专栏名称: 憨爸在美国
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陪娃上了美高才明白,未来孩子破圈的机会在这里

憨爸在美国  · 公众号  ·  · 2024-11-05 08:00

正文

01


憨憨自从上了中学后,有一个最大的变化,就是学校的俱乐部猛然增多了!


这是学校新学期的俱乐部报名表,一共有75个之多。


其中最多项目的,就是科研方向的俱乐部。


而自从看了他们俱乐部搞的那些科研方向,我不禁大开眼界。


  • 有的是 人工智能方向 ,包括研究机器学习、研究智慧医疗、研究机器人、开发AI的APP、学习单片机等等。

  • 有的是 科创竞赛方向 ,包括参加科学奥林匹克竞赛、研究生物医疗、研究3D建模打印等等。

  • 还有的是 数理化学术方向 ,包括参加数学、物理、化学、生物和信息学这五大学科竞赛。


而儿子这几年陆陆续续也报名了好几个俱乐部。


就拿他之前参加的 Science Olympiad(科学奥林匹克竞赛) 来说。


那次比赛是到伯克利大学打科创比赛。


他们团队参赛主题是创作一台滑翔飞机。


比赛要求就是仅仅用橡皮筋,让这架飞机发射出去,在空中飞行尽可能多的时间。


那次比赛尽管憨憨做了充足的准备,可是他们战队依然没有拿到好名次。


因为有些美国学生的飞机设计的更加出色。


你看下面这架飞机就是其中一个获奖作品,没有马达,完全靠橡皮筋和空气动力学,它在空中飞行了好几分钟之久。


那天比赛后,憨憨跟他的队友们一个个都垂头丧气的,很灰心。


我则安慰他们不要紧,以后卷土重来,会做得更好。


其实,我特别能理解他们沮丧的心情。


因为憨憨那帮队友们都是华裔少年,一个个数理化都很牛,都是学校的尖子生。


平时考试啥的成绩都很好,但却没想到参加这种科学竞赛却拿不到好名次。


这也是美国教育体系的一个特色,他们对分数没那么看重,但却特别看重孩子的 科学创新能力


因此像哈佛、斯坦福这类名校,他们录取学生时最看重的不是校内成绩,而是孩子的校外活动。


比如科学竞赛拿了什么奖,做了什么独特的创新,对社会有什么意义……


他们觉得,孩子不能只是死读书,只有会思考、会创新,这样的人才才是未来的需要!


02


去年我曾组织过一次学而思科学课的报名活动。


我组织学而思科学课的原因,也是因为他是国内为数不多的科学创新的课程,跟憨憨在美国参加的这种科学活动很像,平时要做实验项目,后期再参加国内的科学大赛!


更重要的是,去年那次学而思科学课的主题,就是围绕 人工智能 展开的。


通过那次学习,很多孩子不仅了解了什么是人工智能,并且亲身体验了AI的工作原理,甚至搭建了一个小型的AI系统。


那次课程结束后,学而思的老师组织孩子们参加了好几项关于 人工智能的科创比赛


这些比赛也都是教育部白名单竞赛,而且很多孩子都获得了省赛、国赛的奖项。


比如我们带孩子参加了 “中国芯”的通信科技创新大赛 ,就有孩子拿到了省级的一、二等奖。


我们还带孩子参加 全国青少年人工智能创新挑战赛 ,有几位孩子还获得了一等奖。


上面这些都是教育部竞赛白名单的赛事,而这些孩子跟着学而思科学课学习后,都有了不小的进步!


这些成绩对孩子来说都是莫大的鼓励,对于从小培养孩子的科学兴趣和素养,很有意义。


能取得这么好的成绩,一方面是学生自身的努力,另一方面也是学而思老师辛勤耕耘的结果。


距上次推荐AI科创课程已经快一年了。这一年来,我们积攒了很多的经验和心得,很想和你们分享一下。


因此本周三晚上9点, 我会和学而思科学教研负责人宋一民老师做一次直播,讲讲理科思维


宋老师毕业于北京大学,获得过全国化学竞赛一等奖、全国物理、数学竞赛二等奖,是学霸中的学霸,而学而思科学的教学体系也是宋老师和他的团队一手搭建出来的。


我们会一起聊聊:


  • 如何培养孩子的理科思维?

