仰望星空，追逐航天夢想；腳踏實地，點亮創(chuàng)新靈感。近日，全國青少年航天創(chuàng)新大賽(以下簡稱“大賽”)總決賽的賽場上傳來一則喜報，來自深圳中學梅香學校的三位少年，一路過關斬將，憑借航天創(chuàng)意-北斗衛(wèi)星工程應用作品“智能收作業(yè)機器人的設計與實現(xiàn)”，獲得全國總決賽航天創(chuàng)意賽項小學Ⅰ組一等獎。

據(jù)了解，全國青少年航天創(chuàng)新大賽是經(jīng)教育部確定的面向中小學生的全國性競賽白名單賽事。本次大賽由中國航天科技國際交流中心舉辦，來自30個省、自治區(qū)、直轄市以及香港、澳門特別行政區(qū)代表隊的近3000名青少年們齊聚一堂，圍繞航天創(chuàng)意設計、太空探測、航天科學探究與創(chuàng)新三個競賽單元及載人航天主題專項賽進行比拼。

靈感來源于校園生活，用頭腦風暴和團隊協(xié)作解決一個個“漏洞”

為備戰(zhàn)本次全國航天創(chuàng)新大賽，老師們除了在教學中講解相關的案例，還會帶領孩子們在校園里實地考察，引導孩子們留意觀察身邊事物，激發(fā)孩子們的創(chuàng)意。本次獲獎作品“智能收作業(yè)機器人的設計與實現(xiàn)”靈感就來源于校園生活。學子們發(fā)現(xiàn)小組長在收作業(yè)和其他物品時要分類整理交給老師，還要統(tǒng)計數(shù)量，整個過程煩瑣耗時。于是，他們就想設計一個機器人，幫助學校完成收取、整理、運送和信息統(tǒng)計的工作，減輕老師們的負擔。“我想把這個機器人做出來。”張繼元第一時間找到老師報名，老師根據(jù)每個同學的特點及愛好，將張繼元、方鈺博和于慕晨分為一組。收作業(yè)機器人的想法也很快得到家長們的支持。

結合課上傳授的專業(yè)知識，在老師和家長們的引導下，三位同學把機器人的功能進行了分解，比如自動導航駕駛、作業(yè)本識別、作業(yè)本分揀整理、信息統(tǒng)計等。要用什么方法實現(xiàn)這些功能？接下來就是逐個擊破。張繼元想到了在課堂上和小伙伴們一起動手完成的北斗導航模塊，于幕晨想到了機械臂分揀手臂，方鈺博想到了圖像識別。為了增強實用性，張繼元建議用一個手機APP來控制機器人，并且用手機查看作業(yè)本上交情況。

三位同學分頭實施。張繼元、于慕晨負責選購制作機器人所需的材料；方鈺博負責小車的整體外觀設計；老師和家長們協(xié)助找來了制作需要的木條和各種工具。所有材料準備齊后，在老師和家長們的協(xié)助下，機器人組裝順利完成。

考慮到機器人的應用場景為教學樓內，他們在網(wǎng)上尋找很多室內定位技術，最后選擇了定位精度高的UWB定位技術來解決建筑物遮擋、教學樓內無法使用北斗導航和定位等問題。

室內定位的問題解決后，小車該如何導航、怎么在教室一排排走廊中行進的問題又難住大家。這時，張繼元推薦了一個簡單的方案——小車靠循跡技術自動行駛。采用北斗定位和室內UWB定位結合的技術方案，讓小車在座位旁定位停車。

在作業(yè)本識別、分揀整理環(huán)節(jié)也遇到了小麻煩。“最初我們想采用文字識別技術，通過攝像頭讀取封面信息，實現(xiàn)作業(yè)本分類和統(tǒng)計。而除了所需的信息外，封面往往還有其它零亂文字，容易被誤錄，信息分類較困難。”于慕晨說道。

