校企深度合作共创“八大创新实验室” 打造高端校园科技基地

　　航空航天实验室。

　　生物基因实验室。

　　如果要评深圳最具“科技感”的学校,那么深圳明德实验学校(集团)必定具有一席之地。深圳明德实验学校(集团)(简称“明德实验学校”)是一所融汇公民办学校办学优势的新型公立学校,由深圳市福田区人民政府和腾讯公益基金会合作举办,委托双方共同成立的教育基金会,采用公立学校委托管理的创新模式进行办学。长期以来,这所学校以办学模式、理念、课程的新锐、前卫而闻名,其教育改革成果也倍受外界关注。

　　2021年,明德实验学校迎来了“科技感”的全面升级——整个学校实现了智能化、信息化、数字化设施的全覆盖,在硬件升级的基础上,明德实验学校同步实现教学内涵的升级。为建设全国科技创新教育的标杆学校,形成一批聚焦深圳城市战略新型产业的各类主题创新实验室,构筑科技创新教育的高地,更好地适应深圳基础教育事业创新示范的发展要求,明德实验学校高配打造“科创教育”,形成了许多新锐而优秀的成果。

　　八大实验室,涉及航空航天、汽车制造、生物基因、河道治理等领域

　　说起明德的科创配置,一个最令人羡慕的关键词便是“八大实验室”。

　　2021年,明德实验学校规划建设完成八间复合型校企联合创新实验室,包括:智能制造空间:数字制造实验室、仿生机械实验室、航空航天实验室、汽车工程实验室；自然生态空间:海绵城市实验室、河道治理实验室、生物基因实验室、海洋资源实验室。后续还将建设互联网创新空间与艺术创意空间,形成体系化STEM教育中心。

　　譬如,明德的数字制造实验室联合大族激光,以开源硬件与开放设计为代表的新工业革命浪潮为立足点,以设计思维为教育为核心,实现技术和设计的有机结合。本实验室配备3D打印、激光雕刻机、数控机床等数字化加工设备,通过计算机辅助设计技术培养学生进行多种材料的加工与综合创新设计制造能力,也为其他所有实验室的创新设计提供各种物化制造的技术支持。

　　航空航天实验室导入大疆等头部资源,让学生系统性了解航天航空知识,激发爱国主义情怀和航空航天探索热情,该实验室依托大疆TT无人机、热成像无人机、大型固定翼航模、波音737模拟驾驶舱等先进设备,以“装备课程化,课程活动化”为指导思想,通过理论学习、互动体验、动手实践三个阶梯的教学实施需求,培养祖国未来的航空航天人才。

　　汽车工程实验室以比亚迪新能源汽车与AI智能车相结合,设置新能源汽车真实车声底盘与三电系统,通过VR汽车装配模拟器深化同学对新能源汽车工业革命的理解,同时配有FEG、RobomasterEP,汽车电动车模多个车辆相关的项目增强同学的动手能力,将书面知识系统性地转化为直观的物理实践。

　　仿生机械实验室联合优必选,立足于“仿生智能机械”这一新领域,带领学生想象并创造出丰富人们生活的机械宠物,设计制造具有机动性、灵巧性的多足动物,融合了生物骨骼学与机械自动化工程学等学科,展现了跨学科整合的特点。实验室目前拥有市面上最新的机械狗与多足机器人,以此为载体,通过一系列社团和课程活动,带领学生认识和了解仿生学、自主控制技术、人工智能技术等多门前沿学科与科学技术,是仿生科学创造的孵化地。

　　生物基因实验室是明德实验学校联合深圳明星上市企业华大基因和铁汉生态联合打造的高端基因工程以及室内种植及生态构建方面的创新实验室。来自华大基因的基因测序仪提供了一个开放的启发式的基因科学探索平台,可以对人、动物、植物和微生物等生命的DNA和RNA进行深入探究,为他们打开一扇微观视角观测生命世界的大门。

　　铁汉生态实验室的室内种植可以帮助学生观察和记录植物的生长周期,对无土种植,植物生长所需要的条件等方面提供学习的机会；海绵城市实验室是明德实验学校在福田区海绵城市办公室和福田区水务局支持下打造的福田区海绵城市示范研究基地和福田区海绵城市科普教育基地的一部分,大力发展学生生态文明的思想,渗透可持续发展的理念。

