省創客大賽總分第一　深圳中小學發力創客式學習

• 來源： 原創 更新時間： 2018-04-24 點擊： 2277次

•    在深圳提出打造國際“創客之都”四年后的今天，深圳小創客亮相廣東省級創客大賽，拔得頭籌。3月28日至30日，廣東省教育廳主辦的“2017年廣東省中小學(含中職學校)創客大賽”舉行，深圳市共有30件作品參加比賽，并全部獲獎，總分居全省第一，其中9件作品獲特等獎。
     2014年深圳在全國率先
     為創客教育做出頂層設計
     2014年，“創客”一詞開始風靡國內，來自于英文“maker”，意為創造者。為建設國際創新之都提供源頭活力，深圳的創客教育也一直走在全國前列。2014年，深圳率先在全國出臺了《關于進一步提升中小學生綜合素養的指導意見》，為創客教育做出了頂層設計。緊接著，2015年出臺《深圳市中小學科技創新教育三年行動計劃》，從課程、隊伍、基地、政策等方面大力支持創客教育。
     2016年，對課程和實驗室的建設有了更明確的指引。深圳出臺國內首個創客教育課程和創客實踐室建設指南，提出了中小學創客教育以培養“創客”為目標，其教學過程遵循“創造”實踐的規律，融合ST E A M教育理念、項目學習理念，強調獨立構建目標、獨立應用工具開展創造、共享智慧、優化迭代、形成成果，是能夠帶來完整思維鏈條的教育形式。南都記者深入采訪此次獲獎情況發現，這些作品正是指南中所提到受益于校內創客課程和空間的“完整思維鏈條”的成品。
     深圳今年將出臺
     創客教育與學科教學融合指南
     如今，深圳已經創建了200個中小學創客實踐室和200個學生優秀科技社團，重點資助了近150門創客教育課程，資助了13000名(項)學生探究性的小課題，開發了近1000門好課程。
     深圳創客教育呈現出百花齊放的良好態勢，離不開各區在創客教育領域精心投入。福田區成立了青少年創客學院，南山區成立了南山少年創新院，羅湖區2017年成立少年科學院，建立了學生創客指導中心。
     在學校培養方面，如深圳中學，已與科大訊飛、騰訊、華為、深圳華大基因研究院、比亞迪股份有限公司等10家企業及科研機構合建了創新體驗中心；與中國科學技術大學、香港中文大學(深圳)等共建了3個創新實驗室。
     不止于培養專業“創客”，深圳還提出“創客式學習”。去年底，寶安區教育局、微軟(中國)、華訊方舟正式簽訂戰略合作備忘錄：將區教育局推薦的10所學校打造成具有全球樣板意義的“微軟創新學校”。這些學校的教師足不出戶即可享用全球的優質教育資源，3D工坊、MR混合現實實驗室、機器人等常駐功能室，學生將接觸到最前沿的軟件、電子、機械、新能源等科學技術。
     深圳提倡用“創客”的方法進行所有學科的學習，建立“全面建設回歸生活的學習，引導各個學科參與到像創客一樣全新的學習生態當中來”。據深圳市教科院透露，深圳今年將出臺《深圳市創客教育與學科教學融合指南》和《深圳市中小學創客導師成長發展指南》。今后，深圳創客教育將著重于創客教育與學科教育的融合，以及導師培養兩個方向。
     特等獎創客作品
     戴上這眼鏡 眨眨眼就能進行電子翻頁
     獎項：
     2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽小學團隊組特等獎
     小創客：
     上芬小學陳堯、李思翰、彭小涵
     眨左眼往前翻頁、眨右眼往后翻頁，戴上這副黃色眼鏡，使用者可以實現“用眼睛來翻書”。“眼睛翻書”是上芬小學學生陳堯、李思翰、彭小涵的作品，在2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽上，該作品獲得小學團隊組特等獎。
