小小創客 緩緩蛻變

秦銀銀

作為目前國務院批準建設的唯一國家傳感網創新示范區，江蘇省無錫市積極利用自身優勢，推進物聯網技術教育應用，特別是連續多年成功舉辦世界物聯網博覽會，讓眾多學校創客教育成果獲得廣泛關注。無錫市僑誼實驗中學“IOT創客工坊”（以下簡稱IOT）以此為契機，推動學校教育變革，短短幾年，就成為學校的王牌社團。

初三學生郭嘉濠是IOT的一名成員，加入社團僅僅兩年多的時間就取得了不俗的成績。其中，他設計的“冰球記分系統”獲第十七屆全國中小學信息技術創新與實踐大賽一等獎。從進校時對編程知之甚少的“小白”到能熟練編程的創客，郭嘉濠一直在努力。

初識物聯網

自學DBS語言后自制代碼、在同學群里刷代碼刷到被禁言，翻看姐姐的高中信息技術課本后自制網頁被點贊，設計調查問卷、將班級好玩的事情上傳到自制網站上……與很多同齡人不一樣的是，郭嘉濠的業余時間被代碼充斥著。

“科技創新意味著什么？物聯網又是什么？在上初中之前，我對它們一無所知。”上初中后，在學校社團招新現場，IOT“致力于科技創新”的標語吸引了郭嘉濠的目光，他毫不猶豫地加入其中。社團課堂上有老師妙語連珠的講解，課堂外有豐富的實踐活動，這些都帶領郭嘉濠慢慢走進了物聯網的世界。

在一次實踐活動中，郭嘉濠和社員們來到巡塘古鎮。別小看這個古鎮，它可到處都有物聯網的痕跡！“物聯網土壤監測器”“物聯網氣象站”“物聯網水質監測器”“物聯網垃圾桶”“物聯網路燈”……物聯網技術與古鎮的完美融合讓郭嘉濠沉醉其中，也心生向往。

一次課堂上，老師要求每個小組為無人超市的某個部分賦予物聯網功能。IOT成員們被分成多個小組，小組成員根據自己的特長承擔不同的職責，郭嘉濠在小組中是“程序設計師”。他和組員們“盯上了”自動門。

“一般無人超市安裝的都是普通的自動門，小偷最容易在人們進門的瞬間‘得手，如果在進門時能提醒人們，就能避免被偷。”郭嘉濠決定專注于為自動門賦予防止人跟功能。

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

雖然過程很艱難，但最終搭建的無人超市模型實現了當初設計的功能：只要有人跟隨在另一個人的后面企圖同時進門，自動門就會發出報警聲，起到提示作用。

獻禮冬奧會

學習編程及物聯網的相關知識一段時間后，在科技輔導老師楊賢的鼓勵下，郭嘉濠決定參加以“科技冬奧會”為主題的第十七屆全國中小學信息技術創新與實踐大賽。冬奧會那么多項目，如何選取合適的切入點？他有些苦惱。

一次，郭嘉濠在家觀看冰球比賽時發現冰球的速度很快，裁判想要判斷冰球是否進網就必須時刻保持高度的專注力。他靈光一閃：何不做一個冰球記分系統以減輕裁判的壓力？

要做好冰球記分系統，首先要解決的是編程問題。“我使用的是圖形化編程，很好上手。”這一次，郭嘉濠信心滿滿。但在制作過程中他發現，程序導入、運行需要時間，找到問題更需要時間，常常因為一個問題，他不得不把所有程序從頭到尾翻看多遍，非常麻煩。

其次就是設計模型。這對于習慣在鍵盤上操作的郭嘉濠來說是個挑戰。“我的手不靈活，有時拿剪刀剪東西，剪著剪著就歪了，但為了做好模型，我不得不‘拼了。”下定決心的郭嘉濠又遇到了一個問題：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？

除了詢問老師和父母，郭嘉濠還來到學校的科技活動室尋找靈感。當看到師兄制作的“醫院呼叫系統”中用到的一種智能太陽板，他眼前一亮：就是它了。購買相關材料后，他開始畫設計圖，制作、組裝零部件，連接器材……屬于他的真正意義上的第一個創新作品“冰球記分系統”很快就出爐了。然而，由于編寫的程序不長，且外觀笨重，所以該系統的初次測試效果并不理想。

郭嘉濠沒有灰心，他在楊老師的指導下對“冰球記分系統”進行了升級：用稱重模塊感應冰球是否到達網內，從而確定記分;用OLED顯示屏顯示分數，并能在大比分與小比分之間來回跳轉，以便更清晰地顯示分數;加裝語音模塊，進球時能播報分數，讓觀眾在看球的同時知曉場上的比分情況。這一次，不僅原來短短的代碼變成一長串，笨重的模型也變得輕巧。

“‘冰球記分系統雖然看上去很簡單，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”能在第十七屆全國中小學信息技術創新與實踐大賽獲得一等獎，她一點都不意外。

創客初長成

隨著知識和經驗的不斷積累，郭嘉濠也注重將物聯網的相關知識應用到學習中。

一次，楊老師在講解完密度計的原理之后，讓IOT成員們用吸管等材料自制密度計。大家都做出了成品，但測試幾次之后發現，最終的密度還需用公式計算得出，不僅費時，還很容易出錯。

郭嘉濠另辟蹊徑，想通過編程讓電腦代替人腦計算，做一個電子密度計：先用壓力計測一個參照物浸沒在液體中所受的浮力，再除以體積與常數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，用排水法固然能測出體積，但實驗室的量杯分度值是5毫升，這樣就會導致測不精準。怎么辦？用所測純凈水的浮力除以水的密度與常數g的乘積，不就可以推算出參照物的體積了嗎？按照設想，郭嘉濠將阿基米德原理編入程序，在最后測試時，測出的密度非常精準。

“郭嘉濠擅長將復雜的東西簡單化，他做的電子密度計與網上售價兩千多的電子密度計功能差不多。”不僅僅是楊老師，學校物理老師試用了郭嘉濠做的電子密度計后，也連連稱贊。

短短兩年間，郭嘉濠從一個靦腆的小男孩成長為思維活躍、在比賽現場頭頭是道的少年，“當發現自己愛上科技創新，并將遇到問題就去探究變成自己的習慣，就離成功不遠了。這也是我一直想養成的習慣。”愛上科技創新的他不僅收獲了榮譽，更是完成了自己的蛻變。