頭號創(chuàng)新玩家

文 本刊記者 田春憶

和同伴玩水槍，激發(fā)了他對水的表面張力的興趣，課題《探究水的表面張力》獲得第九屆中國少年科學(xué)院“小院士”課題研究活動一等獎；用手機(jī)聽音樂時，他有了手機(jī)擴(kuò)音器的設(shè)計思路，“簡易手機(jī)擴(kuò)音器”獲得第三十屆成都市青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎；和同學(xué)打電子游戲時，他又想：“何不自己設(shè)計一款游戲？”于是，他便用易語言設(shè)計了“湊24點”，這項作品最終獲得第三十一屆成都市青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎……成都市樹德中學(xué)高一學(xué)生陳藝銘告訴記者，自己是在日常的玩樂中開啟了科技創(chuàng)新的旅程。

從第一次接觸科技創(chuàng)新時的懵懂到漸漸有了自己的心得，陳藝銘用實力為自己贏得了“頭號創(chuàng)新玩家”的稱號。

初識創(chuàng)新

二年級的暑假，陳藝銘用一個月的時間裁剪、組裝了八級云霄飛車模型，并召集小伙伴們一起“對決”。

2011年春天的一個周末，陳藝銘跟隨華西都市報的小記者團(tuán)來到四川省科技館參觀，頓時被館內(nèi)展示的神奇科學(xué)世界深深地吸引了，也喜歡上了那里風(fēng)趣幽默、和藹可親的科技老師。他纏著父母參加了科技館內(nèi)開設(shè)的小實驗家工作室，結(jié)識了他的第一位科技老師——張新華。

在張老師的指導(dǎo)下，陳藝銘打開了科技創(chuàng)新的大門。從小學(xué)二年級到初中三年級，從“觀察螞蟻”到構(gòu)思設(shè)計“新型3D打印機(jī)”，每發(fā)現(xiàn)一個問題，他總會想辦法逐步解決。“他有一股不服輸?shù)木瘛！睆埨蠋熯@樣評價他。

陳藝銘常常隨身攜帶一個記事本，遇到不懂的問題便記下來，之后與志同道合的朋友們一起研討、探究。“那時，感覺每天都充滿了創(chuàng)新的樂趣。”回想起最初的創(chuàng)新經(jīng)歷，陳藝銘興奮地說。

四年級的一次書法課上，陳藝銘發(fā)現(xiàn)用毛筆寫字特別不方便，寫一兩個字就要重新沾墨水，寫字速度太慢。有什么“好玩”的方法能解決這個問題？突然，他想到曾拆卸過的鋼筆墨囊——為何不把毛筆與鋼筆的墨囊組合，既保持毛筆“中國風(fēng)”的外觀，又能讓其自動吸墨？就這樣，陳藝銘萌生了人生第一個發(fā)明的念頭，“儲墨式毛筆”就此誕生。

儲墨式毛筆

“可調(diào)焦放大鏡”的構(gòu)想也是陳藝銘和同學(xué)在課間用放大鏡聚光燃燒枯樹葉、以此攻擊螞蟻時的突發(fā)奇想。只是當(dāng)時的他知識儲備不足，沒能將其實現(xiàn)。不過，這項創(chuàng)意不僅作為發(fā)明金點子入圍了2013年德國IENA發(fā)明展，更激發(fā)了他在玩中不斷創(chuàng)新的熱情。

再識創(chuàng)新

進(jìn)入初中后，漸漸地，陳藝銘發(fā)現(xiàn)，只有想法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，他希望自己的創(chuàng)意能被精美地制作出來，不僅是靜態(tài)的模型，而是整合了產(chǎn)品設(shè)計、電子制作和軟件編程，讓它能運動，能發(fā)光、發(fā)熱，更具可控性、趣味性和實用性。

帶著這種想法，陳藝銘加入了學(xué)校的3D社團(tuán)。在這里，神奇的3D建模和立體打印讓他大開眼界。通過對犀牛和3D MAX建模軟件、3D設(shè)計原理和打印技術(shù)的學(xué)習(xí)，他將自己的設(shè)計圖從平面拓展到三維空間。