     在這副“眼睛翻書”眼鏡左右鏡框上方，分別有一個電容式微狀態傳感器，可在人眨眼時檢測其眼部皮膚的變化，再把處理后的信號通過USB傳給電腦，從而實現在電腦上進行翻頁。為了避免正常眨眼時出現翻書動作，設備會在傳感器檢測到第一個眼睛閉合動作后，延時再次檢測該傳感器，如果還是閉合狀態，才執行翻書動作。整個過程不超過一般人們故意眨眼的時間。
     幾年前，上芬小學學生發明了第一代“智能翻頁器”，通過測距，實現機器手滑翻頁。“后來我們發現有些殘疾人也需要它，但是他們并沒有手”，于是陳堯、李思翰和彭小涵就開始思考用其他方式翻頁。陳堯告訴記者，他們班有很多民樂隊的同學，演奏的時候一邊看樂譜，還要一邊用手翻書，很不方便，他們便開始研究用眼睛翻書。這樣便有了第二代“眼睛翻書”。
     第二代“眼睛翻書”以發卡的形式佩戴在使用者頭上，“發卡”上有兩個柔性機械臂，通過臂上的紅外傳感器來檢測眼睛狀態進行翻書。但第二代不夠靈敏，而且外形也不符合大部分人的使用習慣，于是就有了第三代“眼睛翻書”眼鏡。
     “其實安裝它的造型比較容易，最難的是編程。”陳堯介紹，編程軟件要考慮到很多問題，“比如說我眼睛累了，我要兩個都眨一下就不能翻書。還要看電容的距離，因為檢測的距離是有限的，太遠了就不靈敏，在調試這個的時候是最困難的。”為此他們反復測驗，并嘗試了不同的軟件進行編程。
     隨著作品的更新，到如今順利達成應用，三位同學也逐漸發現自己做這件事情的意義。對彭小涵來說，“眼睛翻書”可以給人帶來閱讀的享受，“殘疾人或者是身體不便的人，可以利用他的眼睛來看書，看書嘛就是可以(讓人)身心投入到書本里我覺得很好。”
     如果有人不會單眨眼怎么辦？這學期，他們即將開始第四代的開發，打算使用光電傳感器，讓人們可以通過低頭、抬頭進行翻書。
     點評
     指導老師 上芬小學信息技術老師黃潤達：
     陳堯和李思翰可以說是我們創客工作室里面的一對活寶，李思翰就像是一個行走的十萬個為什么，不斷地提出各種關于“眼睛翻書”的問題。而這時候陳堯就顯得更像大哥，他會帶著李思翰一起去尋找問題的解決方法。彭小涵對科技熱愛一點也不亞于男生，只要在有空的時候就往創客工作室跑，不斷地調試“眼睛翻書”。最終這個“眼睛翻書”在他們這個團隊的共同努力之下，從早期的方案的提出到現在“眼睛翻書”3.0的出現，一步一步地變成現實。
     智能頭盔讓騎行者更 安全
     獎項：
     2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽小學團隊組特等獎
     小創客：
     荔園小學周奕辰、
     袁皓
     “現在的共享單車越來越多，騎行的事故也越來越多，我們為了解決這個問題就發明了這個頭盔。”來自荔園小學學生周奕辰介紹，他和同學袁皓一同創作的“智能安全騎行頭盔”具有自動亮燈、防碰撞蜂鳴預警、SOS一鍵呼救和GPS定位等多種功能，能有效保障騎行者的安全。在剛結束不久的2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽上，這款“智能安全騎行頭盔”一舉拿下小學團隊組特等獎。
     據介紹，利用傾斜傳感器和尾部的LED可變色燈帶，“智能安全騎行頭盔”可以在騎行者身體前傾開始騎行時自動亮紅燈；在騎行者左轉和右轉時，頭盔左、右兩側的轉向燈也會隨之自動亮起。同時，該頭盔還運用了“超聲波傳感器+蜂鳴器”，在車輛靠近一定距離內會發出相應級別的聲響警報，防止追尾。頭盔還裝有SOS一鍵呼救按鈕，當騎行者受傷時，按下按鈕即可發出“SOS”求救信號。此外，頭盔還安裝了“GPS傳感器”，可手機APP上實時定位。
     除了該款“智能安全騎行頭盔”，在指導老師周偉明的辦公室還擺著其他兩個頭盔，它們是如今這款頭盔的第一代和第二代。周奕辰和袁皓從上學期開始動手制作“智能安全騎行頭盔”，經過半年多時間迭代更新，精簡了元器件、燈帶和主板———從第一代的804克，改進到了如今的450克，減重近一半。
