2026 年全国学生数字素养提升实践活动 总结&反思
宜昌一中 李泊宁
今年 7 月 28 日，有幸和 2421 班肖文博同学共同组队到杭州诸暨海亮中学参加了全国学生数字素养提升实践活动。但很遗憾，由于种种原因，我们未能斩获"创新之星"，只以全国二等奖的结局遗憾离场。今写下对比赛全程的总结与复盘，供后续学生参考。
一、项目总述
2026 年的诸暨国赛延续了往年的规则，仍在浙江诸暨海亮中学举办。比赛两人为一队，两队为一组，两队之间的组合由抽签决定。比赛专家会命制 3 道试题，小、初、高组各随机指定一名学生现场抽签决定题目。组别内试题相同。在 28 号上午，我们拿到了抽签结果和比赛题目。其中高中组的比赛题目如下：
题目B：一盏油灯，一块素布，几根竹丝操纵的皮影人偶，在艺人双手翻飞腾挪，这门艺术被誉为"世界上最早的电影"。然而当霓虹灯取代油灯的微光，短视频抢占大众目光，皮影戏的舞台日渐冷清。镂刻精湛刀法的人偶，口口相传的唱腔技法，正面临传承困境。当现代科技与传统艺术相遇，我们能否让传承千年的光影在数字时代重焕生机？
制作要点：创作一个能表演的立体皮影人物或动物装置，实现多关节协同仿真人偶动作（如头部转动、手臂挥舞、身体俯仰组合运动）。可添加有趣的功能，如融入声光电表演、在线动作更新、远程控制。
抽签方面，我们抽到了来自安徽芜湖城南实验中学的两名学生：江思远、杨宇豪（以下简称姓氏）。经初步破冰沟通，江思远同学主要擅长虚幻游戏引擎Unreal Engine（以下简称ue）的游戏开发与blander3D建模。杨宇豪同学主要擅长激光切割图纸设计和文档、视频制作。
现场提供 3 种元器套件，3 选一。选择DFrobot的学生，除套件内含的Micro bit 和Arduino外，还可在行空板m10、k10，树莓派 4b中选取一块开发板。我们选择了arduino与m10。
需要注意的是，运动部分现场只提供 2 台舵机、2 台电机。
现场提供 3D打印机约 20 台，型号为拓竹a1，排队人员较少。另提供Xtool的激光切割机 5 台，排队学生较多。除第一天早上几乎无人排队外，后续均需排队 30min左右才能开始打印。现场提供手套、螺丝、热熔胶枪、u盘、杜邦线、各类胶水、粘土、彩笔等常用器件。值得注意的是，划线的器材数量有限，比赛后期出现了领完的情况。
比赛期间手机需寄存，现场只有局域网供使用。但是，中午和晚上休息时可以携带u盘出入场。
28 号上午，我们主要完成了基本的思路设计与 3D模型（江）、少数激光切割件（杨）的基本制作，进行了部分程序设计，将 3D模型送打印处打印。下午，江同学对ue进行了调试与设计，我与杨同学继续完成设备程序开发工作。肖同学负责3D切割件的调整、打印与加工。
29 日上午，我完成了所有程序的调试开发工作，江同学完成了ue的制作工作，杨同学制作电路图、剪辑视频，肖同学准备文稿。
29 日中午，紧张准备了设备间联络（siot、quickform）的制作与调试工作。
29 日下午，答辩。答辩按照开始的Team顺序，每组固定讲解 3min（计时），可投屏到大屏，可使用电源。讲解完成后，有评委提问。
30 日上午，闭幕式，宣读成绩。
二、技术亮点
1 手机端远端控制
行空板 M10 作为系统中枢，运行 Flask Web 服务，自建 Wi-Fi 热点。用户通过手机或电脑浏览器访问 M10 的 Web 页面，即可远程控制皮影人偶动作、切换剧目、调节灯光音效，实现智能终端的远程交互。
2 二哈AI图像识别
二哈AI摄像头实现观众互动感知：通过训练识别特定手势或标识物，观众可以用动作直接控制皮影人偶。例如，挥手让人偶跳舞，抬手让人偶抬头，实现个性化的互动体验。AI识别结果实时传输至 M10 解析处理。
3 Arduino 实现人偶控制
Arduino 接收 M10 下发的动作指令，驱动多路舵机（头部、双臂、腰部）协同运动。通过鱼线连接舵机与人偶关节，配合橡皮筋回弹，实现全身对角联动效果——左右交替摆动形成行走/舞蹈动态，模拟真人表演的韵律感。
4 QuickForm 数据统计与数据大屏
M10 端记录所有互动数据（剧目选择、互动次数、观看人次、时间段分布等），通过 QuickForm 数据平台进行统计分析，并以数据大屏形式实时展示。数据大屏直观呈现湖北云梦皮影戏与安徽马派皮影戏的观看人次对比、互动热度趋势、观众参与时段分布等核心指标。观众可扫码查看互动记录，团队亦可据此分析不同剧目的受欢迎程度，为内容迭代提供数据支撑，实现"数据驱动创作"的理念。
