在科技創(chuàng)新中迎接未來(lái)

劉陽(yáng)

2014 年8月21～26日，第29屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽在北京園博園舉辦。全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽至今有30多年的歷史，受到了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和科學(xué)工作者、教育工作者的大力支持和廣泛認(rèn)可。今年大賽再次落戶北京，主題是“中國(guó)夢(mèng) 科學(xué)夢(mèng) 青春夢(mèng)”。來(lái)自全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、軍隊(duì)子女學(xué)校和香港、澳門特別行政區(qū)共35個(gè)代表隊(duì)的459名學(xué)生和203名科技輔導(dǎo)員，以及來(lái)自印度、挪威、瑞典、巴西、日本、德國(guó)等13個(gè)國(guó)家的60名國(guó)際代表參賽。在這次大賽上，《知識(shí)就是力量》雜志首次設(shè)立了“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)，以鼓勵(lì)優(yōu)秀的參賽選手，在科技創(chuàng)新的道路上繼續(xù)前行。

“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)的 完美首秀

梁?jiǎn)⒊?jīng)說過，“少年強(qiáng)則中國(guó)強(qiáng)，少年智則中國(guó)智”。全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽，為中國(guó)熱愛科技、熱愛創(chuàng)新的青少年提供了一個(gè)展示的平臺(tái)，在這里他們可以盡情發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力。大賽同時(shí)也提供給《知識(shí)就是力量》一個(gè)契機(jī)，為鼓勵(lì)青少年的科技創(chuàng)新盡一份力量。

“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)共包含兩個(gè)子獎(jiǎng)項(xiàng)：“知力”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)和“知力”傳播團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)側(cè)重于獎(jiǎng)勵(lì)在大賽中表現(xiàn)優(yōu)異的團(tuán)隊(duì)，并且要求團(tuán)隊(duì)中至少有一名選手獲得了本屆全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽的一等獎(jiǎng)。而傳播團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)則主要頒給在偏遠(yuǎn)地區(qū)，為科學(xué)普及工作做出很大貢獻(xiàn)的院校。

“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)的評(píng)委由北京市東城區(qū)青少年科技館館長(zhǎng)陶春、中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)尹傳紅、《知識(shí)就是力量》雜志社副社長(zhǎng)侯琦婧共同擔(dān)任，他們現(xiàn)場(chǎng)觀看參賽選手的演示，聽取講解，經(jīng)過縝密的商議評(píng)選出了獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目。

2014年8月24日，第29屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽在北京京西賓館舉行頒獎(jiǎng)儀式?！吨R(shí)就是力量》雜志社社長(zhǎng)郭晶為獲得“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)的團(tuán)隊(duì)頒發(fā)了證書和獎(jiǎng)品。這是“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)首次在全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽上頒獎(jiǎng)，在以后的大賽中，“知力”全國(guó)專項(xiàng)獎(jiǎng)還會(huì)鼓勵(lì)更多的參賽團(tuán)隊(duì)，幫助更多的青少年實(shí)現(xiàn)科學(xué)夢(mèng)想。

親自動(dòng)手探尋科學(xué)的奧秘

處理污水的神奇“磁種子” 王文琛

在北京生活的我，深刻了解到北京是個(gè)極度缺水的城市。在我看來(lái)，要改善水資源短缺的狀況，不但要節(jié)約用水，污水的合理處理也很重要。學(xué)校地理課上播放的高碑店污水處理廠的短片，其中的宏大場(chǎng)面令我印象深刻，讓我對(duì)污水處理十分關(guān)注。

參加中國(guó)科學(xué)院的開放日后，我了解到磁分離技術(shù)可以用于處理污水，但絕大多數(shù)污水是沒有磁性的，磁分離技術(shù)無(wú)法將其有效分離。所以，必須要先在污水中加入磁種子，吸附污染物，再讓污水流過超導(dǎo)磁分離器，實(shí)現(xiàn)水體的凈化。

通過預(yù)實(shí)驗(yàn)和閱讀文獻(xiàn)，我了解到現(xiàn)有磁種子的不足有磁性弱、吸附性差、制備工藝復(fù)雜。所以我就提出問題：如何簡(jiǎn)便地制備既具有強(qiáng)磁性、又能高效吸附有機(jī)物的磁種子呢？

我的目標(biāo)是制備出有較高的磁性，較強(qiáng)的吸附能力，較高的污水處理效率，可重復(fù)使用且價(jià)格低廉的磁種子。為了完成這個(gè)目標(biāo)，我查閱了很多資料，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)內(nèi)容。試驗(yàn)的過程十分艱辛，也遇到了很多困難。不過，方法總比困難多。

我制備出的磁種子樣品在電鏡觀察下內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形貌都是較為穩(wěn)定的，所以可作為磁種子。為了證明磁種子的效果，我用制備出的磁種子進(jìn)行了磁分離試驗(yàn)，來(lái)處理印染污水的主要成分甲基橙。看到橙色的甲基橙溶液在磁種子的作用下立刻變?yōu)榱藷o(wú)色，我舒了一口氣，付出的努力總算得到了回報(bào)。

