學(xué)霸不走尋常路
——訪湖北省赤壁市第一中學(xué)謝雅蘭

■本刊記者 李 瑚 特約通訊員 黃新階 許昕元

學(xué)霸是一種怎樣的存在？如果你的答案是“專注于學(xué)習(xí)、很少參加社會活動、成績很好的學(xué)生”，謝雅蘭第一個不同意。今年4月，她憑借作品“對‘傾倒二氧化碳使蠟燭熄滅實驗’的探究和創(chuàng)新”獲得第34屆湖北省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。在兩個月后的中考中，她又以赤壁市實驗中學(xué)第二名的成績考入湖北省赤壁市第一中學(xué)。

與大眾眼中的學(xué)霸有些不一樣，謝雅蘭上課會“開小差”，看書還愛“找茬”……這樣的學(xué)霸是如何煉成的？

創(chuàng)新在身邊

“上課注意力不集中，思想經(jīng)常開小差?！贬槍蠋熃o自己的評語，謝雅蘭不好意思地笑了。不過，她很快就找了一個“借口”：“創(chuàng)新就是要多動腦筋。有時靈感來了得把它抓住?！?/p>

有一次，謝雅蘭看到兩位盲人正拄著拐杖探路，他們走得很慢，有時還會撞到路人。她想：盲人的生活真不方便，因為眼睛看不見，他們測量物體、撥打電話時都會遇到麻煩。

有什么辦法能讓盲人的生活更便捷？上課時，老師提到了人類的五種基本感覺：視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺。這給了她很大的啟發(fā)：既然盲人的視覺信息傳遞受阻，那就讓物品為其傳達觸覺或聽覺信息。譬如，讓手機的每一個觸摸鍵發(fā)出對應(yīng)的聲音，開發(fā)出盲人專用的手機語音系統(tǒng)；在普通尺子的刻度上打孔或粘上凸起物，做成可觸摸識別的盲人尺。

這樣的奇思妙想還有很多。有一次，謝雅蘭到家后發(fā)現(xiàn)家里沒人，但燈亮著，電視機也開著。原來是之前停過電，但家里的電器太多，媽媽記不清哪個是開著的，導(dǎo)致很多電器沒有斷電。能不能設(shè)計一種開關(guān)，在斷電的情況下也能判斷電路是否斷開呢？

謝雅蘭對拉線開關(guān)進行了拆解，發(fā)現(xiàn)拉線開關(guān)內(nèi)部有一個齒輪，當(dāng)齒輪上的金屬部分與金屬連接片接觸時，電路接通。拉線后，齒輪上的塑料部分與金屬連接片接觸，電路斷開。金屬連接片觸碰兩種不同的材質(zhì)時會發(fā)出不同的聲響，只是聲音較小，難以識別。于是，她在齒輪的塑料部分上粘了一層軟塑料，放大兩種聲音之間的差別，這樣就能輕松判斷電路是否斷開。同理，面板開關(guān)也可通過聲音來判斷電路的通斷狀態(tài)。

謝雅蘭（右一）參加無線電制作科技活動

在第34屆湖北省青少年科技創(chuàng)新大賽現(xiàn)場，謝雅蘭為觀眾講解自己的作品

在赤壁市科技活動周暨知識產(chǎn)權(quán)宣傳周啟動儀式上，謝雅蘭作為學(xué)生代表發(fā)言

在謝雅蘭看來，創(chuàng)新并不遙遠，只要多留心、多思考，生活處處可創(chuàng)新。除了盲人用品、利用聲響判斷通斷狀態(tài)的開關(guān)，她還設(shè)計了許多“接地氣”的創(chuàng)新作品，如能在夜晚發(fā)光的安全傘、不怕風(fēng)吹的晾衣架、防污染的熱水瓶等。

較真靠實力

進入初三后，學(xué)習(xí)任務(wù)越來越重，但愛找茬的謝雅蘭沒有因此“消停”。這回，她和教輔資料、教科書較上了勁。

教輔資料上有這樣一道習(xí)題：把氣球放在一個大燒杯中，向該燒杯傾倒二氧化碳后氣球會浮起來，這樣即可證明二氧化碳的密度大于空氣。雖然理論上是如此，但謝雅蘭認為，空氣和二氧化碳的密度相差不大，加上氣囊本身有一定的重量，氣球真的能浮起來嗎？很快，她就通過演算和實驗證明，二氧化碳產(chǎn)生的浮力不足以把氣球“托”起來。

