基于等邊三角光路的投影式太陽黑子監(jiān)測裝置,真能捕獲與NASA同期相似度極高的太陽黑子監(jiān)測、觀測影像圖?可移動式微型天文觀測臺站,真能助你仰望星空?通過新型超失重可視化演示實驗裝置,就能在地球環(huán)境中演示物體的超失重狀態(tài)?在第45屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽(以下簡稱“本屆大賽”)現(xiàn)場的149項進入終評的優(yōu)秀作品中,類似這種創(chuàng)新、創(chuàng)意的作品還真不少。
3月29日—31日,以“科創(chuàng)筑夢·強國有我”為主題的第45屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽終評活動在株洲市二中蓮花中學(xué)舉行,來自全省14個市州的220名師生參與角逐,超過600名在校學(xué)生、科技輔導(dǎo)員現(xiàn)場觀摩。
科技是第一生產(chǎn)力,創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,加快科技創(chuàng)新是我國推動高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。激發(fā)新時代青少年崇尚科學(xué)、熱愛科學(xué)的濃厚興趣,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和動手能力,助力其在科學(xué)教育的新征程上展現(xiàn)新作為,對發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、促進高水平科技自立自強有著積極作用。
讓我們從本屆大賽的優(yōu)秀高中生作品中汲取創(chuàng)新的“光熱”,埋下科學(xué)的“火種”。
應(yīng)用場景生活化、具體化,成為本屆大賽眾多參賽作品的特質(zhì)之一。這不僅體現(xiàn)了青少年日益務(wù)實的創(chuàng)新精神,也代表著他們對科技創(chuàng)新定義的提煉與升華。
作品檔案
你看,常德市第七中學(xué)的張東誠同學(xué),面對太陽活動監(jiān)測、空間天氣預(yù)報等看似遙不可及的領(lǐng)域時,眼里滿是好奇。為解決天文活動中儀器操作復(fù)雜、精度和穩(wěn)定性的不良影響,以及如何持續(xù)觀測等問題,一款可供更多人觀測的投影式太陽黑子監(jiān)測裝置誕生了。
基于等邊三角光路的投影式太陽黑子監(jiān)測裝置
作者:張東誠
學(xué)校:常德市第七中學(xué)
指導(dǎo)老師:鄭紅波 覃毅 熊宇涵
本裝置利用等邊三角光路,將太陽光精準投影到白屏上的光學(xué)系統(tǒng),最大限度縮短了鏡筒長度,提高了整體的穩(wěn)定性和觀測準確性。高精度步進電機和同步輪帶傳動的機械結(jié)構(gòu),可自動調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的位置和角度?;贏rduino的光電差分算法的自動控制跟蹤系統(tǒng),可直接捕獲太陽并實施跟蹤,操作流程簡捷。該裝置在觀測效果、安全性和易用性等方面具有獨特的優(yōu)勢,能實時、全面、準確地監(jiān)測和記錄太陽黑子的活動情況。
作者的話
創(chuàng)新精神在我看來,就是將自己的想法與實踐融合,綜合運用已有的知識、技能和方法,提出新方法、新觀點的思維能力和創(chuàng)造新鮮事物的信心、勇氣和智慧。這件作品讓我在體驗創(chuàng)新樂趣的同時,感到非常充實。希望通過這個裝置,激發(fā)同學(xué)們對天文學(xué)的興趣。
作品檔案
在部分場景中,主要通過紅外識別技術(shù)鎖定目標(biāo)的攻擊型無人機,是造成特殊設(shè)備損壞、人員傷亡的關(guān)鍵。長沙市長郡中學(xué)董曾蓉、張智博、陳寶宜三位同學(xué)組隊,設(shè)計了一種自適應(yīng)反紅外識別防護罩,希望為重要設(shè)備保駕護航。
自適應(yīng)反紅外識別防護罩
作者:董曾蓉" "張智博" "陳寶宜
學(xué)校:長沙市長郡中學(xué)
指導(dǎo)老師:楊亞民
利用液體蒸發(fā)吸熱的原理,當(dāng)溫度傳感器實時監(jiān)測防護罩與環(huán)境之間出現(xiàn)溫差時,通過控制噴霧系統(tǒng)對防護罩進行冷卻降溫。紅外緩沖材料可對發(fā)熱物體持續(xù)抑制紅外溢出。儲水箱、散熱板可與環(huán)境進行熱交換,確保水源與環(huán)境溫度基本一致,實現(xiàn)防護罩的自適應(yīng)性。
作者的話
第一次參加科技創(chuàng)新大賽的我們,在歷經(jīng)調(diào)查思考、實驗研究、方案設(shè)計及裝置制作等階段后,實現(xiàn)了知識的遷移和思維的躍遷。探究的過程并非一帆風(fēng)順,冷靜分析、妥善解決是克服困難的關(guān)鍵?!叭诵?,必有我?guī)煛保止っ鞔_、各司其職是我們順利完成作品的保障。
