“令人惊叹!”BIEA 科创大赛设计师Alex博士评价大赛报告

BIEA国际青少年科创大赛6月4日正式进入第二轮比拼——视频报告,这一环节基于各队在第一轮环节中所提交的科创报告,将报告中的创意转化为现实。对此,科创大赛总设计师Alex博士在评价科创报告整体水平时曾表示:“很明显,许多团队都在努力进行彻底的研究、设计和写下他们拯救濒临灭绝的动物物种的想法。我们对比赛的参赛作品印象深刻。”

图为Alex Holmes博士在演讲

Alex Holmes博士在英国科创领域拥有极高声望,她不仅是2015年英国国家科学教学奖得主,还在许多国际会议上发表了关于推动STEM教育的演讲,并为STEM学校撰写过相关书籍。提到此次科创大赛各国家地区提交的创意报告,Alex博士分享了她对整体报告的看法。

此次参赛动物的种类令人印象深刻,不少动物与参赛队伍所在地区相关,这让我们在学习STEM的同时也增长了很多关于动物的知识。比如 Coleraine文法学校关于姥鲨的研究,这种鲨鱼曾在爱尔兰水域出现过,但后来很少再看到;来自波黑的Srednja skola Jablanica学校队伍则主要研究波黑境内的野生动物,包括猞猁、狼和摩弗伦羊;来自印度的visakha valley 学校选择了小熊猫作为他们的项目重点;谢菲尔德帕克学院的一个团队则选择了有“塔斯马尼亚魔鬼”之称的袋獾作为保护对象。

图为Alex Holmes博士出席BIEA STEM论坛

除了在动物选择上各队伍为大赛评委们留下了深刻印象,一些团队在报告中叙述了创新的实验方法也令人难以忘记。有一个研究小组在达尔文狐身上进行了一项实地测试,目的是通过无人机在不同高度对动物进行计数。还有一个团队在关于海龟的报告中测试了不同材料的强度,并测量了发动机的推力,以帮助确定最终的无人机规格。还有很多团队使用CAD和3D打印来协助改造无人机。来自美国的Topkids Center队伍为他们的双峰驼项目提供了一个出色的设计规范;而英国肯特中学的一个小组借助3 D打印来设计他们的无人机规格,并为他们所保护的动物斑马开发了一条飞行模拟路径。来自杭州上海世界外国语小学的研究小组还将5G无线信号技术运用到无人机上,以此来对面积巨大的藏羚羊保护区进行深度考察。

Alex Holmes博士表示:“基本所有参赛团队的报告都展示了优秀的改造创意,同时对团队角色进行了清晰的描述。以上所述也只是众多精彩报告中的一部分,除此之外还有很多极富创意与智慧的报告无法一一列举;通过这些报告,我们完全有理由相信,各队所提交的视频以及他们的现场决赛一定更值得我们期待!”


以科创,观世界——BIEA 国际青少年科创大赛吸引众多英美学校参加

6月4日,BIEA(2019)国际青少年科创大赛决赛团队完成了最后两个视频的递交,这也是决赛阶段评委判定选手得分的一项重要标准。如果说此前各队提交的无人机改造报告让我们看到了这些科创少年们丰富的科技知识和强大的想象力,那么此次所提交的视频,绝对是将梦想转化为现实的硬核操作!

在众多参赛队伍中,不乏有动手能力非常强的选手,来自英国切斯特国际学校(Chester International School)的选手,就是其中的代表。值得一提的是,切斯特国际学校在环保等人文主义方面颇有心得。学校实行“无纸”教学,学生们没有书籍或课本,所有教学活动都通过笔记本线上完成。科创教育也是学校的亮点,学校为学生们配置了3D打印机等科创设施,鼓励大家动手实践。也正因如此,把科创与人文主义相结合的BIEA国际青少年科创大赛深深吸引了切斯特国际学校学生。

切斯特国际学校团队在探讨无人机改造方案

这支由4个队员组成的小组包括3个男生和一个女生,大家分工明确,在各自擅长的领域为团队贡献力量。女生对所要保护的动物——红狼做了大量的调查,为改造无人机提供生物学帮助;其他三位男生分别负责无人机整体结构设计和改造,并将所有设计工作与保护红狼紧密相连。

为了让改造看起来更棒,4个都没有艺术设计基础的队员们从零学起,通过网上视频和向专家咨询,掌握了喷绘、上漆及3D打印技术。

切斯特国际学校团队在进行无人机试飞

BIEA国际青少年科创大赛不仅让队员们提升了科创水平,更增强了大家的团队意识。“此前队员们没有操作过无人机,所以第一次试飞充满了乐趣和‘惊险’。负责操纵的队员让无人机越飞越远无法停下来,其他队员惊慌地追了很远,并在无人机掉下来的时候顺利接住了它。瞧,合作多么重要!”指导老师Montana Hull介绍道。

同样将团队合作放在重要位置的还有来自美国洛杉矶的科创兴趣中心“Topkids Center”,今年他们派出的两支队伍Paracop和Zuberi分别进入了11-14年龄组和15-17年龄组决赛。

Topkids Center的同学们正在讨论无人机改造创意

指导教师Chris Chai介绍:“当我们第一次听说BIEA科创大赛并观看去年STEM比赛的视频时,大家都感到非常兴奋,因为这是将科创知识运用到保护现实世界的绝佳契机。而让学生们与来自世界各地的科创少年们同台竞技,可以促进国际友谊、交流科创心得。”