  • 如何带孩子了解人工智能?

  • 如何通过科技特长生享受升学红利?

  • ……


周四上午11:00和晚上19:30,宋一民老师也将会在直播间详细介绍学而思科学课,他们是如何教孩子AI的,是如何带孩子参赛的,是如何启发孩子理科思维的。


👉 欢迎预约来听!



03


今年学而思的科学课也是围绕AI主题。


我们体验的人工智能主题的第一节课,叫做 “智慧校园”


整个课程内容分成了4个步骤:


01

第1步:教室模型搭建 ,带孩子真的拼接出一个教室模型,模拟出真实的场景。


02

第2步:智能控制模块 ,教室用到的光控窗帘、黑板、投影灯、喇叭,都有真实的电路和元器件,以及光敏和语音控制单元。


03

第3步:实验操作 ,调试运行, 孩子动手把教室部分和电路控制部分结合在一起,搭建一个实验环境,把智能教室真正运行起来。


04

第4四步:原理学习 ,老师给孩子讲解背后的知识点,比如语音助手如何能听懂人类的语言,窗帘如何感知光的强度,课堂模式怎么实现智能切换。


这是我们收到的材料包,打开之后是这样的:


这些材料分为两部分,一部分是安装教室要用到的拼插件,像这样:


所以先让孩子先拼搭一个教室


第一步安装窗帘,教室安装窗帘不仅能调节光线,还能美化教室环境。


不一会儿,我们就把窗帘安装好了。从外面看是这样的


从里面看是这样的,刚好遮挡刺眼的阳光


再来安装桌椅,这些桌椅制作得又精巧又逼真,太可爱啦!


我们一共拼了四套桌椅。


最后安装黑板和门禁,现在一个 教室的基础搭建 就完成了。


我们来浅看一下,真的太像了,妥妥地就是一个迷你版的小教室啊!


接下来是第二步,智能控制模块的安装。


材料包里面有电源、控制主板、传感器、喇叭、电机等等元器件。


别看这些器件长得丑,但它们可是 大有用处


尤其是这个主板,里面集成了很多芯片和接口,这其实就是 人工智能的大脑


接下来我们只要把电源、主板连接起来。


最后把装置全部连接到电器上,就能实现智能控制。


你看到主板连接的电线了吗,这个“人工智能的大脑”, 通过这些电线控制所有的智能设备


这里面的线路连接也是有讲究的,有的是电源供电,有的是信号接收,有的是信号输出,还有的是电机控制。


复杂但是又有富有逻辑性,不同的电器,控制方式都是不一样的。这一部分对于孩子的 物理电路知识、逻辑思维能力 是很好的锻炼。


大功告成,一个微型的智能教室就这样诞生了。


虽然很小,但是功能却很强大。它的智能体现在哪里呢?


比如, 可以自动感知教室内光线变化,智能控制窗帘升降,避免室外光线影响投影效果。


我们用纸遮住投影灯,投影灯关闭,窗帘马上 上升 了。


我们再拿掉纸片,投影灯打开,教室光线变亮,窗帘马上 下降 了。


还有 智能门禁功能 ,用学生卡区分陌生人和学生,给出不同的反馈。


如果是学生,只要插入学生卡,它就会发出“ 欢迎进入 ”的声音。


如果陌生人刷卡,它会发出“ 非法闯入,呼叫保安 ”的警告。


还可以通过语音控制,更换 上课模式、下课模式及自习模式三种课堂模式


比如说我们说 上课模式 ,它就可以拉下窗帘,打开投影灯。


当我们说 下课模式 ,它就会拉上窗帘,关闭投影灯。


还有 AI智能推荐算法 ,通过AI,实现课堂智能化,为学生提供合适的学习建议。


是不是很酷!


接下来,老师会带着孩子认识 AI三要素 ,讲解实现这些功能 背后的原理 是什么?


比如说:

  • 怎么做到窗帘自动收起来,应该用什么样的传感器?

  • 怎么用语音控制教室?

  • 刷卡机运用的原理是什么?

  • 智能推荐的工作原理是什么?