當(dāng)然，科技創(chuàng)新不能停留在外觀設(shè)計上，還需要電子制作的功底。陳藝銘為此還自籌了裝備：電烙鐵、熱熔膠槍、電鉆、小型切割機(jī)、小型球磨機(jī)、LED燈等。學(xué)習(xí)了電路的基本原理、焊接技術(shù)以及切割、打磨等技巧和基礎(chǔ)軟件的編程方法后，他的思路漸漸被拓寬，很多困惑也迎刃而解，如“可調(diào)焦放大鏡”的設(shè)計圖已被他用3D技術(shù)完成。

陳藝銘（左二）與隊員們參加成都市第一屆青少年3D工程設(shè)計大賽

“在進(jìn)行科技創(chuàng)新時，一次次攻克困難，最能‘玩’出刺激而有趣的事。”陳藝銘坦言，在完成自己第一個大型項目——無人駕駛水面清潔船時，雖然面臨前所未有的挑戰(zhàn)，但他體會到了團(tuán)隊合作的樂趣。“隊員有時候會因意見不同發(fā)生爭吵，但當(dāng)問題解決后，會發(fā)現(xiàn)爭吵過程能帶來更多的思路。”

無人駕駛水面清潔船設(shè)計初期，隊員們在網(wǎng)上分別查找外觀設(shè)計、浮力、動力、電路、傳感器等問題的相關(guān)資料和文獻(xiàn)。在老師的指導(dǎo)下，在隊員們激烈的爭論和思想碰撞中，幾個方案初現(xiàn)雛形，再結(jié)合當(dāng)前的知識水平和建模分析，最終，他們構(gòu)想了油污及漂浮物清理的設(shè)計。

接下來需要3D打印清潔船的部件。3D打印的速度十分緩慢，數(shù)小時才能完成一個部件，一旦出錯就要重新設(shè)計和打印。還有清潔船的組裝問題、太陽能和風(fēng)能的動力轉(zhuǎn)換問題等，都亟待解決。但即便困難重重，隊員們從不灰心喪氣，而是群策群力，找原因、找替代辦法。

“我們開始想用插銷組裝清潔船，但打印機(jī)精度有限，導(dǎo)致插銷無法起到固定作用，然后我們決定放棄使用插銷，直接用ab膠粘貼，再在外部加固、防水。”對于清潔船的動力問題，陳藝銘和伙伴們最終通過光電互補(bǔ)得以解決，即使用兩塊“鋰電池+太陽能板”，可在一塊用電的同時對另外一塊充電，當(dāng)太陽能能提供足夠動力時，可以停用電池。

在大家的努力下，無人駕駛水面清潔船獲得了“匯星風(fēng)云”杯2016年全國青少年電子制作錦標(biāo)賽科技創(chuàng)新少年組三等獎。

無人駕駛水面清潔船全貌圖

感悟創(chuàng)新

對于什么是創(chuàng)新，大部分學(xué)生的第一反應(yīng)是“青少年科技創(chuàng)新大賽”，但陳藝銘不這樣認(rèn)為：“創(chuàng)新并不僅僅為了比賽。生活中，某件物品使用不順手或功能不完善，我們?nèi)ジ倪M(jìn)它，這是創(chuàng)新；通過各種途徑將自己的奇思妙想變成現(xiàn)實，這也是創(chuàng)新。”

成都市第二屆青少年3D工程設(shè)計大賽現(xiàn)場

當(dāng)被問及在科技創(chuàng)新方面的心得時，陳藝銘總結(jié)了三點：第一，不放過任何靈感；第二，儲備足夠的知識；第三，結(jié)交志同道合的伙伴。

2018年，陳藝銘進(jìn)入成都市樹德中學(xué)學(xué)習(xí)。閑暇之余，除了搞搞小發(fā)明，這個在媽媽眼中“執(zhí)著而專注”的男孩還喜歡組裝、涂裝模型，對人工智能也非常感興趣。

“對青少年而言，科技創(chuàng)新是一種愛好。可對國家而言，科技創(chuàng)新是一種使命，需要有人背負(fù)它，實現(xiàn)它。鄧小平爺爺曾說過，‘青少年是祖國的未來，科學(xué)的希望’。學(xué)習(xí)之余，試著實現(xiàn)你的靈感吧，相信你會喜歡上科技創(chuàng)新的。”