在最初选择想要保护的动物时,队员们设定了很多方案,印第安纳蝙蝠、鬣蜥、企鹅、秃鹰、蓝脚鲣鸟、骆驼都被队员们仔细研究过。最终,Paracop组选择了双峰驼,而Zuberi组选择了非洲企鹅。

同学们正在试验改造方案是否可行

在准备比赛的过程中,老师们为了鼓励孩子们互相启发和交流,特意让两个年龄组的学生一起讨论。如此一来,高年龄组可以在专业技术和飞行操作上给低年龄组很多帮助,而低年龄组又在创意构思中,提出很多天马行空、新奇有趣的建议。

对于家长如何更好地支持孩子们的科创兴趣,Chris Chai老师也给出了自己的建议:“我们身边的一切几乎都与科学、技术、工程和数学(STEM)密不可分。培养孩子的STEM兴趣要先了解孩子真正感兴趣的领域,然后抓住每一个机会在这一领域引入STEM学习。”


STEM教育全球化 BIEA 科创大赛“一带一路”国家队伍大放异彩

科技的飞速发展与全球化的前进步伐,不断刷新未来世界对人才的严苛要求。STEM教育的概念从被提出到推广经历了漫长的时间,但它从未像今天这样备受全球关注。随着BIEA(2019)国际青少年科创大赛决赛队伍名单的公布,“一带一路”国家相关团队关于无人机改造拯救濒危动物的创意报告,也吸引了关心比赛的人们的关注。

来自波斯尼亚和黑塞哥维那(简称“波黑”)的莫斯塔尔联合世界学院(United World College in Mostar,简称UWCiM),派出的一支队伍获得了大赛15-17岁年龄组的决赛资格。作为一所全球知名的IB学校(开设国际文凭IB课程的学校),该校派出的队伍以秃鹫为保护对象,借用无人机改造对其跟踪、观察了解它们的生活轨迹,解决秃鹫因以动物尸体为食,存在易传播疾病、对生态系统造成威胁的问题。

UWCiM学校的队伍在讨论无机人改造创意

初赛过程中,通过对秃鹫生存环境及生活习性的深入了解,同学们在集思广益后决定将无人机机身颜色进行改造,并利用编程设计特定区域导航来解决在跟踪秃鹫过程中的电池续航问题。然而困住同学们的最大难题并不是运用技术去实现想法,而是在有限的预算内实现改造创意。好在同学们经过与BIEA科创委员会的多番沟通了解,以及在各设计环节上多次斟酌不断优化改造创意,最终将无人机运输成本省下的费用合理应用到改造方案上,按时保质地提交了全队成员都满意的无人机改造报告。

UWCiM学校的队伍在排练无人机报告演讲

将科技创新作为经济发展“助力器”的印度,在信息技术领域的实力一直不容小觑。印度的Silver Oaks International School一支队伍荣幸闯入9-11岁年龄组决赛,该校校长Sunitha Yernagula女士在一份报告中跟全校师生分享了这一喜讯。

参赛的学生将被疯狂盗猎的穿山甲作为拯救对象,力求通过无人机改造对其进行跟踪保护。同学们在报告中重点探讨了如何通过外形改造与Python编程去设计无人机,令其能深入到人类无法涉足的区域,去跟踪生活在人迹罕至地区的穿山甲,然后更好地观察它们的生存状况。

Silver Oaks International School的选手在与校长交流无人机改造创意

Sunitha校长认为,BIEA(2019)国际青少年科创大赛以“无人机大战物种灭绝”为主题,而Silver Oaks的学生能入围决赛,对他们来说将会是一次难忘的经验。比赛不仅为学生的科创学习提供了实践平台,同时将保护动物这一概念植入学生思想,这有助于培养他们在掌控科技的同时树立良好的环保意识,令他们意识到这几十年来困扰世界的巨大问题,很多是生态环境恶化带来的影响。

Silver Oaks International School的选手与校长、指导老师

除了波黑与印度,斯里兰卡也是一个非常注重国民教育的国家,来自其首都科伦坡的一所国际学校——Gateway College Colombo,就有一支队伍取得了大赛11-14岁年龄组的决赛资格。

据了解,这所学校在STEM教育方面有着大量投入,目前在中学设有一个创新工作室,用来支持学生在科学领域的探索、创新和发明。此次入围的队伍以亚洲象为拯救目标,在考虑借助无人机进行实时监视、收集影像的同时,还希望无人机能在为大象提供治疗等方面发挥作用。因此他们在执行中着重讨论了传感器、电机等元件的改造想法。

创新教育已然成为各国培养复合型创新型人才的重要突破口,每个国家都有着自己的STEM教育发展战略。然而创新教育的意义不仅仅在于提供知识,为学生创造实践科创想法的平台也同等重要!

