来2017年全国青年科普创新实验暨作品大赛哈尔滨赛区复赛

1、“SOLVE FOR TOMORROW探知未来2017年全国青年科普创新实验暨作品大赛”哈尔滨赛区复赛评审标准2017年11月哈尔滨复赛基本信息一、创意作品单元-未来教育命题赛事主题：科技文化创意产品、科技馆展品设计（一）命题背景SOLVE FOR TOMORROW探知未来系列活动旨在引导青少年学生利用科技的手段、创新的思想，解决未来的问题。在人类经济发展过程中，节约能源资源、保护生态环境、保障安全健康已经成为了不可避免的问题，而从身边的现象中发现问题，用科学知识及创新意识解决问题并为未来发展贡献力量，是当代青年义不容辞的责任。（二）命题任务本单元是一个面向大学生的全国范围的比赛，学生们需要以

2、团队方式参加。比赛以科技文创产品和科技馆展品设计为切入点，广泛征集创意作品，结合东北三省特色和需求自主选择设计主题。鼓励参赛者将“创客”精神作为核心理念，不但有创意，还要动手设计、制作出作品实物或一个可以展示该方案主要特点的装置或模型。希望参赛者更加关注社会问题和科普的实际应用，作品符合基本科学原理，有一定的科学价值，亦可有引领未来发展趋势的概念，能通过体现一定的科学内涵区别于纯艺术作品，提升作品本身对于社会的意义，加强大赛成果的孵化转化，让大赛成果能够更好的落地应用。（三）教育目标提升科学素养，培养学生创新思维及创造力，提升团队协作和动手制作能力，挖掘学生发现问题及解决问题的潜能，训练陈述技

3、巧，提升文字及口述表达能力。（四）命题方向解读科技文化创意产品：长久以来科技馆通过参与、体验、互动性的展品及辅助性展示手段来面向公众进行科普教育，但是这些展品所展示的科学内容是有限的，展示方式也是固定的。而科技类的文创产品可以提供有趣、新奇的方式来让我们去思考和了解科学。反过来部分科技文创产品所表达科学的思路和技巧也可以转化为大型展品制作的灵感来源，从而发挥更大的作用。科技馆展品设计：科技馆的展品是科技馆实施展览教育的主要载体。区别于博物馆的藏品，科技馆展品应该具备科学性、趣味性、互动性和可靠性。科技馆展品能够充分调动观众的参与性，其展示效果得到了公众的认可和社会的好评。与此同时，如何能够开发

4、出更多新颖有趣的展品来展示科学原理和科学方法，是非常值得去探索的。（五）比赛规则1复赛任务复赛在初赛基础上，增设现场演示+作品展示+提问环节，选拔决赛队伍。考察参赛选手设计制作作品能力、语言逻辑能力以及现场口述表达能力（演示形式不限）。2复赛提交物要求复赛现场提交以下内容：（1）图文阐述（内容要求同初赛标准一致）。（2）参赛作品实物或模型（没有可不提交）。（3）其他文件（要求同初赛标准一致）。3限制条件（1）比赛现场提供led屏（或投影设备）、电源、水，其它需要的比赛用品需由参赛选手自行解决。（2）比赛所用视频、PPT、作品等提交时间为复赛彩排结束当天（11月25日18点），组委会对已提交文件

5、和作品不给予修改机会，对逾期提交文件和作品的组委会按照弃赛处理。（3）陈述形式说明：1）鼓励参赛队伍围绕参赛作品主题及内容选择恰当的演示形式。2）作品陈述不设人数限制，凡报名参赛队选手均可参加。（不允许指导老师参与）3）陈述过程可辅以视频、PPT等配合说明。（4）作品演示说明：要求参赛作品实物（或模型）能够体现其设计原理及主要功能。（5）每组选手设置10分钟作品介绍时间，专家提问回答时间为5分钟，共计15分钟。4彩排说明比赛前1天按照到场先后顺序彩排，每组彩排时间为20分钟。彩排结束后须对原创承诺书签字并抽取比赛顺序签，选手签字确认。彩排须携带比赛用作品、PPT、视频等，拷贝到组委会提供的电脑

6、中，彩排结束后不予修改。（特别说明：选手彩排必须按时签到，否则自动视为弃权比赛。）5复赛说明（1）各参赛队伍按照抽签确认的顺序依次进行比赛。（2）参赛队伍依次展示作品并进行陈述（10分钟）。（3）参赛队伍接受评审团专家提问回答（5分钟）。6评判标准参赛队伍陈述完毕后，现场接受评审团打分，按综合分分值，确定排名。出现总分值相同作品，则现场投票决定。评审规则：评审项目评判要点分值创新性整体构思新颖，创作手法和表现形式有独创性25可行性及应用前景作品可在教育领域、科技馆行业应用，有明确的应用领域，密切结合实际生产和生活35科学性作品设计注重将身边问题与科学相结合，符合科学依据20美观性造型的美观性1

