創新，就要『特立獨行』
——訪安徽省廣德中學趙晨宇

◆ 本刊記者 田春憶

如果你是第一次認識安徽省廣德中學高二學生趙晨宇，一定會為他的“古怪”行為側目：做課間操時，由于他特別認真，每一個動作都力爭做到標準，在人群中顯得“格格不入”；在他的課桌上，總是堆積著一些工具和讓人“看不懂”的手工模型；平常的他性格內向、不善言辭，但只要你和他探討學習上的問題，他瞬間就變得滔滔不絕……

這個在師生眼中“特立獨行”的少年，憑借對科技創新的執著追求，取得了一項項優異的成績。從不被理解到獲得稱贊，趙晨宇走過了一條艱辛而漫長的路。

愛動手，擅長制作“怪”模型

相比于在同學之間受歡迎的青春小說、漫畫書，趙晨宇更喜歡看與數學、化學、物理相關的書籍。漸漸地，他不滿足于“僅僅是看”，而是嘗試用各種材料將數學圖形、化學分子結構或物理模型制作出來。一開始，他都是“憑感覺瞎做”，模型的外觀往往“比較丑陋”。上高中后，隨著知識的增加，他會先計算出模型的尺寸，再畫出圖紙，最后制作，模型也變得越來越科學和美觀。

“趙晨宇熱衷于制作模型，常常一個人一絲不茍地埋頭搗鼓。他還喜歡把自己制作的模型擺放在課桌上，雖然有的讓人‘看不懂’，但只要你問他，他就會一一為你講解：‘這個是化學的分子模型，那個是物理的彈簧模型……’”語文科代表鄭承竹對記者介紹道，“不過，大多數時候，很少有人‘光顧’那些模型，但他并不太在意，依然默默堅持著。”

圖1 趙晨宇制作的手工模型

為了提高自己制作模型的水平，趙晨宇利用休息時間主動查找資料，深入研究。一到課間和放學后，老師上課用的電腦就成了他學習的利器。當其他同學都在午休或回家后，他卻在上網搜索各種學習資料，在電腦上畫出形態各異的函數圖像，常常一個人邊吃面包邊研究。由于他經常使用電腦，對電腦的各項功能都非常熟悉，有時上課電腦出現了問題，老師都會請他幫忙解決。

在學習橢圓的相關知識時，有的同學不能很好地理解。如何幫助他們？趙晨宇想通過制作一種裝置直觀地表現橢圓的性質。比如，為說明“橢圓上的任意一點到兩個焦點的距離之和為常數”這一性質，他設想先制作一個橢圓模型，再在模型的兩個焦點處擺放兩個乒乓球，這樣從任意一個焦點彈出乒乓球，必定會經過另一個焦點。

“相比于抽象的理論，橢圓模型看起來更直觀，更有助于同學們理解。”趙晨宇說，這次看似簡單的嘗試有效地提高了他的思考和動手能力。

愛創新，不被看好仍堅持

趙晨宇的爸爸媽媽一開始并不贊同他把太多的精力放在科技創新上，因為他們認為“如果占用了太多時間，會影響文化課學習”。然而，物理老師韓先煌不這樣認為：“我覺得很多學生有這方面的天賦，也很熱愛科技創新，我們應該給予他們鼓勵。”

2018年11月，廣德市科技創新教育韓先煌名師工作室成立，以廣德中學教師為主要成員，幫助愛好科技創新的學生圓夢。趙晨宇進入廣德中學后，韓老師就發現了這棵好苗子，他邀請趙晨宇加入工作室的創新小組，帶領趙晨宇一起做項目。

2020年國慶節，工作室在廣德中學舉辦了迎國慶科學論壇系列活動。在該活動中，趙晨宇的探究實驗——“矩形交變電流線圈內部磁感應強度的變化規律”獲得了第一名。

圖2 探究矩形交變電流線圈內部磁感應強度變化規律的實驗裝置

談起這個作品的靈感，趙晨宇表示，在物理課上進行磁感應強度的相關實驗時，他發現將一臺小電風扇放在矩形線圈內部并不斷移動風扇的位置，風扇在線圈中間不轉動，在線圈邊緣轉動。為了更形象地體現線圈中磁感應強度的變化，他又將與小線圈連接的小燈泡放在矩形線圈中央，發現小燈泡發亮；勻速向邊緣靠近時，小燈泡的亮度逐漸增強。由此他初步得出結論：磁感應強度變化率在線圈中央最弱，越往四周越強，且增強的速率不斷加快。

有了這個發現，趙晨宇進一步思考：能否對矩形線圈內部的磁感應強度變化規律進行定量描述？

“最開始我認為只要用傳感器測量電壓的變化就行了，后來發現把傳感器放入線圈內儀器基本不顯示。”趙晨宇不得不另想辦法。

在接下來的研究過程中，一個個困難接踵而至：他嘗試進行公式推導，但折騰了幾天都沒有頭緒；研究的時間和學習沖突，他不得不擠時間補上落下的學習任務……最后，他通過將小線圈放在坐標紙的不同位置，測出了對應位置的感應電動勢大小，用數據直觀地印證了自己的設想。

在此基礎上，趙晨宇還進行了拓展實驗。他將小燈泡放入矩形線圈中，用金屬網罩罩住正在發光的小燈泡，發現小燈泡雖然亮度變暗，但仍然發光。“該實驗不僅證明了網罩不能屏蔽交變磁場，也解釋了電話信號在隧道中較弱的原因。”

圖3 趙晨宇（右三）參加2020年宣城市青少年科技創新大賽

實驗報告完成后，趙晨宇帶著它參加了2020年廣德市青少年科技創新大賽，獲得一等獎；接著參加2021年宣城市青少年科技創新大賽，又獲得一等獎。接連的喜報讓爸爸媽媽漸漸改變了他們當初的想法。

愛分享，通過表達助成長

在同學眼中，趙晨宇最鮮明的優點就是樂于在學習上幫助他人。對此，趙晨宇笑著說：“當幫助別人解決問題時，等于自己又思考了一遍，如果又能很好地表達出來，說明自己真正理解了這個問題。”

通過加入韓老師的創新小組，趙晨宇各方面能力都得到了提高，尤其是表達能力。這個在媽媽眼中極度靦腆、不善言辭的孩子，“居然也能有條有理地向別人表達自己的觀點，這讓我非常驚訝。”趙晨宇的媽媽高興地說。

其實他媽媽不知道的是，早在參加2020年廣德市青少年科技創新大賽時，趙晨宇的表現就已讓同伴刮目相看：在作品展示環節，當觀摩老師詢問作品的一些問題時，其他組員介紹相關原理的用詞不對，一旁的趙晨宇十分著急，最后他干脆直接上前，快速且清晰地對老師的問題進行了解答。“由于當時較激動，在旁人看來，我就像是在和老師吵架。”趙晨宇不好意思地說，“不過，也正因為有了這些經歷，我才會快速成長。”

圖4 趙晨宇（左）利用課間向老師請教問題

在韓老師寫給記者的有關趙晨宇的推薦語中有這樣一句話：“一個中考成績勉強達到廣德中學錄取分數線的學生。”上高中以前，趙晨宇的成績并不拔尖，然而現在，通過堅持不懈的努力和研究，他每次的考試成績都名列班級前茅。

“這樣的學生‘后勁’很足，他將科技創新與高考銜接得很好，讓科技創新在我們這所省示范高中也有生命力。”韓老師笑著向記者說道。