2022朝陽區(qū)最美科技工作者丨張朋：在機(jī)器人教育道路上砥礪前行
在科技教育的道路上，張朋始終堅(jiān)持開拓創(chuàng)新、砥礪前行，為培養(yǎng)更多科技后備人才不斷貢獻(xiàn)自己的力量……
撰文/記者 李慧 編輯/賈朔榮
設(shè)計(jì)、組裝、編程、運(yùn)行……機(jī)器人涉及信息技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域。在科技教育發(fā)展如火如荼的當(dāng)下，機(jī)器人教育作為一種新興的教育體系應(yīng)運(yùn)而生，越來越受到家長和學(xué)生的認(rèn)可。
得益于北京市第八十中學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和朝陽區(qū)教委、區(qū)科協(xié)對(duì)科技教育的重視，北京市第八十中學(xué)科技主管張朋充分利用校內(nèi)外資源，推動(dòng)學(xué)?？萍冀逃钠占昂桶l(fā)展，在短短十年內(nèi)，取得了令人矚目的成就。尤其在機(jī)器人教育方面，他曾多次帶領(lǐng)學(xué)生參加VEX機(jī)器人世界錦標(biāo)賽，其中七次獲得金獎(jiǎng)，更是在2017—2019年連續(xù)三年獲得金獎(jiǎng)和專項(xiàng)獎(jiǎng)，創(chuàng)造了八十中在此項(xiàng)賽事中的最好成績。
▲張朋（攝影/北京科技報(bào) 張星海）
雖然在機(jī)器人教育方面結(jié)出了累累碩果，但在張朋看來，自己只是在堅(jiān)持做好熱愛的“分內(nèi)之事”。
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多學(xué)科的綜合教育平臺(tái)
談及機(jī)器人課堂的種種細(xì)節(jié)時(shí)，張朋瞬間打開了話匣子。“機(jī)器人教育對(duì)于促進(jìn)中小學(xué)素質(zhì)教育發(fā)展、培養(yǎng)中小學(xué)生的信息素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)、提高他們的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力具有重要意義。”
在張朋看來，不同于教師灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的傳統(tǒng)教育模式，機(jī)器人課堂以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，讓他們自己摸索結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)編程、裝配調(diào)試、解決問題，老師則扮演輔助角色。此外，機(jī)器人課堂涉及多領(lǐng)域的知識(shí)運(yùn)用，既能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、提升綜合素質(zhì)，也能激發(fā)起他們永不放棄的精神。
“課程中運(yùn)用最多的是物理和數(shù)學(xué)知識(shí)，比如力學(xué)中的杠桿、齒輪傳動(dòng)等理論；搭建過程中又會(huì)用到很多勞動(dòng)技術(shù)，包括電子工具等；還涉及生活場景的應(yīng)用，比如制作升降機(jī)器人，可能會(huì)用到機(jī)場運(yùn)送行李的升降架結(jié)構(gòu)，又或者停車場抬車桿上平行四邊形的抬升結(jié)構(gòu)；搭建完一個(gè)簡單的成品機(jī)器人后，還要驅(qū)動(dòng)機(jī)器人完成任務(wù)，就用到了編程等計(jì)算機(jī)信息技術(shù)知識(shí)；此外，還涉及視覺傳感器、距離傳感器等傳感器的應(yīng)用……機(jī)器人課堂完全就是一個(gè)多學(xué)科的綜合教育平臺(tái)。”張朋介紹道。
除了課堂教育，機(jī)器人競賽也是機(jī)器人教育中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。而競賽不僅對(duì)學(xué)生要求高，對(duì)于教師的要求也很高。