BIEA(2019)国际青少年科创大赛合作伙伴——Born Free Foundation教育部主任Laura Gosset在STEM论坛上的发言,或许是对创新教育全球化的最好注解:在野生动物保护迫在眉睫的当下,能与BIEA携手合作这次国际性赛事,对于Born Free来说意义非凡。这是一个提高孩子们科创技能并唤起大家生态保护意识的绝佳机会。任何一个创意或想法,都有可能在保护濒危物种的现实行动中发挥作用,这对于那些被保护的动物来说,将会是巨大的福音。


百年名校的秘诀!英国伊丽莎白女王学校带你玩转科创

作为STEM教育由来已久的老牌科创大国,同时也是BIEA(2019)国际青少年科创大赛的东道主,英国在此次大赛中的参赛队伍不仅在数量上领先,在初赛中的表现也可圈可点,多支队伍强势闯入决赛。这其中,实力与口碑均堪称英国顶尖名校的伊丽莎白女王学校所派出的队伍,就有着不俗的表现。

伊丽莎白女王学校是一所拥有446年历史的老牌男校,与哈罗公学、伊顿公学等知名私校一样久负盛名,在国际上拥有极高的口碑。学校一直以来都将培养学生的科技水平和创新能力作为教学重点,无人机、VEX机器人等当今世界前沿科技,都是学校鼓励学生们探索的重点领域,并在国际上相关比赛中屡获佳绩。

伊丽莎白女王学校

谈到此次参赛原因,学校科技部主管Michael Noonan介绍道,“学校里科创氛围浓厚,今年年初,学校一名叫Aryan Jain的学生在网上偶然发现了BIEA国际青少年科创大赛的信息,立刻被里面的创意与构思吸引,很快就在身边找到了一群志同道合的伙伴组成了队伍报名参赛。”

对于学生们参赛的决定,老师们非常支持,但更加鼓励学生们自主探索。“从最初动物种类的选择,到着手创作报告,再到根据理论进行无人机改造,都是队员们自己一点点发掘、探索的结果。” Michael说起学生们的参赛表现,语气自豪。

团队队员们正在讨论

为了选择保护的动物,队员们列出了一串长长的濒临灭绝的动物名单,并逐个探索无人机在保护这些动物方面所能发挥的作用。讨论的结果是,队员们都表示对开发滑翔机式无人机有着浓厚的兴趣,因此选择一个分布区域面积比较大的动物很有必要,而黑犀牛就是非常不错的选择。

队员们为此查找了很多文献资料,创造性地将军事领域的监视技术,转而运用到对黑犀牛的保护性检测当中。同时,缜密的数学知识也发挥了不可替代的作用,为了精确计算像素分辨率,队员们进行了庞大且复杂的方程式推导,并成功确定了最终模型。

团队队员们正在合力研究无人机部件改造

然而就在大家对于比赛踌躇满志的时候,一个难题横在了他们面前——初赛报告提交的截止时间与学校的考试时间重合,该如何在有限的时间兼顾比赛与考试呢?尽管孩子们平时成绩都很优异,考试对他们来说非常重要,但他们也深深被这次大赛所吸引,下定决心要设计出最好的作品。为此,队员们将所有需要完成的工作进行了细致的分工,几乎将所有学习以外的时间都用来准备报告。就在报告提交的前两天,队员们几乎每天都要工作14个小时以上,功夫不负有心人,最终在规定时间内顺利提交了报告,并一路闯入决赛。

随着决赛入围信息的公布,队员们士气大振,对即将到来的决赛踟蹰满志。为了将团队的创意最完美地展现,队员们一致决定要亲手搭建、创造一架无人机,而非直接购买无人机。如此一来,整个设计的难度将大大增加,可大家依旧信念坚定。

团队队员就无人机改造正在进行试验

为了在有限的时间内完成创作,这个由5名队员组成的队伍分为了电子团队、视频团队和机身团队,这三个分工不同但又紧密相连的团队。电子团队专注于为无人机提供动力和控制力,并确保所有使用的部件的兼容性,是决定整个队伍协作性的关键一环。视频团队重在制作视频、编写脚本以及灵活处理其他问题,例如安排3D打印、统筹预算等。而机身团队则在设计无人机底盘、机身构造等方面发挥了重要作用,是将设计现实化的重要环节。

别看团队人员不多,但在精确分工和紧密配合之下,决赛的准备工作正在有条不紊地进行,团队的每个人都对7月4日将于伦敦举办的科创盛会期待不已。

“我为队员们的表现感到无比自豪,他们完全凭借自己的努力在参与比赛,这其中的收获一定非常巨大。当得知他们进入决赛的消息后,学校很多其他学生也为他们高兴,并对BIEA的科创比赛产生了强烈的兴趣,相信以后会有更多学生加入其中。”Michael 介绍道。

学校简介:

伊丽莎白女王学校建校于1573年,是由国家资助的文法学校,拥有446年培养自信、干练、负责任的年轻人的经验与历史。学校提供全精英式教学,让在此接受教育的男孩们在学术和课外活动中尽情发挥他们的其巨大潜力。


杭州上海世界外国语小学无人机改造报告不落窠臼 科创让未来可期

4月底,备受国际科创专家、学者与相关名企机构关注的国际顶级青少年科创赛事——BIEA (2019)国际青少年科创大赛公布了入围决赛的18个国家地区45支队伍名单。来自中国的杭州上海世界外国语小学两支队伍凭借不落窠臼的无人机改造创意报告双双入围9-11岁年龄组决赛,并将在7月4日英国伦敦的决赛中与世界各国同龄选手一较高下,中国江浙青少年科创实力由此可见一斑。

本届BIEA国际青少年科创大赛主题为“无人机大战物种灭绝”,要求各国参赛队伍通过改造一架无人机来拯救濒危动物。作为一所一年级就开设编程课程、五年级开设无人机编程课程的知名国际学校,杭州上海世界外国语小学敏锐捕捉到大赛讯息,并迅速组织学生报名参赛。在经过精心选拔后,最终确定两支参赛队伍:HWFL Earth Guardians1和HWFL Earth Guardians2, 他们分别以“藏羚羊”和“雪豹”为拯救对象,提出藉由无人机改造实现入侵警告追踪及动物识别统计的创意。

