智能时代，让小学生掌握“智慧生活”——南开大学附属小学开展人工智能系列科普活动

□王 馨

智能时代智慧生活

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能（AI）的一门新的技术科学。为了让学生从小了解人工智能的特点及在生活中的广泛应用，尝试并使用编程软件及传感器进行人工智能创新设计，南开大学附属小学充分利用南开大学的资源优势，从2019年开始，开展了主题为“智能时代智慧生活”系列科普活动。

学校根据不同年级学生的年龄、认知结构、逻辑思维能力不同的特点，在各年级开展了不同的科普活动。1—3 年级学生因对人工智能的概念较为陌生，侧重于了解人工智能的应用，学校通过大讲堂的形式进行科普讲座。从机器人入手，逐渐让学生了解生活中的一些人工智能产品。对4—6年级的学生通过访谈、观看纪录片等方式进行人工智能科普教育。附小依托南开大学人工智能学院的独特资源，聘请人工智能学院的专家、教授作为科普顾问，多次到学校为全校师生开展人工智能科普活动，让学生了解什么是人工智能、人工智能到底有多厉害……

为了在全校普及人工智能课，学校专门购买了人工智能教学工具箱、扩展包和神经元人工智能创意实验室套装，通过科学课、实践活动课和信息技术课及相关社团活动进行普及教育。为更好地开展机器人科普活动，学校还专门建立了科普营地，同学们对新鲜又有趣味的课程非常感兴趣，纷纷踊跃报名。

“在普及中提高，在提高中普及。”通过学校开展的一系列科普教育活动，全校师生沉浸在“人工智能”的探究氛围中，目前学校有四分之三的学生开始了编程学习，初步掌握了Scratch的编程方法和技巧，并能将各种模块输入程序进行创意设计。部分创意作品还参加了天津市和南开区举办的科技创新大赛和人工智能机竞赛。“科普教育春长在，这里花开分外红。”学校先后被评为全国人工智能活动特色单位、天津市青少年创意编程与智能设计大赛优秀学校。

学生成为“小小发明家”

南开大学附属小学通过开展人工智能系列科普活动，同学们不仅爱上了编程，而且还喜欢上了发明创造，他们利用编程设计了很多生活中应用的“智能机器人”，成了名副其实的“小小发明家”。

智能浇花机器人。六年（7）班柯斯嘉发明的智能浇花机器人是基于优必选Jimu 积木式机器人，属于履带式行走抓手机器人，使用Scratch 编程语言，在iPad上设计一个遥控界面，可以控制机器人前后左右自由行走，会抓起水瓶走到花盆位置，给花盆浇水。该发明荣获天津市科技创新大赛一等奖，并推荐参加全国的宋庆龄发明奖评选。

智能节水器。六年（6）班朱宇澄、常誉迅发现生活中有浪费水的现象，于是便利用编程方法设计了智能节水器。该发明利用简单的材料制成了冷水处理箱转换装置，将温度设为40℃。水温不够时漏斗不动，冷水顺着漏斗收集到储水箱中，水温上升后，传感器感受到水温发生变化，舵机开始转动，漏斗位置发生偏转，开关启动，就可以流出热水了。该发明荣获天津市科技创新大赛二等奖。

围棋分拣器。六年（1）班王天依、许梓琪在下围棋的时候发现了一个令人头疼的问题——分拣黑白棋子非常麻烦。于是便制作了一个机器，棋子放进去能自动分拣出黑、白棋子。整台机器由分拣装置、漏斗、挡板、颜色传感器、电机等组成。分拣装置是整个作品的核心部件，是由3D 打印制作的，把一个圆盘三等分，通过电机左右转动120度，实现棋子分拣。该发明荣获天津市机器人竞赛和科技创新大赛一等奖。

温控风扇。四年（6）班学生张茗飞发明了温控风扇。室温高于26℃风扇自动启动，室温低于26℃风扇自动停止。该发明用到了主控板、舵机、温度传感器、显示屏和灯泡，结构为扇叶、底座、主体支撑杆三部分。温度高于26℃时，舵机扇叶开始转动；温度低于26℃时，舵机功率为0，扇叶不转。温度越高扇叶转动速度越快，当温度达到32℃时，扇叶转动速度达到峰值。该发明荣获天津市科技创新大赛一等奖，并推荐参加了全国宋庆龄发明奖评选。