中小学航天科技素质教育课件.pptx

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1、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CONTENTSCONTENTS联盟探索实践123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3理论基础：“钱学”人类知识结构图12钱学森大成智慧科学基础与知识源泉钱学森大成智慧教育的6个思路钱学森大成智慧教育与STEAM？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教育引导

2、人们如何尽快获得聪明才智与创新能力集大成、得智慧集大成、得智慧”。钱学森之问及大成智慧教育思想（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现代科学已发展成现代科学已发展成现代科学已发展成 严密综合的体系，相互渗透、互相交叉、互相促进严密综合的体系，相互渗透、互相交叉、互相促进严密综合的体系，相互渗透、互相交叉、互相促进严密综合的体系，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”思想一一是是“量智量智”与与“性智性智”结合，培养全才、通才、创新人才结合，培养全才、通才、创新人才掌握掌握1111门类知识门类知识，集大成、总，集大成、总览全局、大跨

3、度的触类旁通，完成创新。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）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）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）应用技术（基于前两者应用于实践，在工程实践中发展前者）三是科学与哲学三是科学与哲学结合与集成。结合与集成。三个层次之上三个层次之上是各是各学科的哲学概括，通向整个体系的最高概括（科学学科的哲学概括，通向整个体系的最高概括（科学家需要有一个

4、科学的人生观、宇宙观，高屋建瓴才能居高临下）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。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

5、，科学家该有伟大的科学精神和崇高的品德，热爱国家、造福人类的热爱国家、造福人类的精神，有大德、行大道、大作为。精神，有大德、行大道、大作为。六是人六是人机要结合机要结合充分利用充分利用计算机、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。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

6、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、团队理念一致：集成、团队有所发展：哲学、精神、有所发展：哲学、精神、中国特色中国特色钱学森大成智慧教育与STEAM？3理论基础：航天人才成长规律12航天人是需要什么样的人才？航天人才成长有何规律？对青少年培养有何启示？航天人才成长规律与启示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

7、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？航天英豪薪火相传骨干专才将才帅才大家35年工作实践1015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知知识结构构能力特点能力特点思思维特点特点个性个性特点特点专业技术知识工程管理基础知识较强的逻辑思维能力较强的学习创新能力

8、独立解决工程技术问题能力逻辑思维发散思维勤奋刻苦严谨细致乐于钻研善于合作专业领域技术知识突出的逻辑思维能力突出的学习创新能力视角敏锐独特多元思维类比思维专注执着甘于寂寞精益求精多领域的专业技术知识系统工程知识组织协调知人善任敢于决策一专多能立体思维前瞻思维抗压力强顽强坚毅开拓进取多领域专业知识对系统工程的深刻理解广泛的人文知识系统谋划勇担风险人格魅力系统思维战略思维举重若轻持之以恒追求卓越多领域知识的融会贯通科学技术的深刻理解厚重的人生体验宽广的国际视野非凡的创新胆识始终处于科技前沿战略思维科学思维哲学思维德高望重虚怀若谷无私忘我重德修身骨干专才将才帅才大家航天科技人才知识结构与特点专业扎实技

9、术全面关键技术把握技术掌控科学作风严慎细实善于钻研技术民主计划统筹过程控制风险管理凝聚队伍知人善用培养激励责任意识成功导向大局观念价值理念系统思维视野宽广战略思考分析决断持续学习总结反思勇于创新学习创新心理调控心理抗压自我调试总指挥胜任素质总设计师胜任素质技术掌控科学作风项目管理团队领导型号两总胜任素质模型航天工程实践有效的知识传承机制协同协作合理的人才发展通道一专多能和多岗锻炼航航天天科科技技人人才才成成长长规规律律航天科技人才成长的根本途径航天科技人才成长的保证航天科技人才成长的重要保障促进航天科技人才成长的有效途径成长为航天科技领军人才的关键要素航天科技人才成长规律跨学科知识学习与应用完

10、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航天科技创新素质教育的探索与实践4月24日4-8月9-11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11月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