7、0作品完整度作品能够演示设计方案中的科学原理及主要功能10注：超时由主持人示意打断，终止比赛7评审团组成现场评审团由5名专家组成。二、创意作品单元-未来出行命题赛事主题：桥梁创意设计（一）命题背景SOLVE FOR TOMORROW探知未来系列活动旨在引导青少年学生利用科技的手段、创新的思想，解决未来的问题。在人类经济发展过程中，节约能源资源、保护生态环境、保障安全健康已经成为了不可避免的问题，而从身边的现象中发现问题，用科学知识及创新意识解决问题并为未来发展贡献力量，是当代青年义不容辞的责任。（二）命题任务本单元是一个面向中学生和大学生的比赛，学生们需要以团队方式参加，分为中学组和大学组。比

8、赛会提供三个计划实地建设桥梁的地区信息和需求（桥梁信息详见附表）。团队可从提供的桥梁信息中任意选择，以选定地区的桥梁实际建设设计为切入点，按照所选地区的地质、水文、气候、气象等环境条件和当地群众对桥梁的实际需求，结合当地特色和自己的创意，从桥型、结构、材料和构件等方面进行创意设计。提倡参赛者将“解决实际问题”作为核心理念，科学知识与设计创意并重，同时也能满足当地居民对桥梁的实际诉求，要动手设计、制作出能展示设计理念的桥梁模型，或能展示出整体和各部分结构和效果的展示图和设计方案，便于他人理解设计意图。建议参赛者在桥梁设计时能符合科学原理，考虑实地情况，有较强的实用性和可行性，着重考虑桥梁所在地区

9、的客观因素，亦可考虑桥梁所在地区的人文因素和特色，更加贴近实际的进行桥梁设计。希望参赛者更加关注社会问题和自身能提供的力量，提高社会责任感。比赛中的优秀作品将会请知名桥梁专家对图纸、资质进行把关，在实地建桥中融入优秀创意，让大赛成果能够落地应用。 （三）教育目标提升科学素养，培养学生发现问题，并用科学知识和创新思维解决实际问题的能力，提升团队协作和动手实践能力，提升文字和表达能力，提高社会责任感。（四）命题方向解读长久以来科技馆通过参与、体验、互动性的展品及辅助性展示手段来面向公众进行科普教育，而很少尝试引导公众利用教育内容或教育成果解决社会问题。本次赛题就以桥梁实际建设为基础，关注受地形或气

10、候等因素影响导致缺乏桥梁或桥梁损毁的地区，拟解决这些地区群众无法正常生活，学生无法上、下学的问题。让学生以“解决实际问题”为理念，引导其利用已学科学知识，加以有目标的探究和创新思维，并发挥创意进行桥梁设计，从而真正达到“关注社会问题，解决社会难题”的目的。（五）比赛规则1复赛任务复赛在初赛基础上，增设现场演示+作品展示+提问环节，考察参赛选手设计制作作品能力、语言逻辑能力以及现场口述表达能力（演示形式不限）。通过复赛，中学组和大学组分别选拔出一支参赛队伍进入决赛。2复赛提交物要求复赛现场提交以下内容：（1）图文阐述（内容要求同初赛标准一致）。（2）参赛作品模型（没有可不提交）。（3）其他文件（

11、要求同初赛标准一致）。3.复赛场地设置（1）比赛现场提供led屏（或投影设备）、电源，其它需要的比赛用品需由参赛选手自行解决。（2）比赛所用视频、PPT、作品等提交时间为复赛彩排结束当天（11月25日18点），组委会对已提交文件和作品不给予修改机会，对逾期提交文件和作品的组委会按照弃赛处理。（3）陈述形式说明：1）鼓励参赛队伍围绕参赛作品内容选择恰当的演示形式。2）作品陈述不设人数限制，凡报名参赛队选手均可参加。（不允许指导老师参与）3）陈述过程可辅以视频、PPT等配合说明。（4）作品演示说明：要求参赛作品能够体现其设计原理、设计理念及可行性。（5）每组选手设置10分钟作品介绍时间，专家提问回