張繼元想到超市商品所用的條形碼技術，提出通過二維碼讀取作業(yè)本班級、姓名和學科信息的方案。

在創(chuàng)作的過程中，孩子們不斷頭腦風暴，解決一個個“漏洞”，并以小組為單位在班上進行匯報。班里的其他同學和老師們紛紛化身現(xiàn)場“評委”，對作品進行評審和提問。

孩子們不僅在小組合作中學會了團結，還在模擬演練答辯中鍛煉了口語表達和勇氣。方鈺博說道：“通過這次比賽，我真正感受到了團隊合作的力量。”

這是一次跨學科教學、多學科融合的大膽嘗試

潛移默化，功夫在平時。此外，大賽除了創(chuàng)意作品的展演，還要進行航天科學知識競賽。在日常的學習中，老師們會在授課中潛移默化地普及航天知識，課后學生們也會根據(jù)老師們的建議，瀏覽航天相關的網(wǎng)站，進行航天知識的積累，拓寬知識面。這一系列的組合拳操作下來，讓孩子們在賽場上信心倍增、胸有成竹。

據(jù)悉，此次大賽深圳中學梅香學校共有6支隊伍報名參加，并在深圳賽區(qū)的比賽中，獲得一個一等獎、一個二等獎、一個三等獎、三個優(yōu)秀獎的優(yōu)異成績。

值得一提的是，該課程是一次跨學科教學、多學科融合的大膽嘗試。兩位指導老師李雅媛、廖昶并非航天專業(yè)“科班”出身，而是分別來自語文和數(shù)學的兩個學科。

為了給孩子們傳授科學嚴謹?shù)膶I(yè)知識，兩位老師在正式上課前都率先完成了專業(yè)的航天知識培訓，并在后續(xù)課程建設中將自己學科的特點與航天知識相結合，幫助孩子們更好地進行理解。“在設計和制作機器人的過程中，我才知道要做出一個作品需要很多的科學知識”。張繼元表示以后會更認真學習，爭取早些能做出一個真正的機器人。

除了理論學習之外，為了讓同學們更加直觀地了解北斗、感受北斗，孩子們還以小組為單位自行制作了北斗衛(wèi)星觀測儀，描繪了星座圖，并在校園內利用北斗觀測儀進行了實地測量，寓教于樂。

科技創(chuàng)新，福田教育持續(xù)發(fā)力

傳承著深圳中學科創(chuàng)教育基因的深圳中學梅香學校，致力于實施“引進來，走出去”戰(zhàn)略，整合校內外優(yōu)質科技資源，深耕校園科創(chuàng)教育，積極打造航天科技高端課程。為激發(fā)孩子們對航天科技的興趣，學校大力開展中國航天日主題活動、航天科普教育、航天研學等一系列活動，聘請航天員陳全擔任學校航天科技課程總顧問，豐富學生學習實踐機會。

近年來，福田學子在國際發(fā)明展、國家和省市青少年科技創(chuàng)新大賽、創(chuàng)客大賽屢獲殊榮，獲獎人數(shù)呈“井噴式”激增。福田還通過組織、參與各類活動發(fā)現(xiàn)人才、培養(yǎng)人才。至今已堅持21屆的福田區(qū)科技節(jié)，每一屆都有近萬名學生參與其中，近年新增人工智能元素項目，充分展現(xiàn)福田師生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。

福田學子榮獲此項大獎，源于福田教育一貫倡導各學校形成符合本校實際的國家課程實施方案，創(chuàng)造性地實施地方課程，建設完備的校本課程體系的教育主張。福田各學校通過全方位整合校內外資源，提高學校“品牌課程”質量，助力學生在具體項目實施中學會主動學習、合作學習、深度學習、智慧學習、無邊界學習，持續(xù)為未來人才所需的必備品格和關鍵能力賦能，為福田教育先行示范項目開啟“全息未來教育”新征程。

采寫：南都記者 周正陽