王繼東
作為現代交通工具之一,方便快捷的地鐵是很多人的首選出行方式,但對于初次搭乘的旅客來說,如何適應干燥、悶熱的車廂卻是一個令人頭疼的問題。
湖南省汨羅市第一中學的高一學生舒涵影卻巧妙地化解了這個難題。在湖南省第35屆青少年科技創新大賽上,她憑借“地鐵車廂濕度安全智能控制裝置”攬獲了大賽銅獎。
這一成績對初次參加省賽的舒涵影來說顯得彌足珍貴,也讓她堅定了信心:“在科技創新的領域里,雖然我只是一粒塵埃,但我有成為珍珠的信念。”
“發現自己對科技創新的熱愛來自一次課外活動。”舒涵影說,在汨羅市羅城學校上初中時,有一次學校舉辦科技節活動,要求同學們提供各自的創意作品。舒涵影利用摩擦起電的原理,做了一個“皮鞋磨擦放電生光裝置”,穿上后只要走動鞋子就能發光。
“媽媽每天早出晚歸很辛苦,晚上天黑回家非常不安全,所以我就設計了這件作品。”
作品上交之后,老師的肯定激發了舒涵影內心科技創新的火花。“突然覺得原來科技創新如此有趣,對發明‘新物件的熱情也一發而不可收,整天想著做點什么。”舒涵影笑著說。
初中畢業后,舒涵影考入汨羅市第一中學,并加入了學校的青少年科技創新俱樂部,很快成為社團骨干。“在科技創新上有潛質”、“遇事喜歡多問為什么”,這是科技輔導老師韓志紅對舒涵影的評價。
“因為自己很喜歡動手,所以對生活細節十分在意。”在舒涵影眼中,一些大家容易忽略的“嘮叨”和“怨念”,都能成為發明的靈感源泉。
中考結束后的那個暑假,舒涵影和家人一起到北京游玩。鱗次櫛比的大廈、雄偉的宮殿讓舒涵影大飽眼福,北京的地鐵卻讓她找到了創新的靈感。
“每天都要坐很多趟地鐵,開始還覺得挺新奇,但次數多了,在站臺上都會覺得頭暈。”舒涵影說。為什么會有這種不適感呢?舒涵影想鉆鉆這個牛角尖。她和爸爸向地鐵的工作人員打聽原因。
工作人員耐心地告訴她,地鐵中的環境與地面上存在較大差異,特別是濕度差異,初坐地鐵的乘客經常會出現胸悶等不適現象,而長期在地鐵站工作,會對身體產生不良影響,易造成風濕、關節痛等。
聽到這里,舒涵影心頭一緊,想不到在如此現代化的交通設施中,還存在這樣讓人擔擾的疾病隱患。
借助學校舉行“金點子”大賽的契機,舒涵影打算設計一種幫助地鐵站的叔叔阿姨們解決難題的作品,這個想法得到了爸爸的支持。回家后,她立刻上網查詢相關資料,進行初步實驗,還給課題取了個響亮的名字——“地鐵車廂濕度安全智能控制裝置”。
除了在網上查詢相關資料,舒涵影還到長沙地鐵工地實地走訪。2013年國慶長假,舒涵影專程到中南大學鐵道學院咨詢相關專家,了解地鐵站與地鐵車廂的環境特征,獲得了地鐵車廂內環境因子與地面上差異情況的第一手資料。
結合在課堂上學習的“開環與閉環控制系統設計中反饋工作原理”,舒涵影根據地鐵車廂濕度環境的特殊性對作品進行了初步設計。
當地鐵車廂內的相對濕度降到設定的正常值時,感應器能及時將濕度信號反饋到主控裝置,通過主控裝置調節工作濕度。隨后,舒涵影又在學校的實驗室對感應電路、加濕裝置、排濕裝置進行了設計和制作,并不斷完善。
“如何將創意從腦子里搬出來用文字描述,并一點點地變為實物,是在發明過程中遇到的最大難題。”舒涵影坦言,在設計之初,自己只有一個模糊的想法,不知道如何用專業、規范的語言描述,而且很多知識已經超過了一個高一學生的學習范疇。“每天纏著老師問這問那,上網搜尋有關內容成了家常便飯,甚至連父母的同事都成為‘導師,所以這件作品是集體智慧的結晶。”
和所有熱愛科技創新的孩子一樣,舒涵影從小就“閑不住”,就連媽媽有時也會調侃她,說自己生了個“假小子”。當別的女孩子抱著布娃娃不肯撒手時,舒涵影卻對著組裝類玩具玩得不亦樂乎。
因為喜歡動手,舒涵影沒少闖“禍”。一次,出于好奇她把家里的鬧鐘拆開了,重新組裝后,鬧鐘不僅罷了工,還多出了兩顆螺絲。為了逃避家人的責罰,舒涵影不得不把鬧鐘藏了起來,讓媽媽哭笑不得。
遇事愛鉆牛角尖,是舒涵影留給韓志紅的最深印象。對于遇到的問題,舒涵影總喜歡刨根問底。雨天教室里雨傘擺放不方便,就發明了“教室內常用多功能雨傘架”;為了方便收集舊電池,就對常見的垃圾桶進行改裝,設計了“廢舊電池回收箱”,每投入一只廢電池,回收箱就會發出掌聲,為這樣的行為“點個贊”;利用假期,她對汨羅江兩岸的污染狀況進行走訪調查,并撰寫了《汨羅江水質污染調查報告》。
愛玩的天性讓舒涵影的動手能力得到了鍛煉。在通用技術課上,老師給大家布置了通過實驗驗證“植物的生長與土壤、溫度、濕度的關系”的任務,舒涵影不僅獨自完成實驗,還設計出額外的實驗方案,畫出了濕度對植物生長的影響曲線圖,贏得了老師和同學的眾口稱贊。
在參加航模比賽時,不僅要自己動手拼裝和改造模型,還要考慮模型在飛行過程中浮力和阻力對它的影響。在設計時,舒涵影在機艙內增加了一對葉片,模型起飛時葉片收縮,減小阻力;滯空時,葉片展開,增加模型的浮力,讓模型飛得更高更遠。
就是這個小小的改動,讓舒涵影在2013年岳陽市青少年航空模型競賽中榮獲“猛龍”紙質飛機模型女子組一等獎。
“我很享受參加比賽的經歷,這開拓了我的見識,讓我知道‘山外有山,并有機會與其他參賽選手在切磋中不斷提高自己。”舒涵影說。
“現在我正著手準備設計一些其他作品,雖然創意聽起來不可思議,但我會努力研究直至成功。”談到未來,舒涵影自信滿滿。