清澜山学校｜磁力象棋、智能井盖，这群小学生的发明惊艳了全国！

编者按

清澜山学校创办于2017年8月，由华为全额投资建设，由清华附中负责教育教学和管理运营，是一所民办双语国际化学校，涵盖幼儿园至高中全学龄段教育。清澜山学校致力于成为中西融合教育的典范，以“身心健康、正直担当、追求卓越、探索创新、坚韧不拔、兼容并包”为核心素养，以“尝试，一切可能”为校训，培养根植于中国文化、学术积淀深厚、具有创新精神和突出特长的国际化杰出人才。

清澜山学校两支科创作品从数千支参赛队伍脱颖而出，荣获国家级、省级大奖。

在高速变化的AI时代下，创新能力是学校育人的重要目标。清澜山学校立足培养学生的创新精神和创新能力，致力于培育创新型人才。回望过去一年，清澜学子深耕学术之余，在“校风正、学风浓、爱阅读、重体育、重创新”的特色校园文化晕染下屡创佳绩。近日，清澜山一群小学生的发明吸引了众人的目光，展现了清澜学子无穷的创造力和解决问题的能力。

从小培养的科学素养和创新精神，正逐渐成为孩子们打开未来世界大门的钥匙。在“2023-2024学年全球发明大会中国区大赛”中，清澜山学校两支学生团队凭借着“丢不掉的中国象棋”和“新型立体围栏预警型井盖”两个项目，共斩获了全国一、二等奖和省级一、二等奖的佳绩。这两项发明创造，不仅展现了清澜山学子们敏锐的洞察力、强大的动手能力和勇于探索的科学精神，更彰显了学校在科技创新教育方面取得的丰硕成果。

全球发明大会中国区竞赛活动（英文名称：Invention Convention China，简称：ICC）自2022年入选教育部面向中小学生的全国性竞赛活动名单以来，已逐渐成为国内青少年科创发明领域交流展示的重要平台，并成为连接中外青少年科创梦想和交流展示的重要桥梁，是青少年科技创新领域的重要赛事之一。

升旗仪式上，学校表彰所有获奖团队学生

01

传承千年国粹，用科技赋能传统

“棋”遇——“丢不掉的中国象棋”

中国象棋，作为中华民族的文化瑰宝，承载着千年的智慧和历史。然而，传统的象棋棋盘和棋子很容易丢失，特别是有小朋友的家庭，可能一不小心棋子就不知道被扔到什么角落了，这给人们带来了不少困扰。唐墉辰Anson Tang小朋友在和爸爸妈妈下象棋的时候，经常会遇到这样的问题，“怎样才能让棋子不容易丢失呢？”

针对这个生活中的问题，他决定和几位小伙伴一起，设计一款“丢不掉的中国象棋”。最终，4位小学1年级的学生，在老师们的带领下，耗时5个月，终于设计成功了！

「深藏Blue少年队」成员分工：

唐墉辰Anson Tang

负责电路设计

何行涛Xingtao He

负责零件的选择和测试

舒宇梁Perry Shu

负责3DOne建模设计，

设计棋盘和棋子

郭羽赫Max Guo

负责展板、海报

等资料的设计

在老师的带领下，「深藏Blue少年队」的四个孩子开始“头脑风暴”，首先他们想到的是“如何把棋子藏起来？”，他们找来了一个盒子，把棋子放在了里面。可是棋子被藏在了盒子里，要怎么下棋呢？

他们又想到了小时候常玩的磁力片，于是有孩子提议“是不是可以设计一个有磁力的棋子？”老师教给他们“同性相斥，异性相吸”的磁力原理，他们很快就又想到了，“那我们可以再设计一个有磁性的手柄，然后用磁力手柄来移动磁力棋子。”大家纷纷都觉得这是个不错的主意！

说干就干，四名小将都是行动派，马上做了起来。可是如何让棋子变得有磁性呢？在棋子上面粘上磁铁吗？这样棋子感觉不太美观。四个男孩此刻犯了难。

这时候，老师站了出来，拿出了一台神秘的机器：3D打印机，告诉他们可以通过3D打印机设计棋子，并把磁铁镶嵌进去。听说要学习3D打印，孩子们开心极了！在老师的指导下，每个孩子都亲手设计并制作了自己的磁铁棋子。

为了便于长久使用，他们还对棋盘和棋子的材质进行了改良，将棋子藏入透明亚克力棋盘的内部，使其更加耐用、美观。

另外，为了能够让下棋变得更方便，四个男孩还给他们的棋盘添加各种buff：给棋盘的正极装有太阳能灯，天黑或者阴天的时候，可以打开开关，棋盘就会亮灯。为了方便下棋的人，他们还给棋盘增设储能功能，可以采用USB输入口或者采用太阳能板蓄电，给手机、iPad等电子产品充电。