作品檔案
針對校園里使用頻率較高的球類器具常因歸還不及時而散落各處,容易造成器具遺失、損壞等現(xiàn)象,常德市德善學(xué)校的鄭開芯同學(xué)開啟了“智能借還球系統(tǒng)”的設(shè)計與制作。
智能借還球系統(tǒng)
作者:鄭開芯
學(xué)校:常德市德善學(xué)校
指導(dǎo)老師:李惠" "吳櫻" "劉靜
該系統(tǒng)借助AI攝像頭、智能傳感器、激光切割等技術(shù),可將不同種類的球自動分類、儲存,師生可通過人臉識別系統(tǒng)進行有效識別后,自助完成借、還球服務(wù)。此外,系統(tǒng)還能自動記錄借、還球人的姓名以及球具種類,并顯示當(dāng)前所剩的球具種類及數(shù)量,實現(xiàn)球具借、還的自助化、智能化和責(zé)任可追蹤化。
作者的話
本屆大賽于我而言,收獲與遺憾同在。首先,我認為該作品的設(shè)計理念較成熟,遺憾的是在比賽前,用熱熔膠固定的元器件出現(xiàn)了松動,導(dǎo)致無法正常演示。其次,作品的精準度、美觀度等各種細節(jié)亟待完善。后期我還會加強編程學(xué)習(xí),不斷完善作品。
作品檔案
將未熄滅的煙頭等未燃盡物丟入垃圾桶,其產(chǎn)生的高溫或余燼足以點燃其中的易燃物品,從而引發(fā)火災(zāi)。永州市道縣第一中學(xué)的蔣濤陽同學(xué)利用太陽能供電,制作了一款智能滅火垃圾桶,為防火、滅火提供了新思路。
太陽能智能滅火垃圾桶
作者:蔣濤陽
學(xué)校:永州市道縣第一中學(xué)
指導(dǎo)老師:尹曦" "唐順海
由太陽能供電系統(tǒng)、火源檢測報警與自動滅火系統(tǒng)以及水位檢測系統(tǒng)組成的太陽能智能滅火垃圾桶,具有自動檢測火源、報警并運用收集的雨水自動滅火等功能。其中太陽能供電系統(tǒng)具備蓄電功能,水位檢測器能提供水位過低提醒。
作者的話
太陽能智能滅火垃圾桶是一個關(guān)于工程學(xué)的創(chuàng)新研究,通過與評委和其他參賽選手的交流,我更加明確了自己的改進方向。同時,涉及人工智能、生物科技等領(lǐng)域的參賽作品深深吸引了我,我深刻認識到了自身的不足,也提升了不斷學(xué)習(xí)和進步的動力。
作品檔案
在眾多南縣美食中,腐乳讓人回味無窮。湖南省南縣第一中學(xué)的李博朗同學(xué)懷著減輕腐乳制作人員勞動強度、提高腐乳生產(chǎn)效率和質(zhì)量的愿景,設(shè)計出了一款智能化腐乳生產(chǎn)、加工的裝置,助力推廣家鄉(xiāng)的美食。
腐乳智能化生產(chǎn)裝置
作者:李博朗
學(xué)校:益陽市南縣第一中學(xué)
指導(dǎo)老師:洪偉" "唐善軍" "周睿琦
該裝置借助輸送裝置和沿輸送裝置的輸送方向依次設(shè)置的浸泡、磨漿濾渣、壓緊擺放、噴菌、發(fā)酵等程序,完成了腐乳制作加工過程中的全套生產(chǎn)步驟,實現(xiàn)了腐乳的高效、衛(wèi)生、全自動化生產(chǎn)。
作者的話
在驚嘆于大賽現(xiàn)場各種新穎、實用作品的同時,我從中學(xué)習(xí)了創(chuàng)新理念、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法。在現(xiàn)場展示和答辯環(huán)節(jié),評委老師的建議給了我很大的幫助和啟發(fā),為我進一步完善作品提供了指導(dǎo)。這次比賽開拓了我的視野,啟迪了我的思維。
此外,為降噪設(shè)計的“一種用于寬頻吸聲的人工結(jié)構(gòu)”,為防止出門時遺忘物品而設(shè)計的“基于人臉識別的多成員自定義出門提醒設(shè)備”,為居家安全設(shè)計的“適用不同環(huán)境的多功能危險氣體檢測報警裝置”等,同樣吸引了眾多前來觀摩的觀眾。
除了“吸睛”的創(chuàng)新作品,實踐探究同樣“接地氣”。比如,來自慈利縣第一中學(xué)的陳汀怡、張琳佳、李镕至三位同學(xué)通過問卷、訪談和實地走訪等方式,全面記錄并分析了家鄉(xiāng)土家族飲食文化,帶來了一場對傳統(tǒng)美食保護與傳承的“味蕾盛宴”。株洲市第二中學(xué)的蔣浩為同學(xué)研究了一款耐水免膠生態(tài)竹漿板,希望能“以竹代塑”,為促進碳中和貢獻自己的一份力量。
“古橋與綠藤的相約”探究中會有哪些收獲?極端干旱氣候?qū)|洞庭湖越冬候鳥又有著怎樣的影響?每個科學(xué)實踐背后,都是青少年良好動手能力和創(chuàng)新思維的體現(xiàn),也是科學(xué)教育從“知識輸出”向“科創(chuàng)輸出”轉(zhuǎn)型的表現(xiàn)。
在世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大歷史新時期,如何成長為緊跟時代發(fā)展需求和人才體系需要的創(chuàng)新人才,依然值得我們深思。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2024年6期