霍尼韦尔车模设计课程助中国学生创新研究意识的培养

石惠　倪友宁

2013年12月1日，中国学生亲手将制作完成的霍尼韦尔个性化车模介绍视频与文本资料上传到“美国汽车工程学会全球学生车模设计挑战赛”（以下简称“车模挑战赛”）指定的网址，与五大洲的中学生车模学习小组一起，接受霍尼韦尔全球公司的近千名工程师的品评，至此，大家暂时松了一口气。

为什么要引进车模设计课程

车模课程参与者为12～16周岁的学生（张江实验中学把年级段放在了预备至初二年级之间）。在八个星期内，学生需要通过调查研究，确定一个具备特定功能的车模玩具目标，进而设计草图，确定方案，完成实物制作。

这项车模设计挑战赛与目前国内举办的各级各类学生竞赛有很大区别，其非常关注学生在创作设计时的过程方法，运用哪种方法解决哪个实际问题，还要留下原始设计文档与实验数据。即使学生不以参加竞赛为最终目的，他们仍能从课程中获得产品开发、团队合作的相关经验，将会终身受益。

通过实践车模课程，中国团队学到了什么

1.创造力与想象力

中国的应试教育极大地限制了学生的创造力和想象力，当老师们问学生：“你们将把你的汽车玩具设计成什么？赋予它们哪些功能？”得到的回答却是鲨鱼、熊猫、老鹰、老虎……“那你们从生活中联想一下，可以获得哪些借鉴？”全体沉默。他们似乎从来没有看过好莱坞动画片，没有看过Discovery，没有在脑海中虚构出一种现实中不存在的物体。

2.书本知识向实践应用迁移

车模课程的内容中，包含有物理学知识、数学知识以及电学知识。有些知识在初中已经学过，但是，学生们从来没有将它们整合到实际应用中来。因此，许多车辆设计需解决的问题，都被巧妙地安排在了课程之中。

3.经历开发流程，体现团队合作价值

本次我们团队的参赛作品是一辆霍尼韦尔救援车。在车辆设计阶段，新闻报道海燕台风给菲律宾造成了巨大损失，大家都希望赋予这辆救援车更多的使命。然而过多的功能导致车辆设计时遇上了不少麻烦，如内部空间已被齿轮占据，如何重新设计齿轮以腾出电池仓？马达动力为3V，红外传感器需要5V供电，如何适用两套电压系统？如何让车辆在水面浮起又不影响其越野性能？制作团队经过多次讨论才一一解决以上问题。

4.学会了观察、鼓励学生

车模课程不仅培养了学生，也锻炼了教师。车模课程可以归类为探究型课程，与基础型课程相比，教师所发挥的作用有很大的区别。需要慧心地观察学生，安排学生至最佳的岗位发挥最大的优势。在明确好任务后需要全权放手给学生，不可以指手画脚。

车模课程对培养学生综合能力的启示

1.需强化训练学生的“非连续性文本”表达能力

“非连续性文本”来自国际“PISA”阅读素养测试项目，笔者认为写好“非连续性文本”就是用最为精炼的语言，将某一事件、现象表达恰当、完整。

例1：大家好，我的名字是Steven，我负责救援车设计。根据前期调研，我确定了救援车辆将具备以下功能：

救援部分——包含人体红外感应、光线感应、机械臂；

车辆部分——包含适应爬坡的齿轮比、能够提供浮力的底盘、水上推进器；

电路部分——由于在车辆上加装了传感器套件以及水上推进马达，所以，我对整车电路做了重新安排：

（1）为了让传感器正常工作，我提供5v的电压供电；

（2）传动马达和水上推进马达我使用3.7V锂电池供电，两者相互独立，不会产生干扰。

此外，为了保护元器件，我将使用PVC塑料板制作带有圆拱的车壳，当然，也要让它们更显眼，更有型！

（详见车辆整体结构图）

例1是救援车设计部分文字描述，虽然只有250字，但却包含有大量的信息，需要对照车辆的功能依次进行介绍。如果要进一步提高对学生的要求，那就是要让学生学会撰写论文，对“发现问题-分析问题-解决问题”这样完整的思考过程要描述清楚。这对培养学生的批判意识与问题深入解决的能力是非常重要的。

2.基础教育要为教师、学生提供培养创新意识的环境

车模课程为我们观察西方世界的教育提供了一个很好的窗口，课程中的多学科背景、灵活的合作探究方式是目前我们按照学科条线划分的应试教育所无法应付的，参加车模课程的学生只是做了一个浅层的尝试，但可以相信，这番经历对21世纪的中国学生来说，一定会记忆深刻，并影响深远。

3.加强英语表达能力，做一个国际化学生

霍尼韦尔车模挑战赛是一项国际赛事，对英语表达有所要求，教师事先做了相应预案，必要时学生讲中文配英语字幕。

例2：我的名字叫John，我负责市场调查

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

我们给年龄在12～14周岁的50名学生发放了调查问卷

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

我们发现95%的学生希望可以有传感器

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

……

我们希望例2的英文文本由一名救援车项目学生顺利地读下来，并且事先对陌生的单词进行了音标标注，但是，经过一个半小时的练习，该学生还是无法完成越过单词障碍，其他语句读得也不是很通顺，所以，只能一再降低预期，让他们以中文配英文字幕。“无法用英语表达”这一现象在初、高级中学的男生中非常普遍。

笔者强调这一现象的原因，是希望这些感受过国际比赛的男生能够感悟到英语的重要性，以超乎常人的毅力，加强在口语、听力方面的练习，改变目前自身英语现状。

2014年1月29日，最终比赛结果公布，中国的华东师范大学张江实验中学在本次霍尼韦尔及美国汽车工程学会全球学生车模设计挑战赛中取得了第一的佳绩，这表明中国人在创新、探究的能力上绝对不输给西方国家，我们更要保护好这片创新土壤，培养出更多的创新人才。endprint