队长唐墉辰Anson Tang同学事后说道：“这个创作过程真的非常有意思，我没有想到我的一个想法真的能够在各个科技的支持下变成现实，而且我们每个人都贡献了自己的想法，现在这个棋盘非常酷，我很骄傲！最令人兴奋的是我们通过3D打印设计了自己的棋子，在设计棋盘的时候，我们还学习了很多电路的知识，比如串联、并联，怎么焊接电路板等元器件。”

在这个过程中四个男孩分工合作，每个人负责自己擅长并感兴趣的板块，队长唐墉辰Anson负责电路设计，舒宇梁Perry负责通过3DOne建模设计棋盘和棋子，何行涛Frank负责零件的选择和测试，郭羽赫Max则负责展板、海报等资料的设计。

凭借着精妙的设计和精湛的工艺，「深藏Blue少年队」设计的项目“丢不掉的中国象棋”在省级全球发明大赛中脱颖而出，取得了省赛二等奖的好成绩！成功拿到了进入国赛的入场券，ICC全球发明大会中国赛区比赛的前一晚，全体队员们还在紧张又激动的进行赛前预演，最终荣获了全国赛一等奖的殊荣！

「深藏Blue少年队」的四个男孩的发现问题、解决问题的能力让人震撼。队长唐墉辰Anson妈妈事后分享道，这是她儿子在清澜山读书学习的第二年，两年来她非常欣慰地看见学校在对孩子创造力和想象力的保护，无论他的孩子有多少天马行空的想法，学校老师们给予了最大限度的鼓励和支持。

李文平校长曾不止一次说道“孩子的创造力是天生的，老师需要保护孩子的创造力，善于点燃激发孩子。”所以清澜山的老师们从不害怕孩子们天马行空的想法，他们鼓励孩子提出疑问，并带着孩子们一起尝试解决问题。

清澜山科创中心的设立也是为了鼓励更多有创造力、想象力的孩子把自己的想法变为现实。

“棋”遇——“丢不掉的中国象棋”发明全过程

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02

警井相连，用创意守护安全

“新型立体围栏预警型井盖”

2000多年前，因为一盆溢出的洗澡水，阿基米德发现了浮力的存在；200多年前，因为一个乱入煞风景的苹果，砸出了牛顿的万有引力；上个学年，因为一个守护安全的美好想法，清澜山小学1年级的4位学生设计了一款配备智能预警系统，能够在井盖发生异常时及时发出警报，有效避免意外事故发生的安全井盖。

故事是这样发生的：

现在走路玩手机的人越来越多了，遇到没有围栏的破井盖，行人如果不注意很容易掉进去，造成很严重的后果。“有一次，我妈妈差点掉进了井盖里！”冀瑞宁Mandy Ji同学对生活中的这个问题印象深刻，后来每次出门她都会提醒妈妈走路注意安全，同时，她的心中也埋下了一颗科技创新的种子。

能不能发明一个产品来解决这个问题呢？在老师的带领下，李思睿Eric Li、冀瑞宁Mandy Ji、吴欣妙Mina Wu、吴欣曼Mandy Wu四位同学组成了「盖“市”英雄」团队，他们决心要设计一款更加安全的井盖，解决这一安全隐患。

「盖“市”英雄」团队成员分工：

李思睿Eric Li

负责电路设计

冀瑞宁Mandy Ji

负责产品设计

吴欣妙Mina Wu

负责材料选择

吴欣曼Mandy Wu

负责海报设计

确定好设计主题后，他们开始走街串巷，仔细观察各种各样的井盖，记录下它们存在的问题；他们还走进建筑工地，虚心向施工人员请教学习。

“如何才能让行人避免掉入被打开的井盖里呢？”

“施工人员容易忘记加防护围栏，那我们能不能把防护围栏放到井盖里面呢？这样就怎么都不会忘记了。”

“施工叔叔说事故通常发生在晚上，因为行人看不清楚，我想在井盖里装一个警示灯，这样光线不好的时候行人也能看见。”

孩子们集思广益，一个个有趣的想法冒了出来，他们开始将自己的想法列出来，画成草图。

老师带着他们反复修订草图方案，查阅资料，学习电路知识和3DOne软件，不断完善设计方案。

受牙签盒的反弹器这样反弹结构的启发，他们将围栏设计在井盖内部，只要一打开井盖，防护栏就会弹起来。还在防护栏上面增加了红色警示灯，这样光线不好的时候行人也能看见防护栏。警示灯采用太阳能可充电池，充分体现环保理念。他们还在防护栏上安装了阻拦网，这样如果有人踩空，也不会掉到井盖里面。