機(jī)器人競賽是一項(xiàng)非?？简?yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的比賽，組建一支競賽隊(duì)伍，就如組建一支足球隊(duì)，每個(gè)人都有明確的分工，需要前期通過長時(shí)間的了解和觀察，找準(zhǔn)每個(gè)人的定位。
“正如有的學(xué)生擅長機(jī)器人搭建、有的擅長程序編寫、有的適合去場上操控機(jī)器人；有的能夠在幾百種零件中迅速找到目標(biāo)零件，非常適合參與后勤工作；還有的學(xué)生英語好，溝通能力強(qiáng)，在參加國際比賽的時(shí)候，負(fù)責(zé)跟外國隊(duì)友交流比賽戰(zhàn)術(shù)……一個(gè)蘿卜一個(gè)坑，老師和學(xué)生都需要經(jīng)過長期的準(zhǔn)備，才能完成好比賽?！睆埮笳f道。
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國際舞臺(tái)大放異彩
為了做好機(jī)器人教育，張朋積極參加區(qū)科協(xié)組織的相關(guān)培訓(xùn)，利用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)摸索，第一年帶領(lǐng)學(xué)生參賽，便在朝陽區(qū)嶄露頭角，而后又在北京市、全國取得佳績，可以說一年一個(gè)臺(tái)階，很快就站上了最高舞臺(tái)。
▲張朋指導(dǎo)機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)（受訪者本人提供）
但事實(shí)上，在機(jī)器人社團(tuán)領(lǐng)域，張朋一開始也是個(gè)“門外漢”。進(jìn)入北京市第八十中學(xué)后，他主要從事信息管理工作，在一次機(jī)緣巧合的情況下承接了學(xué)校剛成立的機(jī)器人社團(tuán)，可以說從“零”開始接觸這一新領(lǐng)域。
2010年，是張朋輔導(dǎo)學(xué)校機(jī)器人社團(tuán)的第三年。這一年，八十中在VEX機(jī)器人項(xiàng)目保持優(yōu)勢的同時(shí)（已獲得2010年美國世錦賽資格），也在FLL機(jī)器人項(xiàng)目上取得了重大突破——在北京選拔賽中獲得一等獎(jiǎng)，從而贏得了參加中國公開賽的資格。
如果想?yún)⒓訃H賽事，就必須在中國選拔賽中取得優(yōu)異成績。賽前，張朋帶領(lǐng)學(xué)生不斷改進(jìn)機(jī)器人策略和比賽戰(zhàn)術(shù)，這是個(gè)既需要耐心、細(xì)心，又耗時(shí)、耗力的過程。好在功夫不負(fù)有心人，團(tuán)隊(duì)最終成功拿到了代表中國參加世界錦標(biāo)賽的“門票”。
“帶隊(duì)去美國參加VEX比賽的時(shí)候，正是國內(nèi)FLL項(xiàng)目準(zhǔn)備的最后階段。我們需要同時(shí)參加兩個(gè)國際機(jī)器人項(xiàng)目競賽，時(shí)間上有一些沖突，當(dāng)時(shí)的壓力可想而知。”張朋回憶道。由于時(shí)差原因，他白天帶領(lǐng)學(xué)生參賽，夜里回到酒店后，還得通過網(wǎng)絡(luò)給予國內(nèi)FLL項(xiàng)目的學(xué)生遠(yuǎn)程指導(dǎo)和幫助。
從美國到FLL賽事舉辦地中國臺(tái)灣，他共經(jīng)歷了四十八小時(shí)的轉(zhuǎn)機(jī)和飛行時(shí)間，“那兩天我基本沒吃上飯，時(shí)間對(duì)于我來說，完全是混亂狀態(tài)?！睆埮蠡貞浀馈５竭_(dá)臺(tái)灣后，還沒來得及倒時(shí)差，他就再次投入到新一輪比賽當(dāng)中。三天時(shí)間，四輪場地測試賽、三輪場地競賽、技術(shù)答辯、藝術(shù)表演……張朋帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)最終獲得場地競賽滿分和團(tuán)體比賽一等獎(jiǎng)的好成績！
“短短十天，參加兩個(gè)國際競賽，拿到兩個(gè)國際金獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)是萬萬沒想到的，這是學(xué)校整個(gè)科技教育團(tuán)隊(duì)與學(xué)生長期努力的成果！”張朋說道。
