深圳日前出台了堪称史上最严的垃圾分类措施，将在全市805个小区全方面推进垃圾分类“集中设置分类投放点+定时督导”的“3.0”模式，同时计划在三年内拿出近2亿元，奖励垃圾分类先进家庭、个人、小区及单位。就在大家纷纷吐槽垃圾分类太麻烦的时候，来自深圳南方科技大学教育集团(南山)实验一小的七位小学生，在3年前就已经提出了解决垃圾分类难题的办法。
垃圾到底属于哪类？苹果核是厨余垃圾，废旧电池是有害垃圾……2016年，深圳三年级小学生任泊丞、张灏宇、杨林峰、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿发明了一款“智能垃圾桶”，利用语音识别系统，只要你说出垃圾的名字，相对应的垃圾桶就会自动打开。南方科技大学教育集团总校长汤佳宏评价说，孩子们的发明兼具实用性与创意性，在科技与国家战略紧密联系的时代，无论是学校还是家长，都应慎重规划孩子的未来，让孩子真正的完成自身价值。
临近暑期，南科大实验一小五年级七位小学生的平静生活被打破。7月7日，人民日报官方微信公众号在头条位置推送了一篇文章，详细的介绍了南科大实验一小七位小学生发明“智能垃圾桶”，试图破解垃圾分类难题。文章迅速获得10万+阅读量，网友们纷纷为孩子们的创意点赞：“少年强则中国强！”、“现在的孩子真厉害，自愧不如！”、“科学让垃圾分类更简单！”
时间回溯到2017年4月，这个小创客团队编排的表演节目《绿色风暴》登上了央视少儿频道《看我七十二变》节目，向全国观众宣传垃圾分类，并首次展示团队的发明创造———“智能垃圾桶”。同年7月，该项发明正式申请国家专利，就在今年4月，小创客团队收到了国家专利证书：“一种新型旋转分类垃圾桶”。
孩子们的创意引起社会关注，7月8日下午，在南科大一小阅览室内，其中的五位小创客分享了智能垃圾桶的诞生始末。智能垃圾桶的设想，最先由任泊丞提出。2016年时，他居住的小区还只有两个分类垃圾桶———可回收垃圾和不可回收垃圾，被摆在小区的花园里。在各家楼道，只有一个很大的垃圾桶，大家每天把各类垃圾一股脑地丢进这个大垃圾桶，保洁阿姨再把垃圾桶里的垃圾一股脑地倒进垃圾车。
“垃圾都堆放在一起，发出臭烘烘的味道，因为各种垃圾混在其中，也无法再进行分类。”他把这样的一个问题和小伙伴们说了，大家认为能制作一个“智能垃圾桶”：人们把整包垃圾扔到一个垃圾桶中，垃圾桶自动识别垃圾，并将它们运送到不同的隔间。有了这样一个垃圾桶，垃圾分类问题就能够获得解决啦！
孩子们很快行动起来，首先是垃圾归为几类的问题，他们不仅查阅了资料，每个人还将家里一周里产生的生活垃圾进行收集、分类。通过收集资料+实践分类的方式，确定了“智能垃圾桶”的4种分类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾。
从提出想法到完成制作，可不是一件容易的事情。七个小伙伴最初的构想是，垃圾桶应该是全自动的，不仅能自动打开、自动关闭，还能自动识别垃圾、自动内部分类，“把所有的垃圾都扔到垃圾桶里，垃圾就可以被自动区分出来。”他们还曾想过利用红外线识别垃圾的种类和大小，然后打开特定的垃圾箱投放。后来发现，如果要这么做，需要很长很长的两排垃圾箱，楼道里根本摆放不下。
随着设计草图被一步步制作出来，他们发觉，这些设想远远超出了自己的能力范围，根本不可能实现。但是孩子们并未放弃，立即调整方案：制作4个垃圾桶，让IPAD告诉你扔到哪个垃圾桶里。由电脑系统操控垃圾桶，投放垃圾前，先点开语音键，输入需要投放的垃圾名称；电脑系统随后在数据库里对比、分析，找到它所属的垃圾种类，并打开相应的垃圾桶；投放完桶盖自动关闭，其它桶则从始至终保持封闭状态，以此来实现垃圾分类。
