王繼東+劉道豐

長(zhǎng)期以來(lái)，教師在物理課演示測(cè)力實(shí)驗(yàn)時(shí)，離不開(kāi)彈簧測(cè)力計(jì)和砝碼。由于測(cè)力計(jì)示數(shù)不清、誤差大，又不便于操作，特別是對(duì)磁場(chǎng)力、洛侖磁力只能“干瞪眼”，無(wú)法定量精準(zhǔn)測(cè)定，使得學(xué)生難以理解掌握相關(guān)內(nèi)容。

面對(duì)這一司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象，長(zhǎng)沙市稻田中學(xué)高一學(xué)生肖湘峰在聽(tīng)課之余動(dòng)起了腦筋，與同伴一起將測(cè)力的彈簧和砝碼打造成一臺(tái)能演示各種力學(xué)現(xiàn)象的物理數(shù)碼力學(xué)測(cè)力平臺(tái)。課堂演示時(shí)測(cè)力計(jì)指針不穩(wěn)定、讀數(shù)不準(zhǔn)的現(xiàn)象終于成為過(guò)去。

憑借“中學(xué)物理數(shù)碼力學(xué)測(cè)力平臺(tái)”，肖湘峰先后榮獲第三十一屆長(zhǎng)沙市青少年科技創(chuàng)新大賽、第三十五屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。

在稻田中學(xué)科技創(chuàng)新室里，肖湘峰大方地向記者敞開(kāi)了他的科技創(chuàng)新小世界。

破解中學(xué)物理測(cè)力難題

一次物理課上，老師正在用彈簧測(cè)力計(jì)演示摩擦力，由于測(cè)力計(jì)指針搖擺不定，講臺(tái)下的肖湘峰費(fèi)了九牛二虎之力才看清測(cè)力計(jì)指數(shù)，一堂課下來(lái)，他不僅聽(tīng)得一頭霧水，還對(duì)摩擦力知識(shí)產(chǎn)生了錯(cuò)覺(jué)。老師告訴他，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中，無(wú)法克服測(cè)力計(jì)的重力，手拉物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)法做到均勻施力。

聽(tīng)到這里，肖湘峰頓時(shí)來(lái)了靈感：如果發(fā)明一種能顯示摩擦力大小的設(shè)備，做實(shí)驗(yàn)時(shí)可直接顯示讀數(shù)，不用緊盯著測(cè)力計(jì)指針該多好。下課后，肖湘峰與老師討論測(cè)力計(jì)改進(jìn)的方法。在得到老師的肯定后，肖湘峰與同在長(zhǎng)沙市雨花區(qū)少年宮科技小組的李宇軒開(kāi)始設(shè)計(jì)制作一套精準(zhǔn)的測(cè)力實(shí)驗(yàn)器材。

從開(kāi)始的固定彈簧，到同時(shí)固定彈簧和滑塊，拉動(dòng)滑塊下的接觸面，再到加裝拉力傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使示數(shù)及時(shí)顯現(xiàn)，兩人進(jìn)行了艱辛的探索。漸漸地，最初的想法不斷完善，設(shè)計(jì)圖紙也畫(huà)了厚厚的一摞。

“如何將拉力傳感器的信號(hào)及時(shí)變?yōu)榭梢曅盘?hào)，是我遇到最頭痛的問(wèn)題?！毙は娣逭f(shuō)。為此，他和李宇軒特意到菜市場(chǎng)觀(guān)察電子秤，還將幾臺(tái)銹跡斑斑的電子秤搬回家拆解，用以分析顯示原理。他還在網(wǎng)上訂購(gòu)各種測(cè)力傳感器進(jìn)行研究，并找來(lái)相關(guān)書(shū)籍學(xué)習(xí)。

幾個(gè)月過(guò)去了，在老師的幫助下，肖湘峰制作出一套可同時(shí)測(cè)多種力的數(shù)碼器材。摩擦力？沒(méi)問(wèn)題！浮力？一樣搞定！就連傳統(tǒng)測(cè)力計(jì)束手無(wú)策的磁場(chǎng)力，這套測(cè)力平臺(tái)一樣駕輕就熟。

肖湘峰還特意用這套測(cè)力平臺(tái)為記者演示：先測(cè)金屬球重力，然后在燒杯中加滿(mǎn)水，將金屬球慢慢放到燒杯中，直至水溢出，且金屬球全部浸入水中，再觀(guān)察測(cè)力平臺(tái)上兩個(gè)傳感器的示數(shù)。其中一個(gè)逐漸變小的是小球受到浮力后的重量，另一個(gè)逐漸變大的是排出的水的重量。根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體所受的浮力大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力，大家很容易就從顯示器上看到金屬球受到的浮力大小。

肖湘峰還對(duì)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行了驗(yàn)證，“根據(jù)浮力的計(jì)算方法，物體受到的浮力大小=浸入水前的重量-浸入水后的重量，可以確定測(cè)力平臺(tái)所測(cè)出的浮力完全正確”。

“我們一步步改進(jìn)儀器，由測(cè)量摩擦力到測(cè)量浮力，再到測(cè)量磁場(chǎng)力，每一步的改進(jìn)對(duì)我們的思維都是一次拓展?！毙は娣逭f(shuō)，科技創(chuàng)新不僅讓自己享受了動(dòng)手的樂(lè)趣，還讓自己活學(xué)活用，增長(zhǎng)了知識(shí)。

