智能時代，讓小學生掌握“智慧生活”
——南開大學附屬小學開展人工智能系列科普活動

□王 馨

智能時代智慧生活

人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能（AI）的一門新的技術科學。為了讓學生從小了解人工智能的特點及在生活中的廣泛應用，嘗試并使用編程軟件及傳感器進行人工智能創新設計，南開大學附屬小學充分利用南開大學的資源優勢，從2019年開始，開展了主題為“智能時代智慧生活”系列科普活動。

學校根據不同年級學生的年齡、認知結構、邏輯思維能力不同的特點，在各年級開展了不同的科普活動。1—3 年級學生因對人工智能的概念較為陌生，側重于了解人工智能的應用，學校通過大講堂的形式進行科普講座。從機器人入手，逐漸讓學生了解生活中的一些人工智能產品。對4—6年級的學生通過訪談、觀看紀錄片等方式進行人工智能科普教育。附小依托南開大學人工智能學院的獨特資源，聘請人工智能學院的專家、教授作為科普顧問，多次到學校為全校師生開展人工智能科普活動，讓學生了解什么是人工智能、人工智能到底有多厲害……

為了在全校普及人工智能課，學校專門購買了人工智能教學工具箱、擴展包和神經元人工智能創意實驗室套裝，通過科學課、實踐活動課和信息技術課及相關社團活動進行普及教育。為更好地開展機器人科普活動，學校還專門建立了科普營地，同學們對新鮮又有趣味的課程非常感興趣，紛紛踴躍報名。

“在普及中提高，在提高中普及。”通過學校開展的一系列科普教育活動，全校師生沉浸在“人工智能”的探究氛圍中，目前學校有四分之三的學生開始了編程學習，初步掌握了Scratch的編程方法和技巧，并能將各種模塊輸入程序進行創意設計。部分創意作品還參加了天津市和南開區舉辦的科技創新大賽和人工智能機競賽。“科普教育春長在，這里花開分外紅。”學校先后被評為全國人工智能活動特色單位、天津市青少年創意編程與智能設計大賽優秀學校。

學生成為“小小發明家”

南開大學附屬小學通過開展人工智能系列科普活動，同學們不僅愛上了編程，而且還喜歡上了發明創造，他們利用編程設計了很多生活中應用的“智能機器人”，成了名副其實的“小小發明家”。

智能澆花機器人。六年（7）班柯斯嘉發明的智能澆花機器人是基于優必選Jimu 積木式機器人，屬于履帶式行走抓手機器人，使用Scratch 編程語言，在iPad上設計一個遙控界面，可以控制機器人前后左右自由行走，會抓起水瓶走到花盆位置，給花盆澆水。該發明榮獲天津市科技創新大賽一等獎，并推薦參加全國的宋慶齡發明獎評選。

智能節水器。六年（6）班朱宇澄、常譽迅發現生活中有浪費水的現象，于是便利用編程方法設計了智能節水器。該發明利用簡單的材料制成了冷水處理箱轉換裝置，將溫度設為40℃。水溫不夠時漏斗不動，冷水順著漏斗收集到儲水箱中，水溫上升后，傳感器感受到水溫發生變化，舵機開始轉動，漏斗位置發生偏轉，開關啟動，就可以流出熱水了。該發明榮獲天津市科技創新大賽二等獎。

圍棋分揀器。六年（1）班王天依、許梓琪在下圍棋的時候發現了一個令人頭疼的問題——分揀黑白棋子非常麻煩。于是便制作了一個機器，棋子放進去能自動分揀出黑、白棋子。整臺機器由分揀裝置、漏斗、擋板、顏色傳感器、電機等組成。分揀裝置是整個作品的核心部件，是由3D 打印制作的，把一個圓盤三等分，通過電機左右轉動120度，實現棋子分揀。該發明榮獲天津市機器人競賽和科技創新大賽一等獎。

溫控風扇。四年（6）班學生張茗飛發明了溫控風扇。室溫高于26℃風扇自動啟動，室溫低于26℃風扇自動停止。該發明用到了主控板、舵機、溫度傳感器、顯示屏和燈泡，結構為扇葉、底座、主體支撐桿三部分。溫度高于26℃時，舵機扇葉開始轉動；溫度低于26℃時，舵機功率為0，扇葉不轉。溫度越高扇葉轉動速度越快，當溫度達到32℃時，扇葉轉動速度達到峰值。該發明榮獲天津市科技創新大賽一等獎，并推薦參加了全國宋慶齡發明獎評選。