黃慶

為鼓勵(lì)青少年勇于創(chuàng)新、敢于實(shí)踐、善于用科技武裝自己，《知識(shí)就是力量》雜志在第35屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽上特別設(shè)立“知力專項(xiàng)獎(jiǎng)”。其中，北方交通大學(xué)附屬中學(xué)、北京匯文中學(xué)、北京市第十二中學(xué)獲得由《知識(shí)就是力量》雜志頒發(fā)的“知力創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”，而唯一的“知力傳播團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”花落來自大洋彼岸的朋友——西澳大利亞州科技館代表隊(duì)。

異彩紛呈的科技成果

獲得“知力創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”的北方交通大學(xué)附屬中學(xué)，以科學(xué)育人的文化為載體，是北京市教育科研先進(jìn)學(xué)校。該校建有多媒體互動(dòng)教室、智能機(jī)器人操作室、電子技術(shù)與無線電技術(shù)操作室、航模操作室等專業(yè)科技活動(dòng)場(chǎng)所，為學(xué)生量身定制了包括創(chuàng)意科技課程在內(nèi)的多維幸福課程，培養(yǎng)出一批批拔尖創(chuàng)新人才，多次在北京青少年科技創(chuàng)新大賽上有所斬獲。今年，該校又派出4個(gè)代表隊(duì)參賽，是參賽學(xué)校中較多產(chǎn)且報(bào)送項(xiàng)目質(zhì)量頗高的學(xué)校代表。

模擬空間輻射環(huán)境條件下神經(jīng)免疫相互作用的分子效應(yīng)研究

高二男生彭博帶來的是醫(yī)學(xué)與健康學(xué)方面的課題，他用γ射線模擬空間強(qiáng)輻射環(huán)境條件，研究受輻射的神經(jīng)細(xì)胞對(duì)機(jī)體免疫細(xì)胞的影響。對(duì)于為什么要選擇這樣的課題，彭博告訴知力記者：“我對(duì)航空航天特別感興趣，也經(jīng)常在電視中看見宇航員執(zhí)行艙外行走任務(wù)。雖然他們?cè)趶?qiáng)輻射環(huán)境下身穿宇航服，但是在防護(hù)較薄弱的手腕處仍會(huì)受到輻射。所以我想先從細(xì)胞層面來分析神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)是如何對(duì)強(qiáng)輻射產(chǎn)生應(yīng)答機(jī)制的?！?/p>

基于不同密度液體折射率變化的可變焦透鏡

同是高二學(xué)生的龐梓喬帶來的是與人們生活息息相關(guān)的課題。為嘗試解決因近視加深而頻繁更換眼鏡的麻煩，他研究了基于不同密度液體折射率變化的可變焦透鏡。說起最初的靈感來源，龐梓喬告訴知力記者：“我偶然發(fā)現(xiàn)將鹽撒入水中，水中的鹽粒后方會(huì)出現(xiàn)‘尾跡’，就猜測(cè)是由于鹽的溶解導(dǎo)致其周圍溶液密度變大而使折射率發(fā)生變化。于是我聯(lián)想到是否能通過改變?nèi)芤旱木植棵芏龋谷芤旱恼凵渎拾l(fā)生變化，進(jìn)而形成液體透鏡？于是我就做了這方面的研究。”

靜電除霾裝置研究

在這次青創(chuàng)賽上，還有許多貼合生活的日常用品改造，如該校學(xué)生于澤華帶來的靜電除霾裝置就非常迎合當(dāng)下的熱點(diǎn)。他告訴知力記者：“目前室內(nèi)的空氣凈化有吸附法、負(fù)離子技術(shù)和低溫等離子技術(shù)等多種方法，然而都各有缺陷。我的想法是通過靜電場(chǎng)，將空氣中的霾吸附在電極上，從而達(dá)到除霾目的，沒有任何二次污染，可安裝于封閉場(chǎng)所的進(jìn)氣口，從源頭凈化空氣?！?/p>

