命題解讀丨第八屆全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽——科普實(shí)驗(yàn)單元-未來(lái)太空車
命題背景
全國(guó)青年科普創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暨作品大賽希望引導(dǎo)青年學(xué)生利用科技的手段、創(chuàng)新的思想，解決未來(lái)的問(wèn)題。
我國(guó)“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器已經(jīng)成功登陸月球，在月球背面釋放了“玉兔二號(hào)”月球車。目前的月球車只能在月球表面比較平坦的區(qū)域行走，因此對(duì)著陸區(qū)域要求很高，同時(shí)行走的速度很緩慢、行走的范圍十分有限。2030年前后中國(guó)按計(jì)劃將實(shí)現(xiàn)航天員登月，屆時(shí)航天員將駕駛未來(lái)太空車在月球上行駛。未來(lái)太空車會(huì)是什么形狀?有什么特別的功能?歡迎參與我們的挑戰(zhàn)任務(wù)!
命題任務(wù)
本單元要求參賽學(xué)生以“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，探知未來(lái)”為原則，考慮未來(lái)太空車可能面臨的問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)，提出具體的解決方案并制作演示模型。
鼓勵(lì)參賽者將STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué))與創(chuàng)客融合，綜合考慮，不但要有創(chuàng)意，還要?jiǎng)邮衷O(shè)計(jì)、制作出越障能力較強(qiáng)的未來(lái)太空車模型，能夠爬越不同高度、不同類型的障礙物。
考查目標(biāo)
提升科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維及創(chuàng)造力，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，挖掘?qū)W生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的潛能，并引導(dǎo)學(xué)生能清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)。
1考查參賽隊(duì)伍面對(duì)實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;
2考查參賽隊(duì)伍創(chuàng)新思維、創(chuàng)造力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通協(xié)調(diào)、展示和表達(dá)等能力;
3考查參賽隊(duì)伍多學(xué)科知識(shí)交叉學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力;
4考查參賽隊(duì)伍的動(dòng)手實(shí)踐能力。
通過(guò)本次活動(dòng)，希望學(xué)生能從多學(xué)科和跨學(xué)科的角度面對(duì)實(shí)際問(wèn)題，能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并充滿創(chuàng)意地解決問(wèn)題。面向未來(lái)，點(diǎn)燃太空探索的熱情、引發(fā)科學(xué)研究的興趣、培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐的習(xí)慣。
比賽規(guī)則
本賽題面向中學(xué)組開(kāi)展，每支參賽隊(duì)伍由最多2名參賽選手和1名學(xué)校指導(dǎo)老師組成。共分初賽、復(fù)賽、決賽三個(gè)階段，各階段規(guī)則如下：
(一)初賽
1.比賽任務(wù)
自行設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試，完成未來(lái)太空車模型(以下稱裝置或作品)。
(1)賽道要求
1)賽道的材料統(tǒng)一用木板制作，在賽道上用雙面貼粘上70g/m2的A3打印復(fù)印紙(或者70g/m2的A4打印復(fù)印紙)平鋪，并在紙上畫好出發(fā)線和終點(diǎn)線。
2)賽道尺寸如圖1所示。賽道寬度30cm，出發(fā)線至越障線距離30cm，越障線至終點(diǎn)線距離30cm，各部分尺寸誤差范圍在2cm之內(nèi)有效(即各部分尺寸在28-32cm范圍有效)。
3)障礙物由木板疊加，表面雙面貼粘上A3(或者A4)紙，面向裝置坡面是90度的垂直面。障礙物表面尺寸40cm*30cm，四角固定。障礙物與賽道應(yīng)該相對(duì)靜止，不能出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的移動(dòng)。障礙物初始高度從0.5cm開(kāi)始，每次可增加0.5cm高度的倍數(shù)，由木板組成，表面鋪紙，終點(diǎn)線畫在最上方。
(2)裝置要求
1)裝置的長(zhǎng)、寬、高尺寸不超過(guò)20cm*20cm*25cm(初始尺寸和完賽狀態(tài));重量不超過(guò)300g;
2)裝置動(dòng)力系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和電池采用指定型號(hào)(電動(dòng)機(jī)：N20減速電動(dòng)機(jī)，3V，100轉(zhuǎn)/分鐘，數(shù)量1個(gè);電池：CR2032，數(shù)量不超過(guò)2個(gè)，不指定廠家，見(jiàn)圖2)。電子元件(只能是開(kāi)關(guān)、電池底座)及涉及運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件(如不可拆解的齒輪、齒條、軸等)可以自行采購(gòu)。除電動(dòng)機(jī)電池外不得安裝其他使用電能的裝置，小車的所有動(dòng)力均通過(guò)電動(dòng)機(jī)輸出。