据悉,在准备报告过程中,1队同学们做的藏羚羊保护方案对于报警及跟踪系统的要求非常高,这使得他们在处理数据采集及位置坐标判断方面十分棘手;而2队同学们在雪豹的精确统计上也面临着重复计数的困扰。虽然两队同学具有编程基础,但对9-11岁的小学生来说,运用并融合多学科知识去解决现实问题依然是个不小的挑战。

杭州上海世界外国语小学的同学们在讨论设计模型场地

为此,极为重视培养学生科创素养的陈民仙校长派出信息中心主任、校科创板块负责人林勇男老师带队,与具有丰富科创教育经验的徐一雯老师一同指导参赛选手。此外,学校还特聘浙大计算机学院专家和浙大iOS俱乐部实训基地(希纽教育)的焦宇迪老师参与指导。在老师与专家的循循引导下,同学们积极查找并认真研读文献资料,不断发散思维探索新的突破口,很快就找到解决难题的办法。1队的同学用实时判断图像的运动轨迹来实现精准跟踪;2队的同学自制模型敲定图像识别的训练模型。

同学们刻苦钻研的精神令参与指导的老师们倍感欣慰,更让老师们感动的是,在准备报告的30多个日夜中,两支队伍的同学们所表现出来的对科创发自内心的热爱。

为了更好地验证团队的无人机改造方案是否切实可行、有没有改进空间,在明知时间有限的情况下,两支队伍的小选手们依旧卯足了劲利用课余休息时间,带着连夜制作的模型来到杭州2050大会(面向年轻人的非营利性科创活动)征求科创爱好者的意见。当他们站在大会舞台中央,向大家介绍这个为参加BIEA国际青少年科创大赛、传递保护动物精神而设计出的无机人模型时,获的了现场科创青年的点赞与鼓励,并收到了一些改进意见。

说起报告准备过程中的点点滴滴,三位老师语言中有感动,但更多的是对同学们坚持不懈、全力以赴参赛的团队精神而自豪。

杭州上海世界外国语小学的同学们在测试无人机野外飞行时的风速影响

BIEA科创主席David Hanson对于科创教育这样评价“科学技术的发展应着眼于在更广泛的宇宙环境中的全面发展,着眼于关心人类和生命,为整个地球提供积极的推进力。STEM的教育就是培养学生对世界的科学、技术和人文主义态度。这就是BIEA国际青少年科创大赛的目的。”杭州上海世界外国语小学的同学们,让我们看到了世界未来主人公对于掌控科技的无限热情,更看到了他们心怀世界的质朴情怀。

7月4日,BIEA (2019)国际青少年科创大赛将在英国伦敦迎来国际决赛。中国杭州上海世界外国语小学的两支队伍届时也将在决赛现场一展中国少年的科创实力,而那,将会是中国科创新力军惊艳世界的光辉时刻!

学校简介
杭州上海世界外国语小学于2013年4月由杭州市拱墅区人民政府与上海均瑶集团合作创办。学校以“让学生走向世界,让世界走进学校”为办学理念,一直开展国际化与本土化的融合教育。2018年8月学校国际部被IB总部授权为IB世界学校。在国际化教育和本土化行动的实践与探索之路上,学校先后获得“杭州市首批国际示范校”、“杭州市国际理解教育特色品牌项目”等荣誉称号。


澳门三支队伍入围BIEA国际科创赛决赛 湾区青少年STEM实力不容小觑

随着国家粤港澳大湾区战略的提出,到推进“广州-深圳-香港-澳门”科技创新走廊建设,澳门始终扮演着不可或缺的角色,其科创教育水平也因此备受关注。

在英国国际教育协会(BIEA)4月底公布的BIEA(2019)国际青少年科创大赛决赛入围队伍名单中,澳门两所学校三支队伍榜上提名,其中澳门培道中学一支队伍入围15-17岁年龄组决赛;同善堂中学两支队伍分别入围11-14岁年龄组及15-17岁年龄组决赛。籍由这次大赛,从这两所澳门知名学校我们或许得以了解,澳门地区发展STEM教育的相关理念及水平。

培道中学的参赛队伍在提交的无人机改造报告中,重点探讨了城市发展对世界濒危野生鸟类——黑面琵鹭的影响及如何借助无人机来降低影响。

BIEA(2019)国际青少年科创大赛主题为“无人机大战物种灭绝”,旨在发展青少年的科技创新思维去拯救濒危动物,维护和创造我们乐见的未来。培道中学的团队希望通过这次大赛,借助无人机来记录在澳黑面琵鹭的数量,找出它们不到澳门渡冬的原因并解决。

培道中学的同学们与老师在测试无人机

学校负责此次比赛的带队老师金鑫表示,青少年接受STEM教育,培养其跨学科的学习能力是一个方向,让学生通过跨学科学习解决实际问题也是重点。因此,在生活中注重培养孩子发现问题的能力并引导他们解决问题十分重要。

澳门同善堂中学在此次比赛中派出的两支队伍,则以改造无人机提高保护濒危动物工作效率与人员安全为切入点。 11-14岁年龄组的队伍提出用其计算动物数量同时判断生命特征的新颖观点, 15-17岁年龄组的队伍则提出借助无人机深入险境减少动物保护人员作业风险的改造创意。