     該頭盔所有的傳感器都經由兩人自主編程設計，“要先把東西裝好，再看主板端口，精細地調試數據”進行編程。在這次的編程工作，他們日常積累的編程知識有了“用武之地”———在創客社團課上，他們已經學習編程快一年了。
     現在，“智能安全騎行頭盔”正在申請專利，“希望以后可以賣出去！”周奕辰和袁皓說，“我們會便宜點賣，大概200元吧，因為成本就100多元了呀。”說起以后，周奕辰和袁皓對自己的作品充滿信心。
     點評
     指導老師 荔園小學信息技術老師周偉明：
     學生從解決生活中遇到的實際問題出發，制作出了這款智能安全騎行頭盔，作品主要運用了在創客社團學習的基于Arduino的開源軟件和硬件知識，作品不但美觀實用，而且科技含量頗高。學生在制作過程中，不但提高了創新思維、動手操作能力，還提高了團體合作、表達交流等能力，綜合素質得到很大的提高。
     自動化嬰兒車 解放爸媽的雙手
     獎項：
     2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽中學團隊組特等獎
     小創客：
     福田中學蔡子逸、鄧紹茗
     二胎時代已經來臨，前面推著個小的，后面跟著個大的，是如今不少年輕父母的出行“標配”。為了解放父母的雙手，來自福田中學的蔡子逸和鄧紹茗發明了“基于A rduino自動化智能嬰兒車”，對傳統嬰兒車進行了自動、智能化改進，奪得2017廣東省中小學生(含中職學校)創客大賽中學團隊組特等獎。
     對蔡子逸來說，二胎時代最直接的感受就是樓下小孩的哭聲，“可能他們比較忙，還經常會拜托鄰居幫看。”于是他想到能不能做一款嬰兒車“代替父母的雙手，自動帶孩子”。該款自動化智能嬰兒車從2016年9月開始構思制作，歷時一年半完成。“市場上的嬰兒車電動的多，但功能不多。”經過一周的市場調查，蔡子逸發現如今市場上的電動嬰兒車續航能力不足，也很少能調速、避障，性能上偏弱。
     嬰兒還需要什么？帶著這樣的思考，蔡子逸還采訪了新生嬰兒媽媽。最終，他和鄧紹茗開發的這款自動化嬰兒車擁有電動助力輔助功能、自巡航避障功能、自定義繞圓周行走功能以及采用安全G PS定位和蜂鳴器報警等功能，并利用自主開發的A PP“嬰兒A BC”軟硬件結合讓嬰兒車達到自動化。此外，車內置了聲音傳感器以及安裝了音樂播放設備，若檢測到嬰兒的哭聲，將默認打開白噪音睡眠輔助功能，利用白噪音使嬰兒停止哭泣。
     作品經過3次大型改造和上百次程序設計及修改，蔡子逸介紹，最難的是編程時輪轂電機的控制部分。輪轂電機采用pw m波進行控制，在控制上要通過編程來調整波形，從而進行速度調控。因為它是一種新型電機，網上資料并不多，為此，蔡子逸還自己聯系、請教了深圳大學教授。
     此外，元器件的排布也是一大難題。該嬰兒車通過超聲波和外紅線感應進行測距避障，其中超聲波有一個測距范圍，需要在合適范圍內才能測到最佳距離，這其中需要進行大量的數學計算來完成合理排布。
     下一步，他們打算將連接方式從藍牙換成wifi，擴大父母的可控制范圍，并將超聲波加紅外線避障改進為激光雷達避障，使避障更加精確。
     點評
     指導老師
     福田中學科技教練趙曉東：
     蔡子逸同學是我校科技創新隊的新任隊長，負責任、敢擔當是大家對他的印象，平時鬼點子很多，愛和其他同學開玩笑，但做項目時的認真勁卻又無人能及。他利用課余時間自學了計算機程序編寫和電路設計，自己動手制作了自定義巡航嬰兒車。
     該作品耗資總額達3000人民幣，解放了父母的雙手，達到了減少負擔的目的，解決了傳統嬰兒車存在的多種問題，將嬰兒車的領域向科技的前沿推進。