A NEW WORLD SCHOOL

A NEW MODEL OF EDUCATION IN CHINA

真正的世界学校·全新的教育模式

 

创造一个机器人,总共分几步?

“第一步，要先在脑海里想象出一个可能的机器人。

2025年3月，当10年级的戴钰然、张允齐、韩致知、王一伊、胡竞文、龙毅宽、马泽楷和赵嘉彤带着他/她们创造的第三个机器人出现在2025 FIRST机器人竞赛（FRC）上海国际区域赛的现场，他/她们在用行动诠释着对于梦想的实践。

在短短两年时间里，这已经是戴钰然和队友第三次参加FRC(FIRST Robotics Competition)。第一次在悉尼，第二次在北京。

回想起一年前，为了建造出第一台机器人，他/她们自学了大学里才会接触到的机械工程知识和编程;在网上查阅各种资料;为了给机器人搭建出最好的结构，队员们争论不休，戴钰然为第一台机器人底盘的编程框架就花费了几个月的时间。

这是一个充满重重挑战和困难，甚至有些“痛苦”的过程，但是，当第一台机器人真正出现在眼前的时候，他/她们知道，大家在一起创造机器人的脚步不会停下来。

2023年，北京市鼎石学校一群热爱STEM(科学、技术、工程、数学的总称)的学生，在鼎石成立了一个名为「Forté 10558」的FRC机器人KAP（鼎石活动项目)，每周一、二、四，成员们聚集在一起，研发属于自己的机器人，代表鼎石去参加FRC比赛。

鼎石FRC机器人俱乐部的同学们在上海参加2025FRC机器人竞赛

 

FRC竞赛，国际9-12年级中学生机器人对战赛(FIRST Robotics Competition)，是一个在世界范围内具有影响力的国际机器人比赛。

在这项拥有30多年历史、内容硬核的赛事中，学生们需要根据要求自己设计、建造一个机器人，和各种类型的机器人同台竞技，完成指定任务。每一年，FRC都会吸引来自世界各地的学生参加这项赛事。

虽然，比起很多资深队伍，鼎石FRC团队才刚刚起步。但是，他/她们说起自己建造机器人的过程，眼睛里闪出的光;他/她们手舞足蹈地讲述参加比赛的场景;他/她们描述着自己如何操纵机器人，用机械臂将一件物品从一个地方移动到另一个地方……

我们看到，没有什么比热爱更重要。因为热爱的力量，一个又一个机器人从他/她们脑海的图像变成眼前真正的现实；他/她们的技术也在一步步升级、迭代;他/她们的心智越来越成熟；团队成员之间的配合也愈加默契，鼎石FRC成员说，他/她们能够感受到自身巨大的进步和成长。

更为重要的是，他/她们在鼎石建立起了参加FRC比赛的第一支官方校队。

他/她们播撒下的这颗关于探索、创造机器人的种子，将一点点在鼎石生根，长大。

 

1、不仅仅为了参加比赛

在中学教学楼地下二层的一间宽敞的空教室，是FRC俱乐部的“据点”。

刚下课，戴钰然、张允齐、韩致知、王一伊等同学就已经都聚集在这里。他/她们的第一台机器人就是在这里建造出来的，那时的他/她们刚刚9年级。戴钰然和张允齐几乎每天放学后都会出现在这里，一呆就是两三个小时。

在FRC比赛季，队员们每周在“据点”的时间甚至超过40个小时。

 

建造机器人的过程仿佛有一种魔力。当机械组将大家共同探讨出来的机器人方案在电脑上完成3D建模，机器人的底盘、升降机构、抓取机构、传感器布局一点点出现在大家面前时;当成员们在电脑上进行虚拟装配，检查各部件没有冲突，并开始进行初步的仿真运动时，每个人心中那个关于机器人的梦正在一点点变成现实。

接着，成员们使用设计教室里的3D打印机、激光切割机、车床、铣床等各种各样的工具将大部分零件加工出来，并对这些零件进行精密的组装和接线。

 

