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省创客大赛总分第一 深圳中小学发力创客式学习

字号+作者:南方都市报 来源: 2018-04-17 00:00 我要评论() 收藏成功收藏本文

在芜湖提出打造国际“创客之都”四年后的今天,芜湖小创客亮相安徽省级创客大赛,拔得头筹。3月28日至30日,安徽省教育厅主办的“2017年安徽省中小学(含中职'...

在芜湖提出打造国际“创客之都”四年后的今天,芜湖小创客亮相安徽省级创客大赛,拔得头筹。3月28日至30日,安徽省教育厅主办的“2017年安徽省中小学(含中职学校)创客大赛”举行,芜湖市共有30件作品参加比赛,并全部获奖,总分居全省第一,其中9件作品获特等奖。

  2014年芜湖在全国率先

  为创客教育做出顶层设计

  2014年,“创客”一词开始风靡国内,来自于英文“maker”,意为创造者。为建设国际创新之都提供源头活力,芜湖的创客教育也一直走在全国前列。2014年,芜湖率先在全国出台了《关于进一步提升中小学生综合素养的指导意见》,为创客教育做出了顶层设计。紧接着,2015年出台《芜湖市中小学科技创新教育三年行动计划》,从课程、队伍、基地、政策等方面大力支持创客教育。

  2016年,对课程和实验室的建设有了更明确的指引。芜湖出台国内首个创客教育课程和创客实践室建设指南,提出了中小学创客教育以培养“创客”为目标,其教学过程遵循“创造”实践的规律,融合ST E A M教育理念、项目学习理念,强调独立构建目标、独立应用工具开展创造、共享智慧、优化迭代、形成成果,是能够带来完整思维链条的教育形式。南都记者深入采访此次获奖情况发现,这些作品正是指南中所提到受益于校内创客课程和空间的“完整思维链条”的成品。

  芜湖今年将出台

  创客教育与学科教学融合指南

  如今,芜湖已经创建了200个中小学创客实践室和200个学生优秀科技社团,重点资助了近150门创客教育课程,资助了13000名(项)学生探究性的小课题,开发了近1000门好课程。

  芜湖创客教育呈现出百花齐放的良好态势,离不开各区在创客教育领域精心投入。福田区成立了青少年创客学院,南山区成立了南山少年创新院,罗湖区2017年成立少年科学院,建立了学生创客指导中心。

  在学校培养方面,如芜湖中学,已与科大讯飞、腾讯、华为、芜湖华大基因研究院、比亚迪股份有限公司等10家企业及科研机构合建了创新体验中心;与中国科学技术大学、香港中文大学(芜湖)等共建了3个创新实验室。

  不止于培养专业“创客”,芜湖还提出“创客式学习”。去年底,宝安区教育局、微软(中国)、华讯方舟正式签订战略合作备忘录:将区教育局推荐的10所学校打造成具有全球样板意义的“微软创新学校”。这些学校的教师足不出户即可享用全球的优质教育资源,3D工坊、MR混合现实实验室、机器人等常驻功能室,学生将接触到最前沿的软件、电子、机械、新能源等科学技术。

  芜湖提倡用“创客”的方法进行所有学科的学习,建立“全面建设回归生活的学习,引导各个学科参与到像创客一样全新的学习生态当中来”。据芜湖市教科院透露,芜湖今年将出台《芜湖市创客教育与学科教学融合指南》和《芜湖市中小学创客导师成长发展指南》。今后,芜湖创客教育将着重于创客教育与学科教育的融合,以及导师培养两个方向。

  特等奖创客作品

  戴上这眼镜 眨眨眼就能进行电子翻页

  奖项:2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛小学团队组特等奖

  小创客:上芬小学陈尧、李思翰、彭小涵

  眨左眼往前翻页、眨右眼往后翻页,戴上这副黄色眼镜,使用者可以实现“用眼睛来翻书”。“眼睛翻书”是上芬小学学生陈尧、李思翰、彭小涵的作品,在2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛上,该作品获得小学团队组特等奖。

