创新、实践与未来探索：

机器人引领科学教育

——2023年上海市大中小学教师学科研修基地科学教师专题研修班成功举办

2023年10月27日，上海市中小学科学教师专题研修班的开班仪式在上海大学机自大楼隆重举行。本次研修班是为期三天的专题培训，旨在提高上海市中小学科学教师的教学水平和专业素养，重在实践、整合、融合、协同，关注前沿科学和教学。

本次研修班是聚集了来自全市各级中小学的科学教师。开班仪式上，上大机自学院陈方泉书记致辞，向到场的教师们表示热烈的欢迎和祝贺，并强调了科学教育的重要性。

上海市中小学科学教师专题研修班已经成为市教育界一项重要的活动。通过这种方式，上海市不仅加强了对中小学科学教师的培训支持，也提高了科学课程的教学质量。

参加开班仪式的教师表示，他们将珍惜这次学习的机会，努力汲取新知识，提升自身的教育教学水平，并将所学应用到实际教学中，为培养更多的科学人才做出贡献。

    上大附中信息中心汪玥辉主任在教育界长期从事创新教育研究，他在这次讲座中分享了他的最新研究成果，并深入探讨了如何将信息技术融入中学跨学科项目学习中。     

    汪玥辉主任以自己的经历出发，主要围绕跨学科相关课标要求、立足学科核心的内容及素养渗透、整个跨学科资源的项目化学习三个方面展开精彩的分享。

    从蓝牙通讯实验开始到猜拳机器人，从探究车辆出入控制机制到光敏电阻电路计算，从校园创客入门的激光切割、三维打印、开源硬件到校园创客分享会，汪主任用真实的案例和课例分析每一个跨学科项目学习设计的历程。我们从中学到了很多，也激起了现场老师们浓厚的兴趣。

    多位参会的教师表示，汪玥辉主任的研究理念引领了教育界的创新方向，为教师提供了宝贵的思考和启示。老师们在讲座后，纷纷提问，互动气氛热烈。

    汪玥辉主任鼓励在座的教师们勇于尝试信息技术在跨学科项目学习中的应用，相信这将会为学生带来更丰富的学习体验，并塑造出具备信息时代核心竞争力的未来人才。

杨帮华教授讲座主题为“脑机接口与机器人控制”。杨帮华教授是一位在脑机接口领域享有很高声誉的专家，她的研究成果和创新思维引领了该领域的发展。 

脑机接口技术是一项将人类大脑信号与外部设备进行交互的前沿技术。在这场讲座中，杨帮华教授将向我们介绍他的最新研究成果，并分享脑机接口技术在机器人控制方面的应用。 

杨帮华教授的研究团队致力于研究如何通过解读人类大脑信号来实现对机器人的精确控制。通过脑电信号的采集和分析，他们能够识别人类大脑中特定的运动意图，并将这些意图转化为机器人的行动。 

这项技术的应用潜力广泛，涵盖了医疗领域、康复医学、辅助生活和人机交互等多个领域。通过脑机接口技术，残疾人士可以用思想驱动机器人进行动作，从而实现日常生活的自主性。同时，这项技术还有望在工业自动化和智能制造等领域发挥重要作用。 

讲座结束后，老师们体验了基于脑机接口的注意力训练系统的初级模式。一位学生表示，杨帮华教授的讲座开拓了他对脑机接口技术的认识，让他对未来科技的发展充满了期待。 

总体而言，杨帮华教授的讲座为我们带来了对脑机接口与机器人控制的新思考。相信在她的引领下，这项前沿技术将延伸到更多领域，为人类带来更多现实生活和工业领域的便利与进步。我们期待着科技的未来，期待着更多创新与突破的发生！

10月27日中午我们中小学科学教师们互相做了自我简介，整个破冰的过程是一个充满温暖和欢乐的经历。当天，我们聚集在一起，并通过轮流自我介绍的方式来认识彼此。

这个破冰的过程让我们更好地了解了彼此，并增进了团队的凝聚力。通过分享最开心的事情，我们彼此认识了很多有着有趣灵魂的老师们，感受到了教育事业的荣耀和成就感。这种积极的氛围激发了我们对教学的激情，更好地为学生提供优质的科学教育。

下午的第一个讲座邀请到了上海大学机电工程与自动化学院科研院长苗中华博士担任主讲。

苗中华博士是智能机器人领域的资深专家，他在讲座中分享了他在该领域的最新科研进展，并讨论了智能机器人的关键技术和未来发展趋势。

讲座开始时，苗中华博士介绍了智能机器人的背景和应用范围。他指出，智能机器人具有广泛的应用前景，随着人工智能和自动化技术的不断发展，智能机器人将在未来扮演越来越重要的角色。

