創客研學,傳金山科技之美 ——2018現代農業創客研學活動

2021-02-25 金山少年宮聯盟

為貫徹教育部等11部門聯合發布的《關於推進中小學生研學旅行的意見》文件精神,培養學生的科學創新精神,提高學生自主研究學習的能力,2018年7月9日至13日,由金山區教育局指導、金山區學校少年宮聯盟主辦、上海市青少年實踐活動金山基地、天母果園、金山葉園共同承辦的以「現代農業」為主題的創客暑期研學營活動,在上海市青少年實踐活動金山基地順利進行,來自我區金山中學、上師大二附中等學校的20名學生參與了本次研學活動。

本次創客研學課程由金山區創客教育中心陸廣琴老師及其助教團隊負責,團隊準備了豐富多樣的軟硬體資源,為學生的課題研學打下了堅實的基礎。

學生們也在這五天內勤奮學習,刻苦鑽研,從工程學、計算機科學、智能農業、生物科學、醫學與健康學、3D創意設計等方面開展了創新課題研究。每一個課題都匯聚了老師和同學們辛勤的汗水,是大家智慧的結晶。

    創客研學營的活動豐富多彩、精彩紛呈。學生們走進天母果園、金山葉園,進行現代農業的研究。

學生們進入生物醫學實驗室深入學習,得到了復旦大家章教授的親切指導!

    金山區青少年活動中心徐君主任、沈莉書記和金山區學校少年宮聯盟秘書長特級教師馮建中老師也來給我們加油鼓勵。

    學生們在老師和助教老師的幫助下,努力研究課題中,力求精益求精。

同學們得到了上海大學李維教授、上海科教中心特級教師葛智偉老師、上海發明協會理事、高級工程師潘志剛老師幾位專家的親切輔導。

課題名稱:導醫小助手APP

作者:張宇琦

每個人都有生病去醫院的經歷,而當你看到琳琅滿目的科室表時,卻會陷入的不知去哪科的困境。這時導醫便發揮了他們的作用,他們為你引導下一步該怎麼做。而在這個智能化、自動化的社會,我認為可以開發一款導醫應用程式來便利人們的生活,減輕導醫、門診的負擔。為此我初步了解了導醫的一些日常和基本職能,還學習了App Inventor開發軟體,並將兩種知識的執行方式的共同點進行整合。我開發的APP有兩個功能:一是病狀查詢,可以通過勾選症狀來提供相關科室的信息,使您的求診之路不再迷茫;二是醫院導航,為此我學習了百度地圖Api的應用和Web客戶端的使用,做到了讓程序通過一鍵導航,自動獲取最近醫院信息並顯示最佳出行方案的功能。此次活動我自學了一些病理知識和App Inventor的使用方法,培養了為一個新課題改進和創新的能力,還提高了自我處理問題的能力。

課題名稱:EPA農業技術的基礎探究與分析

作者:薛揚程、朱強、郭旭、翁嘉偉、莊嚴

本實驗研究目的在於探究經EPA技術處理過的水,是否對乳酸菌 和 枯草芽孢桿菌有集聚及營養能力。運用了最先進的仿生學(人們研究並根據生物體的結構與功能工作的原理,發明出新的設備、工具和先進技術。)原理和微納⽶碳腔 光電 轉換 技術將普通的水處理成富含碳(C),氫(H),氧(O)的水,從而起到了營造出一個有利於微生物生長的環境,吸引環境周圍的微生物。由實驗可知,經EPA技術處理過的水對乳酸菌和枯草芽孢桿菌有集聚及營養能力,由小見大,經EPA技術處理過的水對於土壤中的微生物有明顯的富集作用,對於農業發展有著極強的推動力。

課題名稱:以MAIT細胞TCR為受體的嵌合抗原受體T細胞技術的免疫增強療法初步探究

作者:高睿智、唐智睿

CART技術是目前人類免疫治療的前沿科技,該技術通過改造人體T淋巴細胞,製造出具有強大特異性以及免疫能力的CART細胞,但是其研究方向目前更多終於腫瘤疾病的治療。我們希望利用該技術治療更多種類的疾病。我們尋找到位於人類腸道黏膜的黏膜相關恆定T細胞(MAIT細胞),因其具有強大的抗菌能力以及保守的進化,我們選擇MAIT細胞的T細胞受體(TCR),希望創造出具有強大抗菌能力的CART細胞。該課題旨在改造免疫細胞,增強免疫力,抵抗細菌侵染,維護人體健康。

  課題名稱:基於Arduino的農業數據實時採集系統

  作者:張詩鵬

我的研究是基於Arduino的農業數據實時採集系統。我國傳統農業一系列活動如澆水、施肥、打藥全靠農民的感覺和經驗,生產規模較小,經營管理和生產技術仍較落後。現代農業的發展離不開計算機和機械,所以我想通過具體的需求,設計一套用於遠程監測大棚環境的網絡系統。想法很好,可過程總是艱難的,畢竟這此是我第一次使用Arduino,對編程和算法都還不是很熟悉。通過自己在網上查閱資料,以及助教耐心地幫助,從熟悉傳感器,獲取數據到顯示數據,我都一一完成。作品也有了其原型。基於此,我還大膽地展望了未來的研究方向,希望能夠給出農產品種植方案。

