兼顧參與性和競(jìng)技性的科技競(jìng)賽組織策劃

1、兼顧參與性和競(jìng)技性的科技競(jìng)賽組織籌劃李博左超【摘要】如何兼顧參與性和競(jìng)技性，是每項(xiàng)以科學(xué)教育與普及為目的的科技競(jìng)賽都要面對(duì)的重要課題。本文以“探知未來2021年全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽的“逆風(fēng)行駛工程為例進(jìn)行分析，該工程的籌備和組織者通過對(duì)原型裝置的開發(fā)與推廣，到達(dá)了兼顧參與性和競(jìng)技性的目的，實(shí)現(xiàn)了較好的效果，可以為類似工作提供思路和借鑒?！娟P(guān)鍵詞】科技競(jìng)賽；原型裝置；參與性；競(jìng)技性中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457202113-0029-002DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.13.013【Abstract】How

2、toachievingbothparticipatoryandcompetitiveisanimportantissueforallthecompetitionsforthepurposeofscientificeducationandpopularization.Thispapertakesthecompetition“sailagainstthewindin2004SolveforTomorrowasanexample.Theorganizerstookthewayofdevelopingtheprototypedevicestoachievethegoalofbothparticipat

3、oryandcompetitive，whichmadethecompetitionagoodeffect.Theexamplecanprovideideasandreferencesforsimilarwork.【Keywords】Scienceandtechnologycompetition；Prototypedevice；Participatory；Competitive隨著中國(guó)對(duì)全民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)工作的重視、對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的強(qiáng)調(diào)，以及理論界對(duì)STEM、探究式學(xué)習(xí)等理念和方式的討論和推廣，面向青少年的科技競(jìng)賽也成為科普教育活動(dòng)中的一種常見組織形式。這些科技競(jìng)賽不同于面向特定領(lǐng)域的專業(yè)賽事，其

4、本質(zhì)屬于教育活動(dòng)，根本目標(biāo)在于鍛煉學(xué)生的綜合知識(shí)與技能、心理素質(zhì)、合作意識(shí)等，這就要求賽事具有廣泛的參與性，而作為比賽，競(jìng)技性又必然成為不可無視的重要特征。因此，如何兼顧參與性和競(jìng)技性，是每項(xiàng)此類賽事都要面對(duì)的重要課題。本文以“探知未來2021年全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽“逆風(fēng)行駛工程為例，分析原型裝置開發(fā)對(duì)于同時(shí)提升賽事參與性和競(jìng)技性的意義，希望為同類工作提供參考和借鑒。1工程實(shí)施案例1.1學(xué)情分析“探知未來全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽是一項(xiàng)面向青少年的全國(guó)性賽事，自2021年以來，已成功舉辦五屆。其中，“風(fēng)能利用是比賽的傳統(tǒng)工程，每年設(shè)置不同賽題。2021年，“風(fēng)能利用工程的賽題為“

5、逆風(fēng)行駛，面向?qū)ο鬄橹袑W(xué)生，要求參賽團(tuán)隊(duì)以風(fēng)能為唯一動(dòng)力，選用賽場(chǎng)提供的材料，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)制作能夠在逆風(fēng)環(huán)境下行駛的裝置。受眾特點(diǎn)是賽事籌備工作中需要考慮的重要問題。首先，中學(xué)生作為未成年人，其能夠使用的材料和工具種類有限；其次，中學(xué)階段，一些相關(guān)的知識(shí)體系還沒有建立起來，這其中包括物理和數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)。例如，逆風(fēng)行駛本質(zhì)上是利用了“能量作為標(biāo)量不具有方向性的特點(diǎn)，到達(dá)讓裝置在逆風(fēng)環(huán)境下利用風(fēng)能的目的，是否能夠理解這一本質(zhì)，是能否設(shè)計(jì)出合理機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵；最后，一些低年級(jí)的初中生，對(duì)“圓心等概念還沒有涉獵，這對(duì)于其設(shè)計(jì)和制作效果也會(huì)有影響。根據(jù)以上分析，賽事籌備人員需要解決以下問題：其

6、一、按照該賽題要求，中學(xué)生能否順利開發(fā)制作出相應(yīng)裝置？其二、如何在初賽階段讓盡量廣闊的學(xué)生人群參與進(jìn)來并獲得成績(jī)？其三、如何在賽事后期階段保證競(jìng)技性，以選拔出盡量高水平的選手？1.2原型裝置開發(fā)針對(duì)這些問題，賽事籌備人員通過開發(fā)原型車的方式進(jìn)行前期研究與論證，并為規(guī)那么的制訂和賽事推廣提供相應(yīng)的依據(jù)。用于前期研究和論證的原型車需要滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料規(guī)格易于標(biāo)準(zhǔn)化、性能穩(wěn)定、具有進(jìn)一步提升的空間等特點(diǎn)，以證明新賽題既適合廣闊中學(xué)生的普遍參與，又能夠從中選拔出能力突出的選手。按照以上原那么，賽事籌備人員開發(fā)了三款原型車。三款車型的用材，特點(diǎn)如表1所示：三種車型根本到達(dá)了預(yù)期的效果，并反映出如下結(jié)論