　　河道治理实验室是明德实验学校联合深圳市水务局一起打造的城市污水治理及河道治理方面的创新实验室。由于“湿地”生态系统复杂、多样,与人类生活息息相关,“湿地”又与人类文化发展密不可分,这是小学生学习、发展很好的课程资源；海洋资源实验室是深圳明德实验学校联合中集海洋工程有限公司一起打造的海洋资源方面的创新实验室。

　　海洋资源实验室规划建设了国内首创多源数据融合可视化互动地理信息系统,并结合海上资源勘探模型、海上开发综合体、经典航海线路等案例,向学生展现丰富多彩的海洋地理知识,让学生强化海洋资源开发的认知,树立可持续发展的科学理念。

与头部企业密切联系,打造适合中小学生的科创教育项目

　　据介绍,八大创新实验室是明德实验学校根据新时代创新人才培养的需求,多主题设计建设完成,为深圳市基础教育综合改革实验区构建新型教与学模式提供了建设实体学习空间的方案参考,目前已成为深圳市科技创新教育与跨学科学习的示范项目。

　　“这几个实验室有几个鲜明的特色,首先是空间复用模式,通过大型隔板移动分割、科普展示上墙、动静分区等空间优化设计方法,针对性地解决了国家课程与特色课程的空间复用的难题,为所有学校的实验室升级改造提供了新的借鉴方式；另外就是空间美学,根据各实验室主题的区别,独立设计各自主题的科技展示形式,用创新设计语言诠释了未来实验室的空间形态。”明德实验学校科创相关负责人表示。

　　这些现代化实验室的落成和投入使用,真真切切地推动了课堂改革和教学改革,也体现了明德实验学校深度推进校企合作的有益尝试。“深圳科技企业资源丰富,科技技术全球领先,深圳明德实验学校率先打破校园边界,联合多家深圳头部企业,如腾讯、比亚迪、大疆、华大基因、大族激光等,着手打造未来深圳市领先的校园科技创新基地。放眼目前领先的先进制造、生命信息等前沿科学,充分发挥深圳科技创新产业配套全球领先的资源优势,选择适合中小学生学习、操作的科学项目,融入日常教学和教学研究中。”明德实验学校科创相关负责人说。

　　围绕“八大实验室”,明德实验学校研发了一系列具有明德特色、科创特色的实验室课程体系。在数字制造实验室中,开设“科学幻想与未来设计制造”、“发明与创造”、“激光切割与3D打印”等课程；航空航天实验室中,开设“波音737模拟驾驶”、“固定翼航模设计”、“大疆TT无人机开发”等课程；汽车工程实验室中,开设“F1inSchools”、“FTC”、“新能源汽车实践基础”等课程；仿生机械实验室中,开设“大型机械狗初级开发与应用”、“Petoi机械狗设计与制作”、“XGO机械狗足球赛”等课程；生物基因实验室中,开设“基因组学”、“垂直绿化”、“室内农场”等课程；海绵城市实验室中,开设“海绵城市研究”、“海绵城市社区”、“模拟政协与环境保护”等课程；河道治理实验室中,开设“湿地研究”、“咸水入侵与潮间带植物”等课程；海洋资源实验室中,开设“近海养殖”、“全球航运与国际贸易”等课程。一大批科学“发明成果”在明德实验学校的学子中诞生。

激发学子科技创新热情,加强科学精神培养,建设世界科技强国

　　明德实验学校相关负责人表示,通过与这些高科技企业的深度合作,以创新实验室科技课程建设作为纽带,将深圳各企业、高校的科技特色项目创造性的融入校园,充分调动企业单位的社会教育赋能作用,使学生了解前沿科技成果,激发科技创新的热情,加强学生科学精神和创新思维的培养,使他们在未来有能力肩负起建设世界科技强国的重任。

　　明德实验学校的八大创新实验室已经形成现象级美誉传播,累计对外接待来自全国各省区校长团、名师团等考察学习上千人次。腾讯、大疆等企业明确将明德实验作为企业假期接访全国校长团时,在深圳定点考察学习的科技教育模范学校。

　　2021年10月,明德实验学校获得由中央“马克思主义理论研究和建设工程”暨国家社科基金“双重大”课题组与深圳市青少年科技实践促进会主办的粤港澳大湾区“青少年科技创新教育实践基地”授牌。

　　明德实验学校的智能制造空间与自然生态空间共八大实验室为深圳市基础教育综合改革实验区构建新型教与学模式提供了建设实体学习空间的方案参考,已成为深圳市科技创新教育与跨学科学习的示范项目。

文:周正阳

制版:向丽宇　邓诗君　陈宁