同善堂学校的同学在写无人机改造报告

同善堂中学负责此次比赛的带队老师谈礼文认为,STEM教育是将科学、技术、工程和数学四门学科内容组合形成有机整体,意在更好地培养学生的创新精神与实践能力。 STEM教育进入课堂,学生除了学习其相关领域知识外,更多还是一种综合素质能力的培养。

BIEA(2019)国际青少年科创大赛将于7月4日举行决赛,届时来自世界各地的科创精英们将齐聚英国伦敦,用自己改造的无人机进行飞行比试,为拯救世界濒危动物贡献自己的力量并角逐价值5000英镑的华冠奖。澳门两所学校的三支队伍会在决赛现场有怎样的精彩表现呢?让我们一起拭目以待吧!

学校简介
澳门培道中学其前身为公元1888年美国南方浸信会在广州成立的培道学校。现在的澳门培道中学为抗战胜利后在澳门成立,办学至今70余年,是首批大湾区STEM教育实验学校,在机器人、天文等项目的成绩尤为突出。

澳门同善堂学校有幼儿园、小学、初中和高中,是一所创校至今95年来都是实施十五年免费教育的学校。近12年来一直大力发展科普课程,进一步培养学生在编程技术、机械知识等科目的兴趣并提供实践机会。


站在科创的肩膀上看世界,上海华东师范大学第二附属中学入围BIEA STEM大赛决赛

随着决赛入围名单的公布,BIEA (2019)国际青少年科创大赛持续升温,各国代表团队纷纷进入紧张的决赛筹备阶段。此次初赛提交的报告,不仅代表了各个队伍对于科创的理解与认知,同时也是不同国家、不同地区青少年科创水平的一个集中展示。上海,作为中国经济发展前沿城市的代表,一直以来都非常重视科创教育。此次大赛,上海华东师范大学第二附属中学所派出的四支队伍荣幸闯入决赛,即将在7月4日的伦敦决赛中一展风采。

投身科创,少年们也有大志向

BIEA(2019)国际青少年科创大赛的主题为“无人机大战物种灭绝”。将当下热门的无人机与充满人文情怀的动物保护相结合,吸引了来自世界各地学校的积极参与。这其中,就包括上海华东师范大学第二附属中学。因为报名学生众多,学校特意进行了层层筛选,最后由初中部选拔出两支12-14岁的队伍,由国际部选拔出12-14岁一支、15-17岁一支共两支队伍参赛。这四支跨越了两个年龄段的科创团队,不仅代表了本校学生的科创水平,更是代表了上海地区青少年科创的较高水准。

初中部UAV Cavalries组学生与科技老师探讨无人机改造

虽然都是热爱科创的少年,但如何将无人机与保护动物紧密结合,对孩子们来说还是极具挑战。为了更好地支持学生参赛,学校此次派出了“豪华顾问团”——初中部派出课程教学部副主任杨冰老师和陈琼老师作为指导教师,并聘请上海交通大学航空航天学院的专家协助指导;而国际部则派出了科创牛人钱峰老师和延莉老师指导带队,国际部王巍主任为了让孩子们现场感受无人机的魅力,更是特意安排大家去参观无人机基地。在学校的大力支持和老师、专家的悉心指导下,孩子们对科创大赛充满了信心与热情。

国际部参赛学生与科技老师延莉(右二)、钱峰(右四)探讨无人机改造

动脑+动手,无人机改造乐趣多

通过小组内部和老师们共同展开讨论,并进行了详细的文献调研,孩子们很快选出了各自团队所要保护的动物,并根据动物所处环境、动物自身习性等因素,对无人机实施改造。

初中部的Typhoon组学生将中国特有动物复齿鼯鼠列为保护对象。根据复齿鼯鼠昼伏夜出的习性,同学们决定在白天利用广角摄像头对洞穴进行观察并定位,夜间再利用夜视摄像头进行观察和种群数量清点,灵活利用了各类设备的优劣,进行有效结合并完成项目目标。

初中部参赛学生正在对无人机改造进行讨论

初中部另一支队伍UAV Cavalries组则将大象作为保护对象,在考虑清点种群数量问题的同时,将对偷猎者的监视及威慑也列入了项目目标中,并考虑到了应急水面降落等等情况。在一次次头脑风暴中,学生们逐步把精彩的创意转化为现实。

而国际部的初中和高中两支队伍,则分别将雪豹和扬子鳄列为保护的对象,就其特征展开了细致的研究,并利用课余时间展开了紧锣密鼓的改造工作。整个过程,让孩子们通过自己的双手将科创与保护动物这样极具社会价值的主题相连,不仅获得了大量的知识,更是体会到了无限的乐趣。

迎接挑战,4支队伍全体入围决赛

无人机设计和改造过程极大地激发了孩子们的创造性思维,锻炼了动手能力以及文献阅读能力,因为这个过程中有太多难题需要他们去克服。例如,国际部15-17岁年龄组的学生们发现,他们所选定的动物扬子鳄,拥有与岩石非常接近的皮肤颜色,不管是无人机还是人为观察,都很不好区分。除此之外,它还属于变温动物,根本无法通过红外线照相机捕获其踪迹。

