大家好!我叫李欣然,是梧州市工廠路小學(xué)的科技輔導(dǎo)員。我指導(dǎo)的學(xué)生張昊軒、歐陽(yáng)浚淇和覃弘毅所創(chuàng)作的科創(chuàng)作品《智能病床》,獲得了第36屆廣西青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。本期與大家分享我的參賽經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)心得。
一、作品制作
(一)前期準(zhǔn)備
2020年1月,學(xué)生從電視新聞報(bào)道中了解到醫(yī)務(wù)人員每天都需要收集病人的體溫?cái)?shù)據(jù),了解病情變化情況,于是學(xué)生便希望能制做一個(gè)可以自動(dòng)收集病人體溫的設(shè)備。
我首先引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查詢市面上是否有類似的產(chǎn)品,搜集相關(guān)素材信息,找出這些產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)。接著,鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)地采訪醫(yī)務(wù)工作者。在做了充足的前期準(zhǔn)備后,學(xué)生開始著手設(shè)計(jì)病床方案,并準(zhǔn)備硬件材料、編寫程序等。
(二)研發(fā)及優(yōu)化過(guò)程
初代智能病床:通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人體溫,并通過(guò)溫度顯示燈顯示體溫。病人體溫過(guò)低時(shí),溫度顯示燈亮紫燈;病人體溫過(guò)高時(shí)亮紅燈;病人體溫正常時(shí)亮綠燈。智能病床所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息還能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳到醫(yī)院大數(shù)據(jù)平臺(tái)。學(xué)生發(fā)現(xiàn),第一次制做出的作品功能單一,于是決定繼續(xù)優(yōu)化作品。
第一次優(yōu)化:
加入“家屬可查詢數(shù)據(jù)”的功能,讓家屬可通過(guò)微信小程序了解病人的實(shí)時(shí)情況。
第二次優(yōu)化:
一是增加了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人血氧飽和度的功能;二是增加了通過(guò)液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病人輸液情況的功能;三是美化了作品外觀。
二、答辯準(zhǔn)備
學(xué)生在線提交作品后,需開始準(zhǔn)備答辯工作。答辯過(guò)程只有5分鐘,但是在這5分鐘內(nèi),學(xué)生不僅要介紹作品的創(chuàng)作背景,還要介紹作品的功能和創(chuàng)新點(diǎn),對(duì)學(xué)生語(yǔ)言組織、邏輯思維能力等方面的要求很高。因此,我指導(dǎo)學(xué)生做了這些答辯準(zhǔn)備工作:
第一,準(zhǔn)備手機(jī)和三腳架,并調(diào)試好答辯現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,保證在答辯過(guò)程中與評(píng)委溝通順暢;
第二,仔細(xì)檢查作品性能,保證作品在答辯過(guò)程中可以順利演示全部功能;
第三,熟記作品講解詞;
第四,預(yù)測(cè)評(píng)委可能提出的問(wèn)題,賽前進(jìn)行多次答辯彩排。
答辯現(xiàn)場(chǎng)重現(xiàn)
評(píng)委問(wèn):“如何實(shí)現(xiàn)輸液監(jiān)測(cè)的功能?”
