我校探究性小课题结硕果

2019-03-26

近日,深圳市教育局公布了 2017 年深圳市中小学生探究性小课题评审结果,我市共批准立项 1000 项中小学生探究性小课题。小课题开展经过了开题专家论证、中期检查以及最后的结题评审三个阶段的考核,最终共评出小课题优秀成果奖 147 项,其中,一等奖 36 项,二等奖 41 项,三等奖 70 项。我校一等奖3项、二等奖2项,三等奖3项。李凌欣、刘聪、徐丽琼、李钢、李曦、沈志鸿、王腾、刘越、郭峰、张悦等老师被评为优秀指导教师。深圳中学也成为全市13所获得小课题示范校称号的学校之一,今年我校是连续第二年获此殊荣。

在中小学阶段开展探究性小课题是非常有价值的,一方面它要求学生从真实的生活情境、社会现象中发现问题,并转化为研究问题,培养社会观察的敏锐性,提高团队合作能力、人际沟通交流的能力。同时,探究的过程没有固定的答案,需要学生自己去摸索、实践,在其中掌握科学研究的方法,有利于培养学生的创新意识、探究能力和实践能力,为他们未来的学术研究打下了坚实的基础。

赫尔岑曾说:科学不是可以不劳而获的,诚然,在科学上除了汗流满面是没有其他获得成功的方法的;热情也罢,幻想也罢,以整个身心去渴望也罢,都不能代替劳动。研究从来没有什么捷径而走,只有在脚踏实地的学术研究中才能正在体会到研究的乐趣与收获,希望有更多的同学能够参与到小课题的探究项目中。

一等奖

? 《脑电控制机器人》

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深圳中学初中部

课题主持人:徐子非

指导老师:李凌欣

课题简介:近年来,脑神经科学研究发现大脑皮层的神经元触发时将会产生可测量的电活动。通过靠近皮层的传感电极阵列来测量、记录和分析这些电活动信号,可以对人类大脑的特定意图进行分析。

课题组将脑电信号采集系统和可编程机器人结合起来,完成了一款以脑机接口系统为基础,集合人类脑电信号采集、脑电信号分类和无线控制机器人于一体的脑电控制机器人。主要目的是了解和实现脑电信号采集和分析方法,探究基于脑电信号的空间想象分类方法,以及可编程机器人的操作控制方法,实现脑电控制机器人。

课题成果《基于脑电信号的运动想象控制系统》获得国家计算机软件著作权。201812月获得中国人工智能学会主办的第四届全国青年创新创业大会中学组全国一等奖。2019年课题获得深圳市2017年度中小学生探究性小课题优秀研究成果一等奖。

未来课题组期望设计基于脑电信号强度的注意力锻炼和对抗玩具,基于脑电信号的智能家居控制以及帮助特定需求人群的工具等。

 

? 《超声波全自动消毒洗手机》

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深圳中学初中部

课题主持人:郑世康

课题组成员:孙浩凯、黄晓康

指导老师:刘聪

课题简介:研究表明有许多常见的传染疾病能经手传播,但常规的七步洗手法虽然能有效除菌,但是步骤复杂、用时较久,会用的人数比例非常低。因此,我们通过大量查阅超声波的相关文献,发现:

1.   超声波通过空化作用改变介质的分子运动是其清洁杀菌的主要机理。

2.   超声波频率在2万至3万赫兹,持续作用时间不超过1天,其对人体的影响可以忽略,因此超声波可用于消毒洗手。

通过问卷调查,明确了产品需求:设计一款操作简单快速、同时具有一定程度除菌效果、且可降低清洁剂污染的洗手机产品,从而满足我们日常生活中的洗手,甚至特殊人群、特殊环境洗手的需求。

在一年之内,通过多次的改进设计图纸,按预期设计制作出一款超声波全自动洗手机,该设备采用手势感应全自动完成超声波洗手、漂洗、烘干。

最后的验证实验表明,超声波消毒洗手机的除菌率显著高于传统洗手的除菌率,超声波消毒对果蔬的清洗效果也优于传统清洗方式。

 