为了把这个问题解决,队员们查阅了大量文献资料,深入了解了扬子鳄的习性,发现它喜欢浮在水面,而且夜晚使用灯光照射时会出现红色眼睛的特殊特征。如此一来,统计扬子鳄数量的难题迎刃而解。

国际部参赛选手与指导老师一起进行无人机试飞

理想的设计理念离不开实际操作的检验。在将改造完成的无人机进行试飞过程中,各组队员经历了一个个惊险而又刺激的挑战。“一次在学校池塘边试飞无人机的时候,无人机的声音惊到了在池塘里抓鱼的水鸟,水鸟的翅膀打在了无人机上。就在我以为要损失掉这台无人机时,我们的队员沉着应对,坚持不懈地把无人机迫降在池塘里的石头上。”说起这段小意外,国际部科创指导老师延莉对孩子们的表现充满了自豪。

试飞现场选手正在调试无人机

此次科创大赛是对孩子们的科创理念、动手能力、实践能力的一个绝佳锻炼机会,让科创精神和钻研能力从小注入他们的思维里、行动中。与此同时,保护动物的人文情怀让孩子们以未来主人的身份参与到保护地球、保护动物的行动中,而与世界各地的科创少年们同台竞技,与世界顶尖科创专家、知名企业以及各国政要共聚一堂,又极大地提高了眼界与高度,为培养未来的科创精英与世界领袖做准备。

得知自己所在团队成功入围,即将奔赴伦敦与来自世界各国的科创少年们一较高下,所有的队员们无不欢呼自豪,同时也充满了使命感与荣誉感。为了将最好的状态呈现在赛场,大家铆足了劲,更加认真更加努力地做着最后的准备工作,这一次,全世界都为来自上海的科创力量点赞!

上海华东师范大学第二附属中学简介

华东师范大学第二附属中学创建于1958年,不仅拥有上海市唯一首批“全国十佳科技教育创新学校”称号,同时也是联合国教科文组织“亚洲教育革新为发展服务计划联系中心”(APEID)成员单位。


实力蹍压,国际科创青少年的无人机改造报告创意频现!

如果给您一百英镑用于改造一架无人机,让其能投入到动物保护领域中,您会有怎样的改造创意?BIEA(2019)国际青少年科创大赛入围决赛的18个国家地区共计45支队伍,运用他们所掌握的STEM知识及对保护濒危动物的人文情怀,发挥团队精神将天马行空的改造想法变成可被实践的创意报告,最终在上百份报告中脱颖而出给大赛评委留下深刻印象。

本届大赛主题为“无人机大战物种灭绝”,拯救濒危动物是无人机改造的初衷,这些动物可能处于高原、沙漠、海洋或平原,复杂的飞行环境是改造工作面临的重要挑战。令人惊喜的是,在入围决赛的45支队伍提交的创意报告中,三个年龄组的科创青少年们都敏锐地捕捉到问题的关键点。

外形改造作为各队伍关注的首要环节,青少年们不仅考虑到温度、风沙等自然因素对机身的要求,还考虑到隐蔽性、便携性等机身因素对执行任务的影响。9-11岁年龄组的队伍通过绘画形式绘制了他们理想的无人机样式,11-14岁、15-17岁年龄组的队伍则借助CAD软件及3D打印技术设计出他们心中的无人机。科创青少年们还通过反复的比对、验证,在固定翼无人机,多旋翼无人机、单旋翼无人机等类型中,挑选出能更好适应飞行环境的机型进行改造。大家各凭能力运用所掌握的STEM技能为梦想插上飞翔的翅膀。

在这场看似非常酷的拯救行动背后,如何借助无人机跟踪目标动物、记录它们的生存状态、帮助护林人员发现偷猎者,是对青少年们STEM技能的巨大挑战。无人机的飞行高度与噪音将决定其会否对动物造成惊吓或被偷猎者发现从而被击落。怎样改造无人机令它飞得更高、产生的噪音更小、获取的影像更多更全面更清晰是每支队伍都在考虑并致力解决的问题。

科创青少年们讨论的第一个重点是无人机机身的选材问题。首先,机身材料要选用质量轻、强度高的材料,目的是提高飞行的稳定性与承载能力,同时降低能耗。其次,机身材料要有良好的外部环境适应性,比如对大气湿度、温度、光照、风速等外部条件急剧变化时的适应能力。铝合金、镁合金、EPP材料、EPO材料、ABS塑料、碳纤维复合材料等可用于制作机身的材料纷纷被纳入科创青少年们的视野。经过反复论证与实验,碳纤维复合材料因其质量轻、强度高、稳定性高成为大多数队伍的首选材料。

好的机身材料保证了无人机在不同环境条件下的正常作业并有助提高其飞行高度,但它并不能更好地解决无人机的噪音问题。机智的科创青少年们把解决问题的焦点集中在电机身上,因为低频使用电机能有效降低噪音带来的影响。非常多的队伍在报告中论证了这一想法并给出选择相应电机的理由。英国有支队伍从无人机结构及负载能力方面考虑,借助空气动力学知识减少电机压力,在降低噪音的同时提高了无人机的机动性;中国有支队伍通过计算每台无人机可承受的发动机重量并结合KV值等数据挑选了理想的电机模型;斯里兰卡的一支队伍则发现采用无刷电机能更好地减少噪音。

在有效解决了无人机的机身选材及噪音问题后,如何实现动物追踪、发现偷猎者、完成拯救任务成为所有参赛队伍的终极挑战!科创青少年们在无人机控制、摄像机跟踪拍摄、数据处理上苦心钻研,每支队伍都提出了自己的独到创意。