基于無線電自動(dòng)測(cè)向的電磁環(huán)境保護(hù)機(jī)器人

北方交通大學(xué)附屬中學(xué)帶來的另一個(gè)工程學(xué)項(xiàng)目，是由蘇陽(yáng)、馬英舒、姜兆菲璠3位高中生制作的基于無線電自動(dòng)測(cè)向的電磁環(huán)境保護(hù)機(jī)器人。它為捕捉違法電臺(tái)而生，運(yùn)用測(cè)向機(jī)與傳感器的有機(jī)結(jié)合，通過微型電腦進(jìn)行計(jì)算并主動(dòng)靠近目標(biāo)。蘇陽(yáng)自豪地向知力記者介紹：“我的作品摒棄了傳統(tǒng)的測(cè)向方法（交叉定向法），采用自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，具有全天候、無人化、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)。如果在監(jiān)測(cè)范圍上再加以優(yōu)化，將來能應(yīng)用在國(guó)家安全以及救援搜索等多領(lǐng)域，也有助于無線電管理部門有效遏制頻段干擾，應(yīng)用潛力很大。”

據(jù)該?？萍妓囆g(shù)中心主任祖浩東老師介紹：“我們科技老師非常主動(dòng)地為學(xué)生介紹最新科研成果，并且聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，找出它們和學(xué)生學(xué)習(xí)生活上的共同點(diǎn)，使學(xué)生們深切地感受到科學(xué)的重要性和有趣之處?！?/p>

百年老校的科技傳承

北京匯文中學(xué)建立于1871年，距今已有140余年的歷史。如今，培養(yǎng)學(xué)生“愛好科學(xué)，敢為人先”的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)，已經(jīng)成為匯文中學(xué)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。據(jù)該校教學(xué)處副主任許勇進(jìn)老師介紹，近年來該校積極引導(dǎo)學(xué)生參加科技活動(dòng)，積極參與國(guó)家與北京市的英才計(jì)劃、科技后備人才早期培養(yǎng)計(jì)劃、翱翔計(jì)劃、雛鷹計(jì)劃等項(xiàng)目，為學(xué)有余力的學(xué)生積極爭(zhēng)取進(jìn)入國(guó)家或高校高水平實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造條件，著力培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐能力。

針對(duì)初、高中學(xué)生的不同特點(diǎn)，北京匯文中學(xué)設(shè)計(jì)了適于學(xué)生年齡段的科教課程與相關(guān)活動(dòng)。

初中階段以“參與體驗(yàn)，培養(yǎng)興趣”為目的，以學(xué)習(xí)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作技能為主。通過開設(shè)《樂高機(jī)器人》、《3D打印》等豐富的實(shí)踐類課程，讓學(xué)生獲得體驗(yàn)并找到自己的興趣，分類培養(yǎng)科技愛好者。

對(duì)高中階段學(xué)生的科技培養(yǎng)，匯文中學(xué)著重以“綜合實(shí)踐，嘗試創(chuàng)新”為目的。據(jù)許勇進(jìn)老師介紹，該校會(huì)積極引導(dǎo)學(xué)生不局限于校內(nèi)的學(xué)習(xí)。通過參與各類科技活動(dòng)，有的學(xué)生走進(jìn)大學(xué)、科研院所，了解科學(xué)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)，有的學(xué)生走向社會(huì)，了解人們的實(shí)際需求，關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題，學(xué)校以此培養(yǎng)每位學(xué)生成為“懂科研、敢創(chuàng)新、勇實(shí)踐”的復(fù)合型人才。

在本屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽上，匯文中學(xué)一共推出了3個(gè)項(xiàng)目。其中，高二女生楊夢(mèng)筠用先進(jìn)的線粒體COI分子標(biāo)記技術(shù)，鑒定出野生食肉目動(dòng)物的糞便來源，從而達(dá)到鑒別物種、保護(hù)瀕危食肉目動(dòng)物以及了解這些動(dòng)物的食性等目的。初三女生楊文韜帶來的《對(duì)心臟病危險(xiǎn)因素認(rèn)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查》，通過對(duì)不同年齡段、不同居住地、不同學(xué)歷的人群進(jìn)行調(diào)研，了解他們對(duì)11種導(dǎo)致心臟病的危險(xiǎn)因素的認(rèn)識(shí)情況。初三男生胡岱峰通過對(duì)冀北早中新世的松科化石進(jìn)行分類學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)滅絕的化石新種。正是由于該校扎實(shí)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及過硬的科技成果，使得北京匯文中學(xué)當(dāng)之無愧獲得本屆大賽的“知力創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”。