參賽感想

這次大賽的舉辦，讓我得以從學(xué)校的課本中走出來(lái)，學(xué)習(xí)到書本中沒有的專業(yè)知識(shí)，使我受益匪淺。在進(jìn)行科學(xué)研究的過程中，既讓我增長(zhǎng)了知識(shí)，開闊了眼界，同時(shí)也增強(qiáng)了我的自信心，培養(yǎng)了我對(duì)科學(xué)研究的興趣，讓我學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問題、尋找問題的關(guān)鍵點(diǎn)，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)、解決問題等方面也有了科學(xué)方法。老師們嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作態(tài)度和堅(jiān)韌執(zhí)著的精神也深深激勵(lì)著我，幫助我克服在研究過程中遇到的困難，也啟發(fā)我在學(xué)習(xí)中遇到問題時(shí)要迎難而上，這是我最大的收獲。感謝這次大賽提供了難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我能夠在收獲知識(shí)的同時(shí)得以成長(zhǎng)。

用雷達(dá)為行車安全增加保障 劉旺予

據(jù)2012年交通部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年交通事故已達(dá)到50萬(wàn)起。據(jù)了解，我國(guó)每年因交通事故死亡人數(shù)均超過10萬(wàn)人，其中由追尾造成的事故就占41%。

是否有解決的辦法？我試著問自己?，F(xiàn)在的汽車都有倒車?yán)走_(dá)，前置的防追尾雷達(dá)卻因?yàn)樵靸r(jià)較高而沒有普及。由此我想到，或許可以研究一個(gè)前視雷達(dá)裝置，能夠不受光線與氣候的影響，始終能夠在行駛中探測(cè)前方的車距。通過它彌補(bǔ)各種原因造成的駕駛員盲區(qū)失控，在危險(xiǎn)來(lái)臨的時(shí)刻能夠自動(dòng)剎車，避免或減輕追尾造成的傷亡事故。

帶著這個(gè)想法，我報(bào)名參加了學(xué)校的科技俱樂部。大家都有各自的創(chuàng)新思維，我們?cè)谝黄鹩懻搶W(xué)習(xí)。我的這個(gè)想法得到了老師的注意，認(rèn)為這是一個(gè)不錯(cuò)的課題，可以給我推薦大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更深的研究。和導(dǎo)師認(rèn)真學(xué)習(xí)了一個(gè)寒假之后，我終于掌握了單片和編程的理論知識(shí)，開始動(dòng)手實(shí)踐。

我在網(wǎng)上買了一臺(tái)1∶10比例的遙控模型車，拆去車內(nèi)遙控部分，只保留車體、電機(jī)和電源部分，選用超聲波測(cè)距傳感器作為雷達(dá)，將它安裝在模型車頭前方，進(jìn)行測(cè)距試驗(yàn)；再通過剛剛學(xué)習(xí)的Arduino系統(tǒng)建立電機(jī)驅(qū)動(dòng)和剎車制動(dòng)合二為一的電路，實(shí)現(xiàn)不同車速與不同剎車制動(dòng)力度的作用；通過加裝光電傳感器，測(cè)量車輪的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過換算得到當(dāng)前車速；此外，通過加速度傳感器可以準(zhǔn)確地標(biāo)定剎車制動(dòng)作用值的大?。煌ㄟ^對(duì)這樣一個(gè)加改裝的實(shí)體汽車模型的動(dòng)態(tài)仿真測(cè)試，驗(yàn)證相對(duì)距離與相對(duì)速度的測(cè)量原理。以及由不同車速下，根據(jù)車距變化速度決策制動(dòng)力度的控制方案的正確性。改裝后的這輛車可以達(dá)到自動(dòng)剎車的目的，我的想法可以實(shí)現(xiàn)！

之后我對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了改造和升級(jí)，傳感器也由超聲波變?yōu)榧t外傳感器。車速加快，剎車距離自然增長(zhǎng)，傳感器也需要更加精密。但是車的質(zhì)量較大，我的前幾次編程，由于數(shù)據(jù)的計(jì)算出現(xiàn)了偏差，模型車有好幾次都撞在墻上，最后我不得不又買了一個(gè)新的模型車。這些困難都打不倒我繼續(xù)研究的目標(biāo)。最終第二輛車也試驗(yàn)成功。

參賽感想

這次大賽是我參加過的第三次大賽，能夠在家門口參賽讓我激動(dòng)不已。雖然在比賽過程中模型出了一些問題沒能演示成功，我的成績(jī)也因此受到了一些影響。但參賽本身對(duì)我來(lái)說就是非常寶貴的經(jīng)歷。這次比賽之后，我將要面對(duì)的就是高三。比賽的結(jié)果說明了回報(bào)和付出一定是成正比的，想要獲得更好的成績(jī)一定要努力再努力，放在學(xué)習(xí)中也一樣。我的創(chuàng)新大賽征途到此為止了，但我不會(huì)停下創(chuàng)新的腳步，今后的創(chuàng)新成果也許會(huì)出現(xiàn)在更高的舞臺(tái)上！感謝幾年來(lái)老師和家長(zhǎng)對(duì)我的幫助和鼓勵(lì)，我也會(huì)帶著他們的期望面對(duì)未來(lái)更多的挑戰(zhàn)！