北爱尔兰一支队伍深入研究相机与无人机身绞盘的连接和防水措施,以令其能更靠近水面;中国一支队伍则考虑用星光级超低照度传感器摄像头来提高无人机夜间拍摄的图像质量;墨西哥有队伍决定用红外摄像机和远程相机来识别对象并验证动作的准确性;加拿大有队伍采用热成像相机来收集动物数据。至于通过不同摄像机采集到的动物数据应该如何解读,科创青少年们更是各显其能。或运用Python编程实现无人机控制、或使用arduino模组实现无人机视觉算法、或加入AI算法提高无人机的自适应能力及识别精度……科创青少年们将他们所学到的多门学科知识进行融合、输出,最终提交了一份份具有自身团队特色的无人机创意改造报告。

STEM教育已然成为国际教育舞台上最璀璨的明星,然而STEM并不单向青少年灌输科创知识,更重要的还需要为他们提供输出知识的实践平台。毕竟创新是一个高度复杂的系统工程,唯有学以致用,为科创青少年们提供多学科知识综合运用的机会,让青少年在日新月异的科技发展中创新思维,掌控科技并培养其心怀世界的人文态度,我们的乐见未来才得以到来!


BIEA(2019)国际青少年科创大赛决赛入围队名单公布,中国十支队伍入选

经过近4个月的激烈角逐和选拔,4月23日,BIEA(2019)国际青少年科创大赛决赛入围名单尘埃落定,来自英国、中国、美国、澳大利亚、加拿大、印度等 18个国家和地区分别代表三个不同年龄组的共计45支队伍成功入围,并将于7月4日奔赴伦敦,在英国皇家空军博物馆展开最后竞赛。中国共有十支队伍入围,分别是上海4支,北京1支,浙江2支,澳门3支。 同时,比赛进入第二环节——创意制作和激情演说。

BIEA国际青少年科创大赛(简称大赛)是由英国国际教育协会(BIEA) 主办,针对18岁以下学生的国际性科创赛事,赛区触及全球各个角落。赛事旨在提高各国学生的科技创新水平,激发学生们对科学、技术、工程、数学和艺术的热情。同时,将饱含人文情怀的世界观镌刻在比赛主题中,不仅增加了青少年学生的责任感与使命感,又搭建起科技创新与现实应用之间的桥梁。

图为英国北爱尔兰科尔雷因文法学校(Coleraine Grammar School)的学生与阿尔斯特大学(Ulster University) 媒体学院副院长艾伦·胡克进行无人机学习。

 

比赛每年举办一届,每届一个科创主题,共分五个环节。从每年1月发布大赛科技门类和主题,到7月进行决赛,赛程历时共7个月。2019年,大赛主题“无人机大战物种灭绝”自1月15日发布,迅速引起了全球热切关注。短短三月,大赛波及全球30000余所学校,34个国家和地区的学校组队报名参赛。按照比赛要求,参赛队伍必须由3—5人组成,比赛从始至终都体现和要求团队的密切配合和协作。初赛的要求是,参赛团队提交其无人机拯救濒危动物的科学报告。

BIEA大赛专家评委们在审阅这些报告时,被队员们奇妙的创意、大胆的设计、慎密的逻辑、动人的描述所感动,“看孩子们的这些报告,就是一个充满爱、充满美好、充满希望、充满激励的科技之旅……”“雪豹、抹香鲸、四色啄花鸟、非洲象……这些濒临灭绝的动物也从未这样亲近过……”大赛评委们纷纷表示。

大赛专家评委对大赛科学报告环节给出的总体评价是:“报告的整体质量令人震惊,尤其是很多海外参赛队伍是以第二语言(英文)提交报告。在有些部分,如收集无人机原始数据进行二次研究并创新实验调查的水准完全超越了中学生的水平,堪比本科生。”

按照大赛规定这些报告在决赛后会对外公布展示。

根据大赛的进程,入围决赛的45支队伍将收到由BIEA提供的科创基金用于限额制作出自己创意设计的无人机,并于6月4日前提交展示此无人机飞行效果的视频;6月4日前一并提交的还有一个围绕此创意的演讲视频。在此期间BIEA的STEM大使将分别奔赴世界各地的学校去协助参赛团队完成任务。成功完成这两项任务的团队将于7月4日赴伦敦参加最后决赛,并有机会赢取5000英镑的华冠大奖。 届时,英国皇家空军博物馆的上空,满载创意的飞行器将在代表世界各地的莘莘学子的操控下上演激情与挑战、梦想与荣光的巅峰对决。

图为上海华东师范大学第二附属中学紫竹校区的选手与导师在一起探讨无人机改造方案。

 

“The overall quality of the reports was astounding, more so when we consider that many young people were submitting reports in a second language. In some cases, the standards of secondary research and innovative experimental investigations to gather primary data for drone specifications were worthy of undergraduates rather than secondary school students.”

——Dr Alex Holmes, Head of STEM, BIEA

 “报告的整体质量令人震惊,尤其是很多海外参赛队伍是以第二语言(英文)提交报告。在有些部分,如收集无人机原始数据进行二次研究并创新实验调查的水准完全超越了中学生的水平,堪比本科生。”

——大赛专家评委会

 

“Wildlife is coming under increasing threat from human actions so Born Free is thrilled to be partnering with BIEA on this competition. It’s a chance to help the next generation understand the real-world application of STEM skills. How we can effectively use technology to protect and monitor wildlife populations could be the difference between extinction and survival for some of the world’s most threatened species.”

