龍灣一中學喜報！這些學子好牛啊

來源 |龍灣中學

熱烈祝賀

近日，溫州市第二十八屆中小學生科技節高中組 “數據應用創新研究活動” 圓滿落幕。活動要求學生在真實生活情境中發現并提出問題，基于各種真實數據進行分析研究，最終得出結論或者解決實際問題。

賽事分為兩輪進行：第一輪開展文檔篩選，第二輪進行現場答辯。我校高三（6）班吳欽鑫、高二（14）班王品文，在鄭亞中老師指導下，憑借《面向生物過程模擬的物聯網發酵監控系統構建與應用驗證》項目，從全市眾多優秀作品中脫穎而出，以扎實的技術實力、創新的設計理念和精彩的現場答辯，斬獲一等獎第一名的優異成績！這一成果既是學生科創能力的集中展現，更是我校 “拔尖創新人才項目” 育人模式的生動實踐。

項目分享

《面向生物過程模擬的物聯網發酵監控系統構建與應用驗證》這一項目是跨學科融合創新的典型代表——將信息技術、生物工程、機械設計等多學科知識有機結合。

本研究旨在基于ESP32微控制器設計并開發一款智能化發酵罐控制系統，重點解決傳統發酵過程中溫度與轉速控制精度低、響應滯后、能耗高等問題。通過集成高精度溫度傳感模塊與閉環PID控制算法，實現發酵罐內部溫度的毫伏級誤差恒溫調節；結合ESP32的PWM調速功能及電機驅動模塊，構建轉速自適應調控系統，確保不同發酵階段轉速參數的精準執行。借助ESP32的物聯網功能，系統可實時監測發酵環境數據并支持遠程控制，有效提升微生物發酵過程的穩定性與可控性，為模擬發酵生產提供低功耗、高精度的智能化控制解決方案。

發酵系統工作流程圖

發酵罐裝置實物圖

技術亮點

1.精準控制體系：采用 ESP32-WROOM 模塊為主控制器，搭配 DS18B20 高精度溫度傳感器與閉環 PID 控制算法，實現 30-60℃范圍內 ±1℃的恒溫控制，同時通過 L298N 電機驅動模塊與 PWM 調速功能，構建 50-500r/min 的無級調速系統，扭矩波動≤5%，滿足不同發酵場景的精準需求。

2.物聯網交互設計：搭建本地 Wi-Fi 熱點與 Web 控制界面，支持通過手機或電腦遠程監控溫度、轉速等實時數據，參數修改響應時間≤200ms，實現 “隨時隨地精準調控”，打破傳統發酵的空間限制。

3.低成本定制化方案：創新采用 3D 打印技術制作發酵罐頂蓋與支架，使用 PLA 耗材通過 Fusion360 建模優化，確保結構契合度與實用性；以純 HTTP 協議替代傳統物聯網平臺，在降低開發門檻的同時保證系統穩定性，水冷散熱效率達45W，為中小型發酵實驗提供高性價比解決方案。

應用價值

該系統已成功應用于蘋果醋釀造、醬油模擬發酵、家庭酸奶制作等多個場景。在酸奶發酵實驗中，系統穩定維持35℃恒溫環境，結合勻速攪拌功能使發酵更徹底，口感顯著提升；在醋酸菌發酵中，精準控制 28-32℃最適生長溫度，有效提升代謝產物產量。

作品既滿足了高中生物發酵實驗的教學需求，也為家庭發酵與小型科研提供了可靠工具，實現了“學以致用、知行合一”。

參賽剪影

使用電烙鐵組裝發酵罐裝置

現場答辯

參賽學生與指導師鄭亞中賽前合影

育人密碼

學生的亮眼成績，離不開我校長期以來對“拔尖創新人才項目” 的系統化培養。學校以學術高中建設為核心，踐行 “因科施策、分類培養” 戰略，理科側重研究型課程，強化深度探究能力。學校提供的 3D 打印實驗室、物聯網實驗室等硬件支持，以及 “4T 榕博共同體”、綜合實踐教研組、跨學科項目課題組等學習共同體，為師生的科創實踐提供了全方位、高質量的保障。

在理科培養方面，學校側重研究型課程建設，強化學生深度探究能力，提升學生的實踐創新素養。學生在項目推進中，不僅熟練掌握了3D打印、ESP32編程、傳感器校準等專業技能，更通過需求分析、方案設計、硬件搭建、反復測試等完整科研流程，錘煉了科學思維與創新能力。

未來，學校將持續深化拔尖創新人才培養模式，拓展跨學科課程資源，完善創新實踐平臺，鼓勵更多學生探索未知、勇于創新，在科學的道路上不斷前行！

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