12、答时间为5分钟，共计15分钟。4彩排说明比赛前1天按照到场先后顺序彩排，每组彩排时间为20分钟。彩排结束后须对原创承诺书签字并抽取比赛顺序签，选手签字确认。彩排须携带比赛用作品、PPT、视频等，拷贝到组委会提供的电脑中，彩排结束后不予修改。（特别说明：选手彩排必须按时签到，否则自动视为弃权比赛。）5复赛说明（1）各参赛队伍按照抽签确认的顺序依次进行比赛。（2）参赛队伍依次展示作品并进行陈述（10分钟）。（3）参赛队伍接受评审团专家提问回答（5分钟）。6评判标准参赛队伍陈述完毕后，现场接受评审团打分，按综合分分值，确定排名。出现总分值相同作品，则现场投票决定。中学组评审规则：评审项目评判要点分值

13、可行性设计的作品符合当地建桥需要30科学性设计方案有对结构、受力等方面的描述25美观性造型的美观性，构思新颖，具有特色25现场表现表现过程生动流畅、富有特色、具有感染力，能够准确和完整的展示出设计方案20大学组评审规则：评审项目评判要点分值可行性设计的作品能满足当地需要，有一定的可能应用到实际建设中30科学性设计的作品结构、受力合理，符合科学依据20创新性设计的作品有独特的闪光点，整体构思新颖，内容和表现形式有独创性15完整性作品全面考虑到了桥梁建设中的各个方面15美观性造型的美观性，具有特色10现场表现表现过程生动流畅、富有特色、具有感染力，能够准确和完整的展示出设计方案10注：超时由主持人

14、示意打断，终止比赛。7评审团组成现场评审团由5名专家组成。三、科普实验单元-风能利用命题（一）命题背景风能是地球表面空气流动所产生的动能，属于可再生能源。人类很早就开始利用风能，如利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，用风帆推动船舶前进等。14世纪的欧洲，风车成为不可缺少的原动机，在荷兰风车先用于汲水，以后又用于榨油、锯木、纺织等。现在风能作为一种清洁的可持续能源，已经成为除水能外，技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的发电方式。（二）命题内容本赛事面向中学生，要求参赛队伍在给定的材料范围中，自选材料设计并制作一个装置，使其可利用风能实现逆风行驶，行驶速度快且性价比高者获胜。（三）考察目标

15、考察参赛者机械结构设计能力；考察参赛者流体力学知识；考察参赛者制作工艺；考察参赛者经济成本意识、预算控制能力、项目管理能力；考察创意及判断性思维、团队合作、沟通协调、自主学习、临场应变等能力。（四）比赛规则1限制条件（1）风能来自固定风源的风扇，比赛过程中不得变更该风扇位置、风扇角度和风速。轴流风机参数：额定功率100W；扇叶直径40cm；风扇轴距跑道高度：20cm。（2）参赛队伍必须从大赛组织单位提供的材料中自行选择材料设计制作装置，不得使用自带材料。比赛正式开始前，各队凭材料领用单领取材料，比赛过程中，可根据消耗情况补充材料。大赛组织单位提供基本工具。装置自重不做限制。大赛组织单位提供的材

16、料有：表1 制作材料清单序号物品规格1多孔塑料条(长板条)长度145mm孔径松配2mm2多孔塑料条（短板条）长度100mm孔径松配2mm3L型板条（黑）长度150mm4铁轴(长）长度80mm，直径2mm5铁轴(短）长度50mm，直径2mm6扇叶（大）直径10mm,孔径紧配2mm7扇叶（小）直径8mm,孔径紧配2mm8塑料齿轮 （白色）袋装，多种尺寸齿轮孔径松配或紧配2mm9塑料轮袋装，多种尺寸10黑色轮+皮带袋装，多种尺寸11竹签（长）长度300mm12雪糕棒长125 mm，宽10 mm，厚2 mm13圆木片直径45mm-50mm，厚度3mm14吸管长约150mm-200mm,直径8mm15一

17、次性塑料杯约250ml16细线直径1-2mm17铜版纸A4，250g18厚卡纸A4，230g19打印纸普通A4打印纸20砂纸120目21曲别针29mm，金属制22牙签双尖头，竹质或木质23橡皮筋松弛直径40mm，橡胶材质24橡皮泥单色，无毒，无刺激性气味25面巾纸小包装，约200mm*200mm，每包6-8片26自攻螺丝钉螺纹直径2.02mm，长12mm27塑料软轴套直径紧配2mm28燕尾夹25mm宽，金属制29502胶水每瓶8g30热熔胶棒直径7mm，长190mm31透明胶带宽12mm，长15米32润滑油缝纫机用润滑油提供的基本工具有：表2 工具清单序号工具序号工具1剪刀7直尺2钳子8三角板

