中小学航天科技素质教育周岫彬PPT课件.pptx

中小学航天科技素质教育探索与思考 周岫彬中国航天科技国际交流中心副主任中国航天科技教育联盟秘书长 目录 contents 联盟探索实践 1 2 3 钱学森教育思想与航天人才成长规律 航天科技创新素质教育的探索与实践 航天科技创新素质教育的发展与思考 钱学森教育思想与航天科技人才成长规律 第一部分 01 02 教育最艰难最核心的问题是 人的知识和应用知识的智力是怎样获得的 有什么规律 教育引导人们如何尽快获得聪明才智与创新能力 集大成 得智慧 钱学森之问及大成智慧教育思想 2019 12 27 5 1 理论基础 构建了21世纪现代科学技术体系结构图现代科学已发展成严密综合的体系 相互渗透 互相交叉 互相促进 2 大成智慧教育关于创新人才培养的 集成 思想一是 量智 与 性智 结合 培养全才 通才 创新人才掌握11门类知识 集大成 总览全局 大跨度的触类旁通 完成创新 二是科学技术三个层次要结合 贯通 集成基础科学 科学现象的性质与原理 技术科学 解释现象的机制 关系 工程技术的方法 规律 应用技术 基于前两者应用于实践 在工程实践中发展前者 三是科学与哲学结合与集成 三个层次之上是各学科的哲学概括 通向整个体系的最高概括 科学家需要有一个科学的人生观 宇宙观 高屋建瓴才能居高临下 2 大成智慧教育关于创新人才培养的 集成 思想四是重视前科学知识的汲取与提炼 将逻辑思维与形象思维结合 前人的实践经验 感受 直觉 灵感 顿悟 形成知识库 培养人的思维能力 方法 能够交织使用逻辑思维与形象思维 五是培养高尚品格和科学精神 德智体美要结合科学家该有伟大的科学精神和崇高的品德 热爱国家 造福人类的精神 有大德 行大道 大作为 六是人机要结合充分利用计算机 信息技术 在人机互补优势中对知识有效地继承与积累 教育信息化 智慧教育 1 学制观 早成才 6岁 30岁智力发展高峰 智力与情感 2 人才观才观 培养全才 通才 创新人才 大众英才 3 创新观 科技 教育必须创新的思路 强调团队研讨 民主讨论 全面学习方法论观点 5 教育教学的系统论 教育教学是一个系统工程的思路 6 教育科研的实践论 教育教学科研必须来自实践 接受实践检验的思路 4 全面学习的方法论全面学习 全人格教育才能全面发展的思路 3 钱学森大成智慧教育的6个思路钱学森大成智 慧教育 的6个思路 理念一致 集成 团队有所发展 哲学 精神 中国特色 钱学森大成智慧教育与STEAM 航天人才成长规律与启示 2019 12 27 11 在航天事业初创时期 以钱学森 航天四老为代表的第一代航天人白手起家 中国航天需要什么样的人才 航天英豪薪火相传 2019 12 27 12 在航天事业成长时期 刘纪原 王礼恒 孙家栋 王永志 包为民 龙乐豪 张庆伟 金壮龙 马兴瑞 许达哲 袁家军 雷凡培等航天英豪薪火相传 将航天事业推向新的高度 中国航天需要什么样的人才 航天英豪薪火相传 2019 12 27 13 在航天事业发展的新时期 涌现出一大批年富力强 奋发有为的新一代航天科技人才 他们正在续写航天事业的辉煌 推动我国航天事业的快速发展 天宫二号神舟十一号团队获评2016年度科技人物 中国航天需要什么样的人才 航天英豪薪火相传 2019 12 27 14 3 5年工作实践 10 15年潜心研究 15 20年技术岗位锻炼 经过多个型号总师 总指挥等岗位历练 航天科技人才成长规律 2019 12 27 15 骨干 专才 将才 帅才 大家 航天科技人才知识结构与特点 2019 12 27 16 总指挥胜任素质 总设计师胜任素质 型号两总胜任素质模型 2019 12 27 17 航天科技人才成长规律 2019 12 27 18 跨学科知识学习与应用完整的系统工程体验兴趣培养与动手能力提升系统思维 逻辑思维 创新思维沟通 分享 协同压力 责任 实干 苦干航天精神贯穿始终 情商智商逆商 启示 航天工程实践项目式教育培养模式有助于人才的全面发展 全面提升学生素养 2019 12 27 