“教輔資料中有不少實驗，但動手去做時發(fā)現(xiàn)并不是那么回事。”根據(jù)以往的經(jīng)驗，謝雅蘭認為，“任何時候都要敢于質(zhì)疑，用事實說話。教科書上的一些實驗設(shè)計不合理、實驗現(xiàn)象不明顯，這些都有待改進?！?/p>

在一次化學(xué)課上，老師按照教材演示了一個實驗：在階梯支架上放兩支短蠟燭，點燃后放入燒杯，再往燒杯中倒入適量的二氧化碳，可以看見蠟燭從低到高依次熄滅，以此證明二氧化碳的密度比空氣大。謝雅蘭對此提出了質(zhì)疑：密度與空氣接近的氣體是不是也能倒入燒杯？蠟燭在燒杯中燃燒時放出的熱和產(chǎn)生的氣體會導(dǎo)致燒杯中的氣壓變小，二氧化碳是不是被燒杯中的“負壓”吸進去的呢？

下課后，謝雅蘭用實驗證實了自己的想法。她用密度與空氣很接近的氮氣進行對比實驗，從燭火正上方或沿著燒杯內(nèi)壁傾倒氮氣，蠟燭都會熄滅。之后，她又將燃著的蚊香放在燒杯口的鐵絲網(wǎng)上，發(fā)現(xiàn)原本向上運動的煙霧被吸入了燒杯。

證實了教科書上的實驗設(shè)計存在瑕疵后，謝雅蘭以“二氧化碳使蠟燭熄滅”為關(guān)鍵詞在網(wǎng)上進行檢索，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)者都對它進行過研究和改進。她想，有沒有其他簡單又有趣的方法能證明二氧化碳的密度比空氣大呢？

謝雅蘭探究二氧化碳熄滅蠟燭實驗

經(jīng)過近兩個月的實驗探究，謝雅蘭最終提出了氣球法、吹氣泡法、密度計測密度法、電子手掌稱稱量法、石蕊試劑檢驗法等五種新方案。作為這次探究活動的指導(dǎo)老師，黃新階對她豎起了大拇指：“從提出問題到設(shè)計、執(zhí)行，基本上是她一個人完成的，她設(shè)計的實驗方案不僅具有科學(xué)性、創(chuàng)新性，還趣味十足。若是應(yīng)用在課堂上，一定能吸引學(xué)生的注意力?！?/p>

謝雅蘭觀察沙漠中的沙子

學(xué)霸有秘笈

在科技創(chuàng)新舞臺大放異彩的同時，謝雅蘭的文化課成績一直名列年級前茅。作為名副其實的學(xué)霸，她的學(xué)習(xí)秘笈是多“玩”、多問。

和很多同齡人一樣，謝雅蘭也喜歡玩電腦、玩手機。在創(chuàng)新活動中，網(wǎng)絡(luò)是她的得力助手：搜索相關(guān)資料，尋找靈感；查找相關(guān)文獻，拓寬知識面；查詢相關(guān)專利， 調(diào)整設(shè)計思路，保證作品的創(chuàng)新性。在日常生活中，各種有趣的App激發(fā)了她的學(xué)習(xí)熱情，為學(xué)習(xí)帶來了便利：用“形色”給植物拍照，了解植物的名字和特性；用“白描”做筆記、翻譯文檔；用“開課啦”觀看有趣的學(xué)習(xí)視頻、分享學(xué)習(xí)技巧……

除了“玩”，謝雅蘭還喜歡問，遇到不懂的，她一定會打破砂鍋問到底。有一年暑假，她同父母一起去青海、新疆等地旅游，當(dāng)?shù)鬲毺氐牡孛?、地貌和風(fēng)俗習(xí)慣引起了她的注意。張掖的地名從何而來？五彩灘是怎么形成的？為什么新疆沒有臘肉？一路上，導(dǎo)游被她問得招架不住，最后還是在網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)?shù)厝说墓餐瑤椭拢艑栴}一個個弄明白。

作為標(biāo)準(zhǔn)的“別人家的孩子”，謝雅蘭并不知足，不論是科技創(chuàng)新還是文化課學(xué)習(xí)，她都相信自己可以做得更好。