 課題名稱:Python學習與實踐

 作者:溫璟旭、張琳悅

該項目以Python為研究目標,在老師和網絡的幫助下,完成Python平臺上的語法學習和程序開發。首先通過做題,結合網絡資源,解決一定的數學邏輯、生活中的問題,比如斐波那契數列,來達到學習Python語句的目的。待熟悉後,進行程序開發。那麼我開發的程序是針對Python程序打包中,需要手動輸入長串代碼和需要打包的文件路徑這一操作進行改進,讓這段需要手打的文字通過選擇目標文件的並複製到剪貼板的形式將這一操作簡化為選擇並粘貼,節省了鍵盤輸入的時間。

課題名稱:教室智能化—晚自習管理助手

作者:左高歌

晚自習對於對於中學生而言,是難能可貴的學習時間。同學們需要在這個時間段完成作業,查漏補缺和進行複習預習,同學們倘若能夠高效的,有紀律的學習,那麼同學們的學習效率能夠更進一步的提高。但是根據我們的調查問卷,上海市住宿生中有超過百分之七十的學生認為晚自習存在過於吵鬧、影響自習效率、浪費時間等問題。更有百分之六十的學生希望能夠擁有一個更好的學習環境。對學生而言極為重要的時間段出現了問題,會影響許多同學的學習效果。因此能夠擁有一個安靜,便於思考的晚自習便是至關重要的。

本作品實現了:不需要老師來巡邏管理,達到晚自習自主管理的效果。及時記錄並報告班級的吵鬧喧譁問題,同時即刻提醒同學們保持教室的紀律。裝置比較便利,同時價格低廉,使用方便。

 課題名稱:智能窗控

 作者:徐丞暉、王宇驁、黃曉宇

「根據教室空氣品質的窗戶自動開關系統」所要解決的問題是利用自動開關窗來控制教室環境的空氣品質,防止影響教學質量。該項目由硬體與軟體兩個部分組成,由單片機程序接收傳感器數據並依此控制電機轉動,以實現窗戶的自動開關。而這根據校園環境設計的裝置具有很強的針對性,也正是該項目的意義所在。我們已經製作了裝置的簡易模型,並編寫了對應的程序,證實了此項目具有可行性。

課題名稱:智能查寢系統

作者: 徐顒琰

目前,我國寄宿制學校在熄燈後多採用人工進行檢查,但自古以來,學生在熄燈後與宿管鬥智鬥勇的情況從未得到過緩解。在宿管經過後,不少學生在寢室中喧譁吵鬧,不僅影響了同一寢室的同學休息,有時甚至影響同一層樓、其它樓層的學生。為解決這一問題,我設計了這個智能查寢系統。

通過在每個床頭安裝紅外熱視電傳感器,確保學生在熄燈後及時上床。在每個寢室中安裝了聲音傳感器,當學生進行聊天時,對學生的聲紋進行識別,與資料庫進行匹配,準確地判斷學生是否參與聊天。為防止打呼嚕以及其它雜聲,使用語音識別技術,對重複無意義的聲音進行篩選。

課題名稱:植物精油提取及肥皂盒創意設計

作者:盛凱妮、封穎、嚴旖葉

肥皂長期處於溼潤環境中,會導致肥皂的浪費以及細菌的滋生,因此我們運用所學的三維設計與3D列印和單片機編程技術,製作了速乾肥皂盒。速乾肥皂盒的原理其實非常簡單,就是利用電阻率的知識,當處於溼潤環境中時,傳感器的電阻值變小,該信號傳至單片機,再向輸出埠施加高電頻,肥皂盒內的小風扇便轉了起來,起到吹乾肥皂的作用。將這個簡單的小操作運用到肥皂盒上,便是我們這次課題的創新點了。

本次創客研學活動不僅培養了學生們科學研究和技術創新的能力,更在研學過程中,讓學生們意識到,他們學生們應隨時做好投身科學事業的準備,在不久的將來為祖國、為社會、為科學發展做出貢獻。

為期5天的研學營活動圓滿結束,學生們碩果纍纍。

創客營高睿智同學主持創客項目展示

薛陽程同學展示自己團隊的研究

張宇琦同學展示自己製作的應用程式

    溫璟旭同學展示自己團隊的學習成果。

  三位專家為同學們頒發創客之星,文明之星,進步之星證書。

   盛凱妮同學講了講自己5天的收穫。

     徐涵宇助教分享自己的科創經歷和教學感想。

金山區學校少年宮聯盟秘書長馮建中老師講話。

全家福。

希望創客研學活動能一年一年舉辦下去,讓我們來年再相見!


