創新引領藝術為伴
—— 訪南寧市第一中學李鑫銳

■ 本刊記者 秦銀銀

因為新冠肺炎疫情，今年的高考時間推遲了一個月。有的學生對此深感恐慌，有的學生卻暗自竊喜。南寧市第一中學高三學生李鑫銳屬于后者。

作為一名藝考生，李鑫銳除了文化課的學習，還要將精力集中在藝術類專業課。這多出來的一個月，他可以把上網課時未能完全掌握的知識再鞏固，這樣離理想中的高校更近一步。

在第34屆全國青少年科技創新大賽中獲得北京理工大學科技創新獎后，李鑫銳就立下目標：將藝術與科技創新融合，做自己喜歡而又擅長的事。

不畏難，堅持到底

從幼兒園起，李鑫銳就開始學習繪畫，素描、速寫、油畫等都是他的“拿手好戲”。此外，他還常常拿著相機，捕捉生活中的美。

在一次戶外攝影中，李鑫銳不經意間發現，蝗蟲蹬腿時，腳關節處鉤爪與腳掌墊會一起協同運動，腳掌與物體表面接觸時產生相應的運動反力，有效增強了跳躍的高度。發現蝗蟲神奇的運動機制后，他的腦中冒出了一個念頭：能不能發明一種模仿蝗蟲運動原理的裝置，讓其能在復雜的野外環境中承擔運輸工作？

在科技輔導老師王岡的指導下，李鑫銳開始著手制作。雖然看上去簡單，但這種裝置的制作難度特別高：無論是空中姿態的調整還是控制原理，都需要大量的知識儲備；缺乏數據庫，實現彈跳功能所需的技術參數無法預判；所有的數據都要通過各種實驗積累，只有獲得充足的數據才能更新設計；如何避免各個功能模塊之間的相互干擾、如何完美協調彼此之間的工作，等等。

雖然這么多的實際困難擺在眼前，李鑫銳依然按照自己的想法，有條不紊地進行著。最初，他用竹筷和彈簧制成了一種V形彈跳正關節方向的驗證結構裝置，但該裝置起跳后，無法平穩地向上跳躍。怎么辦？在接下來的大半年時間，他查閱了大量有關跳躍、滑翔等運動機制的資料，并反復實驗，積累了大量的原始數據。

緊接著，李鑫銳嘗試制作了第一代彈跳小車。之后，又在第一代彈跳小車的基礎上，調整尾部的質量分布、彈跳腿長度與前機架的重心位置以及機翼可變迎角的結構，并增加了扭力彈簧、齒輪箱與垂直舵面等部件……經過數次改進，第三代彈跳小車終于出爐了，小車整體的跳躍高度可達60cm，向前躍進距離達2m，空中滑翔姿態平穩，在各項測試中都表現出色。

圖1 進行第一代彈跳小車全功能測試中的跳躍前檢查

圖2 測試機翼可變迎角對跳躍高度的影響

李鑫銳將研究過程整理成《通過彈跳加滑翔實現小車越障的研究》，帶上這項研究，他一路過關斬將，不僅獲得第34屆全國青少年科技創新大賽二等獎，還因為完整的實驗數據、頗具科學性的實驗結論而獲得北京理工大學科技創新獎。

取得這樣的成績是所有人都沒有想過的，指導老師王岡直言：“李鑫銳的項目是我所帶學生中做過的最難的一個，第一代作品的效果非常糟糕，我也一度認為，即使參加科技創新比賽，能撐到省級的比賽就非常不錯了。”感嘆之余，王老師毫不吝嗇地表揚了自己的學生：“從選題到作品完成，項目探究時間超過一年，有太多的細節需要不斷完善，但他能把問題一個個地摳出來并一一解決，很了不起。”

圖3 跳躍前觀察彈跳機構蓄力過程，以便遙控鎖機鎖住彈跳腿，確保釋放牽引繩時能正常工作

玩中學，制造“驚喜”

因為覺得“好玩”，從小學開始，李鑫銳堅持參加航天航模以及科技創新類的比賽。而媽媽也給了他最大限度的支持：“俗話說‘行行出狀元’，如果孩子在某個方面有一定的天賦，而且很喜歡做這件事，他的興趣愛好能得到充分發揮，對他的職業規劃、個人發展都很有益處。”

圖4 用木頭制作輔助安裝彈簧的模具

小學五年級時，受科學課上用到的測力計的啟發，李鑫銳和同學用油性筆及石膏板、微型馬達制作了一個地震檢測儀，雖然最終的成品僅能完成簡易的振動圖譜繪制，并不能實現在危險環境中記錄的功能，但在家人看來，小小的他能獨立思考并付諸行動，“已經是很大的驚喜了”。

隨著年齡的增長，李鑫銳制造的驚喜也越來越多。剛上初中，音樂老師布置了一項特殊的作業：做一個MV。和小伙伴們商量后，他決定為《陽光照在回憶里》這首歌重做一個MV。盡管技術有限，拍攝設備簡陋，但所有鏡頭、拍攝方式都參照了眾多MV的效果，最終的成品贏得了眾人的點贊。

在2017年全國青年科普創新實驗暨作品大賽南寧賽區中科普實驗單元風能利用組賽事中，李鑫銳設計制作的逆風小車以絕對優勢贏得比賽。這背后，是他賽前一個月的努力與付出——除了吃飯、睡覺、學習，其他時間全部投入到設計、實驗、測試中：不斷改良逆風小車的傳動系統、風扇形狀，實驗驗證各種數據，推翻之前的設計重做……

做自己，非“別人家孩子”

“科技創新不一定就是那些繁復、花哨的作品，用簡單的物理原理也可以做出精妙的作品。”對于李鑫銳來說，探尋作品原理、培養創新精神遠比獲得獎項重要。

“擁有成熟的心智和獨立思考的能力，做好自己”，對于李鑫銳的家人來說，這些是他們最看重的。

“如果學生從小學、初中一直堅持科技創新，他在高中進行科技創新研究時就會更加得心應手。”王老師認為，李鑫銳的想法能實現，得益于從小積累的知識和經驗。

除了科技創新，李鑫銳還喜歡還原物理課本上的經典實驗，將知識用于實際。至今，他已經還原了20多個經典實驗。雖然現有的實驗條件與當時科學家的實驗條件和環境有所區別，但他會想方設法去接近當時的實驗條件。“比如，做泊松亮斑實驗時，學校沒有密閉光室，于是我用桌子和KT板搭建臨時‘光室’，效果也不錯。”

在科技創新活動中，李鑫銳逐漸養成了用創新的眼光看問題的習慣，比如，當自行車的擋泥板失效時，他會去研究擋泥板的工作原理、車輪轉動時泥巴的走向等，再嘗試去解決問題，而不是將別人的“絕招”信手拈來。

李鑫銳一直覺得，科技創新與藝術創作一樣，是一個需要不斷超越自己、提升自己的過程。將藝術與科技創新結合，這是他今后最想做的。

圖5 李鑫銳的攝影作品