18、3十字改锥9量角器4圆规10小刀5铅笔（3）装置尺寸不限。具体风能利用方式不做要求，但除去风源提供的风能，装置不得携带任何其他能源。（4）装置在行驶过程中不能改变外观。若装置在行驶过程中有坠落物，则本次成绩取消。（5）赛道长度50cm，赛道宽度40cm。赛道位于风源的正前方，平铺在桌子上，风源距离赛道终点20cm。图1 赛道尺寸及风机位置示意图（6）参赛作品无安全隐患。2比赛规则（1）本阶段比赛要求参赛队伍人数为1-3人。（2）比赛装置制作时间为2小时，利用大赛组织单位提供的材料，在规定时间内完成现场制作。裁判将在制作结束前15分钟进行提示。裁判提示制作时间结束后，所有参赛选手必须立即停止制作

19、，否则取消参赛资格。（3）在制作时间结束前30分钟，各组可进行试跑，先到先试，依次进行，每组最多3次试跑机会，每次试跑不得超过20秒钟。制作时间结束后，停止试跑。（4）制作结束后，各参赛作品交大赛组织方统一保管存放，竞速环节开始前任何人不得触碰。（5）竞速比赛开始前，所有选手进行抽签，确定参赛顺序。（6）比赛过程中，先开启风力开关，由选手将装置移至起跑线处准备，裁判宣布开始并计时，选手按裁判指令放开装置。装置行驶至规定位置，停止计时。（7）比赛过程中，每位选手可进行三次行驶。每组参赛选手按照之前抽签顺序进行行驶，所有组完成第一次行驶后，再按顺序进行第二轮行驶。每位选手在前一次行驶后至下一次行驶

20、前，可以对装置进行调整和修改。3计分规则（1）有效着地点比赛开始前，装置的全部着地点应放在起跑线后且不压线，此时装置的全部着地点视为“有效着地点”。（2）未驶出比赛区只要任意一个“有效着地点”在比赛区域内，即视为“未驶出比赛区”。若该“有效着地点”在区域线上也视为“未驶出比赛区”。（3）有效成绩与无效成绩若装置的任意“有效着地点”能行驶过终点线，并且装置整体“未驶出比赛区”，则本次行驶时间记为一次“有效成绩”。其余情况均为“无效成绩”。特别说明：若装置释放后超过三分钟，任意“有效着地点”仍未能行驶过终点线，则记为“无效成绩”。若装置有任意一个“有效着地点”未能驶出起跑线，则记为“无效成绩”。若

21、装置在行驶过程中有坠落物，则记为“无效成绩”。（4）有效行驶时间全部选手完成三次尝试后，每队取时间最短的“有效成绩”记为本队最终的“有效行驶时间”。“有效行驶时间”记录单位为“秒”，保留两位小数。若三次均为无效成绩，则该队出局。（5）选手最终排名按“有效行驶时间”由短到长的顺序依次进行排列以确定比赛名次，用时短者获胜。（6）若两队出现同分情况，则由赛事组织方加赛决定胜出者。5.晋级规则依据最终成绩进行排序，第一名为进入决赛的队伍。四、科普实验单元-火星探索命题（一）命题背景2020年，中国将开启首次火星探测，此次探测将依次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标，这不论在我国还是在世界都是前所未有的。

22、火星距离地球最远达4亿公里，我们将通过同时发射探测器、环绕器和着陆巡视器来完成“环绕、着陆、巡视”三个任务。着陆巡视器进入火星大气后需经过气动外形减速、降落伞减速等一系列的减速，以保证最后成功下降着陆在火星表面，火星巡视器驶离着陆平台，开始火星表面巡视探测，包括探测火星的形貌、土壤、环境、大气，研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构等。结合以上背景，本次大赛设置火星探索科普实验单元，请参赛队伍发挥自己的创造、创新能力，在模拟真实着陆环境并考虑经费预算限定等实际情况下，担任火星探测计划的工程师，完成火星探测装置的安全着陆和落地后的地表勘探任务。本赛事依据STEAM教育理念，以任务为导向，考察参赛

