仰望星空，追逐航天夢想；腳踏實地，點亮創(chuàng)新靈感。在全國青少年航天創(chuàng)新大賽上，福田學(xué)子精心設(shè)計的作品“智能收作業(yè)機器人的設(shè)計與實現(xiàn)”，勇奪全國大賽一等獎！

　　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(xué)梅香學(xué)校的三位少年，一路過關(guān)斬將，憑借航天創(chuàng)意-北斗衛(wèi)星工程應(yīng)用作品“智能收作業(yè)機器人的設(shè)計與實現(xiàn)”，獲得全國總決賽航天創(chuàng)意賽項小學(xué)Ⅰ組一等獎。

　　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(xué)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(shè)計、太空探測、航天科學(xué)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。

　　披荊斬棘，圓小小航天夢

　　三名獲獎同學(xué)均為福田區(qū)深圳中學(xué)梅香學(xué)校航天科技課程的成員。他們是如何一路過關(guān)斬將，披荊斬棘，拿下全國總決賽一等獎的呢？讓我們一起來走進他們的生活、了解他們的小小航天夢。

　　△構(gòu)思小車整體方案

　　為備戰(zhàn)本次全國航天創(chuàng)新大賽，老師們除了在教學(xué)中講解相關(guān)的案例，還會帶領(lǐng)孩子們在校園里實地考察，引導(dǎo)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(shè)計與實現(xiàn)”靈感就來源于校園生活。

　　△參賽作品：智能收作業(yè)機器人模型

　　他們發(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，整個過程繁瑣耗時。于是，他們就想設(shè)計一個機器人，幫助學(xué)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(fù)擔(dān)。

　　“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(xué)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。

　　△最初搭出的模型方案

　　結(jié)合課上傳授的專業(yè)知識，在老師和家長們的引導(dǎo)下，三位同學(xué)把機器人的功能進行了分解，比如自動導(dǎo)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(dǎo)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。

　　△構(gòu)思機械臂安裝方案

　　三位同學(xué)分頭實施。張繼元、于慕晨負(fù)責(zé)選購制作機器人所需的材料；方鈺博負(fù)責(zé)小車的整體外觀設(shè)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(zhǔn)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(yīng)用場景為教學(xué)樓內(nèi)，他們在網(wǎng)上尋找很多室內(nèi)定位技術(shù)，最后選擇了定位精度高的UWB定位技術(shù)來解決建筑物遮擋、教學(xué)樓內(nèi)無法使用北斗導(dǎo)航和定位等問題。

　　△查看校園地圖，構(gòu)思小車行駛線路

　　室內(nèi)定位的問題解決后，小車該如何導(dǎo)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(shù)自動行駛。采用北斗定位和室內(nèi)UWB定位結(jié)合的技術(shù)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(shù)，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(shù)，提出通過二維碼讀取作業(yè)本班級、姓名和學(xué)科信息的方案。

　　△安裝二維碼識別攝像頭

　　在創(chuàng)作的過程中，孩子們不斷頭腦風(fēng)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(xué)和老師們紛紛化身為現(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(xué)會了團結(jié)，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。”

　　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(xué)知識競賽。在日常的學(xué)習(xí)中，老師們會在授課中潛移默化地普及航天知識，課后學(xué)生們也會根據(jù)老師們的建議，瀏覽航天相關(guān)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。

　　△答辨環(huán)節(jié)

　　據(jù)悉，此次大賽深圳中學(xué)梅香學(xué)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。

　　深圳賽區(qū)獲獎證書

　　值得一提的是，該課程是一次跨學(xué)科教學(xué)、多學(xué)科融合的大膽嘗試。兩位指導(dǎo)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(xué)的兩個學(xué)科。

　　為了給孩子們傳授科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?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(xùn)，并在后續(xù)課程建設(shè)中將自己學(xué)科的特點與航天知識相結(jié)合，幫助孩子們更好地進行理解。

　　“在設(shè)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(xué)知識”，張繼元表示以后會更認(rèn)真學(xué)習(xí)，爭取早些能做出一個真正的機器人。

　　除了理論學(xué)習(xí)之外，為了讓同學(xué)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(nèi)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(xué)科創(chuàng)教育基因的深圳中學(xué)梅香學(xué)校，致力于實施“引進來，走出去”戰(zhàn)略，整合校內(nèi)外優(yōu)質(zhì)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(xué)校大力開展中國航天日主題活動、航天科普教育、航天研學(xué)等一系列活動，聘請航天員陳全擔(dān)任學(xué)校航天科技課程總顧問，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)實踐機會。

　　僅2022-2023一學(xué)年，學(xué)校就有95人次獲得世界機器人大賽總決賽、全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽等八個比賽獎項，其中一等獎/金獎17人次，還有8人獲得Solidwoks全球助理工程師認(rèn)證，其中二年級學(xué)生吳佳駿成為全球年齡最小“助理工程師”。

　　科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，發(fā)展科學(xué)技術(shù)有賴于全民族科學(xué)文化水平的提高。福田教育歷來高度重視青少年科技教育，主動探索信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的有效途徑，持續(xù)推進“AI賦能教學(xué)實驗學(xué)校聯(lián)盟”“5G創(chuàng)新實驗學(xué)校共建計劃”“全息未來云+端”項目，并實現(xiàn)小、初、高學(xué)段、學(xué)科全覆蓋。

　　近年來，福田學(xué)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，荔園小學(xué)通新嶺校區(qū)每年參加各種科技賽事獲獎達100多人次；全區(qū)學(xué)生成功申請專利達1000余項，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。除了“創(chuàng)客大挑戰(zhàn)”“發(fā)明專利進校園”“青少年科技節(jié)”等傳統(tǒng)項目之外，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(xué)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(xué)子榮獲此項大獎，源于福田教育一貫倡導(dǎo)各學(xué)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(shè)完備的校本課程體系的教育主張。福田各學(xué)校通過全方位整合校內(nèi)外資源，提高學(xué)校“品牌課程”質(zhì)量，助力學(xué)生在具體項目實施中學(xué)會主動學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、智慧學(xué)習(xí)、無邊界學(xué)習(xí)，持續(xù)為未來人才所需的必備品格和關(guān)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。

　　心懷科學(xué)夢想，樹立創(chuàng)新志向。希望有越來越多的小創(chuàng)客，打開科學(xué)大門，點燃創(chuàng)新夢想，在更大的舞臺上展示福田學(xué)子的風(fēng)采！