霍尼韋爾車模設計課程助中國學生創新研究意識的培養

石惠　倪友寧

2013年12月1日，中國學生親手將制作完成的霍尼韋爾個性化車模介紹視頻與文本資料上傳到“美國汽車工程學會全球學生車模設計挑戰賽”（以下簡稱“車模挑戰賽”）指定的網址，與五大洲的中學生車模學習小組一起，接受霍尼韋爾全球公司的近千名工程師的品評，至此，大家暫時松了一口氣。

為什么要引進車模設計課程

車模課程參與者為12～16周歲的學生（張江實驗中學把年級段放在了預備至初二年級之間）。在八個星期內，學生需要通過調查研究，確定一個具備特定功能的車模玩具目標，進而設計草圖，確定方案，完成實物制作。

這項車模設計挑戰賽與目前國內舉辦的各級各類學生競賽有很大區別，其非常關注學生在創作設計時的過程方法，運用哪種方法解決哪個實際問題，還要留下原始設計文檔與實驗數據。即使學生不以參加競賽為最終目的，他們仍能從課程中獲得產品開發、團隊合作的相關經驗，將會終身受益。

通過實踐車模課程，中國團隊學到了什么

1.創造力與想象力

中國的應試教育極大地限制了學生的創造力和想象力，當老師們問學生：“你們將把你的汽車玩具設計成什么？賦予它們哪些功能？”得到的回答卻是鯊魚、熊貓、老鷹、老虎……“那你們從生活中聯想一下，可以獲得哪些借鑒？”全體沉默。他們似乎從來沒有看過好萊塢動畫片，沒有看過Discovery，沒有在腦海中虛構出一種現實中不存在的物體。

2.書本知識向實踐應用遷移

車模課程的內容中，包含有物理學知識、數學知識以及電學知識。有些知識在初中已經學過，但是，學生們從來沒有將它們整合到實際應用中來。因此，許多車輛設計需解決的問題，都被巧妙地安排在了課程之中。

3.經歷開發流程，體現團隊合作價值

本次我們團隊的參賽作品是一輛霍尼韋爾救援車。在車輛設計階段，新聞報道海燕臺風給菲律賓造成了巨大損失，大家都希望賦予這輛救援車更多的使命。然而過多的功能導致車輛設計時遇上了不少麻煩，如內部空間已被齒輪占據，如何重新設計齒輪以騰出電池倉？馬達動力為3V，紅外傳感器需要5V供電，如何適用兩套電壓系統？如何讓車輛在水面浮起又不影響其越野性能？制作團隊經過多次討論才一一解決以上問題。

4.學會了觀察、鼓勵學生

車模課程不僅培養了學生，也鍛煉了教師。車模課程可以歸類為探究型課程，與基礎型課程相比，教師所發揮的作用有很大的區別。需要慧心地觀察學生，安排學生至最佳的崗位發揮最大的優勢。在明確好任務后需要全權放手給學生，不可以指手畫腳。

車模課程對培養學生綜合能力的啟示

1.需強化訓練學生的“非連續性文本”表達能力

“非連續性文本”來自國際“PISA”閱讀素養測試項目，筆者認為寫好“非連續性文本”就是用最為精煉的語言，將某一事件、現象表達恰當、完整。

例1：大家好，我的名字是Steven，我負責救援車設計。根據前期調研，我確定了救援車輛將具備以下功能：

救援部分——包含人體紅外感應、光線感應、機械臂；

車輛部分——包含適應爬坡的齒輪比、能夠提供浮力的底盤、水上推進器；

電路部分——由于在車輛上加裝了傳感器套件以及水上推進馬達，所以，我對整車電路做了重新安排：

（1）為了讓傳感器正常工作，我提供5v的電壓供電；

（2）傳動馬達和水上推進馬達我使用3.7V鋰電池供電，兩者相互獨立，不會產生干擾。

此外，為了保護元器件，我將使用PVC塑料板制作帶有圓拱的車殼，當然，也要讓它們更顯眼，更有型！

（詳見車輛整體結構圖）

例1是救援車設計部分文字描述，雖然只有250字，但卻包含有大量的信息，需要對照車輛的功能依次進行介紹。如果要進一步提高對學生的要求，那就是要讓學生學會撰寫論文，對“發現問題-分析問題-解決問題”這樣完整的思考過程要描述清楚。這對培養學生的批判意識與問題深入解決的能力是非常重要的。

2.基礎教育要為教師、學生提供培養創新意識的環境

車模課程為我們觀察西方世界的教育提供了一個很好的窗口，課程中的多學科背景、靈活的合作探究方式是目前我們按照學科條線劃分的應試教育所無法應付的，參加車模課程的學生只是做了一個淺層的嘗試，但可以相信，這番經歷對21世紀的中國學生來說，一定會記憶深刻，并影響深遠。

3.加強英語表達能力，做一個國際化學生

霍尼韋爾車模挑戰賽是一項國際賽事，對英語表達有所要求，教師事先做了相應預案，必要時學生講中文配英語字幕。

例2：我的名字叫John，我負責市場調查

Hello everyone， my name is John and in charge of market research.

我們給年齡在12～14周歲的50名學生發放了調查問卷

We did a survey among the 50 students aged 12～14.

我們發現95%的學生希望可以有傳感器

We found that 95% students prefer that the car with intelligent sensing.

……

我們希望例2的英文文本由一名救援車項目學生順利地讀下來，并且事先對陌生的單詞進行了音標標注，但是，經過一個半小時的練習，該學生還是無法完成越過單詞障礙，其他語句讀得也不是很通順，所以，只能一再降低預期，讓他們以中文配英文字幕?！盁o法用英語表達”這一現象在初、高級中學的男生中非常普遍。

筆者強調這一現象的原因，是希望這些感受過國際比賽的男生能夠感悟到英語的重要性，以超乎常人的毅力，加強在口語、聽力方面的練習，改變目前自身英語現狀。

2014年1月29日，最終比賽結果公布，中國的華東師范大學張江實驗中學在本次霍尼韋爾及美國汽車工程學會全球學生車模設計挑戰賽中取得了第一的佳績，這表明中國人在創新、探究的能力上絕對不輸給西方國家，我們更要保護好這片創新土壤，培養出更多的創新人才。endprint