率先将STEM教育创新理念引入校园。8年来，金陵中学机器人工作室120多名学生荣获省一等奖、全国三等奖以上大奖，每年都有科技特长生被著名高校优先录取，一批批热爱科学创新的学生走上世界舞台，STEM精神一路相伴。

　　记者在采访中发现，金陵中学的机器人工作室仅仅是一个缩影，STEM教育创新理念在越来越多的南京中小学中生根发芽。今年9月，江苏省青少年科技中心、江苏省科技教育协会和教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心(南京市教育局)签订合作框架协议，正式实施STEM课程，推进中小学教育创新。

　　教育创新理念

　　金牌科技老师用一杯水打比方

　　金陵中学机器人工作室负责人姚舜是位年轻的80后老师，却称得上是南京市中小学里最资深的机器人项目辅导老师之一。他是全国机器人大赛分区裁判长、全国机器人竞赛优秀教练员、“十二五计划”首批“江苏省优秀中小学科技辅导员”、南京市教育局“星光导师”……他率领的金中机器人团队连续三年获得江苏省教育厅、江苏省科协颁发的机器人大赛团体一等奖。

　　STEM即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)与数学(Mathematics)的缩写，STEM教育创新理念鼓励学生在科学、技术、工程和数学领域加大学习，培养学生的科技理工素养。“打个最通俗的比方，桌子上的一杯水，首先我们提出问题，这杯水为什么会变凉？这就是科学Science。”姚舜说，孩子们接着开始研究怎样才能让水不变凉，这就是技术Technology，然后孩子们要制造一个结构实现让水不凉的目的，这其实就是工程Engineering，最后进行数据采集进行测试分析，这就是数学Mathematics。“我们的机器人工作室真正体现STEM精神，重体验、求过程、尝试中经历；做中学、学中做、实践中提高。”

　　名校STEM教育理念辐射全市

　　刚开始接触机器人项目的时候，姚舜自己也是个新人。“我学的是计算机专业，但是机器人项目中除了编程，还有很多物理、数学、机械、结构等方面的知识，除了自己阅读大量书籍、和厂家工程师学习，我还经常请教我的母亲，她从事机械工程专业。”姚舜和机器人工作室一起成长，江苏省机器人竞赛裁判长、江苏省机器人优秀指导教师……姚舜为代表的金中优秀科技老师团队不仅把金中的孩子们领进机器人神奇的世界，还将STEM教育创新理念辐射到南京越来越多的中小学。作为南京市星光计划基地，金中机器人工作室定期向全市中小学生开放，金中的优秀老师还给全市其他学校的科技老师做培训，甚至一些优秀的机器人项目学生也当起了小老师。

　　【STEM带来什么？】

　　无限能力培养

　　编写校本教材，零基础孩子一样玩转STEM

　　现在，金陵中学已经将机器人内容编制成校本教材《机器人工程设计》，每年的高一新生入学都可以报名机器人工作室，每周五下午两节课时间。“只要有兴趣都欢迎加入，没有门槛，零基础的孩子一样可以玩转STEM。”姚舜告诉记者，机器人工作室招新时一大半孩子都是零基础，进门没有任何考核，分项时会进行测试。“主要是观察每个孩子不同的特点，把他们分配到最合适的位置上，比如有的孩子动手能力强，可以主攻结构搭建，有的孩子计算机能力强，可以主攻编程，有的孩子比较沉稳，可以主攻遥控器控制。”姚舜说，这些年随着STEM理念越来越深入中小学，有的孩子从小开始玩乐高，考入金中后将这一特长继续发扬光大。“我们学校有机器人项目特长生，就是针对小学、初中就有特长的孩子，这样的孩子我们会让他们做社团的社长或者组织者。”对于零基础的孩子，刚入门的时候老师会让他们从乐高开始。“没有乐高拼不出来的东西，学生设计出一个工程结构，首先通过乐高拼接，验证自己的设计是否可以实践，等到逐渐成熟后，再进行更高层次的直接材料加工。”

　　学生自创“三维曲线函数”“冒泡排序算法”

　　陈奕吾是金中优秀毕业生，凭借机器人特长被南航自主招生录取。“这个孩子从小玩乐高，中考时也是作为科技特长生被录取。”姚舜告诉记者，陈奕吾非常有钻研精神，为了设计出黑暗环境下追逐光球的机器人，他自己创设出三维曲线函数，高中课本上只会教授二维平面函数。“这个机器人想要准确完成任务，必须考虑速度、角度、光线三个因素，陈奕吾自己找到了公式，解决了现实问题，带入求解非常精确。”姚舜说，每次机器人比赛的任务都会变化，这也是对孩子们最有吸引力的地方，材料设计厂家会给出解决方案，但是金中的孩子们基本上每次都是完全推翻。

　　【STEM未来怎样？】

　　进入中小学课程

　　江苏实施STEM课程，推进中小学教育创新

　　今年9月，江苏省青少年科技中心、江苏省科技教育协会和教育部基础教育实验室建设与实验教学研究中心签订合作框架协议，正式实施STEM课程，推进中小学教育创新，越来越多的STEM课程将进入江苏中小学校园。

　　以机器人STEM课堂为例，涉及数学、电学、力学、仿生学、计算机技术、控制论、人工智能、机械工程设计等诸多领域，它可以更好地将科学、技术、工程与数学联系起来，提升学生的科技素养。近年来，许多教育型的机器人平台也如雨后春笋般产生。以乐高机器人为例，它不仅可以作为信息技术或通用技术课程学习的内容，还能够借助强大的传感器等功能开展与数学、物理、生物等学科有效融合的学习，实现如模型搭建、工程设计、实验数据采集、实验分析等功能，使普通课堂成为一个充满创意的智能课堂。

　　南外、金中、二十九中一批名校实施STEM课程

　　2005年，著名的“钱学森之问”提出：为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才？2009年教育部联合中组部、财政部启动了“基础学科拔尖学生培养试验计划”，这一项目主要聚焦于数学、物理、化学、生物、计算机等学科的创新教育。在南京，从2007年开始，越来越多的基于STEM教育的课程出现在南外、金中、二十九中、丁家桥小学、龙江小学等中小学校园。专家介绍，未来STEM科技创新教室中，学生可以在教师的引导下，围绕一个真实问题，组建小组，利用各种前沿技术开展学习和研究。在学习研究的过程中，小组成员可以面对面或通过网络方式与学习伙伴进行交流，利用技术搜集、分析数据，设计、测试和改进问题解决方案，并在一定范围内交流研究成果。虚拟现实技术、嵌入式技术、云计算技术、物联网等的出现与应用正在逐步将我们生活的地球变成数字地球、智慧地球。记者刘颖