基于头部姿态控制的脑梗患者居家轮椅
2025 宋庆龄奖全国金奖 · 金鹏市赛一等奖- 问题从哪来
- 家人脑梗后手部控制受限，普通轮椅的摇杆完全用不了。
- 需求与约束
- 只能靠头部动作操作；居家环境要安全可靠；不能让患者戴复杂设备。
- 怎么证明有效
- 对不同头部动作的识别准确率、从动作到轮椅响应的延迟做了多轮测试，并与摇杆操作做对比。
好课题从真实生活里来，不从获奖名单里抄。这份指南是我们带几十个学生走完选题这一步之后的总结，给家长和孩子一起看。
对应上课方法论的 P0 到第 3 步 · 问题分析 → 课题定义 → 研究调研
姥爷病后说不出「想喝水」、家门口的运河比清代浅了多少、妈妈一天喝水不到三杯。这些问题孩子自己遇到过，才讲得动情、答得上来。评委一眼就能分辨题目是孩子发现的，还是大人塞给孩子的。
科研回答「是什么、为什么」，终点是结论和论文；科创回答「怎么做、好不好用」，终点是一件能演示、能测试的作品。选题时先问：做出来的是个什么东西？谁会用它？
我们不主张为了拿奖去选题。作品做出来了，再看金鹏、青创、宋庆龄奖哪个最匹配它的特点。反过来按获奖名单「反推」选题，做出来的往往是别人项目的翻版。
拿到一个想法，先过这五个问题。五个都能答上来，再往下做；有一个答不上，多半是题目还没找准。
能说出用户是谁、在什么场景、什么时候遇到这个问题。「大家」「社会」不算用户。
用户要什么、不能接受什么：预算、体积、安全、操作难度。约束越清楚，方案越有针对性。
用现有模块和孩子当前的能力，能不能在 12 到 16 次课里做出一个能动的原型。
有明确指标，能设对照组、控制变量、采集数据。「通电试了一下，能用」不算测试。
每一个技术决策，孩子都能说出「为什么选它」。AI 可以帮写代码，但答辩时评委只问孩子。
整个过程大约三到四周，其中最花时间的是第一步。观察攒得够多，后面三步都会顺。
随身带一个「不方便时刻」记录本，家里、学校、上学路上，凡是让自己或家人觉得麻烦、危险、浪费的事都记下来。不评判、不筛选，先攒数量。
用上面的「五问」给每条打分，去掉太大做不完的、太小没意思的、别人已经做得很好的。留下 3 条候选，各写一段话说明为什么值得做。
搜现有产品、专利和往届获奖项目，弄清楚别人怎么解决的、贵在哪、差在哪。目的不是证明「没人做过」，而是找到「我和他们不一样的地方」。
把课题压缩成一句话：为 ___ 解决 ___ 问题，用 ___ 方式，用 ___ 指标证明有效。四个空都填得上，课题就立住了；有一个填不上，回到上一步。
这些示例不是让孩子照着做，而是帮他理解「什么规模的问题算合适」。每个方向的详细介绍见课题方向页。
先用现成模型跑通，再考虑自己训练；识别结果一定要交给一个实物动作
入门最友好，一个传感器加一个动作就能成立
移动机构是难点，先在桌面上把控制跑通再上轮子
很适合做对照实验，数据图表是加分项
3D 打印和结构受力是核心，配少量电子模块即可
用户往往是家人，需求最真实，也最容易讲出故事
现象简单、变量清楚，适合低年级第一次做项目
水质三件套（TDS、浊度、pH）是现成的切入口
切口一定要小到一个楼道、一个路口，不做「系统」
重点在用户测试：找 5 个真实用户试用并记录反馈
「智慧校园管理系统」「城市交通优化」既做不完，也没法测。把题目切到一个楼道、一个路口、一个家人身上。
科创赛评委要看的是装置和数据。纯软件项目除非有真实用户数据，否则很难说服人。
智能垃圾桶、自动浇花、智能台灯每年都有几百个。没有自己发现的问题，就没有和别人的差异。
接了五个传感器，不如一个传感器加一组严谨的对照实验。功能多不等于研究深。
「做出来了，能用」只是起点。准确率多少、响应多快、比现有方案好在哪，都要有数字。
答辩问三个「为什么」就露馅。孩子讲不清楚的功能，宁可不做。
同一个问题，小学生和高中生做的深度完全不同。题目大小要和孩子现在的能力匹配，不要超前。
| 学段 | 重点 | 题目规模 | 对应赛事 |
|---|---|---|---|
| 小学 1 ~ 4 年级 | 发现问题、表达想法 | 一个传感器 + 一个动作，能演示就够；重点练观察和讲述 | 北京小院士、宋庆龄奖 |
| 小学 5 年级 ~ 初中 | 完整工程流程 | 多模块协作、对照实验、数据图表；开始接触视觉和多板通信 | 金鹏科技论坛、青创赛、宋庆龄奖 |
| 高中 | 研究深度与方法严谨 | 算法或模型层面的创新、系统的查新、可复现的实验设计 | 青创赛、ISEF、丘成桐科学奖 |
回头看，它们的共同点是：问题来自家人或家门口，约束具体，验证有数字。