小小創(chuàng)客 緩緩?fù)懽?br/>——訪江蘇省無(wú)錫市僑誼實(shí)驗(yàn)中學(xué)郭嘉濠

■本刊記者 秦銀銀

作為目前國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建設(shè)的唯一國(guó)家傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)，江蘇省無(wú)錫市積極利用自身優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教育應(yīng)用，特別是連續(xù)多年成功舉辦世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)，讓眾多學(xué)校創(chuàng)客教育成果獲得廣泛關(guān)注。無(wú)錫市僑誼實(shí)驗(yàn)中學(xué)“IOT 創(chuàng)客工坊”（以下簡(jiǎn)稱IOT）以此為契機(jī)，推動(dòng)學(xué)校教育變革，短短幾年，就成為學(xué)校的王牌社團(tuán)。

初三學(xué)生郭嘉濠是IOT 的一名成員，加入社團(tuán)僅僅兩年多的時(shí)間就取得了不俗的成績(jī)。其中，他設(shè)計(jì)的“冰球記分系統(tǒng)”獲第十七屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽一等獎(jiǎng)。從進(jìn)校時(shí)對(duì)編程知之甚少的“小白”到能熟練編程的創(chuàng)客，郭嘉濠一直在努力。

初識(shí)物聯(lián)網(wǎng)

自學(xué)DBS 語(yǔ)言后自制代碼、在同學(xué)群里刷代碼刷到被禁言，翻看姐姐的高中信息技術(shù)課本后自制網(wǎng)頁(yè)被點(diǎn)贊，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷、將班級(jí)好玩的事情上傳到自制網(wǎng)站上……與很多同齡人不一樣的是，郭嘉濠的業(yè)余時(shí)間被代碼充斥著。

“科技創(chuàng)新意味著什么？物聯(lián)網(wǎng)又是什么？在上初中之前，我對(duì)它們一無(wú)所知?！鄙铣踔泻螅趯W(xué)校社團(tuán)招新現(xiàn)場(chǎng)，IOT“致力于科技創(chuàng)新”的標(biāo)語(yǔ)吸引了郭嘉濠的目光，他毫不猶豫地加入其中。社團(tuán)課堂上有老師妙語(yǔ)連珠的講解，課堂外有豐富的實(shí)踐活動(dòng)，這些都帶領(lǐng)郭嘉濠慢慢走進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的世界。

在一次實(shí)踐活動(dòng)中，郭嘉濠和社員們來(lái)到巡塘古鎮(zhèn)。別小看這個(gè)古鎮(zhèn)，它可到處都有物聯(lián)網(wǎng)的痕跡！“物聯(lián)網(wǎng)土壤監(jiān)測(cè)器”“物聯(lián)網(wǎng)氣象站”“物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)器”“物聯(lián)網(wǎng)垃圾桶”“物聯(lián)網(wǎng)路燈”……物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與古鎮(zhèn)的完美融合讓郭嘉濠沉醉其中，也心生向往。

一次課堂上，老師要求每個(gè)小組為無(wú)人超市的某個(gè)部分賦予物聯(lián)網(wǎng)功能。IOT成員們被分成多個(gè)小組，小組成員根據(jù)自己的特長(zhǎng)承擔(dān)不同的職責(zé)，郭嘉濠在小組中是“程序設(shè)計(jì)師”。他和組員們“盯上了”自動(dòng)門(mén)。

“一般無(wú)人超市安裝的都是普通的自動(dòng)門(mén)，小偷最容易在人們進(jìn)門(mén)的瞬間‘得手’，如果在進(jìn)門(mén)時(shí)能提醒人們，就能避免被偷?！惫五Q定專(zhuān)注于為自動(dòng)門(mén)賦予防止人跟功能。

郭嘉濠（左）參加世界物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大賽

然而，初次嘗試系統(tǒng)編程的郭嘉濠只會(huì)用語(yǔ)音播報(bào)、稱重以及紅外對(duì)射模塊，對(duì)循光、循跡模塊卻一知半解。這讓想要一展拳腳的他有些無(wú)所適從：不了解搭建模型的材料，圖形化編程運(yùn)用不熟練，小組成員之間不熟悉……

雖然過(guò)程很艱難，但最終搭建的無(wú)人超市模型實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初設(shè)計(jì)的功能：只要有人跟隨在另一個(gè)人的后面企圖同時(shí)進(jìn)門(mén)，自動(dòng)門(mén)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，起到提示作用。

獻(xiàn)禮冬奧會(huì)

學(xué)習(xí)編程及物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)一段時(shí)間后，在科技輔導(dǎo)老師楊賢的鼓勵(lì)下，郭嘉濠決定參加以“科技冬奧會(huì)”為主題的第十七屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽。冬奧會(huì)那么多項(xiàng)目，如何選取合適的切入點(diǎn)？他有些苦惱。

一次，郭嘉濠在家觀看冰球比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)冰球的速度很快，裁判想要判斷冰球是否進(jìn)網(wǎng)就必須時(shí)刻保持高度的專(zhuān)注力。他靈光一閃：何不做一個(gè)冰球記分系統(tǒng)以減輕裁判的壓力？

