百年老校的科學(xué)創(chuàng)新路

江激揚

北京市通州區(qū)潞河中學(xué)是一所有著100多年歷史的花園式學(xué)校，知力記者來到這里，采訪了在北京市青少年科技創(chuàng)新大賽中獲得佳績的師生，深入了解了這所百年老校的科學(xué)創(chuàng)新之路。

知力：在本次青少年科技創(chuàng)新大賽上，潞河中學(xué)收獲頗豐，您如何評價潞河中學(xué)本次取得的成績？

趙滕任：潞河中學(xué)今年有4個項目、6名學(xué)生參加了北京市青少年創(chuàng)新大賽，他們分別獲得了大賽的一、二等獎。在參賽準(zhǔn)備過程中，這些學(xué)生自主選擇課題，自主研究，在老師適當(dāng)?shù)膸椭屯苿酉聦嵤┛蒲许椖?。參賽的每一名學(xué)生都在科技活動中付出了相當(dāng)大的努力，有些同學(xué)到大學(xué)實驗室尋求指導(dǎo)，也有人去工廠等地學(xué)習(xí)調(diào)研以提升作品質(zhì)量。例如陳明子和李婉璐同學(xué)在做網(wǎng)購包裝項目時，分別到物資學(xué)院和材料工廠去考察項目的可行性，親自測量數(shù)據(jù)，挑選制作材料。這次創(chuàng)新大賽是潞河理念在學(xué)生學(xué)習(xí)能力和綜合能力方面的體現(xiàn)。

知力：潞河中學(xué)從什么時候開始開展科技活動的，現(xiàn)在情況如何？

趙滕任：潞河中學(xué)的科技項目從2006年開始，經(jīng)過兩年的理論摸索和器材購置等準(zhǔn)備工作階段，2008年我們正式開始在校內(nèi)開展機器人研發(fā)課程，后來又加入了單片機設(shè)計制作比賽、未來工程師競賽和青少年科技創(chuàng)新大賽的對應(yīng)培訓(xùn)內(nèi)容。

學(xué)校對我們的科技活動越來越重視，因此近些年來，我們的學(xué)生參加了幾乎所有在北京市舉辦的科技比賽及活動，也有越來越多的學(xué)生開始進行自己的科研項目。這次參加青少年創(chuàng)新大賽就是近年我校學(xué)生積極參與科研活動的展示。

知力：潞河中學(xué)的科技活動有什么特色項目？

趙滕任：單片機設(shè)備研發(fā)是我校的傳統(tǒng)項目，在近些年的比賽中屢屢獲獎。

單片機比賽包括兩部分：一是用單片機芯片控制玩具汽車，讓它自動完成各種不同的命令，例如汽車接力、自動入庫、自動感應(yīng)周圍障礙等等，二是設(shè)計一座有諸多自動感應(yīng)功能的的小房子，房子能夠根據(jù)感應(yīng)到的不同情況做出各種反應(yīng)。我們在設(shè)計參加單片機比賽的作品時，一開始想對半成品進行改造，但是隨著不斷修改半成品的元器件，我們最終的單片機參賽作品幾乎完全使用了自己選擇的元件和自己灌寫的程序。

我校學(xué)生也多次參加未來工程師競賽中的排雷機器人項目。排雷機器人也是一個經(jīng)典項目，但是每年比賽中不同的要求讓我們可參考借鑒的素材很少，比如2013年的排雷比賽就首次要求機器人必須有防水能力，所以這對我們的學(xué)生是更高的挑戰(zhàn)。

參賽學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地愿意做好每一個項目，所以在思考、實施科技項目的過程中非常努力地工作，經(jīng)常會在學(xué)校做項目到深夜。如果有緊張的比賽任務(wù)，我們的學(xué)生和老師也會通宵趕進度。

知力：潞河中學(xué)會怎樣繼續(xù)開展科技活動呢？

趙滕任：我們正在將學(xué)生培養(yǎng)方向從培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、思考能力轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力及綜合能力。

最早的時候，我們的老師和學(xué)生都缺乏開展項目的經(jīng)驗，所以那時老師會幫助學(xué)生選一些科研題目，為他們指出方向，讓學(xué)生自己深入摸索。后來，科技活動的選題逐漸由學(xué)生自己完成，老師會傳授經(jīng)驗，幫助他們修改課題，爭取讓他們在比賽中取得最好的成績。

自從潞河中學(xué)進入北京市翱翔計劃項目以來，學(xué)校對科技活動的支持力度逐漸加大。而且在我校成為北京市科技示范校后，我們開始招收科技特長生，安排特長生學(xué)習(xí)物理、自動化控制、通信技術(shù)等等比較專精的課程，讓學(xué)生在接觸更高層次知識的同時提出質(zhì)疑，然后進行科學(xué)探索來消除質(zhì)疑。另外我們還鼓勵學(xué)生到高校里觀摩，參與大學(xué)的科技研究項目。

知力：潞河中學(xué)的科技活動有什么特色項目？

趙滕任：單片機設(shè)備研發(fā)是我校的傳統(tǒng)項目，在近些年的比賽中屢屢獲獎。

單片機比賽包括兩部分：一是用單片機芯片控制玩具汽車，讓它自動完成各種不同的命令，例如汽車接力、自動入庫、自動感應(yīng)周圍障礙等等，二是設(shè)計一座有諸多自動感應(yīng)功能的的小房子，房子能夠根據(jù)感應(yīng)到的不同情況做出各種反應(yīng)。我們在設(shè)計參加單片機比賽的作品時，一開始想對半成品進行改造，但是隨著不斷修改半成品的元器件，我們最終的單片機參賽作品幾乎完全使用了自己選擇的元件和自己灌寫的程序。