培養(yǎng)創(chuàng)新人才的沃土

獲得“知力創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”的北京市第十二中學(xué)，在學(xué)生科技能力的培養(yǎng)上也走出了自己的特色。尤其是該?，F(xiàn)任校長(zhǎng)李有毅提出的“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、實(shí)踐育人”的概念，成為該?？萍紕?chuàng)新教育的核心理念。據(jù)該校學(xué)生活動(dòng)中心副主任劉波老師介紹，早在2009年，該校就組建了科技創(chuàng)新學(xué)院，下設(shè)機(jī)器人俱樂部、三維設(shè)計(jì)與3D打印、創(chuàng)新算法與發(fā)明、應(yīng)用物理與制造、火箭模型等眾多社團(tuán)。

2012年11月，該校在全國(guó)率先開展“萃智（TRIZ）研究”，創(chuàng)建了15個(gè)“科技創(chuàng)新工作室”，其中科學(xué)探究類工作室8個(gè)：超導(dǎo)、磁特性、天之問、分子生物、環(huán)境化學(xué)、生態(tài)與環(huán)境、綠色能源、腦與記憶工作室；技術(shù)類工作室7個(gè)：機(jī)器人、機(jī)電一體化、F1賽車、光學(xué)技術(shù)、二維設(shè)計(jì)與激光雕刻、三維設(shè)計(jì)與3D打印、創(chuàng)意與發(fā)明創(chuàng)新工作室。為提升學(xué)生的科技素養(yǎng)提供了可實(shí)踐的操作平臺(tái)。

中學(xué)階段是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵時(shí)期，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要適宜的土壤和氛圍。因此，北京市第十二中學(xué)常年聘請(qǐng)高校教授、研究院所的研究員、企業(yè)工程師和相關(guān)專業(yè)人員共56人，組成專家團(tuán)隊(duì)，參與學(xué)?？萍紕?chuàng)新教育的教研和輔導(dǎo)工作。

為了讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究帶來的樂趣，北京市第十二中學(xué)的科技老師常指導(dǎo)學(xué)生從身邊的生活出發(fā)，發(fā)現(xiàn)問題深入探究。在第35屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽上，代表該校參賽的兩個(gè)項(xiàng)目均源自對(duì)生活的觀察與思考。高二的楊晨宇帶來的“自行車防盜花鼓鎖”，將鎖內(nèi)置在車軸里，可以有效防止自行車鎖被暴力剪斷，操作十分方便。高二男生杜迦羅對(duì)倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)機(jī)器人的環(huán)境建模與路徑規(guī)劃研究也極具實(shí)用性。

科技讓人們生活更便捷的同時(shí)，也讓世界各地的朋友靠得更近。來自西澳大利亞州科技館的朋友，通過對(duì)西澳皮爾巴拉礦區(qū)的長(zhǎng)期觀察研究，為我們帶來了有關(guān)人為污染物對(duì)當(dāng)?shù)赝寥牢⑸锏淖饔煤筒煌獠▽?duì)當(dāng)?shù)胤N植作物影響的課題，為我們對(duì)環(huán)境的治理與修復(fù)開闊了思路。西澳大利亞州科技館是本屆比賽“知力傳播團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”獲得方，她們對(duì)科普工作如火的熱情，對(duì)科學(xué)研究的孜孜不倦，感染著在場(chǎng)的每一個(gè)人。

以“發(fā)現(xiàn) 創(chuàng)新 責(zé)任”為主題的第35屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽雖已圓滿落幕，然而廣大青少年對(duì)科技的熱愛、對(duì)創(chuàng)新的追逐并不會(huì)從此停駐，本屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽必將成為他們寶貴青春時(shí)光中最絢麗的注腳。