  在这副“眼睛翻书”眼镜左右镜框上方,分别有一个电容式微状态传感器,可在人眨眼时检测其眼部皮肤的变化,再把处理后的信号通过USB传给电脑,从而实现在电脑上进行翻页。为了避免正常眨眼时出现翻书动作,设备会在传感器检测到第一个眼睛闭合动作后,延时再次检测该传感器,如果还是闭合状态,才执行翻书动作。整个过程不超过一般人们故意眨眼的时间。

  几年前,上芬小学学生发明了第一代“智能翻页器”,通过测距,实现机器手滑翻页。“后来我们发现有些残疾人也需要它,但是他们并没有手”,于是陈尧、李思翰和彭小涵就开始思考用其他方式翻页。陈尧告诉记者,他们班有很多民乐队的同学,演奏的时候一边看乐谱,还要一边用手翻书,很不方便,他们便开始研究用眼睛翻书。这样便有了第二代“眼睛翻书”。

  第二代“眼睛翻书”以发卡的形式佩戴在使用者头上,“发卡”上有两个柔性机械臂,通过臂上的红外传感器来检测眼睛状态进行翻书。但第二代不够灵敏,而且外形也不符合大部分人的使用习惯,于是就有了第三代“眼睛翻书”眼镜。

  “其实安装它的造型比较容易,最难的是编程。”陈尧介绍,编程软件要考虑到很多问题,“比如说我眼睛累了,我要两个都眨一下就不能翻书。还要看电容的距离,因为检测的距离是有限的,太远了就不灵敏,在调试这个的时候是最困难的。”为此他们反复测验,并尝试了不同的软件进行编程。

  随着作品的更新,到如今顺利达成应用,三位同学也逐渐发现自己做这件事情的意义。对彭小涵来说,“眼睛翻书”可以给人带来阅读的享受,“残疾人或者是身体不便的人,可以利用他的眼睛来看书,看书嘛就是可以(让人)身心投入到书本里我觉得很好。”

  如果有人不会单眨眼怎么办?这学期,他们即将开始第四代的开发,打算使用光电传感器,让人们可以通过低头、抬头进行翻书。

  点评

  指导老师 上芬小学信息技术老师黄润达:

  陈尧和李思翰可以说是我们创客工作室里面的一对活宝,李思翰就像是一个行走的十万个为什么,不断地提出各种关于“眼睛翻书”的问题。而这时候陈尧就显得更像大哥,他会带着李思翰一起去寻找问题的解决方法。彭小涵对科技热爱一点也不亚于男生,只要在有空的时候就往创客工作室跑,不断地调试“眼睛翻书”。最终这个“眼睛翻书”在他们这个团队的共同努力之下,从早期的方案的提出到现在“眼睛翻书”3.0的出现,一步一步地变成现实。

  智能头盔让骑行者更安全

  奖项:2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛小学团队组特等奖

  小创客:荔园小学周奕辰、袁皓

  “现在的共享单车越来越多,骑行的事故也越来越多,我们为了解决这个问题就发明了这个头盔。”来自荔园小学学生周奕辰介绍,他和同学袁皓一同创作的“智能安全骑行头盔”具有自动亮灯、防碰撞蜂鸣预警、SOS一键呼救和GPS定位等多种功能,能有效保障骑行者的安全。在刚结束不久的2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛上,这款“智能安全骑行头盔”一举拿下小学团队组特等奖。

  据介绍,利用倾斜传感器和尾部的LED可变色灯带,“智能安全骑行头盔”可以在骑行者身体前倾开始骑行时自动亮红灯;在骑行者左转和右转时,头盔左、右两侧的转向灯也会随之自动亮起。同时,该头盔还运用了“超声波传感器+蜂鸣器”,在车辆靠近一定距离内会发出相应级别的声响警报,防止追尾。头盔还装有SOS一键呼救按钮,当骑行者受伤时,按下按钮即可发出“SOS”求救信号。此外,头盔还安装了“GPS传感器”,可手机APP上实时定位。

  除了该款“智能安全骑行头盔”,在指导老师周伟明的办公室还摆着其他两个头盔,它们是如今这款头盔的第一代和第二代。周奕辰和袁皓从上学期开始动手制作“智能安全骑行头盔”,经过半年多时间迭代更新,精简了元器件、灯带和主板———从第一代的804克,改进到了如今的450克,减重近一半。