“科學(xué)達(dá)人”很有愛(ài)

在同學(xué)眼中，“一不留神”就成了小發(fā)明家并斬獲湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽最高獎(jiǎng)項(xiàng)的肖湘峰是個(gè)“科學(xué)達(dá)人”，其實(shí)這個(gè)“科學(xué)達(dá)人”除了愛(ài)好科技創(chuàng)新，還特別有愛(ài)。肖湘峰的第一個(gè)作品就是因愛(ài)而生。

一次，正在做作業(yè)的肖湘峰突然聽(tīng)到媽媽的尖叫聲，他趕緊循聲跑過(guò)去。原來(lái)媽媽為了清掃窗簾桿，在臥室梳妝臺(tái)上墊了一個(gè)小凳子，由于重心不穩(wěn)摔倒了?？粗軅膵寢?zhuān)は娣逵行┬奶?，能不能發(fā)明一個(gè)清掃工具，方便媽媽打掃呢？

經(jīng)過(guò)幾天的思索，肖湘峰用可樂(lè)瓶、海綿和廢棄的拖把桿，發(fā)明了一個(gè)窗簾桿清潔器，有了它，不用站在凳子上就能清掃窗簾桿上的灰塵。媽媽使用后給了很高的評(píng)價(jià)，肖湘峰心里甭提多開(kāi)心。

因?yàn)榱w慕肖湘峰在科技創(chuàng)新上取得的成績(jī)，不少同學(xué)也想邁進(jìn)科技創(chuàng)新的大門(mén)，肖湘峰便把自己的心得體會(huì)毫無(wú)保留地告訴大家，讓大家少走彎路。每當(dāng)同學(xué)遇到困難時(shí)，他便耐心地為他們解答，直到聽(tīng)懂為止。有時(shí)他還會(huì)給同學(xué)們講一些科技創(chuàng)新的故事或者給大家?guī)ヒ恍┛萍挤矫娴臅?shū)籍，讓他們?cè)鲩L(zhǎng)知識(shí)，共同進(jìn)步。

很“二”很認(rèn)真

“他平時(shí)挺‘二的，但做事情時(shí)很認(rèn)真。”這是隊(duì)友李宇軒對(duì)肖湘峰的評(píng)價(jià)。對(duì)此，肖湘峰笑著大叫不公：“我雖然是‘技術(shù)宅，但除了科技創(chuàng)新，我還喜歡打籃球、打乒乓球，怎么會(huì)和‘二有關(guān)系?！辈贿^(guò)對(duì)于認(rèn)真的評(píng)價(jià)，肖湘峰很認(rèn)同，不管什么事，他一定會(huì)努力做到最好。

在肖湘峰家里，有一間專(zhuān)門(mén)用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的房間，這是家人特意為他騰出來(lái)的?！罢n余我喜歡宅在家里做實(shí)驗(yàn)，特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)收集化學(xué)元素也情有獨(dú)鐘，現(xiàn)在我已經(jīng)收集了地球上30多種化學(xué)元素?！毙は娣逭f(shuō)，希望自己能成為像《視覺(jué)之旅：神奇的化學(xué)元素》作者西奧多·格雷那樣瘋狂的元素收藏愛(ài)好者。

為收集元素，肖湘峰自學(xué)了不少實(shí)驗(yàn)，并成功從胃藥中提取了金屬鉍?！斑@就是個(gè)簡(jiǎn)單的化合實(shí)驗(yàn)。”肖湘峰笑著解釋?zhuān)蠖鄶?shù)胃藥的有效成分都是堿式水楊酸鉍，只要調(diào)配好鹽酸溶液，就能輕松提取。

不過(guò)，聰明的肖湘峰也曾做過(guò)在別人看來(lái)犯“二”的事。他家小區(qū)樓頂上有一個(gè)3米多高的水塔，上面有一個(gè)廢棄的小靈通基站。迷上無(wú)線(xiàn)電之后，一心想建無(wú)線(xiàn)電臺(tái)的肖湘峰便打起了這個(gè)基站的主意。

一不做二不休，肖湘峰把整個(gè)設(shè)備拆解，不拆不要緊，一拆著實(shí)被嚇了一跳——100多斤的設(shè)備，從外形到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)不是初出茅廬的自己能駕馭得了的。一番折騰后，灰頭土臉的肖湘峰只能興怏怏地回到家里。

“放棄自己最擅長(zhǎng)的，找尋自己最不擅長(zhǎng)的事來(lái)做，不是很‘二嗎？”肖湘峰說(shuō)，“但一旦把自己最不擅長(zhǎng)的部分做好了，就是巨大的成功和進(jìn)步?！苯o(wú)線(xiàn)電臺(tái)絕不是自己頭腦發(fā)熱，現(xiàn)在他正在惡補(bǔ)相關(guān)的知識(shí)，爭(zhēng)取早日把樓頂上的設(shè)備“吃掉”。

成為一名機(jī)械工程師是肖湘峰心中早已劃定的人生目標(biāo)?！半m然現(xiàn)在自己小有所成，但還需要腳踏實(shí)地把握每一天，爭(zhēng)取以后考上理想的大學(xué)，從事自己喜歡的行業(yè)?！毙は娣逭f(shuō)，眼下自己的計(jì)劃是盡量完善“中學(xué)物理數(shù)碼力學(xué)測(cè)力平臺(tái)”，早日申請(qǐng)到國(guó)家專(zhuān)利。