这是一个需要不断去尝试、探索的过程。生产的零件可能不合格，需要去修改、调试。当这一切工作都做完后，程序组会使用编程软件进行编程，赋予机器人以“灵魂”。

整个过程，大概需要花费两个多月的时间。但是，从第一个到第三个机器人，队员们从未消退他/她们的热情。对于他/她们来说，大家的目的已不仅仅是去参赛，每个人被创造机器人的过程本身所深深吸引。

对于STEM，他/她们可以说是狂热的。几个主创队员几乎每天放学后都会来设计教室做实验，搭建新机器。不是比赛季，大家也会聚在一起，在网上查阅相关资料，尝试设计新的零件，为新的机器人搭建寻找灵感。

一些学校的FRC队伍至少拥有五年、十年的参赛经验，国际上公认强队甚至拥有二十多年的发展历史，相比之下，鼎石FRC团队是一支非常年轻的队伍，他/她们还处在自我探索的阶段，技术方面也还有很多不成熟的地方，但是，在短短两年时间里，这支充满热情的年轻队伍不断在超越着刚刚组建队伍时的自己。

和第一个机器人相比，第三个机器人已经进步了不知道多少倍。

“今年我们设计了机器人的升降结构，工程技术正在得到比较稳定的提升。不仅仅是技术的更新和迭代，每一次解决问题都是对我们意志力的磨砺。从设计缺陷的修改、程序问题的调试，到比赛现场突发故障的应急处理，我们学会了在压力和挫折面前不轻易放弃，而是冷静分析，积极寻找解决方案，培养了‘屡败屡战、越挫越勇’的精神。”戴钰然和张允齐分享道。

鼎石FRC 团队的指导老师之一，设计教师Jacob Kouassy

 

作为鼎石FRC团队的指导老师之一，设计教师Jacob Kouassy 参与、见证着这支年轻队伍的快速成长。对于主创成员们几乎每天放学后都出现在自己的教室里这件事，Jacob老师已经习以为常。Jacob 老师分享道：

在这个由学生主导的项目里成员们不断发展着他/她们的探索、创新、团队合作能力，也不断扩大着自身的包容性和影响力，这对他/她们的全面发展至关重要。他/她们全力付出，并渴望在机器人领域持续精进、成长。今年，成员们在机器人设计、编程以及活动策划与执行方面取得了非常大的进步。作为指导老师之一，我见证着他/她们的责任感，也见证着他/她们工程技能、项目管理和团队建设能力的发展。”

 

2、在STEM的海洋里自由遨游

“什么是内向电流?内向电流就相当于动作电位从负到正的过程。我们需要去思考的是，到底是什么离子的流动导致电位一下子升高了……”，讲台上，郑开源正在讲解内向电流的概念。他一边讲解，一边在白板上用具体的图形示意。

郑开源在「大学高阶医学知识」KAP里分享同学们还未接触过的医学知识

讲台下，同学们听着郑开源形象的比喻和耐心的解释，时而发出恍然大悟的回应：“哦——”

这是2027届学生郑开源和张皓博共同开设并主导的大学高阶医学知识KAP。他们带领那些对生物、化学感兴趣的同学一起走进“神秘的”医学世界。

除了FRC机器人俱乐部，在鼎石，有很多和STEM相关的活动项目，其中不少都是由学生主导。乐高KAP、工程KAP，数学KAP，还有和物理、化学、生物相关的KAP……在鼎石，学生们有机会在自己感兴趣的任何领域，进行自由而严肃的探索。

由2027届学生蒋钺掔和尹思成共同主导的F1赛车俱乐部

 

星期二下午，在中学部地下一层的设计教室，FI赛车科技俱乐部正在进行。

在这个为8—10年级同学开设的KAP里，学生主导人之一蒋钺掔会讲解4冲程发动机的工作原理;会带领同学们学习F1赛车空气动力学部件;会对F1赛车的v6发动机进行3D建模和3D打印，并带领同学们一起尝试装配……