19 航天科技创新素质教育的探索与实践 第二部分 4月24日 4 8月 启动仪式 中学生科普卫星研制 应用及课程开发工程 正式启动 总书记视察 发射时别忘了通知我 第一阶段工程实践 模型卫星创意设计和制作 第二阶段工程实践 全程参与电性星研制 第三阶段工程实践 参与正样卫星的组装和测试参与出厂评审会护送小卫星前往发射场 9月9日 12 28 发射成功 参与卫星测控现场观摩 八一 少年行 科普卫星工程 模型卫星设计 电性卫星组装与试验 正样卫星组装与测试 体验与参观团队学习 问题导向 项目式创意设计 模样研制参与研制 发射 应用系统工程 项目嵌套 卫星创意设计 卫星应用 学生全程参与科普卫星研制过程 卫星发射与测控 卫星出场评审 十几个单位二十多位专家与八一学校38名学生全程参与 八一 少年行 科普卫星工程 卫星工程实践项目成果 学生成长 八一学校 八一学校 淮北一中 六十五中 2019 12 27 23 小卫星项目后 习主席给研制团队回信中国航天科技教育联盟成立 2019 12 27 25 中国青少年科普创新品牌工程 启动中国青少年科普卫星星座工程及中国青少年北斗导航科普工程 打造联盟 品牌工程 两项工程成为联盟开展航天科技教育的重要依托平台 2019 12 27 26 中国航天科技教育联盟 成立 七家发起单位 中国航天科技国际交流中心 北京航空航天大学 北京理工大学 南京理工大学 中国人民大学附属中学 北京市八一学校 西安交通大学附属中学 2017年4月23日正式成立 联盟现有成员216家 2019 12 27 27 中国航天科技教育联盟价值模型 航天科普知识 航天项目式学习 航天科学实践 趣谈航天飞天神话神箭托神舟嫦娥奔月长七发射天舟长五发射嫦五人在太空未来航天 我的探月任务卫星设计北斗探秘寻宝北斗消防演练北斗救援模拟体验基于北斗的未来作战系统设计 神奇的微重力飞行的奥秘火箭制作与发射手绘透视火箭书模型卫星制作卫星防隔热实验神舟与天宫对接解密太空种子机械臂搭建太空堡垒舌尖上的宇宙 解密太空食品嫦娥奔月 探月轨道模拟仿真捕星达人 天地通联卫星信号接收铠甲勇士宇宙战衣 宇航服生理监测系统 A B C 玩中学 做中学 事中学 研中学 基础 开发实践式航天科学素质教育课程 2019 12 27 29 航天工程实践项目式教育的课程体系建设 进一步学习STEAM理念 基于PBL 项目式学习 开发了火箭 卫星 月球等十几门课程 北斗卫星应用28课时 2019 12 27 30 选修课 不占学生时间方便授课老师北斗应用教学入门玩学结合 学生有探究兴趣 提升学生专业知识上课老师需要有一定的专业知识学研结合 以学生实验为核心解决实际过程中学生的问题上课老师需要足够专业知识以研为主 问题引导 活动项目驱动 成果总结导航知识位置监控 寻宝游戏组建卫星星座模拟排雷野外对抗赛 问题引入 任务驱动 原理分析 实践应用 实践项目驱动 问题引导 学校电子导图无人驾驶车辆监控红蓝对抗 时空系统卫星轨道卫星信号定位解算 导航可视化数据采集位置监控 北斗应用创意设计 课题研究 实现创意 问题引导 研究项目驱动 多功能导航救生衣基于北斗卫星导航的智能导盲犬北斗导航多功能笔基于北斗和GIS的森林火灾监测定位系统 项目式学习贯穿始终 多种知识领域交叉 提炼中小学课程知识点 强调学生的体验 动手实践 自主学习 团队合作 航天工程实践项目式教育教学案例 北斗卫星应用系列课程 2019 12 27 31 航天科技特色课程软硬件平台与方法体系 2019 12 27 32 航天工程实践项目式教育 航天特色教具研发 教学仿真卫星 功能模拟卫星 月球探测器 探空火箭 卫星套件 2019 12 27 33 北斗中小学教学实验箱 北斗中小学短报文开发一体机 北斗寻踪系统 北斗高精度差分源 北斗自动驾驶小车 北斗全息展示系统 航天工程实践项目式教育 航天特色教具研发 2019 12 27 34 航天工程实践项目式教育 航天特色创客实验室 展示区 科技节成果展学员作品展示比赛成果展示 模型区 航天设备体验航天科普宣传 