敬業溯源及展望創客行動

周智敏

（上海市敬業中學）

摘要：學校的創新教育體系對于學生創新思維的形成與培養至關重要，學校在推進創新教育的過程中，首先應開設豐富的具有特色的科技創新活動與創新課程來培養學生對科技的興趣和愛好，其次要通過創新項目的推進來幫助學生將自己的創意轉化為現實，另外在此過程中學校需要不斷完善自我的軟硬件建設，為其創新教育搭建堅實的平臺?！熬礃I溯源及展望創客行動”科技實踐活動得到了上海市科普教育中心和上海市同濟大學創意設計學院的大力支持，同時獲得了“2016年上海市青少年科普教育優秀項目”的榮譽稱號。同時，我們基于該項目舉辦了一系列的科技體驗活動和比賽，極大地豐富了學生的學習生活體驗，營造了學校的創新氛圍。后期我們還會在上海市科普教育中心的支持下，向更多的學校推廣這個活動。

關鍵詞：敬業溯源；創客行動；實踐活動

一、前期基礎與優勢

（1）目前上海市敬業中學已經開設的工程類創新課程有：《3D創意設計》《傳感器創意應用》《建筑模型制作》《微視頻制作》等課程及校本教材；

（2）上海市敬業中學作為上海市歷史最悠久的名校，非常注重學校校史資料的保存與維護，所以該項目有著豐富的歷史參考資料；

（3）學校的有較大面積的活動場地，以敬業樓四樓機房以及創客教育中心為主要活動場地；

（4）我們與上海市科普教育中心和同濟大學Fablab創新實驗室開展合作，邀請丁俊峰、謝凱年等專家教授開展講座，并帶領學生去同濟大學設計創意學院進行實地考察；充分利用同濟大學的師資與場地資源，展開多維度的合作。

二、活動實施過程及具體步驟

1.項目準備活動

（1）學生選拔

我們認為，其實我們的學生不缺少創意，不缺能力，也不缺設計，而是缺主動的動手意識和堅定的信念。我們之前的教育方法，讓我們教會了學生怎么從一到一百，并且在這個過程中，我們的教育體系已經非常完善了。但是如何從0變到1，如何將腦袋中的想法做出來，就是我們的學生所缺少的，這也是我們這個課程所要傳遞的內容。

我們在學生的招募活動中也聽到過各種聲音：“我不會建?！薄拔也欢幊獭薄拔覜]接觸過設計”“我不了解這個領域”……但在敬業創客看來，這些能力的局限都不是問題，只要敢于去做。我們認為3D打印、拍微電影、沙盤設計、編程搭硬件，沒有什么不同。不要害怕去學習，踏出一步去創造，就有收獲。

在第一期敬業創客招募活動中就有161人報名參加，我們招收了21人，作為項目的核心成員，共同參與項目的整體規劃安排，同時我們創建學生微信討論群和學生交流共享QQ群。我們通過微信群和QQ群達成以下目標：a.進行項目討論和資源共享，進行項目任務分配和安排；b.通過學校微信平臺進行內容推廣，通過學生和老師的轉發收獲更多的人來關注我們；c.借助高質量的文章和內容的分享，提升學生的科學素養和創新意識。

項目階段成果：完成項目核心學生招聘；確定項目整體方案與規劃；創建學生微信討論群和學生交流共享QQ群。

（2）確定活動主題并分組

我們通過播放學校宣傳資料并講解，突出上海市敬業中學各階段的標志性建筑，如世春堂、敬業大禮堂、現代敬業等建筑的重要歷史地位。

首先我們通過播放一些有3D打印技術支持的定格動畫，來展現我們預期的智能沙盤效果，同時以圖片的形式向學生們展示一些智能沙盤作品，啟發學生的創意，突出此項目的4個階段主題：世春堂、敬業大禮堂、現代敬業、未來敬業。另外，每個主題又可以分為以下四個內容：項目規劃、3D建模與打印、智能硬件、沙盤設計。

