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教学案例|这样的智能斑马线,不用礼让

专业的 STEM未来计划 2021-12-23

《智能斑马线》现场展示


前 言


本文来自嘉兴市秀洲现代实验学校的STEM项目《智能斑马线》,由洪洁老师指导。从生活中行人过斑马线存在的问题出发,融合STEM理念,让学生设计解决方案,解决实际问题。


该项目很有借鉴意义,在嘉兴市第九届中学生综合实践学习成果展评活动荣获一等奖,小未老师整理成文,希望大家能从中获得启发。


STEM课程《智能斑马线》


日常出行,经常会看到,有些车子在红绿灯交替之际,不顾斑马线的行人而抢行;未设红绿灯的路口,通行时更是走走停停,如履危险地带。


针对这一真实生活的情景,嘉兴市秀洲现代实验学校蔡昕彤、陆续、沈彤舟、许梓诚、金秋忆、林鹰骞六位同学萌生设计更安全、更智能的斑马线的想法。


因此,STEM项目《智能斑马线》诞生了。


准备阶段


小组首先调研了目前嘉兴市区斑马线上采取的措施,发现中山路主干道采用监控,秀洲现代实验学校门口按键控制,江南摩尔购中心采用人工监管等情况。


同时,通过问卷,收集了老年人、青年等不同人群的不行速度。


阐述制作


准备工作完成后,小组设计制作了路口斑马线的模拟场地。

路口斑马线的模拟场地


根据收集的资料,制定初步方案——模仿学校门口的按键控制变换红绿灯。采用LED来模拟红绿灯,正常情况下,车道红绿灯只亮绿灯,车辆通行。当有行人需要过马路时,按下人行道边的触碰传感器,收到信号后,车道变成亮红灯,禁止车辆通行。


观察发现,该方案存在行人按灯的习惯培养、信号灯突变带来的安全问题等缺陷。


经过讨论,小组进一步优化了方案,在斑马线的两侧安装红外传感器,判断需要过马路的行人。车道信号灯接收感应信号后,先变黄灯几秒,再变成红灯,保障车辆缓行减速的时间。

小组成员讨论方案


但是,红外传感器容易受到外界各种热源、阳光源的干扰,而产生误判情况。小组通过讨论和调研,再一次改进方案,采用抗干扰超声传感和压力传感。


调试过程中,小组还根据信息号灯变换时间,行人过斑马线时间的有效控制,以及信号灯变灯过程中的需求,增加了黄灯和计时器。


此外,考虑路面人为损坏的状况,将压力传感器埋于斑马线下,形成“看不见”的安全斑马线。


展示评价


本次项目成果,学生在嘉兴市第九届中学生综合实践学习成果展评活动上进行了公开展示,介绍了STEM项目背景、实施过程,展示了路口斑马线的模拟装置。同学们精彩的讲解,得到现场评委老师的高度评价。


拓展提升


在该项目实践中,小组同学模拟了斑马线上一端的通过的情况。他们决定将项目完善成真实的双向通行,并且考虑“怎样让车辆能在斑马线前,通过减速区域时,能自动得到提醒。”


整个活动过程,学生主导并充分参与了项目,而老师发挥了引导作用。


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来源|STEM未来计划整理

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