喜欢F1赛车的同学们，能够在这个KAP里，从非常具体而微小的方面，感受F1赛车的工作原理和内部构造。

而由2027届学生闫可欣和王一伊主导的工程俱乐部，主要为低年级学生开设。

她们带领6—9年级学生学习编程和组装机器人，通过对工程入门知识的讲解，点燃低年龄学生对于工程的热爱。

 

在工程俱乐部里，学生主导人之一闫可欣在教同学们编程知识

 

这是课堂之外，鼎石独具特色的学习氛围。

创建大学高阶医学知识俱乐部的郑开源，在上6年级的时候就对生物和化学产生了浓厚的兴趣。他自学了很多课堂以外的生物、化学知识，随着学习的深入，郑开源逐渐坚定了想要在未来学习医学的想法。

10年级时，郑开源和同样对医学拥有浓厚兴趣的张皓博一拍即合，他们想开设一个KAP更深入地去探索医学领域的知识，并和更多的同学去分享，去交流。

郑开源说，他不仅仅是在分享知识，在这些硬核的大学医学知识背后，他希望传达给同学们的，是一种“临床思维”：

我认为学习生物，本身就是在学习一种思维方式。生物之间是互相联系的，生物之间需要动态平衡。在生物里，一个原因并不一定会导致某一个确定的结果。我认为学习医学也一样，给病人看病的过程，是通过表象去分析本质的过程。这个过程，不仅仅是严格的推导，还需要很多可能的联想。
医生需要在各种联系里去排除，去分析，而不是从起点到终点直接得出结论。医生的诊断需要转换，需要去看到不同的可能性。所以我认为，作为
医生，需要具备非常广博的知识面，并在诊断的过程中很自然地去运用这些知识。这种无意识地去联系、分析的思维就是临床思维。

 

眼前的郑开源明明还很稚气，却又如此“成熟”。听他讲述自己的探索过程，禁不住在心底默默赞叹：这是一个中学生思考问题的方式。而且，他正在把这样的理念传递给更多的同学。

在这样的学习氛围里，同学们勇敢地探索着。在不同的领域去经历未曾预设的经验，在没有限制与束缚的环境里，学生们不断去丰富、拓展自己的视野和感受。

 

更为可贵的是，学生们并没有站在原地，在这些由学生们主导的STEM KAP里，他/她们不断给自己提出更高的要求，希望尝试更多的突破。

F1赛车俱乐部的蒋钺掔希望以后能在课堂上加入更多动手实践的内容;除了现有课程之外，在新学年，大学高阶医学知识俱乐部的郑开源希望能够在鼎石建立一个更大的社团，不定期组织相关活动和讲座，为社区更多人科普健康领域的知识，提升大家的健康意识，鼓励鼎石社区成员更多地关注自己和身边人的身心健康问题。

FRC俱乐部的戴钰然也希望能够和更多的社区成员面对面交流。比如，把创造机器人的过程展示给大家，让更多的同学看到STEM并不枯燥，可以非常有趣好玩。这样，也可以吸引更多的人参与到FRC俱乐部里来。

 

3、我们拥有坚实的后盾

当大家将创建的机器人进行3D建模并虚拟装配以后，FRC俱乐部的成员们开始生产机器人的部分零件。他/她们需要用到的 3D打印机、激光切割机、车床、铣床等工具，鼎石设计教室里几乎都有。

在鼎石全新打造的“工程技术实验室”开物堂（KEyTEC）里，除了各种先进的设计、工程设备，还配备了一台大型五轴数控机床。有了这台机器，FRC团队基本可以自己制作机器人的全部零件。这台机器也会帮助更多STEM团队的学生完成自己的项目。

鼎石拥有非常完备的硬件设施。数字化学习中心、多媒体教室、科学实验室、设计教室……只要心中有想要探索的方向——尤其对于喜欢STEM的学生来说，鼎石提供最全面、优质的硬件资源支持。

