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用创新的方法解决问题

2022-06-21陆俊达

学苑创造·B版 2022年8期
关键词:测试人员精神状态装置

“大家好,我叫陆俊达,是南宁市逸夫小学科技总辅导员,从事小学信息技术教学与科技教育工作27年,曾荣获全国十佳优秀科技辅导员称号。2021年,我指导梁文康同学的作品《高危行业人员精神状态检测门》,荣获2021年广西青少年科技创新大赛小学生科技创新成果竞赛二等奖。本期,我与大家分享指导学生开展科技创新项目研究的心得体会。”

获奖作品简介:《高危行业人员精神状态检测门》的工作原理是根据被测试人员“眼+耳+手”的综合反应情况,评估其精神状态。当红灯亮三次,蜂鸣器同时响三次之后,被测试人员需要在0.5秒之内按下开关,若被测试人员能按要求完成测试,则被判定为检测合格,此时,通行杆抬起,允许被测试人员上岗;若被测试人员超时或未能完成测试,则被判定为精神状态不佳,不允许被测试人员上岗。

陆老师经验谈之一:仔细研读每年的竞赛规则。

从2022年开始,小学生科技创新成果的竞赛规则有了比较大的变化(竞赛规则可在广西青少年科技教育和科普活动云服务平台www.gxqs.org/index.aspx上查看),参赛作品按照创意来源和专业程度分为A、B两类。

A类作品指选题专业性较强,且具备较深厚的专业基础,并在专业实验室或专业机构完成的作品;B类作品指选题源于日常生活,能够为经济社会发展或社会生活带来便利的小发明、小制作、小论文等。无论是申报A类作品还是B类作品,大家都要抓住“用创新的方法去解决现有的问题”这个关键点。

问题:在创意来源和专业程度上,A、B两类作品有啥异同点?

A类作品的专业性较强,需要有专业老师的指导才能开展研究,对学生的知识储备量要求比较高,多见于一些初中和高中的项目,比如涉及生命科学、高分子材料的研究项目;B类作品多是日常的小发明、小制作,比如可以自动清洗窗户背面的玻璃清洁器、可以显示温度的杯子等。

问题:如何解读“科学性、完整性和实用性”这个要求?

科学性指研究内容与方向要符合科学原理,不应有违反科学常识的研究内容出现,如永动机装置研究;完整性则指作品的研究过程要完整,不能提交研究材料不齐全的作品;实用性是指作品具有一定的实用功能,并能产生一定的社会效益。

陆老师经验谈之二:小学生提出的选题方向往往是之前已经有人做过了。

在一次讨论中,我的学生发现近几年,不少交通事故是由酒驾、毒驾和疲劳驾驶等原因造成,想在这方面做研究。讨论结束后,学生们便在科技辅导员和家长的指导下,上网查询了相关信息。学生们发现,虽然已经有很多类似的研究课题,但大部分课题是研究如何在驾驶室内判断或识别驾驶员的疲劳状态。于是,我建议他们突破驾驶室的空间限制,把研究重点转移到类似机场安检门的检查上。

陆老师经验谈之三:引导学生关注项目研究的根本问题和可行性。

学生们制订好研究方向以后,我便让他们拟定研究目标,也可以理解成作品要实现的具体功能。学生们确定了以下几个研究目标:

第一,设计一个抬杆,类似机场安检通道的安全门;

第二,该抬杆有一个检测装置,可以检测被测试人员是否有饮酒、吸毒、疲劳等情况;

第三,被测试人员通过检测,抬杆能自动抬起,人员可以通行;反之抬杆无动作,禁止人员通行。

小学生在制订研究目标时,缺乏可行性评估的概念,会把目标订得太大、太多、太难。因此,我引导学生关注项目研究的可行性,否决掉乙醇检测装置、人脸识别装置、眨眼睛次数识别装置等想法,采用根据按键的速度与准确率判断被测试人员精神状态的方法。

也许有学生会问,为什么不能采用“乙醇检测装置、人脸识别装置、眨眼睛次数识别装置”呢?

因为乙醇检测装置需要被测试人员近距离吹气,且只能识别出被测试人员是否饮酒,无法识别是否是因休息不够、生病等原因造成精神状态不佳的状况;人脸识别装置通过采集被测试人员打哈欠次数、表情是否木讷等方式,判断被测试人员的精神状态,但判断的准确率不高,不具备实用性;通过眨眼次数判断被测试人员的精神状态已有一些研究成果,但该类装置难以识别因生病造成的精神状态不佳的状况,实用性较低。

陆老师小贴士:作为科技辅导员,首先要教会学生如何使用计算机、手机等设备查询信息。除了会使用搜索引擎(如百度),也要会使用电商平台(如淘宝、京东),还要会登录国家专利局数据库或万方数据知识服务平台等网站,查看专业文献。

如何解决“缺乏可行性评估的概念”的问题呢?

想解决这个问题,学生可以从以下两个方面提升自己的科学思维:一是多关注科学技术发展状况,知道什么想法是可以实现的,什么想法是目前人类科技暂时没法实现的;其次,多与老师讨论自己的想法,总结出什么是可为的想法,什么是自己暂时做不到的想法,从而正确选择自己的研究方向。

我的指导心得就和大家分享到这里,同学们,快试试我介绍的创新方法吧,让我们一起探索魅力无穷的科學世界。

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