小书虫的智能伙伴诞生记——小学生智能图书管理器
作者：刘昂 北京市海淀区枫丹实验小学
1.发现问题
在当今数字化的时代，书籍依然是小学生获取知识和培养想象力的重要源泉。在我们学校，每个教室都设有图书角，这本是一件好事。然而，令人困扰的是，经常有同学借阅完书后不归还，这使其他想看这些书的同学无法如愿以偿。更糟糕的是，有些图书还会莫名其妙地丢失。这种情况使得同学们在获取知识的道路上遇到了阻碍。这些问题激发了我发明“智能图书管理器”的想法。
2.用户调研
我在班里一共采访了18位同学，其中有16人被书籍借阅的问题困扰过，有12人非常希望尽快解决图书借阅混乱的状况，有10人觉得特别需要尽快建立自动化的书架管理系统。这个调研结果超出了我的预期，我感到非常欣慰，因为这表明大家非常关注这件事。
用户调研——采访班里的同学（供图/刘昂）
3.解决方案 为了解决这个问题，我提出了三种解决方案：一是组织同学建立管理小组。缺点是大家都很忙，很难组织和管理；二是制作自动综合书架与分类书架，能将不同类别的书籍合理分类。缺点是成本高，技术难度太大，不适合推广；三是使用Arduino Nano控制器控制电路工作，电路中使用MP3语音播报模块和16键机械按键键盘模块。它的优点是方便、简单、高效、成本低、便于推广。
4.制作过程
因此，我着手开始制作。首先，确定作品的基本功能：
（1）录入功能：可以将每排的书籍都记录在系统中，为每本书分配一个编号，并在书上标记相应的编号（例如01号、02号，直至100号）；
（2）定时功能：借书后启动倒计时功能，规定借书时间为10天；
（3）语音播报功能：超过借书期限10天后，系统会发出语音提示：“《***》书籍该还了，请***号***同学及时归还；
（4）借阅状态显示功能：当书籍被借出去后，系统会在倒计时3天时显示文字提醒：“《***》书籍还有3天就要归还了，请***号***同学注意及时阅读。
确定这些功能后，我开始利用科学课和信息技术课上所学到的知识进行程序设计、连接电路，设计草图，录制声音，制作物理模型等工作。
制作现场照（供图/刘昂）
5.测试优化 完成这些工作后，我对作品进行了两轮测试与优化。在第一轮测试中，我邀请同学来测试并进行访谈。他们觉得我这个发明可以智能借阅书籍很不错。
此外，他们对我的发明提了几点建议：一是建议把借书时间定为10天，认为这个时长最合适。二是把语音提示等待的时间由5秒缩至3秒。三是将物理外壳换成更小巧的盒子。
第二轮测试中，我根据反馈进行了优化，调整了提示时间、缩短了提示音长度，并将外壳改为更小巧的设计。优化后我，我再次找老师进行测试与访谈。这次2.0版本的作品，老师说非常棒。
测试优化现场照（供图/刘昂）
6.小结与展望 在测试过程中，我面临的最大挑战是设计物理外壳，希望使其美观、小巧，方便在教室中使用。在向科学老师请教后，这个问题很快就解决了。
当我将智能图书管理器放置在班级图书架上供大家使用后，收到了老师和同学们的一致好评。他们纷纷表示我通过科技改变了班级的课外生活，我也特别开心能为班级做贡献。
成品展示（供图/刘昂）
经过多次的优化和改进，“智能图书管理器”终于能够稳定、高效地在班级中运行。它不仅使图书管理变得更加轻松有序，节省了同学们管理图书的时间，还激发了他们对阅读的兴趣。通过这一发明过程，我不仅学到了许多知识和技能，还深切体会到了创新和实践的乐趣。
责任编辑：李银慧
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