IPAD怎么来识别垃圾呢？郭晋平说：“我们一开始设想的是形状的识别，但是很快就发现垃圾的形状太多了，很难被识别。然后又尝试了颜色识别，结果又失败了。后来在创造力实验室老师的启发下，我们最后使用了语音识别，而且建立了垃圾的名称库，这样就可以识别到各种不同的垃圾了！”孩子们用3D打印技术将构想进行建模，最后在老师的帮助下，终于把“智能垃圾桶”制作出来。
“智能垃圾桶”从创意的构思到最后作品的完成，经历了1个月时间。任泊丞、张灏宇、杨林峰、郭晋平、郭晋安、陈慧琳、刘子睿七个孩子在这样的一个过程中，完成了绘制草图、搭建垃圾桶、建立数据库、设计APP等一系列工作。他们都成了垃圾分类的小专家，在学校里和同学们分享展示作品时经常把这句话挂在嘴边：“我们的生活有必要进行垃圾分类，希望我们大家一起参与垃圾分类！”
四个“智能垃圾桶”首次亮相就登上央视的大舞台。“中科创造力实验室”社团负责人葛芳芳记得，2017年，央视少儿栏目组推出“美妙的旋律”主题寻找创意活动，她向社团成员发出了“创意征集令”。当时社团里共有25名学生，孩子们分组讨论后形成的一个个创意让人脑洞大开，“智能垃圾桶”就是这里面之一。
2017年4月，这个小创客团队编排的表演节目《绿色风暴》登上了央视少儿频道《看我七十二变》，向全国观众宣传垃圾分类，并首次展示团队的发明创造———“智能垃圾桶”。记者在学校提供的视频中看到，每个垃圾桶上都有一个芯片作为信号接收装置，点击IPAD上的APP，它会进行语音提示：“请告诉我，垃圾是什么？我帮您分类。”然后输入语音———苹果核，这是厨余垃圾、系统识别垃圾类型，IPAD通过蓝牙向垃圾桶发出指令，对应的垃圾桶就会打开。
有趣的是，孩子们还最大限度地考虑到了语言多样性，初步设置了普通话、粤语、英语三种语言指令。虽然“智能垃圾桶”内储存的“垃圾名称数据库”还有待完善，但经过央视节目及人民日报的报道后，在垃圾分类日趋普及的今天，这个发明项目一下变成了“网红”。很多网友求购买链接，甚至有垃圾桶生产厂商登门谈专利购买。
葛芳芳说，其所在团队正在对APP进行升级，尝试让数据库可以自动更新，以应对不同城市的垃圾分类标准，同时也希望对垃圾桶进行更简单、更低成本的改造。届时，一款兼具语音识别、垃圾分类小游戏和科普知识在内的垃圾分类指导应用软件上线，手机、IPAD都可以下载使用，七位小创客决定把这个新的小发明作为一个公益产品免费提供给大家使用。
三年级的孩子怎么懂得那么多？“在课堂上学到的！”任泊丞脱口而出。他说，之所以当初提出红外线的设想，就是来自南科大光学团队的教授给他们做的科普讲座。小创客们和记者说，学校结合课程的需要，在进行“水的世界”主题学习时，来自高校的水资源专家会带来一堂生动的环保课，还有生命科学、脑科学、新能源等等，这些领域的大咖学者以深入浅出的讲解，让小学生们脑洞大开。
这些讲座都很有趣，让人听得津津有味，教授们还通过游戏互动等方式，让孩子们更生动、更直观地来了解更高层次的知识。渐渐的，孩子们也会提问题了，有时提出的问题让教授们颇为意外，说比本科生还厉害，并感慨道“绝对不能小看小朋友”。
来自家庭的启蒙也为小创客们踏上科技创造之路开启一扇大门。任泊丞的父母是中兴的软件开发工程师，他最喜欢盯着爸爸和妈妈看他们在电脑上如何编程。学校一二年级举办的编程社团课，为他提供了实践动手的机会。渐渐地，他从搭乐高玩具，开始尝试简单的电脑编程，“遇到一些实在解不开的难题会问老师，老师也不会直接跟我们说这个程序该怎么做，而是给咱们提供一个解决思路，经过小伙伴们的探讨，最终设计出智能垃圾桶的控制管理系统。”
郭晋平、郭晋安是一对龙凤胎。哥哥郭晋平从小就是创客迷。担任产品经理的爸爸在兄妹俩小时候，就常带回来机器人和各种零件，兄妹俩拼装拆卸玩得不亦乐乎。在获得该项专利后，郭晋平又设计出智能安全门、环保拐杖等产品。他饶有兴致地介绍，“智能安全门”通过构建物联网系统，拥有陌生人警报、同步视频、远程遥控开/锁门、防火、防盗等功能，是妈妈必备的“安心防护门”。妹妹郭晋安说，自己原本喜欢文学艺术，跟着哥哥参加了中科创造力实验室社团，也开始对科技发明产生了浓厚兴趣。