7、。首先，證明可以以比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)到達(dá)逆風(fēng)行駛目標(biāo)，易于中學(xué)生完成；其次，車型成績(jī)穩(wěn)定，證明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作工藝是影響性能的最主要因素，其他隨機(jī)因素作用很小，適合賽事競(jìng)技；再次，證明制作材料可以標(biāo)準(zhǔn)化，適合參賽選手在賽前自行準(zhǔn)備進(jìn)行場(chǎng)外演練；又次，不同車型使用不同材料均可以到達(dá)一定效果，同種材料用法又多種多樣，為選手提供了較豐富的創(chuàng)意空間。最后，作品成績(jī)還有進(jìn)一步提高的余地，對(duì)每種車型本身的適當(dāng)修改可以提升性能例如剪掉車體框架多余局部以減小風(fēng)阻，設(shè)計(jì)和制作的不同也會(huì)帶來成績(jī)差異。例如，傳動(dòng)比和扭矩之間就是互為矛盾的一對(duì)指標(biāo)，大的扭矩意味著對(duì)速度的犧牲，而單純追求速度又可能使裝置寸步難行；又如，減輕

8、車體重量可以使車體對(duì)能源的要求更小，但適當(dāng)增加配重可以提供更好的抓地力。1.3車型試用通過原型車開發(fā)，初步論證了賽題在現(xiàn)有規(guī)那么下的可行性。賽事籌備人員根據(jù)三種車型所用的材料，結(jié)合以往開展類似活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)，遴選制定出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格材料清單，并選定車型I作為活動(dòng)推廣的標(biāo)準(zhǔn)車型，目的在于借助這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的車型，使盡量廣闊的中學(xué)生群體能夠參與進(jìn)來，同時(shí)，又保證參與者可以通過發(fā)揮創(chuàng)意，取得進(jìn)一步的成績(jī)提升。接下來，賽事籌備人員借助中國(guó)科技館的夏令營(yíng)和展廳內(nèi)教育活動(dòng)，對(duì)車型I進(jìn)行試用。然而，初次試用卻出現(xiàn)之前沒有預(yù)料到的問題，十余名參與制作的中學(xué)生均未完成裝配。事后分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生們失敗的原因，并非

9、在于其對(duì)裝置結(jié)構(gòu)難以理解，而緣于車型開發(fā)者無視了一個(gè)隱含因素力量。車型I原本使用一種硬質(zhì)軸套，以成年人的手部力量，可以較輕松地將其套在金屬軸上，但初中生的力量卻不能滿足這一要求。為此，賽事籌備人員重新調(diào)整材料清單，選用另外一種更具有彈性的軸套，盡管穩(wěn)固性不如硬制軸套，但更適合初中生使用。經(jīng)過再次試用，到達(dá)了滿意的效果。1.4車型推廣車型試用階段取得成功以后，初賽規(guī)那么正式公布，為了向廣闊中學(xué)生設(shè)置一個(gè)不太苛刻的參賽門檻，材料方面，制作一套完整的車型I所用的材料被設(shè)定為“定制包，同時(shí)車型I的具體制作方法完全對(duì)外公布，而更加完整多樣的材料被劃為“拓展包。選用定制包，可以較容易地完成車型I的裝配，也

10、可以在其根底上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以提升性能，而要取得更好的成績(jī)，那么可以追加拓展包中的材料，以發(fā)揮創(chuàng)意。在以車型I獲得初賽階段的良好推廣以后，為了鼓勵(lì)更多創(chuàng)意與革新，復(fù)賽和決賽規(guī)那么有所調(diào)整，增加了對(duì)不同材料的點(diǎn)數(shù)標(biāo)價(jià)，并將其納入影響最終成績(jī)的因素。其中，初賽中比較冷門的材料標(biāo)價(jià)更低，而完整的一套“定制包價(jià)格那么高于完全相同的分散材料價(jià)格之和，從而引導(dǎo)參賽選手考慮節(jié)省材料或轉(zhuǎn)向使用其他材料的設(shè)計(jì)。2021年12月23日，“探知未來2021年全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽決賽在中國(guó)科學(xué)技術(shù)館舉行，在“風(fēng)能利用工程中，從全國(guó)各地脫穎而出的15支參賽隊(duì)伍現(xiàn)場(chǎng)制作并同臺(tái)角逐，所有作品設(shè)計(jì)各不相同，已經(jīng)脫

11、離了“定制包的束縛，其中，一些車型極具創(chuàng)意，成績(jī)也非常突出，表現(xiàn)出較高的設(shè)計(jì)和制作水平。2經(jīng)驗(yàn)與借鑒借助原型裝置進(jìn)行賽事分析與推廣的工作思路，其根本過程如圖2所示。在整個(gè)賽事籌備和組織過程中，原型裝置在以下兩個(gè)方面發(fā)揮了作用，保證了對(duì)參與性和競(jìng)技性的兼顧。2.1為規(guī)那么制定提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)通過開發(fā)原型裝置，賽事籌備人員對(duì)能否制作出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、性能穩(wěn)定并具有可提升空間的裝置進(jìn)行了前期論證，并取得了理想的結(jié)果，使規(guī)那么制定和材料清單的遴選有據(jù)可依。2.2幫助選手入門的同時(shí)預(yù)留提升空間通過在初賽階段劃分“定制包和“拓展包，降低了參與門檻的同時(shí)，保存了成績(jī)提升的空間，使更多中學(xué)生可以參與進(jìn)來。以車型I為目標(biāo)的定制包，在根本原理和根底工藝方面，為選手起到了初期引導(dǎo)作用。進(jìn)入復(fù)賽和決賽階段后，通過對(duì)規(guī)那么的微調(diào)，引導(dǎo)學(xué)生放棄定制包，轉(zhuǎn)向?qū)で笃渌袆?chuàng)意的思路，以實(shí)現(xiàn)成績(jī)提升。此外，在試用階段，因?qū)W生力量缺乏導(dǎo)致裝配失敗的事件值得思考，這一事件提醒科技教育工作者，影響教育活動(dòng)推進(jìn)效果的因素不僅僅包括教育對(duì)象的認(rèn)知水平和認(rèn)知特點(diǎn)等顯性因素，也包括一些可能被無