中小学航天科技素质教育课件

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目录contents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目录contents联盟探索实践123钱学森教育思想与航天人钱学森教育思想与航天科技人才成长规律第一部分钱学森教育思想与第一部分010201023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?”“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3理论基础：12钱学森大成智慧科学基础与知识源泉钱学森大成智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（1）理论基础：构建了21世纪现代科学技术体系结构图（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（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。（2）大成智慧教育关于创新人才培养的“集成”思想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1.学制观早成才，6岁-30岁智力发展高峰，智力与情感2.人理念一致：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？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3理论基础：12航天人是需要什么样的人才？航天人才成长有何规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？航天英豪薪火相传在航天事业成长时期，刘纪原、王礼恒、孙家栋、王永志、包为民、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、奋发有为的新一14骨干专才将才帅才大家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骨干专才将才帅才大家3~5年10~15年15-20年经过多个15知识结构能力特点思维特点个性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知识结构能力特点思维特点个性特点专业技术知识较强的逻辑思维能16专业扎实技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专业扎实技术掌控科学作风严慎细实计划统筹凝聚队伍责任意识价值17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天科技人才成长规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跨学科知识学习与应用情商启示：航天工程实践项目式教育培养模式19航天科技创新素质教育的探索与实践第二部分航天科技创新素质教育的第二部分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4月24日4-8月9-11月启动仪式“中学生科普卫星研制、应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卫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小卫星项目后习主席给研制团队回信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25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。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26高校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高校联盟中小学航天资源+能力实验室、师资生源输送人才输送学生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科普知识航天项目式学习航天科学实践趣谈航天28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课时航天科技课程ScienceTechnologyEngineeringArtMath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29基础课程拓展课程探究课程选修课，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，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基础课程拓展课程探究课程选修课，不占学生时间学生有探究兴趣；30航天科技特色课程软硬件平台与方法体系航天科技特色课程软硬件平台与方法体系31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32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33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。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34循序渐进实践导向学科融合迭代进行从宇航探测、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循序渐进实践导向学科融合迭代进行从宇航探测、卫星两个系列系统35PART1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PART1认知PART2探索PART5反馈/评价PAR36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PART1PART2PART3PART4PART5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37航天科技创新素质教育的发展与思考第三部分航天科技创新素质教育的第三部分航天是STEAM教育最好选题航天器：弹箭星船器航天是STEAM教育最好选题航天器：弹箭星船器39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通信40发展与思考——构建平台：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——构建平台：为各方创造更多的价值中国航天科技教育发展与思考——联合