2019年09月13日 星期五
七名小创客与智能垃圾桶
□ 朱 倩

    有这么一款“智能垃圾桶”,利用了语音识别系统,只要你说出垃圾的名字,相对应的垃圾桶就会自动打开。这是不是很酷?

    由来自深圳南方科技大学教育集团(南山)实验一小的7名小学生:任泊丞、张灏宇、杨林峰、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿,在3年前即2016年时,就提出了解决垃圾分类难题的办法!

    2017年4月:这个小创客团队编排的表演节目《绿色风暴》登上了央视少儿频道《看我七十二变》节目,向全国观众宣传垃圾分类,并首次展示团队的发明创造——“智能垃圾桶”。2017年7月:该项发明正式申请国家专利,就在今年4月,小创客团队收到了国家专利证书——“一种新型旋转分类垃圾桶”。

    创意从“问题”中来

    智能垃圾桶的设想,最先由任泊丞提出。2016年,任泊丞同学发现他居住的小区垃圾都堆放在一起,发出臭烘烘的味道,各种垃圾混在其中,也无法再进行分类。他把这个问题跟小伙伴们说了,大家觉得可以制作一个“智能垃圾桶”,即人们把整包垃圾扔到一个垃圾桶中,垃圾桶自动识别垃圾,并将它们运送到不同的隔间。有了这样一个垃圾桶,垃圾分类问题就可以得到解决啦!

    “智能垃圾桶”从创意的构思到完成制作,可不是一件容易的事情。7个孩子在这个过程中,完成了绘制草图、搭建垃圾桶、建立数据库、设计APP等一系列工作。

    当设计草图被一步步制作出来,他们发现,这些设想远远超出了自己的能力范围,根本不可能实现。但是孩子们并未放弃,立即调整方案:制作4个垃圾桶,让IPAD告诉你扔到哪个垃圾桶里。由电脑系统操控垃圾桶,投放垃圾前先点开语音键,输入需要投放的垃圾名称;电脑系统随后在数据库里对比、分析,找到它所属的垃圾种类,并打开相应的垃圾桶;投放完桶盖自动关闭,其他桶则始终保持封闭状态,从而实现垃圾分类。

    IPAD是如何识别垃圾呢?郭晋平同学还说:“我们一开始设想的是形状的识别,但是很快就发现垃圾的形状太多了,很难被识别。然后又尝试了颜色识别,结果又失败了。后来在创造力实验室老师的启发下,我们使用了语音识别,而且建立了垃圾的名称库,这样就可以识别到各种不同的垃圾了!”

    于是孩子们用3D打印技术将构想进行建模,最后在老师的帮助下,终于把“智能垃圾桶”制作出来!

    “科普课堂”的启示

    大家一定都十分好奇:三年级的孩子怎么懂得那么多?“在课堂上学到的!”任泊丞同学说。之所以当初提出红外线的设想,就是来自南科大光学团队的教授给他们做的科普讲座。

    小创客们告诉笔者,学校结合课程的需要,在进行“水的世界”主题学习时,来自高校的水资源专家会带来一堂生动的环保课,还有生命科学、脑科学、新能源等等,这些领域的大咖学者以深入浅出的讲解,让小学生们脑洞大开。

    回顾智能垃圾桶从创意到实现的过程,“中科创造力实验室”社团负责人葛芳芳认为:“培养孩子们的创新思维,技术手段可以通过请教老师、专家来实现,但从日常生活中发现问题、对问题进行分析,以及在分析的过程中,用什么样的方法可以找到解决方案,才是科技教育最重要的价值。低年级学生正处于一个思维更发散的阶段,有蛮多想法,可真正能实现的并不多。培养孩子的创新思维,一定要鼓励在先。”

    据了解,中科创造力实验室是由中国科学院深圳先进技术研究院等多家机构共同发起成立的一整套科学课程体系。该体系通过PBL项目式学习,让学生发现生活中的问题,并运用创新思维方法分析问题、设计解决方案,运用所学技能最终解决问题。

    创新型课堂的“日常”

    五年级级长梁健老师告诉笔者,这7名小学生是南方科技大学教育集团(南山)实验一小创校的首批学生,在2016年参加了由学校跟中科院深圳先进院合办的中科创造力实验室社团。

    学生们通过PBL项目式学习,将所学的学科知识结合自己身边遇到的现实问题,提出解决方案,并将这些解决办法做出模型,更好地向大家展示自己的想法。

    智能垃圾桶的研制过程,也让外界看到孩子们与高校、老师、同伴等多种形式的“合作”,科学家走进小学课堂,也成为孩子们学习的灯塔与榜样!

    南科大实验一小校长张帆表示,创新是南科大实验小学的DNA,从创建伊始,该校就与周边资源形成了天然链接,南方科技大学、中科先进院、清华深圳研究生院、北大深圳研究生院、哈工大(深圳)等高校都成为学生们的“课外脑库”如今,包括家长在内的各类水科学、脑科学、能源、AI等专家纷纷走进学校,为学生拓展知识领域,这已经成为该校“创新型课堂”的“日常”。

    南方科技大学教育集团总校长汤佳宏认为,教育的意义在于真正丰富学生的知识面,拓展学生的视野,让创新走进校园,让科研走进学生,让学生迈向世界。未来,南方科技大学教育集团将总结经验整合校本课程,紧紧依靠南科大等高校、依靠区域的科研机构,充分利用高校智力资源,丰富学校的课程内容和教育形式。

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