能发出求救信号的泳镜、“七十二变”的书立、落水预警防溺水的系统…… 河源学子脑洞大开 玩转科技创新 妙解生活难题 科创达人喜获大奖
从近年获奖的数据来看，河源青少年在各类科技创新赛事中表现活跃，在全市、全省乃至全国的大赛中屡获佳绩。成绩的背后，绝非偶然和巧合，这源于市科协部门不断努力的结果。
近年来，在市委、市政府的高度重视下，市科协多方协调、积极牵头组织，在教育部门、科技部门等各方的大力支持下，开展系列科技创新教育活动、搭建各类科技教育比赛平台、拓宽科技教育途径、注重科技指导团队培养等，为青少年追梦科技提供越来越多的平台，青少年追梦有了“翅膀”，在浩瀚的科技星空展翅翱翔，创新风气源源不断地注入到河源的城市气质、城市文化之中。
选手创新思辨能力不断提升
参赛作品含金量逐年提高
广东省青少年科技创新大赛是一项全省性青少年科技创新成果和科学探究项目的综合性科技竞赛，是面向在校中小学生开展的具有示范性和导向性的科技教育活动之一，是广东省目前发现和培养科技创新后备人才的重要平台。
“相对于大学生注重实践的科技创新大赛，这项面向中小学生开展的大赛更关注科技创新意识和能力的培养。”市科协青少部部长刘文盛介绍，“近年来，河源中小学生的科技创新水平提升得很快，青少年关心身边小事，从生活中发现问题，并结合时代前沿发展，迸发创新灵感，根据课里课外学习的知识，发明创作，很有意义。”
据了解，青少年科技创新大赛的比赛项目共分青少年和科技辅导员两个板块，青少年板块包括青少年科技创新成果、青少年科技实践活动、少年儿童科学幻想绘画3项比赛。科技辅导员板块包括优秀科教制作、优秀科技教育方案2项比赛。其中，青少年科技创新成果项目是青少年发明创造类含金量较高的项目。除此之外，比赛中还设置专利申请奖、高校专项奖等奖项。值得一提的是，高校专项奖需要在青少年科技创新成果竞赛项目一、二等奖的选手中再评选出几名优秀学生。其中，华南农业大学丁颖创新奖、广东工业大学校长创新奖，是高校专项奖中最突出作品含金量的奖项，近几年河源市参赛选手在取得佳绩的同时，也在以上两个高校专项奖中占有一席之地，这也体现出河源市参赛作品含金量高，广受认可。
“参赛选手思辨能力得到明显提升，对项目未来的应用有了一定的思考。”有着多年参赛经验的河源中学指导老师何南天说，他曾带领几届学生参加省赛，明显感觉到参赛学生变了。据悉，青少年科技创新大赛并非“哑巴”比赛，选手需经封闭问辩、作品公开展览、专项评比等环节，大部分参赛选手在问辩过程中能结合展板或实物，介绍自己的项目成果和实施情况，并回答评委问题。
搭台“唱戏”营造创新氛围
“创新火车”共同发力启动
主动搭台“唱戏”，才能如此自信“走出去”。据介绍，参加省赛的作品都要在市里经过反复筛选，筛选的平台就是市科协部门每年牵头策划和举办的河源市青少年科技创新大赛、科普剧大赛、小学生六一儿童节科普作品竞赛、青少年航模竞赛等系列赛事。青少年科技创新有舞台、有氛围，青少年获得了充分展现风采、碰撞思维的机会，这些赛事不断激励河源市青少年主动积极创新，培养科技创新意识和动手实践能力。
截至2019年4月，河源市已经成功举办13届河源市青少年科技创新大赛。2012年起，大赛组委会严格按照国家、省的比赛规程，通过科技创新作品现场终评展示、答辩等环节进行比赛。7年来，河源市各县区及市直学校选送参赛作品共4583项（含科幻绘画类），获奖作品1414项。其中，在选送参加省赛的336项作品中，获得省赛表彰一等奖26项、二等奖41项、三等奖102项、优秀组织奖4项、专利奖4项。获得省赛表彰的作品中有11项进入全国比赛，并获得国赛一等奖2项、二等奖3项、三等奖2项。
取得骄人成绩的同时，也要直面问题：河源市青少年科技教育起步晚，与珠三角地区仍有较大差距。刘文盛说，如果把青少年创新工作当作一辆通往科技创新的火车，市科协部门只能是“火车头”，基层一线学校的重视才是最主要的“发动机”。“学校只要稍微重视鼓励学生创新，结果就会不一样。”举例来讲，近年来，连平县各学校对青少年科技创新工作高度重视，积极举办各类校园科技活动，培养孩子们的创新动手能力。该县在市级、省级等科技创新类大赛中，参赛作品数量明显提升，质量有所提高。今年，在获奖的11个青少年科技创新成果项目中，连平县就有4个项目，占比较大。
