給夢想插上科技的翅膀

何鄭燕 馬圣童 岳萌

8月18日晚，第33屆全國青少年科技創新大賽專項獎頒獎典禮在重慶國際博覽中心舉行。本屆大賽是亞洲區域規模最大、參賽國別最多的一屆，而在參賽國家和人數增長的同時，大賽也得到國際同行的認可，來自印尼、巴西、盧森堡、土耳其和突尼斯五個國家的青少年科技教育和科技競賽組織機構也在本屆大賽上設立了專項獎，獎勵優秀的中國學生項目參與國際交流。

作為已在大賽中連續設立多年專項獎的《知識就是力量》雜志，這次依然評選出了共計10項優秀項目（5項創新獎，5項傳播獎）。其中，創新獎項目都在此次大賽中給我們帶來了哪些精彩展現呢？“一帶一路”夏令營、中國-東盟創新大賽又是怎么一回事呢？

蝴蝶翅膀帶來的靈感

“在小學的時候，我就了解到蝴蝶翅膀具有周期性微納米孔洞結構，那時我就在想周期性微納米孔洞結構是否具有吸附氣體的能力呢？”當我們問及為什么會想做這樣一個研究時，上海市延安初級中學曾俊陶同學如是回答。

研究這個課題的意義有兩個方面：一是探討蝴蝶不同顏色鱗片的氣敏特性與其微結構關聯；二是為納米結構仿生氣敏器件設計提供新穎啟示。為此，曾俊陶同學專門選取了四種顏色不同的蝴蝶—青鳳蝶（藍色）、藍鳳蝶（黑色）、菜粉蝶（白色）和黃粉蝶（黃色），用以觀察蝴蝶不同顏色鱗片的氣敏特性。

選定蝴蝶后，利用最新無線氣敏傳感器以及LC諧振天線，基于電感線圈互感耦合原理，通過檢測天線諧振頻率的變化取得了傳感器上蝴蝶鱗片氣敏特性的強弱。研究發現，黃粉蝶的吸附能力最強。利用電子顯微鏡觀察四種蝴蝶500倍、10000倍、30000倍的微結構放大圖像，可以發現四種蝴蝶都具有周期性微納米的孔洞結構，但只有黃粉蝶30000倍圖像中有周期性葉片狀納米結構，正是因為這種周期性葉片狀納米結構，它才具有最強的吸附特性。

觀察宇宙星空的奧妙

西藏自治區拉薩中學的尹曉峰同學自制了一臺天文望遠鏡，用于觀察宇宙星空的奧妙。在一次物理課上，學習完光譜后，他突然萌發出一個想法：“我能不能做一臺望遠鏡，再做一臺光譜儀，在業余條件下對恒星的光譜世界進行分析呢？”

說干就干，買來鏡片、調焦座、底座，其余的全部是利用身邊易得的材料，比如易拉罐、木板等，來手工完成。這一過程既鍛煉了個人的動手能力，又讓他學會了永不言棄。采訪的最后，他這樣告訴我們：“雖然制作過程中遇到了不少麻煩，也失敗了好幾次，但是最終我還是堅持了下來……這次參賽，讓我有了更多體會，我不用再羨慕別人的‘高大上，我自己的想法也可以學以致用。學到的東西不一定都是用來考試的，它還能激發我們的興趣。我相信，未來我們天文愛好者不一定只在天文上面進行簡單的深空攝影，其實我們還能做更深的東西。”

搶救生命的利器

地震帶給人們的傷痛是無止境的。地震后如何幫助被困人員？

哈爾濱市第三中學劉智源同學設計了一款用于地震廢墟搜救一體化的智能裝置，這臺裝置實現了探測、環評、聯絡和保障一體化功能。探測功能包括可以采集到有害氣體濃度、紅外狀態以及溫度的檢測，它還有抓拍的功能，可以拍攝現場照片。這款裝置還可以起到聯絡和保障功能，通過內置管道和雙向語音電路，為被困人員輸送物資、進行溝通和心理輔導。

在地震中有些人需要心理安慰和疏導，同時救援人員也需要知道地下的實時狀況，被困人員是否受傷等，因此，裝置設計的聯絡功能是雙向的，這也很好地補充了視頻采集功能的缺點—可以聽到具體的描述，更有利于后續的救援。

迄今為止，隨著想法的不斷更新，裝置也在不斷向更好的方向改進，這次大賽中共展示了五代產品，這樣看來，平均每兩個月就會有新想法迸發，促使劉智源同學不斷地進行更新。當然，在這期間，他也收獲了很多，比如語言溝通能力的增強等。

源于生活的發明創新

此次獲得《知識就是力量》創新獎的還有來自海南省定安縣雷鳴鎮中心學校的邱天鐸同學和來自馬來西亞的CHOK YAN NIAN同學。

采訪中，我們了解到，邱天鐸同學的這項創新發明盡管還未投入生產，但試用效果還是很不錯的。這款“花生采摘器”不僅攜帶方便，而且效率高、速度快，使用的時候可以掛在引擎上，使人更為輕便省力。或許你會有這樣的疑問，這樣的一款機器價格肯定不便宜吧？悄悄告訴你，這臺機器的成本價格真的很低廉，每個家庭都能消費得起哦！