——Laura Gosset, Head of Education, Born Free

“在野生动物保护迫在眉睫的当下,能与BIEA携手合作这次国际性赛事,对于Born Free来说意义非凡。这是一个提高孩子们科创技能并唤起大家生态保护意识的绝佳机会。任何一个创意或想法,都有可能在保护濒危物种的现实行动中发挥作用,这对于那些被保护的动物来说,将会是巨大的福音。”

 ——Born Free教育部主任Laura Gosset

 

“BIEA aims to bring together educators and young people of all ages from around the world who share a passion for Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM). We hope our chosen topic will not only illustrate to the audience the importance of technological innovation when it comes to environmental protection, but also inspire the next generation of STEM graduates to put their minds to solving these pressing world issues”.

 ——David Hanson, STEM Chairman, BIEA

“科学技术的发展应着眼于在更广泛的宇宙环境中的全面发展,着眼于关心人类和生命,为整个地球提供积极的推进力。STEM的教育就是培养学生对世界的科学,技术和人文主义态度。这就是BIEA国际青少年科创大赛的目的。”

——BIEA科创主席David Hanson

 

入围名单请查询:https://cn.bieacompetition.org.uk/announcement

更多有关BIEA(2019)国际青少年科创大赛的新闻,请访问大赛官方网站https://cn.bieacompetition.org.uk,

或关注BIEA官方微信公众号BIEAnews。

祝贺以下中国团队入围决赛:

上海华东师范大学第二附属中学紫竹校区(12-14岁初中组)

上海华东师范大学第二附属中学紫竹校区(12-14岁初中组)

上海华东师范大学第二附属中学国际部(12-14岁初中组)

上海华东师范大学第二附属中学国际部(15-17岁高中组)

北京世青国际学校(15-17岁高中组)

杭州上海世界外国语小学(9-11岁小学组)

杭州上海世界外国语小学(9-11岁小学组)

澳门培道中学(15-17岁高中组)

澳门同善堂中学(12-14岁初中组)

澳门同善堂中学(15-17岁高中组)


科技创新将为人类和野生动物的共存提供新方式

气候变暖、森林锐减、海洋污染、生物多样性减少……面对严峻的生态环境恶化问题人类可以做什么?BIEA 2019国际青少年科创大赛合作伙伴、英国著名野生动物保护慈善机构 Born Free Foundation提出了自己的观点——借助科技推进动物保护工作,让人类与动物和平共处成为未来常态。

该观点在1月份BIEA首届STEM高峰论坛上由Born Free Foundation CEO Howard Jones 和环境保护负责人Dr. Liz Greengrass 在《环境保护面临的挑战和科技如何在保护野生动物中发挥作用》的联合演讲被提出,现场即受到一众野生动物保护专家、学者及科技公司等嘉宾的一致认同。

在这场激动人心的STEM与动物保护演讲中,Born Free为人类与野生动物共存提供了崭新的科技创新解决方案。当人们将航空平台、通信安全、智能跟踪等技术应用于人类日常生活时,Born Free考虑的则是将它们纳入动物保护的战略重点并将其运用于保护工作的支援方案。因此我们得以看到旋翼飞机被派往非洲参与野生动物生存追踪的纪录工作中;通信安全被写入野生动物保护系统程序中;智能跟踪技术被运用到反捕猎的护林人员支援工作中……除此之外,在对野生动物保护工作人员进行必要的工具使用及相关技能培训方面,Born Free也应用了不少先进的科学技术。

从Born Free环境保护负责人Dr. Liz Greengrass的解说中我们看到野生动物的大部分工作已离开不科技的支持,青少年的科技创新能力将对创造人类乐见的未来世界起到至关重要的促进作用,这也与BIEA 2019年国际青少年科创大赛的宗旨不谋而合。本届大赛以“无人机大战物种灭绝”为主题,要求来自世界各地的9-18岁青少年通过改造一架无人机以帮助保护地球濒危物种。

目前,这场在国际上备受STEM领域工作者、动物保护领域专家及学者、科技公司、国际学校、青少年学生及家长广泛关注的科技创新大赛报名时间即将进入倒计时阶段。想要加入野生动物保护行动并对科技创新怀惴梦想与想法的青少年朋友们,请抓紧时间联系您的学校老师提交报名申请;想在学校的STEM课程中提升学生实践能力并培养其心怀世界的人文态度的中小学校管理者们,请不要错过为您的学生提供一次历练的机会,即刻登陆BIEA 2019国际青少年科创大赛官网提交您的申请。

在推进人类与野生动物共存的漫漫道路上,BIEA期待青少年朋友们用创新的科技思维为这项有意义的工作注入更多创意与热情。

 

BIEA 2019国际青少年科创大赛官网:https://bieacompetition.org.uk

BIEA 2019国际青少年科创大赛中文网站:https://cn.bieacompetition.org.uk/

 

Born Free Foundation简介

Born Free Foundation(生而自由基金会)是一个创立至今已有35年的国际领先的野生动物保护慈善机构。一直以来致力倡导富有同情心的保护以提高野生濒危物种的生存,同时希望这项工作能对野生动物产生积极影响,在永久保护野生动物生态系统的同时也保护它们的内在价值,以令其能在自然界中发挥重要作用。