回顾智能垃圾桶从创意到实现的过程，葛芳芳认为，培养小孩子们的创新思维，技术方法能够最终靠请教老师、专家来实现，但从日常生活中察觉缺陷、对问题做多元化的分析，以及在分析的过程中，用什么样的办法能够找到解决方案，才是科技教育最重要的价值。低年级学生正处于一个思维更发散的阶段，有蛮多想法，可真正能实现的并不多。培养小孩子的创新思维，一定要鼓励在先。
“比如在构思智能垃圾桶的时候，他们当时觉得可以用红外线识别，然后扫描分装，在垃圾桶内检测，这都需要很高科技的技术上的支持来实现。孩子们会认为，只要将这些想法提出来，老师都会帮其一一解决。”葛芳芳的建议是，就算他们的想法目前不可以在一定程度上完成，也不要先急于否定，不妨尝试分析、分解步骤。
“如果无法用这样的解决方法达到预期的结果，还有没有别的办法能够帮你实现？我们还会告诉他，这个方向是可行的，思路是正确的，我们是可以沿着这个思路去讨论的。”葛芳芳认为，对于小朋友来说，能提出这个想法就已经很棒了。
我主要在这里面学到了一些知识，比如说如何利用软件进行一个很高程度的编程，如何提出问题、克服困难并最终实现，还有修改程序的一些技巧与方法。尤其是在完成智能垃圾桶的研制后，我们接触到很多有关编程之类的知识，再遇到相关的课程就会更容易接受和理解了，学习起来是比较轻松的。
我收获了成就感，还有团队合作的能力。我们七个人，如果少了任何一个人都没办法完成这项工作。比如没有刘子睿，我们就没有道具；假如没有任泊丞，我们就没这个构想。团队合作的力量好巨大，一个项目的完成原来不是一个人能搞定的。
从一开始我们写灵感，然后走进实验室真正的画起草图、做起模型；在研发垃圾识别系统时，从红外线、图片再到语音识别，包括最后加进去粤语方言，以及拓展垃圾名称资料库，这样的一个过程不仅让我有一种荣誉感、学习到编程等知识，更重要就是让我开了眼界。特别是去北京参加央视少儿频道《看我七十二变》节目，第一次深入到后台，发现后台原来也非常大的，有很多人在为节目做各种准备，他们共同努力工作的场景让我印象深刻。
南方科技大学教育集团(南山)实验一小五年级级长梁健老师和记者说，这七位小学生是创校首批学生，在2016年参加了由学校跟中科院深圳先进院合办的中科创造力实验室社团。学生们通过PBL项目式学习，将所学的学科知识结合自己身边遇到的现实问题，提出解决方案，并将这些处理方法做出模型，更好地向大家展示自己的想法。
智能垃圾桶的研制过程，也让外界看到孩子们与高校、老师、同伴等多种形式的“合作”。南科大实验一小校长张帆表示，创新是南科大实验小学的DNA，从创建伊始，该校就与周边资源形成了天然链接，南方科技大学、中科先进院、清华深圳研究生院、北大深圳研究生院、哈工大(深圳)等高校都成为学生们的“课外脑库”。如今，包括家长在内的各类水科学、脑科学、能源、AI等专家纷纷走进学校，为学生拓展知识领域，这慢慢的变成了该校创新型课堂的日常。
“孩子们有创造力有想法，但会把问题想得过于复杂，教师既要兼顾成本，又要鼓励孩子们勇于创新并付诸实践。如何从中引领协助，体现了教师的能力与智慧。”南方科技大学教育集团总校长汤佳宏欣喜地看到，在研发过程中，小组成员分工科学合理，郭晋平、郭晋安负责完善构想、陈慧琳负责协调、刘子睿负责制作道具……这样的合作方式以往更多的在高中生身上看到，如今在低年级学生身上也明显体现出来。
科学家走进小学课堂，成为孩子们学习的灯塔与榜样。汤佳宏说，教育的意义在于真正丰富学生的知识面，拓展学生的视野，让创新走进校园，让科研走进学生，让学生迈向世界。未来，南方科技大学教育集团将总结经验整合校本课程，紧紧依靠南科大等高校、依靠区域的科研机构，充分的利用高校智力资源，丰富学校的课程内容和教育形式。
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