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清华大学:让工科专业在中学生眼中“生动起来”

来源:人民日报中央厨房2019-01-25 17:12:37

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清华大学李兆基科技大楼六层的一间教室内,53张操作台被规整地排列着,螺丝刀、电路板、编程电脑成了每个操作台的标准配置。学员们有的正在组装初步成型的智能小车,有的紧盯电脑屏幕输入各种命令程序,有的已经开始测试智能小车的各项性能。

这是智能设计与制造挑战赛的比赛现场,也是今年设立的10个挑战赛中的一项。

1月20日至23日,来自全国各地约700名高三学生在清华大学的实验室、教学楼中紧张地进行各种测试,2019年清华大学“全国优秀中学生科学与工程挑战赛”也进入到了最为紧张的时刻。

据介绍,2019年清华大学“全国优秀中学生科学与工程挑战赛”自18年12月启动以来,共有8000多人报名。挑战赛的活动设计注重提升学生的深度体验,以院系为主体,设计了很多参观、体验、课程和讲座环节,让更多学生有更多机会与在校师生进行深度交流。

多个赛事主办院系表示,新时代,科学与工程相关的专业都是国家发展迫切需要的。举办科学与工程挑战赛,就是为了让这些工科专业在更多中学生眼中“生动起来”,让中学生将个人发展与国家发展的使命结合起来,更早地接触、理解、思考相关专业和未来发展之间的关联。”

除了针对理工科学生的科学与工程挑战赛。1月18日-20日,清华大学也为对人文及社会学科方向感兴趣的同学开设了“全国优秀中学生人文与社科冬令营”。据了解,人文与社科冬令营共设人文学院分营、法学分营、新雅书院分营等7个分营,每个分营包括专业讲座、课程试听、咨询分享、设施参观等诸多环节,以期帮助学生强化专业认知和校园体验。

48小时的极限挑战

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据介绍,智能设计与制造挑战赛由个人赛和团体赛两部分组成,共48小时。个人赛要求学生借助提供的开发工具、元件和设备,组装电控小车,通过编程完成跟随移动的指定功能。“个人赛中,老师会讲大约一小时,考察学生快速学习能力,剩下的时间学生自己搭建,通过快速学习提升,将自己的想法实现出来”。赛事组织者认为,这个赛事综合了机械、控制、编程多个学科,考察了学生的综合能力。

李兆基科技大楼二层报告厅是团体赛的营地。学生将会通过抽签随机组成三人团队,自行搭建帐篷在全封闭的环境完成特定的挑战。团体赛要求在36小时内做出实物作品并进行演示,考核专家将依据学生在36小时全过程中的表现以及最终的作品展示进行评分。“团体赛没有老师教,一定是自学与互学结合在一起。通过这种临时组合,可以激发学生的创造、配合能力。”

车身设计与实际操作相结合

走进汽车工程系一层大厅,清华大学汽车系同学的车身设计作品与美术系同学的作品被并列展示着。现场负责人告诉记者,“参加过挑战赛且最终考入清华的的学员,进入清华后很短时间就达到了很高的水准。一些零基础的同学经过一段时间的训练,作品水平可以和美术学院的同学相媲美。”

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大厅右侧的教室,几辆老式汽车和拆卸之后的汽车底盘停放在进门的位置,诸如汽车发动机一类的汽车零部件规则地陈列在实验室的四周。11位学员正是在这样的教室中进行专业设计能力的测试。他们需要从给定的场景中提取出特定的元素,并融入到车辆设计中。现场考试时间过去大半,在一些学员的画板上,设计的车身已经初步成型。

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与专业设计能力同时进行的,还有考察学员动手能力的项目。4位同学正在隔壁的实验室进行轮胎拆装的测试。现场负责人介绍,学员在看过简短的说明视频之后,就要亲自去拆装轮胎。“性别不会成为测试的阻碍因素,如果碰到搬运轮胎这种重体力活,现场老师可以给予一定的协助。”现场负责人对记者说,“这个测试主要考察学员踏实肯干的态度、安全操作意识、工具使用技巧以及对环境的适应能力。” 

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除了传统的专业能力测试,今年的汽车创新挑战赛增加了智能车辆方向测试,将汽车领域研究与行业最热点的无人驾驶概念与挑战赛相结合,让中学生们通过自主学习和团队协作完成从小车零件组装到实现遥控功能的全过程,综合考查学生的创新能力、学习能力、动手能力和团队合作能力,选拔具有优秀综合素质的创新性人才。

心理观察贯穿其中

在清华大学蒙民伟科技大楼的航空宇航电子实验室,参加空天技术科学体验营的51位学员三人一组,正在利用给定的木板制作小型滑翔机。木板、格尺、铅笔、小刀、胶水、砂纸散落在操作台上,学员们商讨、尝试着每一种可能。为了方便操作,有的已经屈膝跪在了操作台前。“不仅仅是最后滑翔机飞得远或近,我们也注重考察学员在制作过程中所起的作用。过程表现与结果表现共同决定了他们最后的成绩”,现场负责人对记者说。

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在测试现场,记者看到,有很多工作人员在不同组别之间进行观察记录。现场负责人介绍,在空天技术科学体验营策划之初,航天航空学院就与心理系对接,邀请了心理系的老师和相关学生全程参与实践测试和面试环节当中。在现场观察并进行记录,最后进行专业性分析,并提供给面试老师们作为最后评选的参考。

 能源与动力挑战赛今年也调整了挑战难度,增加测试的趣味性,提高对高中生的吸引力。记者注意到,该赛事现场所有的宣传材料都是双语的,有不少同学还穿着统一的紫色“营服”。据介绍,该赛事注重考查学生的综合素质,包括观察现象、发现问题和规律、知识应用、沟通表达及团队配合能力等。在提高专业认知方面,赛事增加了综述性的学术报告内容。为配合高中生的认知水平,段远源教授抽出大量时间单独为中学生准备了题为“温度”的报告,深入浅出地描述了温度概念及标准技术发展史,也增加了更多的实验环节,包括光学测量、燃烧相关的实验。(人民日报中央厨房·半亩方塘工作室 藏新恒)

(责任编辑:罗芳菲)

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