优秀作品展示
高中“技术宅”自学人工智能知识发明“落水预警系统”快速救人
近年来，中小学生溺水事件频发，不少见义勇为的人也因没有快速获得救生设备而发生危险，让人痛心。来自河源中学的高中学生叶上、陈琳、温程科3位学子注意到，溺水事件高频率发生在缺乏相应安全措施的荒郊地带，并对此进行了思考。
如果能快速施救，是不是能挽救生命？2018年9月，3位同学在经过多番讨论、思考后，确定了落水、溺水预警及救援系统的设计思路，该系统由摄像头服务端、后台用户端及救生圈等设备组成，摄像头监视水源附近情况，并对图像进行识别分析，在溺水事件发生或有可能发生时，发出警报，通过高效的网络传输将信息传至后台，系统接受到警报后监控负责人可远程遥控救生圈，将救生圈推到落水或溺水者身边，也可快速将救生圈提供给救援者施救。
“他们都是自学人工智能知识，边学边尝试。”项目的辅导老师何南天说，该项目是河源市参赛项目中技术含量较高的项目之一，工作原理涉及基于网络通信协议、摄像头数据的接收与转码、智能监控、远程可遥控机器人等多个人工智能领域，3位学生可谓是名副其实的“技术宅”，在发明创造过程中自学人工智能知识，在编程、硬件、软件等方面明确分工，付出诸多努力，对于高中生而言，实属不易。何南天说：“对比市面上一对一监控及救援设备，该系统可允许一对多协同进行处理、救援，具有较强的拓展性。”据悉，该项目获得今年广东省青少年科技创新大赛青少年创新项目二等奖，以及华南农业大学丁颖创新奖。
栅式挡书立“七十二变”可伸长变形可用于圆桌
学习生活让学生忙碌不已，而学生整理好课桌书籍，不仅能保持桌面整洁，还能便于学习。“书籍不断增多，书立不能起作用怎么办？”河源市田家炳中学赖诺璐同学发明的栅式挡书立或许能帮忙。
在本次省青少年科技创新大赛中，赖诺璐的书立获得广东省青少年科技创新大赛青少年创新项目二等奖及广东工业大学校长创新奖。“随着圆桌教学的普及，书立使用单一的劣势越来越明显，假如能让书立根据不同情况变形呢？”在一次偶然的观察中，赖诺璐灵机一动，想到大门经常使用的“栅栏”可伸缩结构。
2018年12月，赖诺璐正式确定立项方向，经过两个月的绘图分析及制作纸质模型等准备，于2019年3月最终确定图纸和模型。“在制作过程中要不断征求同学的建议，然后不断改进。”据该项目辅导老师何洁介绍，项目在制作过程中，赖诺璐不仅要进行多次调研，还要不断地询问同学对书立使用的需求，在分析市面上已有书立的弊端的基础上，绞尽脑汁想出解决方案，并最终制作成模型，实现从第一代书立到第二代书立的改进升级。
“圆桌同样可以使用。”据介绍，该书立不仅具备市面书立的优点，而且还可以根据学生使用需求进行变化，调整为不同角度的形态，适用于不同情况的桌子。
遭遇全家更换钥匙窘境和平初中生发明一门多锁
在乡村地区，许多大院子里住着家族里大部分亲戚，和平县实验初级中学的学生吴睿烽就居住在这样的大家庭里。他们家族每个人都拥有一把大门钥匙。有一天院子大门的锁坏了，家里的所有亲戚都需要更换新的钥匙，给生活带来不便且造成浪费。“如何才能做到门锁坏了也不影响家里其他人使用？”受到家里换锁的启发，吴睿烽萌生了创新的念头。
“如何实现一门多锁，每把锁都能将门打开？”在研究过程中，吴睿烽最开始是设想通过“门中门”的方式解决一门多锁的问题，在经过多次尝试后，发现该种方式结构不稳定、容易损坏。“既要一门多锁，又不能改变门的最初结构。”在这过程中，吴睿烽遇到了瓶颈，不愿放弃的他再次反复观察门的结构，发现可以对门销进行改进，设置一块圆形挡板，在圆形挡板上钻取多个“洞”，钥匙可以插入“洞”内，可通过钥匙控制插销前后移动，实现锁门开门功能，且每个“洞”互相不干扰，这也意味着同一扇门可以用多个锁来控制开门，达到实用、成本低等目的。