令他倍感欣慰的是，當(dāng)時(shí)參加兩個(gè)國際競賽項(xiàng)目的11名同學(xué)，分別以優(yōu)異成績考入清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、中山大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、武漢大學(xué)等高校。張朋說：“學(xué)生收獲的不僅僅是成績，更是整個(gè)大賽經(jīng)驗(yàn)的積累和能力的增長。”
▲北京八十中機(jī)器人社團(tuán)包攬世界機(jī)器人大會(huì)錦標(biāo)賽VEX VRC高中組冠亞軍（受訪者本人提供）
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為祖國培養(yǎng)科技后備人才
張朋一直堅(jiān)持利用課余、周末和假期時(shí)間，輔導(dǎo)學(xué)生參加各種科技競賽活動(dòng)。在此過程中，最讓他有成就感的就是學(xué)生的收獲和成長。
“很多學(xué)生高考后對(duì)大學(xué)的專業(yè)選擇感到迷茫，但經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，參加過機(jī)器人社團(tuán)的學(xué)生，有百分之七十選擇了數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、機(jī)械工程等相關(guān)專業(yè)。機(jī)器人選修課、社團(tuán)活動(dòng)、競賽逐步加深了他們對(duì)理工科的興趣，讓他們?cè)敢庖院髲氖逻@方面的研究和相關(guān)工作，這一點(diǎn)讓我感到很欣慰?！睆埮笳f。
截至2021年，張朋輔導(dǎo)學(xué)生在機(jī)器人競賽、金鵬科技論壇、青少年創(chuàng)新大賽等科技競賽中獲國際金獎(jiǎng)103人次、國家級(jí)229人次、市級(jí)335人次；他組建的機(jī)器人社團(tuán)中的大部分學(xué)生，畢業(yè)后以保送生、自主招生等形式升入清華、北航、浙大、北理工、加州大學(xué)洛杉磯分校等國內(nèi)外知名大學(xué)。
▲張朋帶領(lǐng)學(xué)生參加“一帶一路”青少年創(chuàng)客營與教師研討活動(dòng)（受訪者本人提供）
通過科技教育，大批“有理想、負(fù)責(zé)任、會(huì)學(xué)習(xí)、善合作”的創(chuàng)新型人才走出八十中，而張朋也通過自己的努力，為我國加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)源源不斷地培養(yǎng)著科技后備力量。
2011年9月，胡錦濤總書記考察北京市第八十中學(xué)，張朋受到了總書記的接見，并為總書記介紹學(xué)?？萍冀逃陌l(fā)展情況和學(xué)生的科技發(fā)明作品——仿生學(xué)機(jī)械手。之后，經(jīng)過不斷發(fā)展和研究，他在學(xué)校主導(dǎo)開設(shè)了機(jī)器人選修課、機(jī)器人活動(dòng)課、機(jī)器人競賽課三級(jí)育人課程。
除了科技教育，張朋還致力于通過科學(xué)普及激發(fā)青少年的科學(xué)熱情和科技興趣——他組織院士、專家進(jìn)校園活動(dòng)百余場，每年選拔三十名左右的學(xué)生參與中學(xué)生英才計(jì)劃、北京青少年科技后備人才培養(yǎng)計(jì)劃、北京青少年科技俱樂部活動(dòng)，并到大學(xué)研究室、高等科研院所開展科學(xué)探究活動(dòng)。
十余年來，張朋帶領(lǐng)學(xué)生外出參加科技競賽、科普活動(dòng)、科學(xué)考察百余次，親自組織承辦和協(xié)助承辦市區(qū)級(jí)科技活動(dòng)三十余次……很難想象他在其中投入了多少精力與努力，但對(duì)于他而言，這些都是通往“熱愛”的階梯，更是為學(xué)生“科技筑夢(mèng)”的橋梁。
在科技教育的道路上，張朋始終堅(jiān)持開拓創(chuàng)新、砥礪前行，為培養(yǎng)更多科技后備人才不斷貢獻(xiàn)自己的力量……
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