其次是學生進行自我介紹，說說自己的名字和班級，說一下自己的興趣愛好和希望擔任五個內容的哪個方面。然后我們根據學生的興趣和特長進行自由分組，并且為自己的小組命名。

項目階段成果：

（a）成立活動小組（世春堂、敬業大禮堂、現代敬業、未來敬業）四個小組；

（b）確定自己的小組定位（項目規劃、3D建模與打印、智能硬件、沙盤設計、視頻制作）；

（c）確定項目內容，明確小組定位和自己的內容定位。

（3）同濟大學設計創意學院參觀

既然確定了我們的項目主題和內容，那么我們就決定一起去同濟大學看一看他們的沙盤都是怎么做的吧。所以在我們請同濟的老師來給我們進行簡單的項目介紹后，便帶領我們的學生去同濟大學設計創意學院進行實地考察。

同濟大學設計創意學院長期以來以建筑學教育為基礎，致力于培養新時代急需的“可持續設計創新”領軍人才為使命。學院的總體建設目標是成為一個兼具時代使命、全球視野、本土特色的國際化、創新型、前瞻性、研究型的世界一流設計學院。我們主要是帶領我們的學生參觀同濟大學生的一些沙盤作品，然后讓學生去認識沙盤的制作材料。在參觀過程中我們與同濟大學的丁教授達成了合作意向，以后我們也會盡量讓這種參觀學習的活動常態化，期待以后我們會有更深的合作。

2.沙盤模型制作

（1）3D建模及打印基礎學習

因為我們的學生都是經過選拔的，所以有一部分學生是有3D建?；A的。在第一階段對學生進行項目“熏陶”之后，在接下來的第二階段我們需要為學生提供更多親身實踐、學習和體驗的機會。我們將我們的項目定位為智能化數字化沙盤，所以我們便開始了學習3D打印建模。也正巧，學校采購了一批組裝式的3D打印機，所以我們也一起認識了一下3D打印機的功能結構。

在3D建模過程中，我們會啟發學生思考一下3D打印技術與建筑能夠進行怎樣的結合。在教學過程中，學生也都認為3D打印技術會越來越顛覆傳統的建筑行業。

（2）校園實地測繪

我們希望通過本次實踐活動，首先充分發揮學生自主探索的積極性，學生通過親自動手操作，自主設計測繪方案，達到學以致用的目；其次使學生掌握和運用建筑測繪的技術和方法，培養大家調研和收集資料的能力和實踐能力，進一步提高同學們的繪圖技巧及動手能力；最后能夠利用實地調研給學生以更加形象話的感受，有助于學生后期的建模和沙盤模型制作。

在實際測繪中，我們敬業大禮堂組的同學發現他們在翻閱校史館資料的時候出現了兩個不同的敬業大禮堂的照片，后來我們去詢問了學校里的老教師才得知了哪一個照片才是真正的敬業大禮堂。所以這個實踐活動中也鍛煉了學生們求真務實的人生態度。

在學生進行建筑模型設計過程中，陳盛凱同學發現用123D Design軟件進行設計不太方便，然后自己主動用以前學習過的SketchUp軟件進行設計并且做的很好。在這方面我們鼓勵學生能夠主動發現問題并解決問題。

敬業大禮堂、世春堂小組的同學因為有些地方并沒有現成的資料，所以他們根據史料記載的數據、老校友的描述以及自己的想象完成自己的作品。

未來敬業小組的同學根據學校現有的規模和未來規劃進行未來敬業中學的設計，所以可以充分發揮學生的想象力和創造力。以下是世春堂和敬業大禮堂的3D模型：

項目階段成果：完成各個小組的3D模型設計。

3.沙盤智能展示功能設計

為了體現出學校建筑沙盤作品的現代性，我們充分利用模型內部的光電效果，完美結合智能硬件所能呈現的照明特效、聲效，用極富視覺震撼力的藝術語言表現出沙盤的現代性和歷史文化，從而使得模型不再是呆板的陳列，成為一場精彩的全方位演出。