“目前，该项目现阶段为模型阶段，如工厂批量生产后，可选择不锈钢等材料，将更加实用和耐用。”据该项目辅导老师吴鸣华介绍，吴睿烽花了两个多月的时间来完成项目，该项目获得今年省青少年科技创新大赛青少年创新项目二等奖。
卡牌印上民间美食民俗活动休闲娱乐不忘科普非遗文化
“一边休闲娱乐一边实现非遗文化的传播。”在今年的广东省青少年科技创新大赛上，连平中学学生黄舒的项目——“中国非物质文化遗产卡牌”，吸引了众多观摩人员的驻足观看，他们好奇地向黄舒提问：印在卡牌背面的图案都是什么？该项目获得本次比赛青少年科技创新成果竞赛项目二等奖及专利申请奖。
该卡牌是一款结合中国非物质文化遗产文化的学习娱乐工具，卡牌背面印有民间文学、传统戏剧、民间美食、民俗活动等多个领域的图案，每张牌采用图文结合的方式介绍一项非遗内容，共11个牌包，每种牌52张，共包含594项非遗内容。
“项目经过问卷调查、结果分析、卡牌方案构思、非遗文化内容收集、卡牌制作、成品展示、卡牌测试等一系列过程。”据该项目辅导老师之一朱桂英介绍，自2018年10月发放调查问卷起，黄舒在老师的指导下，在花费近一年的时间后，于2019年1月完成最后测试。在制作过程中，黄舒需通过218份调查问卷，了解群众对非遗文化的了解程度，并最后确定发明方向。随后，还要收集大量非遗文化知识，边学习边制作，不断升级改进卡牌，直至成品。为让更多人了解卡牌，黄舒还将卡牌制作成二维码电子书，便于没有购买全套卡牌的玩家更系统地学习非遗文化。调查数据显示，测试玩家均能记下10项左右非遗文化内容，并详细记下名称及流传地区。
“分叠装置”性价比高几十元媲美昂贵打印机的功能
目前，市场上绝大多数速印机、打印机不具备自动点数、分叠功能，操作者在使用这些速印机进行较大数量的印刷时，印刷完成后还需人工点数分叠，消耗了大量的时间和精力。
河源中学学生邱永培发明的“速印机自动分叠装置”解决了以上问题，该装置将手机、速印机、电脑联通，通过红外检测装置检测速印机出来的张数，每到手机设置的张数后，装置的舵机会带动装置前面的分隔装置向上或向下移动，从而使每叠试卷错开一定的距离，这样就可以把速印机印出的试卷，按照手机设置好的张数一叠一叠地分好，不再需要人为分叠。该项目获得本次比赛青少年科技创新成果竞赛项目三等奖。
“分叠功能常见于10万元以上的打印机。”辅导老师何南天介绍，对于邱永培设计的分叠装置，其最大的优点是性价比高，整套装置成本算下来才几十元。据介绍，目前项目产品已经制作成功，所设计功能均达到最初预计要求，邱永培还开展了不同的优化设计，并对点数系统进行测试，从测试数据来看，装置的效率和准确率均符合要求，并兼容各式机型，操作简单，有广大的市场前景。
泳镜装上报警系统智慧装置可防溺水救生
水下情况变幻莫测，人们游泳玩耍时，存在一定安全风险。在现阶段，对于只穿着泳装的游泳爱好者而言，一旦溺水，只能靠外力或外物展开救援，自身无法完成自救，导致悲剧经常发生。但是，如果自己携带的物品能“求救”呢？市一小学生廖智慧在练习游泳时突然闪现这样的疑问，并开启了发明之旅。
经过反复研究，廖智慧发现可在泳镜上大做文章。“在泳镜上设置呼救装置，如果游泳达到一定深度，就能及时呼救。”廖智慧发明的“基于arduino智能防溺水救生装置”是一个将泳镜、水滴感测与呼救装置结合的装置，泳镜侧面固定包括主控板、报警灯、报警铃、水滴检测器、光祖电敏的呼救系统，当使用者发生溺水时，水滴检测器会将信息传递给呼救系统，传输到主控板，主控板开启报警灯和报警铃，同时通过光敏电阻感应将信息发给岸上服务器，工作人员就能通过提示及报警信息进行快速施救。
“前期要经过多次调查分析溺水的原因，从而确定发明方向。”据了解，在制作过程中，廖智慧需要调查多起溺水新闻事件，从中找出溺水原因，再对溺水援救方法进行研究，最后形成系统制作成品。在11个本次青少年科技创新大赛获奖的青少年科技创新成果竞赛项目中，此项目的发明者是两位获得三等奖的小学生之一，值得一提的是，该项目还荣获专利申请奖。
文/图：本报记者刘昕通讯员刘文盛
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