同轴擒纵技术理念在科技教育活动中的应用

刘传喜

摘 要 随着《全民科学素质行动计划纲要》的推广，各类青少年科技教育活动快速发展起来，各种各样的主题课程和实践活动层出不穷。但是由于科技教育横跨的学科多、可借鉴的经验少，缺少统一的规范，从而造成教育目标不明确、教育模式混乱等现状。“同轴擒纵”技术虽源于手表机芯，但其理念能够为青少年科技教育提供一种指导思想，既明确了科技教育目标，又规范了科技教育模式。

关键词 科技教育；同轴擒纵；创新

中图分类号 G4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0035-02

随着社会的发展，智能手机、平衡车、无人机等前沿科技已经快速渗透到社会日常生活中来，青少年们接触科技、了解科技、学习科技的步伐也越来越快。全国大部分中小学校有选择地通过科技课、兴趣小组、主题社团等形式，开展航空航海模型、机器人、智能电子控制、VR及各类科技互动实验等活动。通过这些活动，大大拓宽了广大青少年的知识面，增强了他们的创新思维能力和动手动脑实践能力，全国科技教育事业近几年发展迅速。

但是在此发展过程中也暴露出一些问题，例如：各地科技教育活动发展不均衡；大多数地区投入的人力、物力、财力不足；包括家长甚至部分教师在内的群体对科技教育重视程度不够；作为新兴教育门类，科技教育可借鉴的成功经验和统一的教育规范缺失；科技教育明显有别于传统学科，教育模式和教育方法众说纷纭；等等。尤其是科技教育模式的选择，是科技教育质量的关键，也是目前众多辅导员都在不断探索的热门课题

之一。

笔者根据目前国内科技教育现状，通过本文阐述一种借鉴“同轴擒纵”技术理念指导科技教育活动的思想，用以论证科技教育能从“同轴擒纵”技术中提取哪些理念、这些理念如何应用于科技教育活动之中，从而提出科技教育活动的核心目标是什么、活动过程中最重要的因素有哪些、以及它们的作用等。

1 同轴擒纵技术简介

同轴擒纵技术最初于1974年由乔治·丹尼尔（George Daniels）博士发明，欧米茄公司采纳了此项技术，并于1999年推出首款搭载同轴擒纵机构的机芯2500，从而打破传统杠杆式擒纵机构数个世纪的长期垄断。2007年欧米茄公司又专门围绕同轴擒纵技术设计了8500/8501型机芯，202个元件均经过优化设计，同轴擒纵技术得到进一步完善和

提升。

这项技术最大的特点是将杠杆式擒纵机构中一个擒纵轮扩展为两个同轴的擒纵轮，并且改变擒纵轮上的触角曲度来减少冲击、分散应力，从而大大降低摩擦，整个系统高效、精准、耐用。

2 同轴擒纵技术理念如何引入科技教育活动

科技教育活动不同于传统学科，按部就班的灌輸式教育方式根本无法刺激中小学生对科学技术的探究兴趣和求知欲，科技教育需要打破这种传统课堂模式，将学习的主动权交给学生，侧重于激发兴趣、启发思考、指导研究和交流讨论，但是过于开放的教学模式又容易把科技教育活动演变成混乱的“放羊式”教学，纪律难以控制，教育效果无法保证，缺乏规范标准。这就需要用科技教育的核心来衡量，于此核心有利的都可以放开，无关的都要约束，能促进核心的都要

鼓励。

许多教育专家早就提出青少年科技教育的核心是创新，这正如同轴擒纵技术中的“同轴”，是整个事物的轴心。明确了科技教育的核心以后，如何去开展科技教育活动呢？这需要把握好“擒”和“纵”。“擒”是指要在活动中抓住学生们的注意力和兴趣点，保证青少年在整个过程中的投入度和参与度。“纵”是要放开传统教育的束缚，实现课堂开放化、思路多样化、设计个性化、评价多元化。这样同轴擒纵技术理念就可以全面指导青少年科技教育活动的整个过

程了。

3 科技教育活动中的“同轴擒纵”

3.1 科技教育活动中的“同轴”

同轴擒纵技术在问世后持续进步，同轴双轮后期又改进为同轴三轮，但其技术核心——“同轴”一直没变。科技教育活动的核心是创新，是培养青少年的创新精神、创新意识和创新能力。科技教育活动的前期策划、组织形式、过程设计、实践操作、目标任务等方方面面都应以创新为

核心。

目前的科技教育活动，大多采用手工制作、模型设计、电脑制作、3D打印、智能机器人、科学实验等形式，而且每次活动都会设立任务主题。科技教育本身就是通过形式多元、主题多样的活动激发学生对科学技术的兴趣和求知欲，在完成任务的过程中通过交流设计思路来培养创新意识，通过不断调试细节、完善设计来磨练创新精神，通过团体协作、积极探究、动手实践来提高创新能力。在整个过程中，活动所涉及的多学科理论知识本身并不是最重要的，重要的是创新，是基于活动主题任务积极寻求解决方案的个性思维和独特设计，注重的是认知能力、实践能力和解决实际问题的综合能力。抓住这个核心，并依托这个核心来引导学生独立思考、主动学习、相互交流，这才是科技教育活动的终极

