科创筑梦启智未来
作者: 方郁芝 秦银银
基于等边三角光路的投影式太阳黑子监测装置,真能捕获与NASA同期相似度极高的太阳黑子监测、观测影像图?可移动式微型天文观测台站,真能助你仰望星空?通过新型超失重可视化演示实验装置,就能在地球环境中演示物体的超失重状态?在第45届湖南省青少年科技创新大赛(以下简称“本届大赛”)现场的149项进入终评的优秀作品中,类似这种创新、创意的作品还真不少。
3月29日—31日,以“科创筑梦·强国有我”为主题的第45届湖南省青少年科技创新大赛终评活动在株洲市二中莲花中学举行,来自全省14个市州的220名师生参与角逐,超过600名在校学生、科技辅导员现场观摩。
科技是第一生产力,创新是引领发展的第一动力,加快科技创新是我国推动高质量发展的必然要求。激发新时代青少年崇尚科学、热爱科学的浓厚兴趣,培养其创新意识和动手能力,助力其在科学教育的新征程上展现新作为,对发展新质生产力、促进高水平科技自立自强有着积极作用。
让我们从本届大赛的优秀高中生作品中汲取创新的“光热”,埋下科学的“火种”。
应用场景生活化、具体化,成为本届大赛众多参赛作品的特质之一。这不仅体现了青少年日益务实的创新精神,也代表着他们对科技创新定义的提炼与升华。
作品档案
你看,常德市第七中学的张东诚同学,面对太阳活动监测、空间天气预报等看似遥不可及的领域时,眼里满是好奇。为解决天文活动中仪器操作复杂、精度和稳定性的不良影响,以及如何持续观测等问题,一款可供更多人观测的投影式太阳黑子监测装置诞生了。
基于等边三角光路的投影式太阳黑子监测装置
作者:张东诚
学校:常德市第七中学
指导老师:郑红波 覃毅 熊宇涵
本装置利用等边三角光路,将太阳光精准投影到白屏上的光学系统,最大限度缩短了镜筒长度,提高了整体的稳定性和观测准确性。高精度步进电机和同步轮带传动的机械结构,可自动调节光学系统的位置和角度。基于Arduino的光电差分算法的自动控制跟踪系统,可直接捕获太阳并实施跟踪,操作流程简捷。该装置在观测效果、安全性和易用性等方面具有独特的优势,能实时、全面、准确地监测和记录太阳黑子的活动情况。
作者的话
创新精神在我看来,就是将自己的想法与实践融合,综合运用已有的知识、技能和方法,提出新方法、新观点的思维能力和创造新鲜事物的信心、勇气和智慧。这件作品让我在体验创新乐趣的同时,感到非常充实。希望通过这个装置,激发同学们对天文学的兴趣。
作品档案
在部分场景中,主要通过红外识别技术锁定目标的攻击型无人机,是造成特殊设备损坏、人员伤亡的关键。长沙市长郡中学董曾蓉、张智博、陈宝宜三位同学组队,设计了一种自适应反红外识别防护罩,希望为重要设备保驾护航。
自适应反红外识别防护罩
作者:董曾蓉 张智博 陈宝宜
学校:长沙市长郡中学
指导老师:杨亚民
利用液体蒸发吸热的原理,当温度传感器实时监测防护罩与环境之间出现温差时,通过控制喷雾系统对防护罩进行冷却降温。红外缓冲材料可对发热物体持续抑制红外溢出。储水箱、散热板可与环境进行热交换,确保水源与环境温度基本一致,实现防护罩的自适应性。
作者的话
第一次参加科技创新大赛的我们,在历经调查思考、实验研究、方案设计及装置制作等阶段后,实现了知识的迁移和思维的跃迁。探究的过程并非一帆风顺,冷静分析、妥善解决是克服困难的关键。“三人行,必有我师”,分工明确、各司其职是我们顺利完成作品的保障。
作品档案
针对校园里使用频率较高的球类器具常因归还不及时而散落各处,容易造成器具遗失、损坏等现象,常德市德善学校的郑开芯同学开启了“智能借还球系统”的设计与制作。