苗中华博士对智能机器人未来发展趋势的展望。他指出，智能机器人将越来越趋向于人性化、协作式和自主学习能力强的方向发展。同时，他认为智能机器人的融合与交互性也将成为未来的发展重点。

一位老师表示，苗中华博士的分享让他了解到了智能机器人领域的深入研究和前沿技术，激发了他对科研的兴趣。

上海大学一直致力于培养工程科技人才，并在科研领域取得了显著成就。这次讲座不仅为教育界提供了学习交流的机会，也体现了上海大学在科技创新和学术研究上的重要贡献。

金滔博士是软体机器人领域的专家，他的研究成果为该领域的进一步发展提供了重要的推动力。今天下午金滔博士进行了一场主题为软体机器人的讲座。

软体机器人是一种结合了柔性和可变形能力的机器人，其外观和运动方式类似于自然界中的生物体。在这次讲座中，金滔博士分享了他在软体机器人领域的最新研究成果，并探讨了软体机器人的前沿技术和应用。

金滔博士首先介绍了软体机器人的基本概念和特点。与传统的硬体机器人相比，软体机器人具有更高的柔韧性和适应性，可以更好地适应复杂环境和执行各种任务。他强调了软体机器人在医疗、救援、环境监测等领域的巨大潜力。

在讲座中，金滔博士重点讨论了软体机器人的关键技术。他提到了软体机器人的材料研发与制造技术，如弹性材料、可变形结构和柔性传感器等。此外，他还介绍了软体机器人的动力与控制技术，包括智能控制、变形运动和自适应能力等方面。

    专题报告一：由上海大学机自学院精密机械工程系实验中心陈勇主任分享 《机器人竞赛与学生综合素养探索与实践》专题报告。陈主任从以下方面展开：机器人概念；工程思维与创新意识；如何融入大工程思维和创新意识；机甲大师科创平台创新实践介绍；设计制造新技术在竞赛机器人中运用。通过丰富的视频展示了当今高端的智能机器人以及带领团队正在研发的智能机器人，让我们深入了解智能机器人是高质量的自动化装置，并能进一步扩大人类的能力范围，帮助人类解决一些实际问题。陈主任强调：需要培养学生用工程思维、工程技术解决生活中的实际问题，学生创造发明作品的想法应源自生活，通过问卷、访谈了解实际问题后进一步分析并提出解决方案，通过工程实践创新解决实际问题。陈主任的报告让我们深入了解了实践是培养工程创新人才的载体。

    随后，陈主任带领学员们观摩上海大学机甲大师对抗赛，进一步体验工程机械自动化的场景运用。

    专题报告二：上海大学机械工程实践工作站柯显信站长介绍了工作站建设的基本情况，学生课题结题情况，项目活动的实施，辅导课题的方式，课题答辩技巧，青少年科普活动等。柯站长基于机器视觉的车牌识别系统案例让学员们深度了解了传感器的功能、摄像头的运用、主板的特性，引导大家借助视觉识别功能可以延伸到生活中的场景运用解决实际问题。

    随后，柯站长带领学员们参观实验室，近距离感受了视觉识别的深度开发与场景运用。

    专题报告三：上海大学计算机学院许华虎教授专题报告《新一代信息技术及其在教育数字化转型中的应用》，许教授首先介绍了新一代信息技术发展历程，阐述了“融合、交互、协同”是新一代信息技术的特点。

新一代信息技术赋能“3+6+5”新型产业体系，集成电路、生物医药、人工智能我引领，大力发展电子信息、生命健康、汽车、高端装备、先进材料、时尚消费品。许教授重点介绍了以上海大学为例开展数字化转型的做法。将“信息化赋能上海大学高水平大学建设”作为主题教育的专项工作，围绕教育数字化转型和拔尖人才培养面向全国重大需求推进各项工作。勉励学员们成为AI能力提升的参与者、推动者、创造者。

    上海市静安区闸北实验小学明德校 孙欢

    通过今天的学习，让我对教育与科技之间的联系有了更深入的认识。陈勇老师的报告中展示了中学生通过机器人完成各种高难度任务的场景，让我感受到了科技改变世界的力量。更让我明白了，教育应该注重培养学生的科技素养，让他们具备创新能力和解决问题的能力。

    柯显信老师报告中，学生们在工作站的辅助下展示了自己的想象力和创造力，以及他们对社会现象的深入思考，让我认识到，教育不仅是传授知识，更是塑造学生的价值观、人生观和世界观。