目标。

3.2 科技教育活动中的“擒”

同轴擒纵中的“擒”就是要捕获能量，为整个机芯服务。而科技教育活动中需要“擒”什么？如何去

“擒”呢？

科技教育有别于传统学科教育，其内容宽泛、涉及面广，绝大多数的科技教育活动趣味性、参与性、探究性、挑战性、刺激性都比较强，所以学生们会表现的格外活跃。在很多活动中，学生容易出现逐渐偏题、浅尝辄止、过分活跃甚至松散失控等现象。所以在科技教育活动中一定要“擒”住学生们的注意力，始终保持他们的投入度和专注度，确保科技教育活动高效有序

开展。

科技教育活动因其开放性、探究性等特点，提倡氛围活跃，鼓励交流、讨论甚至争论，过分强调活动纪律只会带来负面效果。在这种条件下只有通过设定目标、分清步骤、明确分工等方式保证每名学生的参与度；通过增加各环节的趣味性、策划目标任务的挑战性和对抗性来提高学生的投入度；通过老师适时的引导或者纠偏，确保各组学生的探究方向；通过横向对比或者多元测评的差异，来刺激学生去不断改进方案、糅合更多学科理论支持、构建完整知识体系、达成完美的项目解决方案，从而自始至终将学生们的注意力“擒”在科技教育活动的项目主题上。endprint

总而言之，青少年科技教育活动中的“擒”就是要抓住他们的好奇心和兴趣点，从而激发探究欲和求知欲，以此保证科技教育活动的质量、提高科技教育活动的效果。

3.3 科技教育活动中的“纵”

同轴擒纵中的“纵”就是要释放能量，从而保障整个机芯的正常运转。而科技教育活动中需要“纵”什么？如何去“纵”呢？

科技教育有别于传统学科教育统一化的倾向，以培养青少年的创新精神、创新意识和创新能力为核心，鼓励培养创新思维，通过刺激逆向思维、发散思维、联想思维、类比思维来促成独特新颖的个性化设计方案，以多元化的评价方式或评测标准突显个性中的优势所在，从而刺激学生对多个方向的研究兴趣，引发他们对多学科的学习热情。科技教育活动中的“纵”，就是最大限量的放手学生，老师仅仅作为一个组织者、引导者、协调者和帮助者，将主体地位交给学生，保证活动氛围自由，充分解放學生的创新

思维。

科技教育活动中的“纵”主要表现在：学生们不需遵守墨守成规的传统课堂纪律，可以自发探讨、自主设计不同的方案；也没有活动课程设置或学科教材范围的限制，可根据主题任务自选侧重研究方向；鼓励学生们涉猎更多的学科知识，不断完善改良方案，形成“既博又精、边学边用”的综合知识体系。“纵”还体现在可以将科技活动主题与自然、人文、社科、环保等相结合。例如，目前全球开展最广泛的青少年科技竞赛——FLL机器人竞赛，其近几年的主题包括：“动物之友”“资源再生”“无界课堂”“自然之怒”“食品安全”“智能交通”等。可以看出，此项科技教育活动早已向多学科渗透，谋求知识体系的纵深

跨越。

概括来说，“纵”就是要打破对青少年创新思维的禁锢，杜绝照本宣科，重视对他们观察力、想象力、协作能力和综合实践能力的培养，在活动中允许甚至鼓励探究方向、层次、范围、途径等有差异，突出跨学科的解决实际问题的综合

能力。

3.4 “擒”与“纵”的关系

在青少年科技教育活动中，“擒”与“纵”并不矛盾。“擒”是要吸引学生们的注意力，抓住他们的兴趣点，刺激他们的求知欲；而“纵”是要突破传统教育模式的限制，鼓励个性，促进创新思维，以科技活动中的项目任务带动多种学科的探究从而提升综合实践能力。“擒”是基础，“纵”是要求，二者都为科技教育活动的核心服务，即为培养青少年的创新精神、创新意识和创新能力而服务。

4 结论

青少年科技教育是全球信息化浪潮中的一项重要课题，大部分发达国家和地区为了提高综合国力、提高素质教育成果都在积极探索，所采用的科技教育模式多种多样。应用“同轴擒纵”技术理念来指导科技教育能够比较全面的提供一种教育模式和思路，可以为培养创新型人才提供一定借鉴和

帮助。

参考文献

[1]张炜.21世纪青少年机器人创新教育[J].ROBOT TECHNIQUE AND AppLICATION，2008（5）：27-30.

[2]周静.浅议青少年科技创新人才的培养[J].新一代，2010（8）.

[3]李文军.向传统说“NO”——杠杆式擒纵与同轴擒纵机构优劣性分析[J].Watch & Clock，2011，42（4）：72-75.endprint