近日，全国青少年航天创新大赛(以下简称“大赛”)总决赛的赛场上传来一则喜报，来自深圳中学梅香学校的三位少年，一路过关斩将，凭借航天创意-北斗卫星工程应用作品“智能收作业机器人的设计与实现”，获得全国总决赛航天创意赛项小学Ⅰ组一等奖。

本次大赛由中国航天科技国际交流中心举办，来自30个省、自治区、直辖市以及香港、澳门特别行政区代表队的近3000名青少年齐聚一堂，围绕航天创意设计、太空探测、航天科学探究与创新三个竞赛单元及载人航天主题专项赛进行比拼。

灵感来源于校园生活 团队协作解决“漏洞”

为备战本次全国航天创新大赛，老师们除了在教学中讲解相关的案例，还会带领孩子们在校园里实地考察，引导孩子们留意观察身边事物，激发孩子们的创意。本次获奖作品“智能收作业机器人的设计与实现”灵感就来源于校园生活。学子们发现小组长在收作业和其他物品时要分类整理交给老师，还要统计数量，整个过程烦琐耗时。于是，他们就想设计一个机器人，帮助学校完成收取、整理、运送和信息统计的工作，减轻老师们的负担。“我想把这个机器人做出来。”张继元第一时间找到老师报名，老师根据每个同学的特点及爱好，将张继元、方钰博和于慕晨分为一组。收作业机器人的想法也很快得到家长们的支持。

结合课上传授的专业知识，在老师和家长们的引导下，三位同学把机器人的功能进行了分解，比如自动导航驾驶、作业本识别、作业本分拣整理、信息统计等。要用什么方法实现这些功能？接下来就是逐个击破。张继元想到了在课堂上和小伙伴们一起动手完成的北斗导航模块，于幕晨想到了机械臂分拣手臂，方钰博想到了图像识别。为了增强实用性，张继元建议用一个手机APP来控制机器人，并且用手机查看作业本上交情况。

三位同学分头实施。张继元、于慕晨负责选购制作机器人所需的材料；方钰博负责小车的整体外观设计；老师和家长们协助找来了制作需要的木条和各种工具。所有材料准备齐后，在老师和家长们的协助下，机器人组装顺利完成。

考虑到机器人的应用场景为教学楼内，他们在网上寻找很多室内定位技术，最后选择了定位精度高的UWB定位技术来解决建筑物遮挡、教学楼内无法使用北斗导航和定位等问题。

室内定位的问题解决后，小车该如何导航、怎么在教室一排排走廊中行进的问题又难住大家。这时，张继元推荐了一个简单的方案——小车靠循迹技术自动行驶。采用北斗定位和室内UWB定位结合的技术方案，让小车在座位旁定位停车。

在作业本识别、分拣整理环节也遇到了小麻烦。“最初我们想采用文字识别技术，通过摄像头读取封面信息，实现作业本分类和统计。而除了所需的信息外，封面往往还有其他零乱文字，容易被误录，信息分类较困难。”于慕晨说道。

张继元想到超市商品所用的条形码技术，提出通过二维码读取作业本班级、姓名和学科信息的方案。

在创作的过程中，孩子们不断头脑风暴，解决一个个“漏洞”，并以小组为单位在班上进行汇报。班里的其他同学和老师们纷纷化身现场“评委”，对作品进行评审和提问。

孩子们不仅在小组合作中学会了团结，还在模拟演练答辩中锻炼了口语表达和勇气。方钰博说道：“通过这次比赛，我真正感受到了团队合作的力量。”

指导老师将学科特点与航天知识相结合

潜移默化，功夫在平时。此外，大赛除了创意作品的展演，还要进行航天科学知识竞赛。在日常的学习中，老师们会在授课中潜移默化地普及航天知识，课后学生们也会根据老师们的建议，浏览航天相关的网站，进行航天知识的积累，拓宽知识面。这一系列组合拳操作下来，让孩子们在赛场上信心倍增、胸有成竹。

据悉，此次大赛深圳中学梅香学校共有6支队伍报名参加，并在深圳赛区的比赛中，获得一个一等奖、一个二等奖、一个三等奖、三个优秀奖的优异成绩。

值得一提的是，该课程是一次跨学科教学、多学科融合的大胆尝试。两位指导老师李雅媛、廖昶并非航天专业“科班”出身，而是分别来自语文和数学的两个学科。

为了给孩子们传授科学严谨的专业知识，两位老师在正式上课前都率先完成了航天知识培训，并在后续课程建设中将自己学科的特点与航天知识相结合，帮助孩子们更好地进行理解。“在设计和制作机器人的过程中，我才知道要做出一个作品需要很多的科学知识”。张继元表示以后会更认真学习，争取早些能做出一个真正的机器人。

除了理论学习之外，为了让同学们更加直观地了解北斗、感受北斗，孩子们还以小组为单位自行制作了北斗卫星观测仪，描绘了星座图，并在校园内利用北斗观测仪进行了实地测量，寓教于乐。

聘请航天员陈全担任学校航天科技课程总顾问

传承着深圳中学科创教育基因的深圳中学梅香学校，致力于实施“引进来，走出去”战略，整合校内外优质科技资源，深耕校园科创教育，积极打造航天科技高端课程。为激发孩子们对航天科技的兴趣，学校大力开展中国航天日主题活动、航天科普教育、航天研学等一系列活动，聘请航天员陈全担任学校航天科技课程总顾问，丰富学生学习实践机会。

近年来，福田学子在国际发明展、国家和省市青少年科技创新大赛、创客大赛屡获殊荣，获奖人数呈“井喷式”激增。福田还通过组织、参与各类活动发现人才、培养人才。至今已坚持21届的福田区科技节，每一届都有近万名学生参与其中，近年新增人工智能元素项目，充分展现福田师生的创新思维与创造能力。

福田学子荣获此项大奖，源于福田教育一贯倡导各学校形成符合本校实际的国家课程实施方案，创造性地实施地方课程，建设完备的校本课程体系的教育主张。福田各学校通过全方位整合校内外资源，提高学校“品牌课程”质量，助力学生在具体项目实施中学会主动学习、合作学习、深度学习、智慧学习、无边界学习，持续为未来人才所需的必备品格和关键能力赋能，为福田教育先行示范项目开启“全息未来教育”新征程。

团队合作

他们在网上寻找很多室内定位技术，最后选择了精度高的UWB定位技术来解决建筑物遮挡、教学楼内无法使用北斗导航和定位等问题。

小车该如何导航、怎么在教室一排排走廊中行进的问题又难住大家。这时，张继元推荐了一个简单的方案——小车靠循迹技术自动行驶。采用北斗定位和室内UWB定位结合的技术方案，让小车在座位旁定位停车。

“最初我们想采用文字识别技术，通过摄像头读取封面信息，实现作业本分类和统计。而除了所需的信息外，封面往往还有其他零乱文字，容易被误录，信息分类较困难。”于慕晨说。张继元想到超市商品所用的条形码技术，提出通过二维码读取作业本班级、姓名和学科信息的方案。

文/周正阳

编辑/倪家宁