還有同學們和助教老師對本次活動的感想與思考:

高睿智:以前從未接觸過創客,也總是渾渾噩噩,得過且過,更是毫無創新精神可言。長久以往,必定普普通通,碌碌無為。毫不誇張地說,創客驚醒了我,作為一名普通高中生,國際前沿科技近在咫尺,並且可以有我的一份參與,驚喜之餘,也擔心是不是真正有資格站在實驗室裡。總之,這既是前沿知識感知的課堂,也是探索能力的鍛鍊;既鼓勵創新鑽研,又時刻提醒知識的缺乏,鞭笞著我們前進。

盛凱妮: 這次我們的課題涉及到植物精油提取以及計算機設計和控制。我們的課題組都是女生,之前可以說都是計算機小白,對這些新新技術完全沒有了解。但是我們用幾天時間,對3D設計和單片機的編程有了初步的了解,並運用到了我們的課題中來。起初,我們的課題只是從植物精油提取和精油香皂的製作著手,但是驗證型課題是很難有創新的。而且就我們得到這次參加研學營的機會來看,未免有些太敷衍了事了。開始的時候呢我們是想從肥皂本身的功效方面入手,但是由於資源不足以及其他種種原因,這個方案被否定了。經過我們的討論,決定從肥皂盒上進行創新。肥皂長期處於溼潤環境中,會導致肥皂的浪費以及細菌的滋生,因此我們運用所學的三維設計與3D列印和單片機編程技術,製作了速乾肥皂盒。

 速乾肥皂盒的原理其實非常簡單,就是利用電阻率的知識,當處於溼潤環境中時,傳感器的電阻值變小,該信號傳至單片機,再向輸出埠施加高電頻,肥皂盒內的小風扇便轉了起來,起到吹乾肥皂的作用。將這個簡單的小操作運用到肥皂盒上,便是我們這次課題的創新點了。

課題研究確實是個艱苦的過程,特別是想取得一些理論上的突破或實踐上的創新,所以我們必須踏踏實實的埋頭苦幹。如果不用心去做就無法深入實現我們課題的意義,更無法做到實質有效。

另外,這五天的研學還給我們提供了一個提升自己的平臺,我們學到了一些新的知識和技能,就比如我們小組,學習使用3Done這個應用軟體,涉獵了3D列印和單片機編程方面的知識。同時在老師和專家的帶領下,我們的思維方式從一個高中生的角度更有所提升,學著用更專業的態度和更嚴密的思維來研究我們的課題。這是思想上的進步,我相信我們從中受益良多,將來更會有所感悟。

徐丞暉:這次研學營活動中,我學習到了曾經的我所觸及不到的東西。首先是對一項創意的思路與看法,要注重邏輯與可行性;應對突發情況的應對措施,將主動權握在自己手裡;製作演示文稿的技巧,用自己最精彩的部分去吸引聽眾的眼球;一些以往未用過的工具的使用方法和模型的一些製作技巧……我經歷了這樣一次活動,將會在今後的日子裡脫胎換骨,感謝這一次活動。

張詩鵬:通過這次活動,我激發了自己的潛質,從原本懵懂的高中生,蛻變成了能夠獨立解決問題的人。我能夠用知識做一些更有價值的事了。不論是動手能力,思維能力,創新能力,都有所提高。我希望以後能多參與這樣的活動,真的很有意義。

徐涵宇助教:各位老師,同學們好,很高興能代表我們的助教團隊在這裡講話。

我是金山中學2016屆畢業生,從高一開始在陸老師這裡做科創。對於高中生做科創呢,我深有體會,我一直覺得,對於普通高中生來說,缺乏資源是最大的問題。無論做什麼,新手入門倘若沒有材料,沒有儀器,沒有硬體,沒有匹配的編程教學,再好的想法都極難實現。

因為這類基礎,是科創實踐的必要因素。靠著實踐,科創新手們才能知道自己的想法如何完善。這以後,才打開了真正思路的大門,對日後做成自己的項目,也算是打下了基礎。

一直以來覺得很幸運,不僅僅是早早接觸到這一領域,金山科創教育環境的進步也讓我深有感觸。

5年前我剛開始接觸科創的時候,幾乎全部的印象就只有少年宮的一間小工作室。

現在,科創教室變多了,活動室也重新裝修了,所需的資源也能按項目供給,

假期還能在活動基地的研學營給高中生們手把手地帶入科創,我自己也覺得相當充實。

當然,這群剛入門科創的小同學們,也著實驚訝到了我。

我第一次見到學習編程如此積極的新手。

我原以為很難完整實現的項目,現在已經有了原型,並還在一步步改進。

這些經歷,都在告訴著我,這群高中生,是有潛力的,也是嚮往科創的。

我挺喜歡人本主義學派所強調的人的價值、創造力和自我實現。

羅傑斯說,人類有一種天生的「自我實現」的動機,它是一個人最大限度地實現自身各種潛能的趨向。

我所堅信的,也正是如此。老師們,或是說,我身為一個助教在做的,就是在引導他們的這一內驅力。

所以,請同學們堅信,這是你們自己的潛能與實現。

最後感謝,萬分感謝所有為科創事業付出努力的人們,還有與大家一同相處的這段時光。

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