5 虚幻引擎数字孪生
利用 Unreal Engine 构建皮影戏表演的数字孪生场景，这是本项目最大的技术创新亮点。在虚拟空间中复现实体装置的结构与动作逻辑，实现虚实结合的效果——实体人偶动作实时映射到虚拟角色，虚拟场景中的特效反馈到实体灯光装置。数字孪生技术不仅拓展了传统皮影的视觉表现力，更让皮影艺术在元宇宙时代找到了全新的表达维度。观众可以通过屏幕同时看到实体人偶表演和虚拟世界中的数字分身，获得沉浸式的观演体验。
6 四端互联通信架构
系统通过 SIoT（MQTT）实现行空板 M10 + Arduino + 智能终端（手机/电脑）的 ABC 四端互联。M10 运行 MQTT Broker，Arduino 通过 MQTT 模块订阅动作主题，智能终端通过本地部署的MQTT（siot）发布控制指令。四端协同形成完整的互动闭环。
图1 ue界面截图
图2 项目成品图
三、出现的问题
一是审题不清、主次不明。
2026年国赛"创意智造"项目要求中明确提到：
参与者使用计算机设计软件进行设计和创作，可使用 3D 打印机、激光切割机等完成作品外观制作，结合开源硬件、物联网等技术，围绕拟定的主题进行功能和结构设计，制作出体现创客文化和多学科综合应用的作品，并进行交流展示。项目旨在锻炼学生问题解决的能力，突出创新、创意和动手实践，不鼓励依赖高端器材或堆积器材数量。通过合理的结构设计、科学的元器件使用、恰当的技术运用、有效的功能实现，完成作品创作，如趣味电子装置、互动多媒体、智能场景模型、具有灵活结构驱动或控制的智能机器等。作品创作着重体现创新意识。
由于一开始江同学的ue技术比较新颖，让大家大开眼界，甚至让裁判都忍不住驻足观看，拍摄视频。导致我们在盲目的骄傲中弄不清主次，花费大量时间用在虚拟技术的开发之上，而忽视了实体硬件的功能与虚实之间的结合研究。对于实体硬件的制作随意了之、外观粗糙、功能简易。毫无美学感、设计感、创新感。仅就实体部分而言，相比其他组别有巨大差距。例如人物的动作，我组仅制作了一个动作，且动作幅度很小、较为随意、毫无美感。且动作只能由按钮触发，毫无新鲜感和创新性；对于人偶外观的设计，由于舞台设计团队与人物设计团队的沟通不充分，导致舞台过小，整个打印出来的体无法塞进整个舞台中，仅能取半身像。
二是立意不深、缺乏创新。
所谓"科创"，创新是精髓。但是，我组由于（1）中所说对ue技术盲目自信，对硬件部分的创新极其缺少。例如，对人物竟然没有联系到经典戏曲中的人物，人物的动作也没有任何意义。例如，把制作戏种叫做"黄梅戏"，制作的人物叫做"关公"，而人物的动作叫做"关公舞大刀"。
三是答辩环节本末倒置。
答辩环节只有 3min，时间非常紧张，在在这种情况下，我们花费了大量的时间展示 UE 虚拟技术，但是却没有将它与实际的技术联系起来：
- 实体部分的展示一笔带过，简单展示的基础功能也没有展示全。
- 一些功能亮点最后也没有来得及说，比如： (a) Quick Form 的连接； (b) AB 端的连接； (c) 数据大屏的数据来源； (d) 数字孪生技术与实体的通信方式。
- 部分的演示出现失误，比如 PPT 讲解途中屏幕突然断连，二哈识图演示过程中突然脱落等等。
据了解，评委在答辩前将我们组纳入"最好 6 组"，即有希望拿到创新之星的 6 组（其中选 3 组）。可是，由于答辩环节的重大失误，直接导致了我们错过了获得"创新之星"的宝贵机会。
四、总结与展望
本次赛事虽留有缺憾，心中亦存些许遗憾，但于全体参赛人员而言，此次经历实为难得的历练契机。赛事全过程为我们积累了实战经验、明晰了短板不足，为今后参与更高层级、更高标准的竞技活动奠定了实践基础。通过本次参赛，我们系统熟知了赛事完整流程，精准掌握了备赛、参赛各环节关键注意事项，相关经验将有效指导后续同类赛事备赛工作。
祝愿我校参赛队伍在今后各类同类赛事中精进求索、屡创佳绩，持续斩获优异成果！
最后，我谨代表宜昌一中科创社团，对支持本次活动的所有人员表示感谢，他们是：
芜湖市城南实验中学 杨宇豪 江思远
宜昌市第一中学 李泊宁 肖文博
远程技术指导人员：宜昌市第一中学 肖翰霖 阎睿琛
宜昌市第一中学 江山 老师 熊江华 老师 向志勇 老师
带队人员：宜昌市第一中学 胡均猜 老师
荆门 彭先清 老师
李泊宁
宜昌一中科创社社长
2026.7.31