3)除了上述采購(gòu)的零部件，裝置的主體及相關(guān)部件應(yīng)由參賽者自行設(shè)計(jì)、制作。
(3)比賽規(guī)則
選手自行選擇裝置能夠爬越的障礙物(見(jiàn)賽道示意圖，自行測(cè)量障礙物高度x，以cm為單位，保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。裝置從出發(fā)區(qū)域靜止出發(fā)(不超過(guò)起點(diǎn)線)，在2分鐘時(shí)間內(nèi)如果裝置整體爬上了障礙物且任意一個(gè)有效著地點(diǎn)過(guò)終點(diǎn)線，則成績(jī)有效;并拍攝裝置完賽照片，標(biāo)注高度成績(jī)。拍攝完整成功爬越障礙物的視頻以備查驗(yàn)。
比賽開(kāi)始前，裝置的全部著地點(diǎn)應(yīng)放在初始線外側(cè)且不壓線，此時(shí)裝置的全部著地點(diǎn)視為“有效著地點(diǎn)”。行駛過(guò)程中只要任意一個(gè)“有效著地點(diǎn)”在比賽區(qū)域內(nèi)，即視為未駛出比賽區(qū)。若該“有效著地點(diǎn)”在區(qū)域線上也視為未駛出比賽區(qū)。
在比賽規(guī)定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)以下情況：過(guò)線之前用手接觸裝置、裝置在行駛過(guò)程中駛離比賽區(qū)、有零部件掉落、從障礙物上掉落且無(wú)法繼續(xù)行駛、沒(méi)有爬上障礙物、爬上障礙物但沒(méi)有撞線，成績(jī)均無(wú)效。
(4)補(bǔ)充說(shuō)明：
1)裝置不能由人工控制或遙控。
2)裝置的動(dòng)力是電池，不能利用其他動(dòng)力(如橡皮筋、彈簧、風(fēng)力等)。
3)裝置應(yīng)該是整體一起運(yùn)動(dòng)，不能出現(xiàn)發(fā)射或彈射某部件撞線的現(xiàn)象。
4)現(xiàn)場(chǎng)如果出現(xiàn)爭(zhēng)議，由仲裁委員會(huì)裁定。
2.評(píng)分規(guī)則
作品成績(jī)即為越過(guò)障礙物的高度，以cm為單位。
根據(jù)得分從高到低評(píng)選出入圍隊(duì)伍。
如果成績(jī)相同，重量輕者勝出。
3.提交材料
(1)作品照片
裝置完賽照片、需顯示成績(jī);
JPG格式，大小100M以內(nèi)。
(2)比賽成績(jī)
(3)參賽承諾和聲明
PDF格式，大小10M以內(nèi);
參賽隊(duì)伍填寫原創(chuàng)承諾、版權(quán)聲明和肖像授權(quán)聲明等，打印簽字后掃描上傳，模板見(jiàn)附件。
(二)復(fù)賽
復(fù)賽規(guī)則由各賽區(qū)制定，需保障本賽區(qū)評(píng)審規(guī)則公開(kāi)、公平、公正。
大致規(guī)則可根據(jù)以下建議開(kāi)展：
1.比賽任務(wù)
賽道、裝置要求、比賽規(guī)則等與初賽相同。
裝置的電動(dòng)機(jī)、電池以及賽道，由組織方統(tǒng)一提供。建議進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作及比賽;現(xiàn)場(chǎng)制作及測(cè)試，時(shí)長(zhǎng)共2小時(shí)。
2.比賽流程
比賽有3輪機(jī)會(huì)。每一輪賽前填報(bào)障礙物高度;測(cè)量裝置尺寸、重量，如超標(biāo)準(zhǔn)要求，則本輪比賽成績(jī)記零。
每團(tuán)隊(duì)3輪機(jī)會(huì)可選擇不同障礙物的高度，且需從低到高選擇挑戰(zhàn)，每次挑戰(zhàn)高度不得低于本團(tuán)隊(duì)上一輪挑戰(zhàn)高度。最終取成功翻越障礙物的最大高度為最終比賽成績(jī)。選手和裁判均在記錄上簽字。
現(xiàn)場(chǎng)對(duì)裝置運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全程錄像，以備查驗(yàn)。
(三)決賽
賽道要求、比賽規(guī)則與復(fù)賽基本相同。
決賽擬提交：
1.作品圖文闡述，內(nèi)容包括作品的設(shè)計(jì)思路、原理、方案及思考解決問(wèn)題的過(guò)程;
2.采購(gòu)零部件清單，以及自行設(shè)計(jì)加工的零部件清單;
3.作品三個(gè)角度的清晰照片。
決賽制作使用的電動(dòng)機(jī)、電池和部分零件由組委會(huì)提供。具體內(nèi)容和要求在決賽前公布(包括零部件的數(shù)量和參數(shù))，詳見(jiàn)大賽官網(wǎng)。
其他要求
1比賽過(guò)程中，僅該參賽隊(duì)伍的學(xué)生成員入場(chǎng)參賽，其他人員(包括賽區(qū)領(lǐng)隊(duì)、參賽隊(duì)伍指導(dǎo)教師等)不得進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)。
2參賽期間，參賽隊(duì)伍自行保管參賽作品。
3如對(duì)比賽有異議，可向大賽監(jiān)審委員會(huì)反映。比賽現(xiàn)場(chǎng)服從大賽監(jiān)審委員會(huì)的決定和指令。
4入圍作品隊(duì)伍有義務(wù)參加大賽舉辦的相關(guān)展示和交流活動(dòng)。
5參賽隊(duì)伍需承諾作品為團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)研究成果，大賽主辦方享有其提交作品的無(wú)償?shù)挠谰玫墓嫘孕麄�、展出、出版及其他使用�?quán)。
比賽規(guī)則