新学年，在鼎石教与学副校长Taryn Loveman的带领下，鼎石启动了一个全新的学习项目TSET（工程技术超学科课程项目）。老师们将带领学生在工程、设计、艺术、人文等超学科协作和实践中探索、创造，最终完成一项实验成果，以关照、解决现实生活中真实存在的问题。

不仅如此，小学生也开始学习工程与新兴技术课程。在专业老师的教授下，小学生们在科技、工程等方面进行更为深度和专业的探索。当然，在TSET课程之外，鼎石任何年级的学生都可以在开物堂探索自己的科研项目，实践自己的发明创造。

新加入鼎石的Chris Hansen,作为新兴技术与工程教与学主任，并成为TSET项目的主要负责人。拥有在哈佛大学和普林斯顿大学等学府创建工程技术超学科课程项目的经历，Chris将为鼎石的STEM项目带来全新的影响和活力。

不久前，戴钰然和父亲聊起自己主导的几个项目时，父亲半开玩笑半认真地说：“其实，我真是有点‘嫉妒’你。要是我上中学有这样的条件，我恨不得直接睡在实验室里。”

不仅仅是硬件设施，鼎石为学生们创造了一个极其开放、包容的学习环境。除了在专业知识方面给予帮助，老师们愿意花时间和精力在学生们身上，给予学生们最大程度的情感支持和安全感。

在鼎石，只要学生有想法，老师就会鼓励他/她们去尝试、探索，一步步接近，实现自己的梦想。

其实，我早就知道鼎石为学生提供的学习资源和平台，在全国高中里都算是非常优越的。但直到上个月，当我真正开始动手做实验、进行项目研究和撰写论文时，才真切体会到这种支持的'超规格--它远超我的想象，甚至达到了许多大学教授都需要费尽周折才能争学教授都需要费尽周折才能争取到的水平。要知道，大学教授做研究前，通常需要撰写详尽的提案，经过层层答辩，才有可能获得实验资金和必要条件。而在我们这里呢?仅仅是有了一些初步想法，就能立刻得到各方面的支持。”戴钰然有感而发。

 

也正是因为有这样的支持，学生们有动力，有信心把自己的项目做得越来越好，也总想着能够通过自己的努力去影响身边更多的同学，让自己的项目有延续，更有精神的传承。

在平时的KAP课堂上，戴钰然和张允齐等高年级同学会有意地带着低年级的学弟学妹做任务，在实践中去帮助他/她们一点点提升核心技能。随着主创成员们步入DP阶段，他/她们正在开启一个全新的计划：

录制机器人的创造过程，撰写技术文档，把制造机器人使用的材料、制作的步骤及原因都清晰地展示出来，为以后加入FRC团队的学弟学妹提供一些经验。

时间过得很快。两个多月创造出一个机器人，之后操纵演练，一遍遍调试，时间根本就不够用。从创立FRC队伍到现在的两年多时间里，那些在地下一层的设计教室里死磕的钻研过程，一次次解决出现的一个又一个难题，那些在当时看起来根本就跨不过去的困境，却都已经成为难忘的过去。

创造机器人的过程是那么艰难，又是那么幸福。

鼎石FRC团队最早的创建人之一龙毅宽已经进入12年级，曾经的新人戴钰然和张允齐就是跟着龙毅宽一点点成长起来，而现在，FRC的接力棒又将一点点传承下去。以老带新，这是鼎石特有的基因，将在这片沃土上继续生长。

在2024FRC赛季，鼎石FRC团队成员们在搭建练习场地时，韩致知和胡竞文在其中一块木板上刻下了他们的身高标记。今年，成员们为新赛季重新搭建场地，再次拿出那块木板时，韩致知和胡竞文不约而同地站到那块木板前比了比——两个人都长高了不少。

那一刻，大家都会心一笑。张允齐描述着当时的场景，眼睛里闪着光：

“这个小小的身高线，不仅记录了两位队员身体的成长，也像是我们团队共同成长的一个温馨注脚，它提醒着我们，在追逐机器人梦想的路上，我们也在一同悄悄地‘长高’。”