適用于不同教學環境的多功能課桌

走班制已從高校延伸到高中、初中，然而在這些學校經常出現的情況是：學生從一棟教學樓走到另一棟教學樓，從一個教室走到另一個教室。由于缺乏一張長時間陪伴的課桌，很多學生變得不愛惜課桌。

是否有一種課桌可以滿足不同的課堂、教學與學習需求？學生不用跑來跑去，也能讓其有相對屬于自己的時間？

一、解決思路

經過多次觀察，我發現，有些課堂教學是可以融合的。例如，信息技術課堂與常規課堂在硬件上的區別是多了電腦主機、鍵盤、鼠標、顯示器。如果能將這些物件在不用的時候收起來，用的時候“變”出來，不就可以結合了嗎？

又比如，一些校本課程一一探究課程、綜合實踐、人工智能、物聯網實驗等需用到電腦，甚至要用到傳感器、實驗板、單片機等硬件，能否將它們進行合理收納？

再比如，數字學科實驗也需用到電腦，這時，只需提供必備的學科實驗器材，就能在電腦上做可視化的數字學科實驗。

基于上面的想法，我提出一個設想：設計一種多功能課桌，用于滿足以下四種不同教學需要：“正常課堂模式”，常規課堂使用，擁有一塊平整的桌面;“信息技術課堂模式”，信息技術教學課堂使用，即需要使用電腦且可收納鍵盤;“學科實驗課模式”，裝上實驗器材，實現可視化、數字化的學科實驗;“硬件實驗模式”，嵌入有模塊化的實驗板，可用計算機、單片機控制技術實現模電、數電、傳感器等電子電路的實驗。

二、結構設計思路

結構設計圖如圖1。

1.按壓式升降顯示器

采用彈跳機芯，通過按壓使顯示屏在隱藏桌面和升起桌面時有lcm的高度差，便于學生用手提拉顯示屏，實現升降。

2.實驗板電動升降臺

采用步進電機的動力裝置，經過桌面面板的上升、下降按鈕控制，可將升降臺升起或降下，在機構上設置上、下限位開關，控制實驗板的升降距離。在動力設計上，采用2相4線制步進電機，保證限位位置的準確。

3.有機蓋板

用較厚的有機蓋板遮擋升降臺。后續實際研發中，該區域需要進行重點更新。

4.電源及各類接口面板

學科實驗及各類實驗中，需要接電以及其他設備，需預留各類插座面板，如USB口、網口、LPT口及9針COM口。

5.鍵盤抽屜、儲物板、糶腿結構等

各類常規使用、無法整合設計且必須使用的結構。

三、電動升降結構

對網購的微型實驗室手動升降臺進行改造，在其結構上增添步進電機、步進電機驅動電路、步進電機支架。在旋鈕連接桿上焊一個同字殼支架，將旋鈕取下，在支架上安裝絲桿套，將絲桿套與步進電機連接，步進電機上方裝有控制板，步進電機行程受限于上、下限位開關。如圖2所示。

四、使用方法及創新點

用于常規課堂時，桌面平整，鍵盤收起，顯示屏收起。用于信息課堂時，按下按鈕，顯示屏升起，拉出鍵盤架，即可使用。用于實驗課堂時，在信息課堂模式的基礎上，在桌面擺放對應的實驗設備，接人相應的數據線。用于探究課堂時，打開有機蓋板，通過升降臺將內嵌的實驗板升起，開展探究實驗。該多功能桌引入有機蓋板，可在上課時給學生提供直觀感受，使其主動學習。

將桌椅快速清理干凈是讓機房管理人員頭疼的問題。設計伊始，我十分注重課桌衛生清潔的便利性，讓桌面保持平整，避免留下衛生死角。同時加強其牢固性，避免內部的設備被輕易破壞。（指導老師：劉千方楊毅斌宋永興）

作者心聲

在實際安裝過程中，由于尺寸和比例的問題，預想裝置與模型不合，出現了多次卡頓、升降機故障的問題，讓我備受打擊。往常我是一個怕麻煩的人，“從頭再來”這樣的字眼極少會出現在我的腦海。但這次，老師那句“作為科創人，麻煩與你形影不離，重要的是解決它，而不是逃避它”一直回響在我耳邊。于是我將之前的假設推倒，慢慢地從不確定、試試看變得信心滿滿。

通過這次科技創新活動，我學到了很多，從接受生活中的不便利到想要改變，最后實現改變，我十分自豪和開心。

專家點評

從選題的方法上分析，謝森宇同學制作“適用于不同教學環境的多功能課桌”的方法屬于“適應需求法”，是基于發明人自身學習的需求而確定的;從解題的方式上看，這是一個集成創新的作品。

通俗地說，“適應需求法”就是“找需要”。人們一般會從生產、生活、學習等方面的新需求來尋找發明創造的課題。然而，學生要在學習中找到新需求的發明課題是很難的，因為人們常常有視覺盲區，就是所謂的“燈下黑”。要解決這個盲區問題，我們在學習中就必須有意識地去發現新的需求，并進行發明實踐。

集成創新的作品往往功能多，解決的問題也多，但也會讓人感覺操作不便，甚至有累贅之感，這是發明人需要權衡與把控的重點。