  • ……


把知识点和应用相结合,孩子还要思考具体生活中有哪些场景,需要进行怎样的逻辑设定等等,很锻炼孩子的思考能力和对知识的应用。


这样一番操作下来,再配合上老师的知识点讲解,孩子的成就感爆棚。


04


人工智能主题还有另外一个更厉害的项目,叫做“ 智慧植物”


也是未来会应用在真实场景中的,所以我顺势也带孩子体验了一次。


整个课程内容分成了4个步骤:


01

第1步:花园场景的搭建 ,带孩子拼接出一个花园模型,模拟出真实的场景。


02

第2步:智能控制模块 ,安装花盆机器人用到的拼装板、电动车轮、声控装置,灌溉装置都有真实的电路和元器件,以及光敏控制单元。


03

第3步:实验操作 ,调试运行, 孩子动手把课堂部分和电路控制部分结合在一起,搭建一个实验环境,把花盆机器人真正运行起来。


04

第4四步:原理学习 ,老师给孩子讲解背后的知识点,比如如何设计植物智能管理系统?怎样实现营养肥和水一体化喷洒系统?怎样实现自动追光/遮阳?



这是我们拿到的材料包,打开之后是这样的:


女儿很快就计划好了拼装任务, 先搭建最简单的场景,再安装机器人,最后完成智能控制部分


不一会儿,孩子就完成了花园和机器人的搭建。


给大家看一下,花园是靠墙搭建的,里面有草坪、围栏、还有遮阴的大树,机器人就在这样的场景下工作,真不赖!


接下来是第二步,智能控制模块的安装 。我们先要把电源、主板连接起来,然后把装置全部连接到水泵、喇叭、机器人身上,就能实现智能控制。


好了,大功告成,一个未来花盆机器人就这样诞生了,虽然很小,但是 功能却很强大


它的智能体现在哪里呢?


你看,我把湿度传感器插入土壤中,当土壤达到一定干燥度时,水泵就能 自动抽水,进行灌溉


它还可以 跟随光照运动,让植物进行避光和追光 ,避免强光给植物带来的伤害


比如说,我们给它调到追光模式,拿灯照射,就可以看到机器人追着光跑。


最厉害的是,只要 如果你拿手触碰植物,植物还能说话


我们用手碰了叶片一下,它马上发出了“嘻嘻嘻,谢谢你帮我挠痒痒”的声音。


这也太神奇太好玩了!


接下来,老师会给孩子讲,实现这些功能背后的原理是什么?


比如说:

  • 怎样实现营养肥和水一体化喷洒系统?

  • 怎样让智慧植物“感受”到触摸?

  • 光敏电阻是怎样工作的?

  • 怎样实现自动追光/遮阳?

  • ……


这种实验操作式学习,它和枯燥的知识点讲解完全不同,通过直接动手搭建和实验,能 迅速抓住孩子的兴趣点和专注力


让孩子提前体验到AI的强大,懂得如何去利用AI帮助自己解决问题。


这些都是 在传统课堂里完全体验不到 的教学内容。


05


这也是学而思科学课的内容设计吸引人的地方。


让我感受最深的就是它的主题设定,都是真实的场景,真实的问题。


这是孩子最感兴趣的地方,因为选择的场景都是在实际生活中经常遇到的。


比如这个L2级别的 “负压吸尘器”


老师会带着孩子自己动手DIY一个轻便小巧的吸尘器,还原了我们在家用吸尘器打扫卫生的生活,会让孩子身临其境地感受到: 原来科学离我们这么近!


让我最惊喜的是这个L6级别的 “心脏支架手术模拟”


通过搭建心脏支架, 让孩子了解人体免疫系统的排异机制,探究心脏支架手术中克服排异机制的方案 ,这是多么了不起的一件事。


我一直觉得,发展科技的目的不仅是让人类遨游太空、登上月球,让人们的生活更加美好、便捷, 最重要的是它能创造医疗领域的奇迹,拯救更多的生命


这些年我在硅谷感受最深的就是,ChatGPT、Sora等横空出世,科技发展日新月异,我们永远不知道将来会发生什么。


所以说,让孩子喜欢科学,绝对不是为了让他们应付初中高中的科学课堂那么简单,而是希望他们 有科学探索的精神,有源源不断的求知欲和探索心,在未来去创造更多有价值的东西


我想这就是让孩子走近科学的意义!


除了人工智能特色项目,这套科学课的课程体系其实非常完整,它 从L1-L7一共有7个级别,全部都是实验操作+知识学习+总结提炼。


06







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