我校學(xué)生也多次參加未來工程師競賽中的排雷機器人項目。排雷機器人也是一個經(jīng)典項目，但是每年比賽中不同的要求讓我們可參考借鑒的素材很少，比如2013年的排雷比賽就首次要求機器人必須有防水能力，所以這對我們的學(xué)生是更高的挑戰(zhàn)。

參賽學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地愿意做好每一個項目，所以在思考、實施科技項目的過程中非常努力地工作，經(jīng)常會在學(xué)校做項目到深夜。如果有緊張的比賽任務(wù)，我們的學(xué)生和老師也會通宵趕進度。

潞河中學(xué)參加2014年科技創(chuàng)新大賽的項目普遍具有一個共同點：項目思路來源于同學(xué)們的日常生活和學(xué)習(xí)。在采訪過程中，知力記者除了感受到了這些同學(xué)鉆研課題、改善生活中瑕疵的勁頭，感受更多的是潞河人對生活的熱情向往和積極態(tài)度。那就讓我們來看一看同學(xué)們對參賽、對科研有何感想和感悟吧。

參加這次比賽，我設(shè)計了一款高效率手機移動電源，這個電源的功能與市售的移動電源并無二致，不過我改進了電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓它明顯地提高了效率，并且安全性能也更加優(yōu)化。移動電源的內(nèi)部主要包括電池和電路兩部分，我主要在電路方面進行了深入的研發(fā)，包括改進從電池到手機接口的升壓電路，設(shè)計更加合理的保護電路、促進電池充電更快的充電電路和電量顯示電路。專家評委點評說，我的項目源于生活，而且改進已有的市售產(chǎn)品的思路很獨特。如果我的設(shè)計能夠成功推廣，也許會帶動移動電源行業(yè)的一次革新，讓更多用戶享受到更高效、更安全的日常用品。

在選擇這個課題之前，我們一直覺得公園的垃圾問題比較嚴(yán)重，特別是在節(jié)假日，公園垃圾會對環(huán)境保潔工作帶來很重的負擔(dān)，更會在很大程度上影響游人的心情。出于這一點，我們倆設(shè)計制作了垃圾自動回收機器人。我們的機器人能夠全方位自動收集垃圾，關(guān)鍵是突破a了引導(dǎo)游客尋找垃圾桶投扔垃圾的定向思維。垃圾回收機器人安裝了多個避障傳感器，偵測到障礙后會等待或轉(zhuǎn)向，偵測到垃圾后就啟動回收程序，利用氣壓和機械滾輪將垃圾放在機器人垃圾倉內(nèi)。來到創(chuàng)新大賽比賽現(xiàn)場后，我們與其他參賽者進行了充分交流，還與來自國外的參賽者進行切磋，獲得了做項目的經(jīng)驗和對自己項目的更多思考，這對我們今后繼續(xù)學(xué)習(xí)和研發(fā)都意義深遠。另外，我們在活動中結(jié)交了很多中國和外國的朋友，鍛煉了交際能力和語言能力，這方面也讓我們獲益匪淺。

我的項目是一個數(shù)學(xué)課題，通過尺規(guī)作圖的方法來研究光波的反射和聲波反射等?，F(xiàn)在我已經(jīng)研究過單個平面反射的波、雙面反射的波、多面反射的波和圓上反射的波，得出的結(jié)論是，在弧面上反射的波延圓周傳播，不在圓周的兩點無法用一個波來傳播。

之所以選擇這個項目，是因為我看到很少有人研究數(shù)學(xué)問題，而我自己又非常喜歡數(shù)學(xué)，因此就決定進行一個數(shù)學(xué)項目來挑戰(zhàn)自我。在研究過程中也遇到很多困難，用尺規(guī)作圖研究波的反射這個課題之前可能沒有人做過，所以我需要完全通過創(chuàng)新思維來尋找突破口。而且本項目中有些內(nèi)容需要用我還沒學(xué)到的知識來解答，這時我就要尋求指導(dǎo)老師的幫助。在參加這次比賽的過程中，我與許多參賽選手交流了項目經(jīng)驗，也學(xué)到很多新的技巧。今后如果再參加其他科技項目，我就能夠進一步完善我的作品。

我們在平時上網(wǎng)購物時，覺得物流方面有很大空間可以改進，比如可以減少包裝的浪費、加強包裝質(zhì)量等等，所以我們就有了設(shè)計一款通用的網(wǎng)購包裝的想法。在項目進行過程中，我們到多個快遞公司了解信息、尋求幫助，還來到物資學(xué)院詢問相關(guān)知識，進行研究項目的可行性和可操作性分析。最終我們登上了青少年科技大賽的舞臺，與其他選手角逐。通過這次比賽，我們認識了很多國外的朋友。在封閉答辯和公開答辯的時候，很多人給我們提供了寶貴的思路和建議。因為在前期研發(fā)過程中，即使加上老師我們也只有3個人的思路，而現(xiàn)在我們收獲了很多不同的想法和專業(yè)的指導(dǎo)。經(jīng)過這次創(chuàng)新大賽，我們有了更多將項目持續(xù)進行下去的動力。endprint