CHOK YAN NIAN則是在采訪中告訴我們，參加此次大賽，他感到非常興奮。在這里，他不僅認識了很多亞洲國家的新朋友，還發現了許多國家的新發明、新創造。現在，全世界都在大力宣傳環保，他所在的學校也齊頭并進，發明更偏向于環保。他們致力于用更加科學的方式來代替有害產品。

“一帶一路”夏令營

要說這次大賽與以往的大賽有何不同，“一帶一路”夏令營可謂是最為明顯的。

來自菲律賓的Karmina-habnellep. Reyer認為，這次的“一帶一路”科學夏令營是一個非常棒的活動。她說，這一次的夏令營把來自世界各地的同齡人聚集在一起，盡管存在著語言不通、交流阻礙等問題，但也正因為如此，大家相互之間反而產生了一種更強的連接紐帶。同時，與來自不同國家的同學相互學習也能得到很多收獲。她對于這次活動格外地珍視，認為這樣的機會或許一生只有一次，他們有幸被選中，代表學校甚至是國家，是他們的榮幸。對Karmina而言，這一次到中國來學習、交流、體驗steam課程，注定是一次非常難忘的經歷。

中國-東盟創新大賽

2018年為中國-東盟創新年，由科技部和中國科協共同主辦的中國-東盟青少年創新大賽（China-ASEAN Youth Innovation Contest）也與本屆大賽深度結合，給我們帶來了東盟國家青少年們的創意作品。

來自印度尼西亞的Utari Mustika的參賽作品偏向環保主題。她將米飯、土壤等原材料用膠水粘在一起并等待一小時，最終做成一塊墻壁厚度的黏土，而這種特殊的黏土其實是一個既環保、成本又低的降噪發明，把它們填充在墻壁里就可以很好地降噪和保溫。雖然在發明過程中，Utari也遇到了一些困難，比如該如何對比不同材料吸收噪音的效果、去哪里收集原材料等，但她通過一次次的試驗和指導員的輔助，最終完成了自己的發明并得出了科學可靠的結論。

精彩活動報道

在此次大賽中，我們的小記者們還對眾多項目做了單獨報道，快來和我們一起看看他們來自第一線的報道情況吧！

（知力小記者 周欣）教學方式影響教學質量，今天一位來自芬蘭的教授向我們分享了芬蘭小學的STEM教育。他談到了因為中國與芬蘭的國情不同，所以較芬蘭而言，中國的班級人數較多，父母與老師之間關系也有差異，等等。同時，他也表達了他的想法：“我們與世界其他國家和地區，分享芬蘭教學專長，共創可持續學習社區，讓每個人都作為終身學習者收獲成功。”

接下來，我們親自動手操作“水循環實驗”，各位科技輔導員都很積極地參與到了這個實驗中，這種教學方式主要訓練了團隊合作和學生的動手能力，真是令我受益匪淺！

（知力小記者 鄧嘉陽）靜謐清晨，一切安好。你枕在柔軟中回味夢境，可上學時間已近在咫尺。下一秒，電鈴暴響，紅燈急爍，然后……

你醒了？

不，你會憤怒地睡去，似乎想要反抗。可現實容不得反抗—床下的液壓頂突然頂起，床被豎直旋轉了90度，將你連同你那溫暖的被窩無情甩向地面！

你的一聲驚叫，隨著枕頭砸落在臉上，被咽了下去—你醒了，甚至不可思議！這個方式或許令人膽寒，但確實頗為有效，已經有人做過嘗試了。

這奇葩的設計是如何問世的？究竟有什么靈丹妙藥可令人腦洞大開？今日，青輔協的“伊娃老師”張宜婕帶領各位走進了奇幻的設計學世界。

好東西，不難造，難在確定其如何造。這就是設計學大顯神通之處。有很多失敗的設計看起來五花八門，但實際卻殊途同歸—違背了設計的邏輯過程與基本準則或者與現實格格不入。譬如，解決“東南亞早產兒體溫過低死亡問題”時，有人專門為此設計廉價電熱保溫箱，但實際上某些地區根本沒有通電。此設計何用之有？

設計，雖然天馬行空，但也規矩清晰。伊娃老師讓各位親自設計起床提示裝置，并以此道出了設計學的精華。首先明確要解決的問題，并開動腦筋提出方案，而后從使用者的角度進行評估，最后做出模型實驗其效果。

所有成功的設計都離不開這個嚴密的過程。我們開始提到的“垂直旋轉起床系統”看似荒謬，其實也充分體現了這一過程的“強大”效果。

采訪中伊娃老師表示，嚴密而規律的設計學原理，具有極強的目標性。這能幫助我們產生解決思維。設計學非“玄學”，只要將其秘密了如指掌，便可玩轉世界，定義未來。

“你揉了揉惺忪的眼，望著垂直的床板，哈哈大笑起來……”