智能借还球系统
作者:郑开芯
学校:常德市德善学校
指导老师:李惠 吴樱 刘静
该系统借助AI摄像头、智能传感器、激光切割等技术,可将不同种类的球自动分类、储存,师生可通过人脸识别系统进行有效识别后,自助完成借、还球服务。此外,系统还能自动记录借、还球人的姓名以及球具种类,并显示当前所剩的球具种类及数量,实现球具借、还的自助化、智能化和责任可追踪化。
作者的话
本届大赛于我而言,收获与遗憾同在。首先,我认为该作品的设计理念较成熟,遗憾的是在比赛前,用热熔胶固定的元器件出现了松动,导致无法正常演示。其次,作品的精准度、美观度等各种细节亟待完善。后期我还会加强编程学习,不断完善作品。
作品档案
将未熄灭的烟头等未燃尽物丢入垃圾桶,其产生的高温或余烬足以点燃其中的易燃物品,从而引发火灾。永州市道县第一中学的蒋涛阳同学利用太阳能供电,制作了一款智能灭火垃圾桶,为防火、灭火提供了新思路。
太阳能智能灭火垃圾桶
作者:蒋涛阳
学校:永州市道县第一中学
指导老师:尹曦 唐顺海
由太阳能供电系统、火源检测报警与自动灭火系统以及水位检测系统组成的太阳能智能灭火垃圾桶,具有自动检测火源、报警并运用收集的雨水自动灭火等功能。其中太阳能供电系统具备蓄电功能,水位检测器能提供水位过低提醒。
作者的话
太阳能智能灭火垃圾桶是一个关于工程学的创新研究,通过与评委和其他参赛选手的交流,我更加明确了自己的改进方向。同时,涉及人工智能、生物科技等领域的参赛作品深深吸引了我,我深刻认识到了自身的不足,也提升了不断学习和进步的动力。
作品档案
在众多南县美食中,腐乳让人回味无穷。湖南省南县第一中学的李博朗同学怀着减轻腐乳制作人员劳动强度、提高腐乳生产效率和质量的愿景,设计出了一款智能化腐乳生产、加工的装置,助力推广家乡的美食。
腐乳智能化生产装置
作者:李博朗
学校:益阳市南县第一中学
指导老师:洪伟 唐善军 周睿琦
该装置借助输送装置和沿输送装置的输送方向依次设置的浸泡、磨浆滤渣、压紧摆放、喷菌、发酵等程序,完成了腐乳制作加工过程中的全套生产步骤,实现了腐乳的高效、卫生、全自动化生产。
作者的话
在惊叹于大赛现场各种新颖、实用作品的同时,我从中学习了创新理念、创新思维和创新方法。在现场展示和答辩环节,评委老师的建议给了我很大的帮助和启发,为我进一步完善作品提供了指导。这次比赛开拓了我的视野,启迪了我的思维。
此外,为降噪设计的“一种用于宽频吸声的人工结构”,为防止出门时遗忘物品而设计的“基于人脸识别的多成员自定义出门提醒设备”,为居家安全设计的“适用不同环境的多功能危险气体检测报警装置”等,同样吸引了众多前来观摩的观众。
除了“吸睛”的创新作品,实践探究同样“接地气”。比如,来自慈利县第一中学的陈汀怡、张琳佳、李镕至三位同学通过问卷、访谈和实地走访等方式,全面记录并分析了家乡土家族饮食文化,带来了一场对传统美食保护与传承的“味蕾盛宴”。株洲市第二中学的蒋浩为同学研究了一款耐水免胶生态竹浆板,希望能“以竹代塑”,为促进碳中和贡献自己的一份力量。
“古桥与绿藤的相约”探究中会有哪些收获?极端干旱气候对东洞庭湖越冬候鸟又有着怎样的影响?每个科学实践背后,都是青少年良好动手能力和创新思维的体现,也是科学教育从“知识输出”向“科创输出”转型的表现。
在世界新一轮科技革命和产业变革的重大历史新时期,如何成长为紧跟时代发展需求和人才体系需要的创新人才,依然值得我们深思。