在科技创新中迎接未来

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2014 年8月21~26日,第29届全国青少年科技创新大赛在北京园博园举办。全国青少年科技创新大赛至今有30多年的历史,受到了国家领导人和科学工作者、教育工作者的大力支持和广泛认可。今年大赛再次落户北京,主题是“中国梦 科学梦 青春梦”。来自全国31个省、市、自治区,新疆生产建设兵团、军队子女学校和香港、澳门特别行政区共35个代表队的459名学生和203名科技辅导员,以及来自印度、挪威、瑞典、巴西、日本、德国等13个国家的60名国际代表参赛。在这次大赛上,《知识就是力量》杂志首次设立了“知力”全国专项奖,以鼓励优秀的参赛选手,在科技创新的道路上继续前行。
  “知力”全国专项奖的 完美首秀
  梁启超曾经说过,“少年强则中国强,少年智则中国智”。全国青少年科技创新大赛,为中国热爱科技、热爱创新的青少年提供了一个展示的平台,在这里他们可以尽情发挥自己的想象力和创造力。大赛同时也提供给《知识就是力量》一个契机,为鼓励青少年的科技创新尽一份力量。
  “知力”全国专项奖共包含两个子奖项:“知力”创新团队奖和“知力”传播团队奖。创新团队奖侧重于奖励在大赛中表现优异的团队,并且要求团队中至少有一名选手获得了本届全国青少年创新大赛的一等奖。而传播团队奖则主要颁给在偏远地区,为科学普及工作做出很大贡献的院校。
  “知力”全国专项奖的评委由北京市东城区青少年科技馆馆长陶春、中国科普作家协会常务副秘书长尹传红、《知识就是力量》杂志社副社长侯琦婧共同担任,他们现场观看参赛选手的演示,听取讲解,经过缜密的商议评选出了获奖团队和项目。
  2014年8月24日,第29届全国青少年科技创新大赛在北京京西宾馆举行颁奖仪式。《知识就是力量》杂志社社长郭晶为获得“知力”全国专项奖的团队颁发了证书和奖品。这是“知力”全国专项奖首次在全国青少年科技创新大赛上颁奖,在以后的大赛中,“知力”全国专项奖还会鼓励更多的参赛团队,帮助更多的青少年实现科学梦想。
  亲自动手探寻科学的奥秘
  处理污水的神奇“磁种子” 王文琛
  在北京生活的我,深刻了解到北京是个极度缺水的城市。在我看来,要改善水资源短缺的状况,不但要节约用水,污水的合理处理也很重要。学校地理课上播放的高碑店污水处理厂的短片,其中的宏大场面令我印象深刻,让我对污水处理十分关注。
  参加中国科学院的开放日后,我了解到磁分离技术可以用于处理污水,但绝大多数污水是没有磁性的,磁分离技术无法将其有效分离。所以,必须要先在污水中加入磁种子,吸附污染物,再让污水流过超导磁分离器,实现水体的净化。
  通过预实验和阅读文献,我了解到现有磁种子的不足有磁性弱、吸附性差、制备工艺复杂。所以我就提出问题:如何简便地制备既具有强磁性、又能高效吸附有机物的磁种子呢?
  我的目标是制备出有较高的磁性,较强的吸附能力,较高的污水处理效率,可重复使用且价格低廉的磁种子。为了完成这个目标,我查阅了很多资料,设计了试验内容。试验的过程十分艰辛,也遇到了很多困难。不过,方法总比困难多。
  我制备出的磁种子样品在电镜观察下内部结构和外部形貌都是较为稳定的,所以可作为磁种子。为了证明磁种子的效果,我用制备出的磁种子进行了磁分离试验,来处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种子的作用下立刻变为了无色,我舒了一口气,付出的努力总算得到了回报。
  参赛感想
  这次大赛的举办,让我得以从学校的课本中走出来,学习到书本中没有的专业知识,使我受益匪浅。在进行科学研究的过程中,既让我增长了知识,开阔了眼界,同时也增强了我的自信心,培养了我对科学研究的兴趣,让我学会了如何发现问题、寻找问题的关键点,在设计试验、解决问题等方面也有了科学方法。老师们严谨求实的工作态度和坚韧执着的精神也深深激励着我,帮助我克服在研究过程中遇到的困难,也启发我在学习中遇到问题时要迎难而上,这是我最大的收获。感谢这次大赛提供了难得的学习机会,让我能够在收获知识的同时得以成长。
  用雷达为行车安全增加保障 刘旺予
  据2012年交通部门统计,我国每年交通事故已达到50万起。据了解,我国每年因交通事故死亡人数均超过10万人,其中由追尾造成的事故就占41%。
  是否有解决的办法?我试着问自己。现在的汽车都有倒车雷达,前置的防追尾雷达却因为造价较高而没有普及。由此我想到,或许可以研究一个前视雷达装置,能够不受光线与气候的影响,始终能够在行驶中探测前方的车距。通过它弥补各种原因造成的驾驶员盲区失控,在危险来临的时刻能够自动刹车,避免或减轻追尾造成的伤亡事故。
  带着这个想法,我报名参加了学校的科技俱乐部。大家都有各自的创新思维,我们在一起讨论学习。我的这个想法得到了老师的注意,认为这是一个不错的课题,可以给我推荐大学实验室进行更深的研究。和导师认真学习了一个寒假之后,我终于掌握了单片和编程的理论知识,开始动手实践。
  我在网上买了一台1∶10比例的遥控模型车,拆去车内遥控部分,只保留车体、电机和电源部分,选用超声波测距传感器作为雷达,将它安装在模型车头前方,进行测距试验;再通过刚刚学习的Arduino系统建立电机驱动和刹车制动合二为一的电路,实现不同车速与不同刹车制动力度的作用;通过加装光电传感器,测量车轮的转速,经过换算得到当前车速;此外,通过加速度传感器可以准确地标定刹车制动作用值的大小;通过对这样一个加改装的实体汽车模型的动态仿真测试,验证相对距离与相对速度的测量原理。以及由不同车速下,根据车距变化速度决策制动力度的控制方案的正确性。改装后的这辆车可以达到自动刹车的目的,我的想法可以实现!
  之后我对实验模型进行了改造和升级,传感器也由超声波变为红外传感器。车速加快,刹车距离自然增长,传感器也需要更加精密。但是车的质量较大,我的前几次编程,由于数据的计算出现了偏差,模型车有好几次都撞在墙上,最后我不得不又买了一个新的模型车。这些困难都打不倒我继续研究的目标。最终第二辆车也试验成功。
  参赛感想
  这次大赛是我参加过的第三次大赛,能够在家门口参赛让我激动不已。虽然在比赛过程中模型出了一些问题没能演示成功,我的成绩也因此受到了一些影响。但参赛本身对我来说就是非常宝贵的经历。这次比赛之后,我将要面对的就是高三。比赛的结果说明了回报和付出一定是成正比的,想要获得更好的成绩一定要努力再努力,放在学习中也一样。我的创新大赛征途到此为止了,但我不会停下创新的脚步,今后的创新成果也许会出现在更高的舞台上!感谢几年来老师和家长对我的帮助和鼓励,我也会带着他们的期望面对未来更多的挑战!
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