用創新的方法解決問題

“大家好，我叫陸俊達，是南寧市逸夫小學科技總輔導員，從事小學信息技術教學與科技教育工作27年，曾榮獲全國十佳優秀科技輔導員稱號。2021年，我指導梁文康同學的作品《高危行業人員精神狀態檢測門》，榮獲2021年廣西青少年科技創新大賽小學生科技創新成果競賽二等獎。本期，我與大家分享指導學生開展科技創新項目研究的心得體會。”

獲獎作品簡介：《高危行業人員精神狀態檢測門》的工作原理是根據被測試人員“眼+耳+手”的綜合反應情況，評估其精神狀態。當紅燈亮三次，蜂鳴器同時響三次之后，被測試人員需要在0.5秒之內按下開關，若被測試人員能按要求完成測試，則被判定為檢測合格，此時，通行桿抬起，允許被測試人員上崗;若被測試人員超時或未能完成測試，則被判定為精神狀態不佳，不允許被測試人員上崗。

陸老師經驗談之一：仔細研讀每年的競賽規則。

從2022年開始，小學生科技創新成果的競賽規則有了比較大的變化（競賽規則可在廣西青少年科技教育和科普活動云服務平臺www.gxqs.org/index.aspx上查看），參賽作品按照創意來源和專業程度分為A、B兩類。

A類作品指選題專業性較強，且具備較深厚的專業基礎，并在專業實驗室或專業機構完成的作品;B類作品指選題源于日常生活，能夠為經濟社會發展或社會生活帶來便利的小發明、小制作、小論文等。無論是申報A類作品還是B類作品，大家都要抓住“用創新的方法去解決現有的問題”這個關鍵點。

問題：在創意來源和專業程度上，A、B兩類作品有啥異同點？

A類作品的專業性較強，需要有專業老師的指導才能開展研究，對學生的知識儲備量要求比較高，多見于一些初中和高中的項目，比如涉及生命科學、高分子材料的研究項目;B類作品多是日常的小發明、小制作，比如可以自動清洗窗戶背面的玻璃清潔器、可以顯示溫度的杯子等。

問題：如何解讀“科學性、完整性和實用性”這個要求？

科學性指研究內容與方向要符合科學原理，不應有違反科學常識的研究內容出現，如永動機裝置研究;完整性則指作品的研究過程要完整，不能提交研究材料不齊全的作品;實用性是指作品具有一定的實用功能，并能產生一定的社會效益。

陸老師經驗談之二：小學生提出的選題方向往往是之前已經有人做過了。

在一次討論中，我的學生發現近幾年，不少交通事故是由酒駕、毒駕和疲勞駕駛等原因造成，想在這方面做研究。討論結束后，學生們便在科技輔導員和家長的指導下，上網查詢了相關信息。學生們發現，雖然已經有很多類似的研究課題，但大部分課題是研究如何在駕駛室內判斷或識別駕駛員的疲勞狀態。于是，我建議他們突破駕駛室的空間限制，把研究重點轉移到類似機場安檢門的檢查上。

陸老師經驗談之三：引導學生關注項目研究的根本問題和可行性。

學生們制訂好研究方向以后，我便讓他們擬定研究目標，也可以理解成作品要實現的具體功能。學生們確定了以下幾個研究目標：

第一，設計一個抬桿，類似機場安檢通道的安全門;

第二，該抬桿有一個檢測裝置，可以檢測被測試人員是否有飲酒、吸毒、疲勞等情況;

第三，被測試人員通過檢測，抬桿能自動抬起，人員可以通行;反之抬桿無動作，禁止人員通行。

小學生在制訂研究目標時，缺乏可行性評估的概念，會把目標訂得太大、太多、太難。因此，我引導學生關注項目研究的可行性，否決掉乙醇檢測裝置、人臉識別裝置、眨眼睛次數識別裝置等想法，采用根據按鍵的速度與準確率判斷被測試人員精神狀態的方法。

也許有學生會問，為什么不能采用“乙醇檢測裝置、人臉識別裝置、眨眼睛次數識別裝置”呢？

因為乙醇檢測裝置需要被測試人員近距離吹氣，且只能識別出被測試人員是否飲酒，無法識別是否是因休息不夠、生病等原因造成精神狀態不佳的狀況;人臉識別裝置通過采集被測試人員打哈欠次數、表情是否木訥等方式，判斷被測試人員的精神狀態，但判斷的準確率不高，不具備實用性;通過眨眼次數判斷被測試人員的精神狀態已有一些研究成果，但該類裝置難以識別因生病造成的精神狀態不佳的狀況，實用性較低。

陸老師小貼士：作為科技輔導員，首先要教會學生如何使用計算機、手機等設備查詢信息。除了會使用搜索引擎（如百度），也要會使用電商平臺（如淘寶、京東），還要會登錄國家專利局數據庫或萬方數據知識服務平臺等網站，查看專業文獻。

如何解決“缺乏可行性評估的概念”的問題呢？

想解決這個問題，學生可以從以下兩個方面提升自己的科學思維：一是多關注科學技術發展狀況，知道什么想法是可以實現的，什么想法是目前人類科技暫時沒法實現的;其次，多與老師討論自己的想法，總結出什么是可為的想法，什么是自己暫時做不到的想法，從而正確選擇自己的研究方向。

我的指導心得就和大家分享到這里，同學們，快試試我介紹的創新方法吧，讓我們一起探索魅力無窮的科學世界。