我們基于Arduino智能硬件進行智能化展示設計，希望通過智能化的展示手段完成以下功能：

（1）當有人靠近的時候，學校校門會自動打開并播報歡迎語和一段學校的介紹；

（2）當周圍燈光強度低于一定值的時候，學校燈光會自動打開；

（3）沙盤中有一個小型氣象站，能夠時刻顯示當前的一些氣象數據，并且根據空氣質量會有一些燈光的變化；

（4）每個階段性的建筑，都會有一段文字介紹，當人們想要了解的時候可以隨時收聽其介紹資料。

由于我們的學生大部分都有一定的智能硬件的學習基礎，主要是學生互相直接搭配完成不同功能的設計和組裝，同時確定該功能能夠和沙盤模型相匹配，所以這一階段的任務就變得相對簡單了許多。

項目階段成果：完成智能硬件基礎的學習，并且能夠完成一些展示功能設計。

4.沙盤整體規劃與制作

沙盤規劃與設計及是確保能夠體現出作品連續性和整體性的基礎，我們選取的幾個階段如何能夠在一個沙盤上進行很好的展示就需要我們合理地確定沙盤模型的水平比例尺和垂直比例尺，根據整體沙盤的大小確定制作方案。

沙盤規劃中我們要處理的內容：

（1）處理各個建筑的位置及其連接處水流、交通的關系，整體模型要表現的自然、合理，色彩要協調，以便于更加生動形象地展示整體景觀；

（2）利用夸張的手法表現出模型內的綠化面積，增強整體的表現效果。目前沙盤設計正在趨于國際標準化，綠化面積已經成為了一項主要內容，所以我們可以盡可能地在連接處、行道旁夸大地表現其綠化面積；

（3）我們要綜合前期各個階段的準備工作，包括：3D打印模型的建立、智能硬件的學習、沙盤制作材料的購買，底盤的處理與糾正等等，按照其工作的先后順序，合理完成作品；

（4）整體效果的展現與調試，確保四個時期的建筑鞥能夠組裝合理正確，總體效果表現協調一致，聲光電的控制同步，無故障。

項目階段成果：

a）該沙盤模型主要包括：上海市敬業中學世春堂建筑模型、上海市敬業大禮堂建筑模型、現代敬業中學沙盤模型、未來敬業中學體育場及建設規劃。

（b）智能展示部分：本作品應用各類聲光電的控制進行沙盤的多媒體展示功能的制作，目前可以達到的效果為：天黑之后燈光自動打開、能夠模擬敬業中學白天和黑夜兩個場景等功能。

（c）沙盤內容展示：該沙盤能夠體現出敬業中學的發展歷程，從敬業中學最早的世春堂到敬業大禮堂再到現代敬業中學最后到未來敬業，同時，融合了學校創客教育體系和內容，是學校創新教育體系的一個體現。

三、實施過程中遇到的問題及解決預案

在項目開始之后，由于學生們會遇到各種各樣的問題，學生對活動本身的好奇熱情度會隨著時間的推移由高變低，部分學生可能會懈怠起來，所以我們的科技老師們一定要隨時關注實踐活動的開展情況，指出活動開展過程中的問題，來保障活動的正常進行。注重學生在實施過程中自己發現問題，尋找對策，解決問題，使他們在實踐的成敗中認識到科學對于人類的重要性，以培養他們用科學理論解決問題的理念。