學(xué)生回答:“通過(guò)液位傳感器實(shí)現(xiàn)輸液監(jiān)測(cè),輸液袋內(nèi)有液體時(shí),相關(guān)顯示燈顯示綠色;輸液袋內(nèi)無(wú)液體時(shí),相關(guān)顯示燈顯示紅色,同時(shí)蜂鳴器會(huì)響起警報(bào)聲,提醒護(hù)士更換輸液袋?!?/p>
這個(gè)回答既介紹了作品的功能,又突顯了作品的創(chuàng)新點(diǎn)。評(píng)委對(duì)學(xué)生的回答非常滿意,評(píng)價(jià)道:“你們善于觀察生活,解決了困擾病人輸液時(shí)常遇到的難題,作品做得很成功?!睂W(xué)生也得到了比較理想的答辯分?jǐn)?shù)。
三、參賽經(jīng)驗(yàn)談
在指導(dǎo)學(xué)生參賽的過(guò)程中,我向?qū)W生介紹了四個(gè)研究方法,現(xiàn)在與大家分享。
(一)主體附加法
主體附加法的原理就是在一個(gè)主體上附加、增設(shè)新元素,從而產(chǎn)生一個(gè)新作品,即:
(主體) + (附加物) = (新產(chǎn)品)
(二)創(chuàng)新改變創(chuàng)造法
創(chuàng)新改變創(chuàng)造法,即改變物品的大小、結(jié)構(gòu)、重量、形狀、內(nèi)容、材料、原理、成分,以及使用方法、使用場(chǎng)所等,使其更適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需求。如:體溫計(jì)——變內(nèi)容——紅外非接觸溫度傳感器。
(三)自身組合創(chuàng)造法
對(duì)任何一個(gè)主體,我們都可以先從它的功能、材料、形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面,或者相互關(guān)聯(lián)的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行探索。如此次參賽作品《智能病床》,學(xué)生的分析推導(dǎo)過(guò)程是這樣的:病床+監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)+測(cè)溫度+輸液+休息=智能病床。
(四)現(xiàn)有物品改良法
先仔細(xì)觀察日常生活中的物件,如智能馬桶蓋板、智能電飯煲、面包機(jī)、洗衣機(jī)等,觀察清楚了再思考創(chuàng)新問(wèn)題。家用電器都有長(zhǎng)期升級(jí)、優(yōu)化、改造的過(guò)程。研發(fā)作品的第一步就是調(diào)查市面上是否已經(jīng)出現(xiàn)了類似的產(chǎn)品。如果沒(méi)有,那就按照自己的想法進(jìn)行創(chuàng)作;如果有,可以考慮在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),做到“人無(wú)我有,人有我優(yōu)”。
此外,一個(gè)成功的作品包含很多方面,科技老師要鼓勵(lì)學(xué)生多方“取經(jīng)”,學(xué)生可以請(qǐng)教美術(shù)老師如何美化作品外觀,也可以請(qǐng)教語(yǔ)文老師如何潤(rùn)色講解詞。
賽事詳解
廣西青少年科技創(chuàng)新大賽是一個(gè)探究科學(xué)的綜合性科技競(jìng)賽,其評(píng)判作品主要基于五個(gè)維度:
第一,科研潛質(zhì)??疾靺①悓W(xué)生對(duì)科學(xué)是否有濃厚的興趣,對(duì)研究成果是否有強(qiáng)烈的分享意愿,是否具有一定的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度;是否掌握科學(xué)研究工作的基本規(guī)律和方法等。
第二,作品選題標(biāo)準(zhǔn)。作品選題需符合青少年認(rèn)知規(guī)律和成長(zhǎng)特點(diǎn),研究方法和研究技術(shù)要合理可行,實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備能夠合規(guī)獲取和使用。
第三,作品水平標(biāo)準(zhǔn)。首先是創(chuàng)新性,即作品在立意、研究方法等方面有新意;問(wèn)題分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、技術(shù)路線、數(shù)據(jù)處理等方面方法獨(dú)特;其次是科學(xué)性,作品需符合客觀科學(xué)規(guī)律,做到立論明確、論據(jù)充分、研究方法和技術(shù)方案合理;再次是完整性標(biāo)準(zhǔn),即作品已取得階段性研究成果,有完整的科學(xué)研究工作(調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、制作、求證等),原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究日志等記錄規(guī)范、資料齊全,研究和分析有說(shuō)服力;最后還要求作品能應(yīng)用于實(shí)際,對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
第四,研究過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)。考察學(xué)生開展研究的基本素質(zhì)和能力。學(xué)生要能夠理解與作品相關(guān)的基本科學(xué)原理和概念,掌握或了解其涉及的研究方法和關(guān)鍵技術(shù)。
第五,現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)??疾鞂W(xué)生是否邏輯清晰、語(yǔ)言得當(dāng);展板內(nèi)容是否齊全、設(shè)計(jì)是否新穎別致等。