? 《关于路边临时停车收费、电子不停车收费和银联无感支付的停车收费方式的研究报告课题》

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深圳中学高中部

课题主持人:姚茵茵

课题组成员:黄美琪

指导老师:徐丽琼

课题简介:随着交通发展,车辆增多,许多城市面临着停车需求日益增加而不可避免带来的社会问题,伴随着这些问题也出现了一些新型的停车收费方式。本研究旨在以深圳为背景,围绕路边临时停车收费、电子不停车收费以及银联无感支付这三种为主的停车收费方式的差异和优缺点进行研究并提出建议。

通过研究,我们发现,三种停车收费方式:

1.   路边临时停车收费合理地利用了路边停车资源,满足短时停车需求,可部分缓解停车紧张问题;其缴费速度快,节约人工成本。但也存在车位不足,可停车类型较少的问题。

2.   电子不停车收费亦节约人工成本,提高收费效率。但有办理及充值不便,识别准确度不够高的问题。

3.   银联无感支付的绑定和使用流程便捷,无需充值,推广期间有较多优惠。不过现使用范围相对略小,识别准确度不够。

对此,我们建议:

1.   路边临时停车,可合理新增车位和相关停车收费方式的分布片区,进一步明确停车标识,并定时清洁修缮已有停车标识,加大力度宣传停车新规,提高使用者了解程度。

2.   电子不停车收费需优化停车场车牌识别技术,提高识别准确度,简化充值流程或开展其他充值方式或载体,改进逃卡、丢卡等问题的应对措施。

3.   银联无感支付可与已有App等支付方式合作,进一步收集使用者建议,以便于对该技术进一步改进。

研究成果在第十四届中国青少年环境地图竞赛高中生组的比赛中获得了一等奖最佳调查奖

 

二等奖

? 《垂直起降矢量喷口固定翼模型飞机探究》

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深圳中学初中部

课题主持人:覃海铭

课题组成员:闵子聪、祝鹏飞、陈宇辰、刘夕媛、吴雨轩

指导老师:李钢

课题简介:随着城市发展,城市空间越来越窄,固定翼飞行器的起降距离长,很难在狭窄的空间起降,不利于固定翼的发展。因此,通过从美国F31与英国鹞式战机的启发,可以利用矢量喷口的技术对市面上常用固定翼飞行器进行改造,以期使固定翼飞行器拥有垂直起降功能,高效利用起降空间,缩短起降距离。另一方面,可通过合理设计,使飞行器尽可能简化布局,从而达到效果。

为实现上述目的,本课题探究如何使用矢量喷口的技术来实现高效率的动力分配,实现固定翼飞行器的垂直起降以缩短其起降距离,高效率利用起降空间。还创新性提出了矢量喷口设计的改造方案,同时开创性的开发了市面上还未使用的双飞控模型用于固定翼飞行器,使飞行稳定,并对验证机的改造,验证成功,达到了课题研究预期目的。

 

? 《平板支撑瑜伽电子计时垫的设计》

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深圳中学高中部

课题主持人:胡镕博

指导老师:李曦

课题简介:本课题设计了一种平板支撑健身垫,一方面便于记录健身的时间,另一方面使记录的健身时间更加精确。装置设计如下图所示:其包括垫身本体、计时装置、用以感知平板支撑开始的传感器、控制装置;其中,计时装置、传感器、控制装置安装于垫身本体;控制装置连接计时装置和传感器。显示模块、通信模块、转接模块连接控制装置。垫身本体为热塑性弹性体垫身;控制装置为MCU单片机。

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所述传感器为至少两个;平板支撑健身垫的中部安装有至少一传感器,平板支撑健身垫的至少一端部安装有至少一传感器;传感器具体包括压力传感器或震动传感器,还包括连接控制装置的语音模块。

该款平板支撑、瑜伽锻炼身体、比赛的电子计时垫——平板支撑瑜伽电子计时垫在设计创新方面具有独创性,形式十分新颖,并且能解决比赛中的科学准确计时,完全避免了黑哨现象,还具有巨大的市场价值,在社会上进行了平板支撑比赛测试,准备率达98%。在瑜伽健身方面起到了督促健身者每天坚持瑜伽健身运动。

 