要做好冰球記分系統(tǒng)，首先要解決的是編程問(wèn)題。“我使用的是圖形化編程，很好上手。”這一次，郭嘉濠信心滿滿。但在制作過(guò)程中他發(fā)現(xiàn)，程序?qū)?、運(yùn)行需要時(shí)間，找到問(wèn)題更需要時(shí)間，常常因?yàn)橐粋€(gè)問(wèn)題，他不得不把所有程序從頭到尾翻看多遍，非常麻煩。

其次就是設(shè)計(jì)模型。這對(duì)于習(xí)慣在鍵盤(pán)上操作的郭嘉濠來(lái)說(shuō)是個(gè)挑戰(zhàn)?！拔业氖植混`活，有時(shí)拿剪刀剪東西，剪著剪著就歪了，但為了做好模型，我不得不‘拼’了?！毕露Q心的郭嘉濠又遇到了一個(gè)問(wèn)題：如何選取合適的材料？普通材料要么太軟，支撐力不夠；要么太硬，不便切割。怎么辦？

除了詢問(wèn)老師和父母，郭嘉濠還來(lái)到學(xué)校的科技活動(dòng)室尋找靈感。當(dāng)看到師兄制作的“醫(yī)院呼叫系統(tǒng)”中用到的一種智能太陽(yáng)板，他眼前一亮：就是它了。購(gòu)買(mǎi)相關(guān)材料后，他開(kāi)始畫(huà)設(shè)計(jì)圖，制作、組裝零部件，連接器材……屬于他的真正意義上的第一個(gè)創(chuàng)新作品“冰球記分系統(tǒng)”很快就出爐了。然而，由于編寫(xiě)的程序不長(zhǎng)，且外觀笨重，所以該系統(tǒng)的初次測(cè)試效果并不理想。

郭嘉濠沒(méi)有灰心，他在楊老師的指導(dǎo)下對(duì)“冰球記分系統(tǒng)”進(jìn)行了升級(jí)：用稱重模塊感應(yīng)冰球是否到達(dá)網(wǎng)內(nèi)，從而確定記分；用OLED 顯示屏顯示分?jǐn)?shù)，并能在大比分與小比分之間來(lái)回跳轉(zhuǎn)，以便更清晰地顯示分?jǐn)?shù)；加裝語(yǔ)音模塊，進(jìn)球時(shí)能播報(bào)分?jǐn)?shù)，讓觀眾在看球的同時(shí)知曉場(chǎng)上的比分情況。這一次，不僅原來(lái)短短的代碼變成一長(zhǎng)串，笨重的模型也變得輕巧。

郭嘉濠（右三）和同學(xué)們向到訪的西門(mén)子公司代表介紹冰球記分系統(tǒng)

“‘冰球記分系統(tǒng)’雖然看上去很簡(jiǎn)單，但要考慮的東西很多。郭嘉濠的思維很縝密，也很有耐心。”楊老師表示，“冰球記分系統(tǒng)”能在第十七屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽獲得一等獎(jiǎng)，她一點(diǎn)都不意外。

郭嘉濠（左一）演示課堂實(shí)驗(yàn)自制溫度計(jì)

創(chuàng)客初長(zhǎng)成

隨著知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，郭嘉濠也注重將物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到學(xué)習(xí)中。

一次，楊老師在講解完密度計(jì)的原理之后，讓IOT 成員們用吸管等材料自制密度計(jì)。大家都做出了成品，但測(cè)試幾次之后發(fā)現(xiàn)，最終的密度還需用公式計(jì)算得出，不僅費(fèi)時(shí)，還很容易出錯(cuò)。

郭嘉濠另辟蹊徑，想通過(guò)編程讓電腦代替人腦計(jì)算，做一個(gè)電子密度計(jì)：先用壓力計(jì)測(cè)一個(gè)參照物浸沒(méi)在液體中所受的浮力，再除以體積與常數(shù)g 的乘積，就可以得到液體的密度。然而，由于參照物的體積未知，用排水法固然能測(cè)出體積，但實(shí)驗(yàn)室的量杯分度值是5 毫升，這樣就會(huì)導(dǎo)致測(cè)不精準(zhǔn)。怎么辦？用所測(cè)純凈水的浮力除以水的密度與常數(shù)g 的乘積，不就可以推算出參照物的體積了嗎？按照設(shè)想，郭嘉濠將阿基米德原理編入程序，在最后測(cè)試時(shí)，測(cè)出的密度非常精準(zhǔn)。

郭嘉濠（右二）參加無(wú)錫青少年科技創(chuàng)新教育峰會(huì)

郭嘉濠（右三）參加第十七屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽

“郭嘉濠擅長(zhǎng)將復(fù)雜的東西簡(jiǎn)單化，他做的電子密度計(jì)與網(wǎng)上售價(jià)兩千多的電子密度計(jì)功能差不多?！辈粌H僅是楊老師，學(xué)校物理老師試用了郭嘉濠做的電子密度計(jì)后，也連連稱贊。

短短兩年間，郭嘉濠從一個(gè)靦腆的小男孩成長(zhǎng)為思維活躍、在比賽現(xiàn)場(chǎng)頭頭是道的少年，“當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己愛(ài)上科技創(chuàng)新，并將遇到問(wèn)題就去探究變成自己的習(xí)慣，就離成功不遠(yuǎn)了。這也是我一直想養(yǎng)成的習(xí)慣?！睈?ài)上科技創(chuàng)新的他不僅收獲了榮譽(yù)，更是完成了自己的蛻變。