    许华虎老师的报告则向我们展示了上海大学数字化转型的过程与改变，让我深深地感受到了科技对教育的巨大影响和潜力，看到了教育的无限可能。

    总的来说，今天的几场报告让我深刻认识到科技与教育之间的紧密联系，相信，在科技的引领下，未来的教育将更加高效、公平、个性化，为每个人的成长和发展提供强大的支持。

    上海市朱行中学 吴春漪

    今天是参加科学研修班的第二天，有幸聆听陈勇、柯显信、许华虎三位老师的案例分享，令我印象深刻的是陈勇老师介绍的上海大学SRM战队，这是一个将“机器视觉”、“嵌入式系统设计”、“机械设计”、“人工智能”、“人机交互”等众多机器人相关技术学科相交融，致力于培养学生创新能力、实践能力和团队协作精神的创新工作室。通过陈老师的视频及图片的呈现，我仿佛能感受到他和他的团队们对科创的奋斗与热血。尤其当我们观摩了校内机甲大赛后，我看到他们与志同道合的伙伴围坐在一起热烈讨论、相互请教，调试设备时认真的眼神，他们身上展现出的朝气活力让我热血沸腾。他们不正是我的学生们未来的样子吗？如何种下“科创”的种子，浇灌好“祖国的花朵”，让他们抽枝发芽，形成花繁叶茂的“科创之林”？我会带着这三天的收获，在我的工作中不断探求实践。

第四小组

撰稿：沈希 霍江雷

图片：董子荧 孙玮谦 朱逸文 仇新莲

    研修进入第三天。上海大学机电工程与自动化学院副研究员陈博士，为我们带来一场精彩的精彩的讲座《机器人运动控制与实践》。从马斯克的梦想引申到学编程的意义，从智能控制领域落地到中小学人工智能和信息科技的培育，最后也带着学员们从背景理论认知到实践运用的体验。

    学员们通过学习硬件CF-Board-A主控板的结构与超声波传感器和电机的基本操作原理，以及编程软件As-Block的学习，各小组组员们在积极地相互探讨与帮助后，大家都了解了机器控制各模块的基础架构和连接方式，完成了“蓝猫智能车”的搭建组装与编程，此起彼伏纷纷发出了悦耳的音乐，且小车能跟随手指进行移动。

    在讲座的最后，陈博士又为我们展示演示了现下上海大学自动化实验室正在研究的自动化挖掘机，通过传感器实时采集、控制器进行处理、C++语言进行编程等，学员们感受领略到了未来生活具有无限的自动化和智能化的前景。

    下午首先是陈博士讲解了蓝猫好奇的编程实现与ROS智能小车的展示。随后，进行了四组学员的“蓝猫智能车”的展示交流，特别是第三组学员的“心理抚慰小车”，不单单是小车通过超声波传感器感应到人跟着人移动，学员们还伴着蜂鸣器发出的曲调，人机合唱《蜗牛与黄鹂鸟》带给了其他学员们欢笑，能感受到他们制作小车时的快乐。第一组的小车设计则通过创新，将跟随人进行移动的小车，编程改成了遇到人或障碍物自动进行偏转闪避。此时，立马在座的其他学员就有意识到，前者的小车可以实际应用于电子宠物的制作上，后者的小车可以衍生朝着车辆自动驾驶的方向继续研究。可见，学员们已初步形成人工智能的意识可将所见所学与生活相联系。

    各小组的学员们均结合自身情况交流了研修活动的所思所获，第四组学员沈希老师也向各位专家、教授展示了编程机器人课程在中小学教育阶段的普及化、规范化和特色化，以及教师运用信息技术、数字化课堂的模式来提升学生的探究学习能力和问题解决的能力，专家教授们在领略了现今中小学教育阶段在科技创新和人工智能教育中的风采后，纷纷表示对新一代学生的工智能意识和动手实践能力充满了信心，同时也针对科学教师学员们在科创引领和人工智能教学上的问题进行了答疑解惑。学员代表曹晶老师亦针对此次活动提出了三个关键字“创新、实践、未来”，感谢上海教师教育学院和上海大学为学员们提供了这么宝贵的学习机会，感谢各位教授专家在各种相关领域的的悉心诠释、引领与指导。期待各位学员将学习成果转化为教学成果，将科学教育、信息技术教育落到实处，将前沿科技和应用前景融入相关科学教学内容，将人工智能意识和工程师培养理念渗透到教学工作。

    最后，进行了简单却有意义的结业仪式，上海市教师教育学院杨洁博士、上海大学机电工程与自动化学院党委书记陈方泉博士、田应仲教授、上海大学机械工程实践工作站站长柯显信博士等为全体学员颁发研修证明，为优秀学员颁发证书。