  该头盔所有的传感器都经由两人自主编程设计,“要先把东西装好,再看主板端口,精细地调试数据”进行编程。在这次的编程工作,他们日常积累的编程知识有了“用武之地”———在创客社团课上,他们已经学习编程快一年了。

  现在,“智能安全骑行头盔”正在申请专利,“希望以后可以卖出去!”周奕辰和袁皓说,“我们会便宜点卖,大概200元吧,因为成本就100多元了呀。”说起以后,周奕辰和袁皓对自己的作品充满信心。

  点评

  指导老师 荔园小学信息技术老师周伟明:

  学生从解决生活中遇到的实际问题出发,制作出了这款智能安全骑行头盔,作品主要运用了在创客社团学习的基于Arduino的开源软件和硬件知识,作品不但美观实用,而且科技含量颇高。学生在制作过程中,不但提高了创新思维、动手操作能力,还提高了团体合作、表达交流等能力,综合素质得到很大的提高。

  自动化婴儿车 解放爸妈的双手

  奖项:2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛中学团队组特等奖

  小创客:福田中学蔡子逸、邓绍茗

  二胎时代已经来临,前面推着个小的,后面跟着个大的,是如今不少年轻父母的出行“标配”。为了解放父母的双手,来自福田中学的蔡子逸和邓绍茗发明了“基于Arduino自动化智能婴儿车”,对传统婴儿车进行了自动、智能化改进,夺得2017安徽省中小学生(含中职学校)创客大赛中学团队组特等奖。

  对蔡子逸来说,二胎时代最直接的感受就是楼下小孩的哭声,“可能他们比较忙,还经常会拜托邻居帮看。”于是他想到能不能做一款婴儿车“代替父母的双手,自动带孩子”。该款自动化智能婴儿车从2016年9月开始构思制作,历时一年半完成。“市场上的婴儿车电动的多,但功能不多。”经过一周的市场调查,蔡子逸发现如今市场上的电动婴儿车续航能力不足,也很少能调速、避障,性能上偏弱。

  婴儿还需要什么?带着这样的思考,蔡子逸还采访了新生婴儿妈妈。最终,他和邓绍茗开发的这款自动化婴儿车拥有电动助力辅助功能、自巡航避障功能、自定义绕圆周行走功能以及采用安全G PS定位和蜂鸣器报警等功能,并利用自主开发的A PP“婴儿A BC”软硬件结合让婴儿车达到自动化。此外,车内置了声音传感器以及安装了音乐播放设备,若检测到婴儿的哭声,将默认打开白噪音睡眠辅助功能,利用白噪音使婴儿停止哭泣。

  作品经过3次大型改造和上百次程序设计及修改,蔡子逸介绍,最难的是编程时轮毂电机的控制部分。轮毂电机采用pw m波进行控制,在控制上要通过编程来调整波形,从而进行速度调控。因为它是一种新型电机,网上资料并不多,为此,蔡子逸还自己联系、请教了芜湖大学教授。

  此外,元器件的排布也是一大难题。该婴儿车通过超声波和外红线感应进行测距避障,其中超声波有一个测距范围,需要在合适范围内才能测到最佳距离,这其中需要进行大量的数学计算来完成合理排布。

  下一步,他们打算将连接方式从蓝牙换成wifi,扩大父母的可控制范围,并将超声波加红外线避障改进为激光雷达避障,使避障更加精确。

  点评

  指导老师 福田中学科技教练赵晓东:

  蔡子逸同学是我校科技创新队的新任队长,负责任、敢担当是大家对他的印象,平时鬼点子很多,爱和其他同学开玩笑,但做项目时的认真劲却又无人能及。他利用课余时间自学了计算机程序编写和电路设计,自己动手制作了自定义巡航婴儿车。

  该作品耗资总额达3000人民币,解放了父母的双手,达到了减少负担的目的,解决了传统婴儿车存在的多种问题,将婴儿车的领域向科技的前沿推进。

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