三等奖

? 《深圳地区红耳鹎野外育雏行为观察》

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深圳中学初中部

课题主持人:肖田田

课题组成员:杨雨薇、杨雨霏、郑怡华、陈玥如

指导老师:沈志鸿、肖远航

课题简介:本课题目的为探究红耳鹎的育雏时间,观察了解红耳鹎的筑巢选址,鸟蛋的状态,孵化的时间,雏鸟成长的过程。

通过学习文献及长达半年的野外观察,课题组获得了详细的第一手观察资料和大量照片、视频。记录了野生状态下的红耳鹎育雏的详细过程。在此期间,课题组在深圳中学初中部举行了为期一周的爱鸟护鸟主题宣传活动,在同学们中间掀起了爱鸟护鸟、热爱自然的小高潮。相信会带动更多的老师和同学加入到保护鸟类,保护我们共同的自然家园的队伍中。

 

? 《预防校园运动猝死,推广中学配置 AED普及院前急救知识》

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深圳中学初中部

课题主持人:张菀同

课题组成员:沈凡卜、石语涵、王睿、卿欣汝、吴钶、丁奕航、管羽、冷伯钧

指导老师:王腾

课题简介:近年来,青少年校园运动猝死案例时有报道,对学校、家庭和社会产生了十分严重的后果。

研究表明,校园运动猝死大多是心源性猝死,心脏骤停是猝死的主要原因。在世界公认的黄金抢救4分钟时段内,如果现场能够获取 AED(自动体外除颤器)配合抢救,就有可能抢救成功,有效预防猝死。

目前深圳校园尚未配置AED,学生对院前急救知识缺乏。作为现场第一目击者来说,不了解急救知识,关键时刻无法及时实施正确有效的救治,可能会延误生机。非医学专业人员可通过培训掌握AED的使用,展开急救。

本课题旨在通过了解中学生对院前急救知识及AED的知悉程度,评估院前急救知识普及和AED配置的必要性、可行性。最终目的是为了让更多中学生对院前急救知识的重视和学习,掌握AED使用,使第一目击者能够及时正确施救,有效预防校园运动猝死,挽救珍贵的生命。

 

? 《家庭自制发酵乳饮品的困境及其解决方法的探究》

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深圳中学高中部

课题主持人:张耘畅

课题组成员:王榕、李欣盈、范轩、李佳瑾、周益如、陈奕霖、陈子翼

指导老师:刘越、郭峰

课题简介:现大众普遍认为,酸奶是一种对人体有诸多益处的食品。但现实中,部分家庭对市面上的酸奶产品存在抵触心理并选择自制口味并不太理想的发酵乳。于是,我们希望深入探究家庭自制发酵乳饮品这一困境,并尝试得出一个具体、可行的解决方案。

在本次课题研究中,我们尝试了多种家庭制作酸奶的方法,对发酵时长、发酵菌种、发酵乳饮品风味等多个变量进行了探究。我们在校内摆摊,邀请全校师生对我们的发酵乳进行鉴定,并利用在线问卷得到反馈。结合小组成员的评测以及大众的意见,我们得到了对于家庭自制发酵乳的一些指导意见。

 

? 《深圳市仙湖植物园昆虫种类调查》

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深圳中学初中部

课题主持人:房博涵

课题组成员:马语函、野一婷、裴晨婷

指导老师:张悦

课题简介:本课题经过前期准备、项目实施,总结整理等阶段,圆满地完成了本课题的各项指标要求,取得了一定的成果,课题顺利通过鉴定。

2018331日开始由辅导老师带领同学们进行了深圳市仙湖植物园内昆虫基本情况的现场调查,进行了实验室内昆虫标本的观察以及整理,拍摄了大量的照片以及视频。

经鉴定,共捕捉到石蛃目,蜚蠊目,螳螂目,半翅目,直翅目,竹节虫目,直翅目,革翅目,鞘翅目,脉翅目,双翅目,半翅目,蜻蜓目,啮虫目,鳞翅目,膜翅目等十四个目的昆虫。

其中有包括了竹节虫科,石蛃科,姬蠊科,叶甲科,步甲科,草蛉科,蜡蝉科,荔蝽科,啮虫科,凤蝶科等34个科80余种昆虫。

已经鉴定的有海南跳蛃,麻皮蝽,荔枝蝽,长腹侎缘蝽,龙眼鸡,丽叩甲,橙斑蓝尺蛾,黄体鹿蛾,伊贝鹿蛾,宽带凤蝶等60种,有20余种待鉴定。

 


我校探究性小课题结硕果

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