他们独立完成任务，进行模型搭建，经过一次次的尝试和改进，他们的“新型立体围栏预警型井盖”终于问世了！

为了进行产品测试，他们将这个作品拿到了小区和施工处进行现场演示，引来了不少人的围观，大家纷纷给出了自己的反馈。

这款井盖不仅外观醒目，还配备了智能预警系统，能够在井盖发生异常时及时发出警报，有效避免意外事故的发生。是不是很难想象，这是小学1年级的学生们所设计的项目，这已经远远超越了他们所学知识的范畴。除了老师们给予的专业指导外，大部分时间他们还要自己去学习相关专业知识、查阅资料、收集信息、实地考察、动手实践……

清澜山的学生从不盲目刷题，而是注重培养底层能力：解决复杂问题的能力、批判性思维和创新力。随着AI时代的到来，创新能力变得尤为重要。李文平校长表示，要想未来不被AI替代，创新精神，对好奇心、求知欲的保护都是老师需要重视的事。

「盖“市”英雄」团队带着他们的作品，一路过关斩将，取得了“2023-2024学年全球发明大会中国区广东赛区深圳分赛场”一等奖，成功进入国赛。

清澜山学校科创中心负责人孙成伟老师带领他们前往郑州参加国赛，他们展现出清澜学子始终坚持的“身心健康、正直担当、追求卓越、探索创新、坚韧不拔、兼容并包”的六大核心素养中的“追求卓越、探索创新”，在赛前他们依然进行着宣讲演练，国赛现场上他们自信从容，还接受了媒体采访。最终，他们从近2000个项目中脱颖而出，在ICC全球发明大会的舞台上荣获了全国二等奖的优异成绩！

“新型立体围栏预警型井盖”发明全过程

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03

科创精神，照亮成长之路

清澜山让孩子成为最好的唯一

「“棋”遇」和「“警”盖」项目的成功并非偶然，这背后离不开清澜山学校对科技创新教育的高度重视和大力支持。

在李文平校长的带领下，清澜山学校在科创教育方面落地了诸多项目，为能力突出的清澜山高中生打造的专属赋能项目“清翔计划”，提供顶尖导师科研项目、科研新星孵化课程、高研实验室项目、世界名校独家合作项目等。初中部也推出了“澜途计划”，鼓励更多初中生启发好奇心，保持探索欲，在深耕学术的校园氛围中，更好地发现自己的学术兴趣点，在竞争中奋发进取，实现自我价值。李文平校长请了20多位清华大学的教授，和学生一起开展各种科研项目。今年李文平校长又隆重宣布了针对小学四五年级学有余力的学生的“山峰计划”。“山峰”计划与“清翔”、“澜途”一脉相承，提供语文、数学、英语、编程方面的深度学习。

清澜山倡导启发式教学，鼓励学生在探究中发现问题、解决问题，培养批判性思维和创造性解决问题的能力。学校的“科创中心”为学生提供了丰富的实验设备与技术支持，让他们能够在实践中验证理论、锻炼技能。

对学生而言，小学是科创非常重要的萌芽阶段，学校和家庭要侧重于培养他们的兴趣和好奇心，特别是要保护好他们“异想天开”的能力。初中是一个承上启下的阶段，我们应注重培养学生的思维能力和操作技能，引导和鼓励他们进行实验和探究，激发他们对科创的热爱和学习动力。高中生可以投入更多的精力于科技创新中，用自己的智慧和努力，为社会带来惊喜和价值！

此次两支学生团队在全国和省级比赛中取得的优异成绩，是学校科技创新教育成果的一次集中展示，也是对清澜科创中心所有师生努力付出的最好回报。

未来，清澜山学校将继续深化科技创新教育，为学生们提供更加优质的学习资源和更加广阔的发展平台，鼓励更多的学生参与到科技创新的浪潮中，用科技的力量创造更加美好的未来！

04

后记

参加ICC全球发明大会，不仅要有好奇心和创新力，还需要计算机建模、设计、海报制作等一系列知识技能以及组织能力、自学能力、独立思考能力、信息检索能力与实践能力。在这个跨学科的项目中，与其说是参加一场比赛，不如说是学生们“尝试，一切可能”的探索之旅。

用自己所学知识去解决人类生活中实际遇到的小问题，是越来越多清澜学子的担当。这源于他们对科学的热爱；源于他们的社会责任感；也源于他们从未停止对未知探索的脚步。他们是一群“眼里有光，心中有梦，脚下有路”的清澜人，每个人都是最好的唯一。

*转自：清澜山学校官方公众号

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