教学区 教学示范实践制作分组讨论 工具区 激光切割机3D打印机常用工具系列 联盟开发的航天课程和创客实验室相继在北京市八一学校 北京市65中 北京市通州运河中学 北京市西城区劳技中心 北京市首师大二附中 湖南省衡阳八中 河北石家庄鹿泉一中 山西太原市进山中学校等学校实施落地 航天创客实验室的产品和服务包括空间规划设计 软硬件设备平台 系列课程资源 师资培养以及配套的相关服务 2019 12 27 35 从宇航探测 卫星两个系列系统规划课程由易到难 相互支撑 相互独立满足不同阶段 不同学校的定制需求 课程先进行实验 实践内容的设计不同学科知识引入 融合 融合物理 化学 工程 数学 地理 写作动手探索比例超过70 强调主动发掘问题而非寻找固定答案 课程以迭代的模式进行小版本更新优秀 有效的实验能够马上固化 传递到各学校 航天特色实验室配套课程设计原则 2019 12 27 36 PART1认知 PART2探索 PART5反馈 评价 PART4制作 PART3设计 认知目标 卫星的基本概念 用途 组成实践 制作 组装希望一号卫星模型 探索目标 理解卫星电源和基本载荷系统的作用实践 摄像头摄影 用太阳能电池板对卫星进行供电 组装太阳能车 设计实践 根据自己对卫星的理解 自行设计卫星的结构 绘制结构设计图 制作实践 根据提供的材料 或者自选材料 按结构设计图对卫星进行实物制作 反馈 评价实践 展现自己的制作结果 学员和教师给与反馈和评价卫星的温度测试检验性实验 实验室课程示例 功能模拟卫星探究与制作 初中 2019 12 27 37 实践 根据总体设计和结构设计进行材料切割准备 总装形成质量特性 精度和气密性都能满足要总体要求的教学仿真卫星 目标 理解卫星各个分系统构成和工作原理实践 电池板测量系统 八木天线及卫星测控链路与卫星轨道和地面站灵敏度测量 太阳敏感器及参数建模 红外传感器 空气质量测量仪和光学相机实验 实践 小组卫星总体设计方案和论述 结构设计方案和评审 实践 防隔热材料选择 温度测量仪制作和卫星温度测控 实践 按卫星出厂评审规格和要求进行评审和答辩 PART1 PART2 PART3 PART4 PART5 探索 设计 总装 测试 评审 实验室课程示例 仿真卫星设计与应用 高中 2019 12 27 38 航天科技创新素质教育的发展与思考 第三部分 航天是STEAM教育最好选题 航天器 弹箭星船器 2019 12 27 40 通信导航遥感 能源生活农业 航天是STEAM教育最好选题 航天技术应用 2019 12 27 41 发展与思考 构建平台 为各方创造更多的价值 产学研能力共建 资源共享平台 全国性 国际化活动平台 航天科普教育云平台 参与主体更加多元 航天基础设施 科研院所 大学实验室 课程资源 航天发射参观 航天 大学活动基地 通 导 遥卫星测控与应用 青少年航天科技与创新赛事 国内外青少年双向航天交流 课程电子化 线上学习 服务于广大教师也可服务于广大中小学生 发展与思考 联合教研 持续开发课程体系 为全社会提供支持 基于大成智慧思想共同开发创新性项目式课程航天工程与学科教育双向融合开发工程实践项目课程领域 形成项目集扩展课程领域 研发航天智慧 人工智能 哲学 航天精神 人文艺术 创新思维 航天文学有机融入的课程体系 航天文学 航天科普剧 衔接 贯通式 课程体系 大学 中学 小学 如 航天航空概论 人工智能与机器人等 2019 12 27 43 发展与思考 师徒制 校外师资 中小学教师培养 以师徒制传承培养优秀人才1901年至2017年全球在自然科学领域获得诺贝尔奖的科学家有618人李政道求解钱学森之问万名航天专家志愿者组成的 能够覆盖全国的导师团队 科学导师 社会导师 人生导师 大手拉小手 实现代际传承将 教学能力建在连上 航天创新优质课程逐步电子化 公益培养 请进来 送上门 线上线下相结合 让广大中小学教师具备教学能力 2019 12 27 44 发展与思考 设想建立一个教育扶贫扶智联盟 基于互联网和航天空间基础设施 借助各方