探访青创赛｜超燃的水下机器人！澳门培正中学科学老师的海洋生态科技育才路

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撰文/蜜蜂（《知识就是力量》杂志副主编）

《知识就是力量》杂志的读者队伍中，除了青少年、家长之外，还有许多与科学教育相关的各学科老师。曾有老师对蜜蜂说，很希望知力能多提供一些科技特色校开展科学教育活动的方式方法进行学习借鉴。

在第34届全国青少年科技创新大赛中获得“《知识就是力量》杂志（全国）专项奖之传播奖”的教师队伍中，多年来耕耘青少年科技教育的澳门培正中学刘冠华老师是其中一位，他还获得第34届全国青少年科技创新大赛科技辅导员一等奖。他带来的作品是“让环保机器人保护绿水青山”。在引导学生开展科技创新实践中，他强调知识、实践、应用、推广四位一体，缺一不可。

我们要像对待生命一样关爱海洋。
——习近平



海洋覆盖了地球表面的71％，是生命的摇篮、资源的宝库。21世纪是海洋世纪，人类社会的可持续发展越来越多地依赖海洋。中国高度重视海洋生态文明建设，持续加强海洋环境污染防治，保护海洋生物多样性，实现海洋资源有序开发利用，为子孙后代留下一片碧海蓝天。

澳门做为充满国际风情的海洋小岛，开展科技教育紧密围绕海洋主题具有得天独厚的条件。建设海洋强国，保护海洋生态环境，从引导青少年做起。

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刘冠华老师介绍，他们从初一年级开始，在通用技术课程中，引导学生了解水资源和水污染的问题，包括邀请专家进行讲座，到水库参观，以及学习和动手实践水质采样，在此基础上，学习了解潜水器方面的知识，进一步学习了解机器人的设计和制作方法，有了基本的理念后，再挑选有潜质的学生，在课后更进阶地学习机器人的做法，比如AI，进一步提升学生动手制作与实践的能力。

在系统化地开展STEM教育之后，澳门培正中学科技创新成果斐然。在本次青创赛中，刘冠华老师有三个学生作品参加比赛，比如“二合一全自动智能水底机器人”的创作，是因为澳门常经历台风，台风带来了淹水问题与救助问题，许多人会因为台风受困受伤，有时就连救援的蛙人到水底援助时也会遇到危险。学生们通过在知识阶段系统的学习铺垫，认为解决风险的方法，是可以利用用水下机器人，来帮助蛙人确认水下情况，保证蛙人的安全。比如“智能方舟救援系统”的研发，就是学生们思考在发生危险时，怎么能更加快速去救援是很重要的，能不能发明一个船，可以快速去找寻受困人员，实现自动化，通过图像辨识化进行搜寻，再进行救援。

学生结合社会情况，制作对社会有用的作品能提升学生对社会的责任感和成就感。学生何旻骏的“子母式深水水质检测机器人”，在水库进行水样采集时发现人工采集存在一定的弊端，所以他想如果有个无人船可以自动去采集水样，在机器中安装传感器，还可以24小时搜集水库的水质情况，有发现问题可以马上通知水库公司进行检查，基于这样的想法创作出来的“子母式深水水质检测机器人”，目前这个产品已与水库公司有进行合作。学生通过这样的实践，也获得成就感。何旻骏同学在今年的青创赛中，同样也获得“《知识就是力量》杂志（全国）专项奖之创新奖”。

看到这么多水下机器人作品不断在老师的引导下诞生，你是不是也和蜜蜂一样觉得这些作品超酷超燃！

刘冠华老师是全国首位将 STEM 教育引入到正规课程的先行者，然后将成功经验推动澳门培正中学由 2012 年开始初一级有 STEM 课程，到 2018 年，由小学阶段小五至小六，中学初一至高三，全系统的 STEM 教育在正规课课中实施，每星期授课为 5 课节，推动了培正中学 STEM 教育。

多年来，刘冠华老师在全国青少年科技创新大赛的科技辅导员获得2个一等奖，2个二等奖，辅导过的学生获得5个一等奖及科协主席奖。2017及2018年连续两年在INTEL ISEF(美国科学与工程大赛) 辅导学生三等奖及专项奖。并获得授予功绩奖状，这是澳门勋章、奖章和奖状制度中奖状的其中一种，授予对澳门特别行政区的声誉、发展或社会进步作出重要贡献的澳门特别行政区居民。


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