可能存在的問題 解決預案

1、如何確保討論群的活躍性？ 科技老師要引領學生發言，同時讓學生主動在群里分享自己的成果并給予鼓勵。

2、如何確?；顒拥年P注度？ 由專門的科技老師負責，定期發布活動的進展，保證內容的即時性和高質量。

3、如何在開始就能讓學生們理解這個活動？ 在課程啟動的時候，我們會花大量時間進行項目介紹，并在課后在學生討論群中發布項目介紹資料。

4、學生是否可以連貫的進行學習？ 確保學校開始有哪些資源可以用于項目制作，當缺少某方面的知識時，科技老師要和學生一起學習，并解決問題。

5、項目如何進行高質量的把控？ 需要相關專業的老師，或者外聘相關行業的專家進行指導完成。

6、探究過程中是否存在安全問題？ 科技老師在項目指導過程中對各個環節進行參與和跟進，當存在安全和健康等問題時，考慮與第三方機構合作完成。

7、在實地測繪過程中，學生的數據混亂怎么辦？如果能夠拿到設計圖紙，我們盡量以建筑現成的設計圖紙為基準。實地測繪更多的是讓學生體驗實地考察的過程與方法。

8、學生在展示活動中，表現的不自信怎么辦？ 我們會幫助學生樹立信心，并且在之前會進行一定的培訓，科技老師也可以參與到現場中來。

四、預期效果與呈現的形式

1.項目預期成果

（1）上海市敬業中學沙盤及建筑模型（上海市敬業中學世春堂、敬業大禮堂、現代敬業中學沙盤、未來敬業中學體育館、未來敬業中學教學樓作品）；

（2）科技實踐活動科普視頻約20分鐘；

（3）科技實踐活動項目報告發表到區級或者市級期刊雜志1-2篇；

（4）上海市敬業中學周邊建筑、文化變遷的人文社科類調查報告2-4篇。

（2.項目最終呈現成果

（1）科技實踐活動智能沙盤作品——完成。

該沙盤模型主要包括：上海市敬業中學世春堂建筑模型、上海市敬業大禮堂建筑模型、現代敬業中學沙盤模型、未來敬業中學體育場及建設規劃。

智能展示部分：本作品應用各類聲光電的控制，進行沙盤的多媒體展示本分的制作。目前可以達到的效果為：天黑之后燈光自動打開、能夠模擬敬業中學白天和黑夜兩個場景等功能。

沙盤內容展示：該沙盤能夠體現出敬業中學的發展歷程，從敬業中學最早的世春堂到敬業大禮堂再到現代敬業中學最后至未來敬業。同時融合學校創客教育體系和內容。是學校創新教育體系的一個體現。

（2）科技實踐活動項目視頻20分鐘——完成。

沙盤作品展示視頻5分鐘，主要包括：沙盤整體規劃展示、沙盤各個模型的介紹、沙盤功能部分演示、沙盤內容講解。

各個階段的影像資料：各個小組各階段收集的照片和視頻、各個階段學生的風采展示和項目階段錄制視頻、項目進展中延時攝影的視頻資料。

（3）科技實踐活動項目報告發表到區級或者市級期刊雜志1-2篇——未完成。

我們將目前我們的資料整理并匯總，形成《敬業溯源及展望創客行動項目報告》，我們今年就希望能夠拿這個項目活動去參加一些區級及以上雜志和活動評選。預計發表問題不大。

（4）上海市敬業中學周邊建筑、文化變遷的人文社科類調查報告2-4篇——完成。

我們在項目進展過程中，組織學生積極參與到學校文廟和學校周邊建筑的變化以及周邊商鋪的數量等信息?，F已整理出了兩篇關于上海市敬業中學周邊商鋪的演變和關于上海市文廟文化的傳承與發展的人文社科類的調查報告。

（5）科技實踐活動項目教材一—完成。

我們通過整理不同方向的技術和知識，共同完成此本教材的研發。因為此項目設計各個方向的知識和內容較多，所以我們從一開始就強調學生至少能夠每個人專精1-2個方向的專業知識，通過團隊協作的形式共同完成項目的制作過程。

因為涉及內容較多，所以我們教材并沒有將各個方向上的內容做到面面俱到，所以請大家諒解。但是我們的教材是在這個可持續的項目基礎上持續改進的。目前此教材主要包含了：3D打印、激光切割機的使用、電子積木、建筑設計等專業的知識。