11、装与试验正样卫星组装与测试n体验与参观n团队学习+问题导向+项目式n创意设计、模样研制n参与研制、发射、应用n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小卫星项目后n习主席给研制团队回信n中国航天科技教育联盟成立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。中国航天科技教育联盟成立七家发起单位：中国航

12、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。高校联盟联盟中小学航天科研院所资源+能力实验室、师资生源输送人才输送学生素质提升教师能力提升学校特色发展优秀航天工作者优质生源专业建设产教融合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

13、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ABC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课时航天科航天科技技课程程ScienceTechnologyEngineeringArtMath基础课程拓展课程探究课程n选修课，不占学生时间n方便授课老师北斗应用 教学入门n玩学结合n学

14、生有探究兴趣；提升学生专业知识n上课老师需要有一定的专业知识n学研结合n以学生实验为核心n解决实际过程中学生的问题n上课老师 需要足够专业知识n以研为主问题引入活动安排活动安排知识普及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，

15、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航天科技特色课程软硬件平台与方法体系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航天工程实践项目式教育航天特色创客实验室展示区展示区u科技节成果展u学员作品展示u比赛成果展示模型区模型区u航天设备体验u航天科普宣传教学区教学区u教学示范u实践制作u分组讨论工具区工具区u激光切割机u3D打印机

16、u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。循序渐进实践导向学科融合迭代进行uu从宇航探测、卫星两个系列系统规划从宇航探测、卫星两个系列系统规划uu课程由易到难、相互支撑、相互独立课程由易到难、相互支撑、相互独立uu满足不同阶段、不同学校的定制需求满足不同阶段、不同学校的定制需求uu课程先进行实验、实践内容的设计课程先进行实验

17、、实践内容的设计uu不同学科知识引入、融合不同学科知识引入、融合uu融合物理、化学、工程、数学、地理、写作融合物理、化学、工程、数学、地理、写作uu动手探索比例超过动手探索比例超过70%70%uu强调主动发掘问题而非寻找固定答案强调主动发掘问题而非寻找固定答案uu课程以迭代的模式进行小版本更新课程以迭代的模式进行小版本更新uu优秀、有效的实验能够马上固化、传递到各学校优秀、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PART1 PART1 认知认知PART2 PART2 探索探索PART5 PART5 反馈反馈/评价评价PART4 PART4 制作制作PART3 PART

18、3 设计设计认知u目标：卫星的基本概念、用途、组成u实践：制作/组装希望一号卫星模型探索u目标：理解卫星电源和基本载荷系统的作用u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u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u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u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u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u目标：理解卫星各个分系统

19、构成和工作原理u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u实践：小组卫星总体设计方案和论述、结构设计方案和评审u实践：防隔热材料选择、温度测量仪制作和卫星温度测控u实践：按卫星出厂评审规格和要求进行评审和答辩PART1PART2PART3PART4PART5探索探索设计设计总装总装测试测试评审评审实验室课程示例：仿真卫星设计与应用-高中航天科技创新素质教育的发展与思考航天是STEAM教育最好选题航天器：弹箭星船器 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发展与思考构

20、建平台：为各方创造更多的价值中国航天科技教育联盟产学研能力共建、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n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

21、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发展与思考师徒制、校外师资、中小学教师培养 n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 n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发展与思考设想建立一个教育扶贫扶智联盟n基于互联网和航天空间基础设施，借助各方支持为贫困地区中小学或区域建设共享远程教室n开发航天科技创新精品课程电子课件，并联合优秀中小学开发中小学12年学科教育课程电子课件n基于航天科技教育云平台，将优质教育课程送达贫困地区中小学n逐步实现全国贫困地区全覆盖。让贫困地区的孩子获得发达地区孩子同等优质课程学习机会 发展与思考设想的架构爱科学、学科学、用科学让每一个孩子成为最好的自己为孩子赢得未来为学校赢得未来为航天赢得未来为国家赢得未来周岫彬