23、者解决实际问题的综合素养和创新能力，培养公众科学的学习方法，鼓励公众重视工程思维和能力，学以致用，勇于开拓，不断创新；同时通过本赛事激起公众尤其是青少年对航空航天事业的关注，增进广大群众对中国实施火星探测任务重大意义的深刻理解，鼓励青少年对科学知识的强烈追求，树立科技兴国意识和民族自豪感。（二）命题内容本赛事针对中学生，要求参赛队伍在给定材料范围和预算限制的条件下，制作火星着陆器和火星巡视器，需要实现安全着陆和落地后的地表巡视勘探任务。以节约能源为目的，火星巡视器须完成携带设备从着陆器上顺利滑下且完成较长距离自由滑行的任务。本赛事尽可能模拟火星环境及火星探测任务中的关键阶段，旨在创建沉浸式体验

24、环境，从而提升参赛团队解决实际问题的能力。（三）考察目标考察参赛者自由落体、斜面问题等运动力学、结构力学知识；考察参赛者经济成本意识、预算控制能力、项目管理能力；考察参赛者动手制作能力；考察参赛者的创意及判断性思维、团队合作、沟通协调、自主学习、临场应变等能力。（四）比赛规则本阶段赛事，参赛队伍需制作火星着陆器和火星巡视器并完成空中释放及滑行比赛即可。1比赛规则（1）本阶段比赛要求参赛队伍人数为学生2-3人，指导老师1人，比赛开始前抽签，确定比赛顺序。（2）本比赛所用材料必须是分赛区统一提供的材料，材料清单如下：表1： 巡视器制作材料清单物品价格/点规格备注纸板10/张长297mm，宽210m

25、m，厚1mm，误差+/-0.5mm首张免费绳子（棉线）1/5cm长100cm，直径1.5mm，误差+/-0.5mm30cm以下免费，超出部分按单价收费胶布 （透明胶带）0透明胶带一卷，宽12mm，长15m，误差+/-0.5mm限一卷竹签（长）5材质：木质或者竹质，长25cm-30cm，直径5mm6mm，误差+/-0.5mm竹签（短）3材质：木质或者竹质，长10cm15cm，直径5mm6mm，误差+/-0.5mm曲别针4金属质地，29mm，办公用别针牙签1双尖头，竹质或木质橡皮筋2松弛直径4cm，橡胶材质黏土5单色，无毒，无刺激性气味。一份20g吸管4长15cm20cm，直径8mm，误差+/-0

26、.5mm纸杯2约250ml塑料杯4250ml左右，PS材质，单个120g左右。（参考飞机上用的塑料杯）气球15须采用圆形气球，吹鼓后直径10-15cm泡沫轮子15直径45mm50mm，厚度5mm7mm，中心孔径3mm，误差+/-0.5mm塑料轮子10直径（加外围橡胶层）45mm50mm，厚度5mm7mm，中心孔径3mm，误差+/-0.5mm可适当调整尺寸，但赛区内所用材料须统一。夹子519mm燕尾夹奶茶杯盖20一次性塑料杯95mm口径奶茶杯盖束线带24mm*200mm共用成本：表2： 着陆器制作材料清单物品价格（点）规格备注纸板10/张长297mm，宽210mm，厚1mm，误差+/-0.5mm

27、首张免费绳子（棉线）1/5cm长100cm,直径1.5mm,误差+/-0.5mm30cm以下免费超出部分按单价收费胶布(透明胶带)0透明胶带一卷，宽12mm,长15m，误差+/-0.5mm限一卷竹签（长）5材质：木质或者竹质，长25cm30cm，直径5mm6mm,误差+/-0.5mm竹签（短）3材质：木质或者竹质，长10cm15cm，直径5mm6mm,误差+/-0.5mm牙签1双尖头，竹质或木质橡皮筋2松弛直径4cm，橡胶材质黏土5单色，无毒，无刺激性气味。一份20g气球15须采用圆形气球，吹鼓后直径1015cm夹子519mm燕尾夹气泡布30双层加厚50cm，宽10cm长奶茶杯盖20一次性塑料

28、杯95mm口径奶茶杯盖塑料袋20家用中号32cm宽*52cm高束线带24mm*200mm共用成本：（3）本比赛中着陆器和巡视器制作预算各为虚拟货币100点，利用上述给定材料和工具，在预算范围内，自由选材，制作模型。（4）讨论阶段：各参赛队成员（包括指导老师）有20分钟时间熟悉材料并讨论选材，此时间段内不接受材料购买（最后5分钟和1分钟进行提示），期间可观察材料台上备选材料的质地。（5）材料购买阶段：参赛队成员派一名代表在现场指定处一次性购置材料，整个阶段10分钟，过后不再交易（最后5分钟和1分钟进行提示）。成员须检查材料质量，离开材料台后视为所选材料无问题，不能更换材料。（6）制作阶段：各参赛队在规定的时间内（2小时）完成着陆器和巡视器现场制作（剩余