探知未來，我們的創(chuàng)意正閃耀

莊園

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2021年7月22日，由中國科學技術協會主辦，中國科學技術館、中國科協青少年科技中心聯合承辦的“Solve for Tomorrow 探知未來”第七屆全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽全國總決賽 （以下簡稱“大賽”）圓滿落幕。安徽省代表隊從全國三十支代表隊中殺出重圍，成功拿下大賽二等獎。

安徽省“風能利用項目”代表隊的兩名隊員均來自安徽省含山縣第一中學，這是他們首次登上全國科普創(chuàng)新大賽的舞臺。大賽二等獎的佳績，為含山一中的校史書寫上耀眼的一筆。

作為以“育人為本，科學發(fā)展”為辦學理念的學校，含山一中一直在吸收科教創(chuàng)新的師資力量，為學生提供科普創(chuàng)新、發(fā)明創(chuàng)造的土壤。此次大賽中，含山一中代表隊的指導老師之一王茂華，自2001年起就從事青少年科技創(chuàng)新輔導工作，如今已是安徽省科技教育協會理事、安徽省優(yōu)秀科技輔導員、含山縣科技創(chuàng)新名師工作室的主持人，擁有十分豐富的教學經驗。

2020年，王茂華老師加入含山一中，很快就成立了科技興趣班。當時，大賽舉辦在即，王茂華老師積極組織興趣班的同學作好參賽準備。

大賽科普實驗單元共有五個命題項目，有兩個項目面向中學生，王茂華老師選擇了其中的“風能利用”。比賽要求參賽隊伍用一張A4牛皮紙作為風能傳導裝置，再用塑料條、皮帶輪、車軸等材料在有限的時間內組裝小車。并且，小車要在與風向呈90°夾角的賽道上，負重行駛至終點。小車負重越大，得分越高。這個項目，考驗的是參賽隊伍的科學素養(yǎng)、機械結構設計和制作、團隊溝通協作、臨場應變等能力。

一天，一名學生走入王茂華老師的辦公室，熱忱地訴說自己的科學夢想。這名學生名叫孫智誠，從小就喜歡做實驗、做手工，他希望能加入興趣班，參加此次大賽。

孫智誠的真誠打動了王茂華老師，但他還要通過一個小考驗——用指定的材料制作一桅風帆。孫智誠捧著材料興沖沖地跑回家，第二天一大早便交上了一件制作精良的作品。就這樣，孫智誠加入了科技興趣班，之后又與小伙伴陳彥博一起參加了大賽獎項的角逐。

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大賽分為省賽和國賽。省賽又有預賽和決賽兩場賽事。在預賽中，只有前二十名才能進入省賽決賽，而競爭這二十個名額的，是全省三千多支隊伍。

在含山一中的積極籌備、大力動員下，學校數支代表隊踴躍參賽，最終只有孫智誠和陳彥博這支隊伍成功晉級，恰好是第二十名。一邊是殺入決賽的喜悅，另一邊卻是前途未卜的忐忑，因為接下來的省賽決賽他們只有拿下第一名，才能向全國比賽進發(fā)。

此時，距離決賽還有二十多天的準備時間。孫智誠和陳彥博被王茂華和張先桂兩位指導老師召集起來調試裝置、配合訓練。訓練一段時間后，王茂華老師發(fā)現兩位小將士氣有些低落，因為要從第二十名一口氣跨越到第一名，他們心中十分沒底。

王茂華老師告訴他們，一人（陳彥博）長于設計和計算，一人（孫智誠）長于動手組裝，第一次比賽已經配合得很好。這次名次不理想，是因為參賽經驗不足，籌備時間較短，大家還有很大的提升空間。現在，他們有二十多天的準備時間，只要把比賽中發(fā)現的問題一一解決，進一步優(yōu)化設計，就會有很大的突破。

老師的話讓兩位小將燃起信心，開足了馬力。為了不耽誤學習，孫智誠和陳彥博的訓練都是集中在周末。他們經常在實驗室一呆一整天，到了夜里十一二點才不情不愿地離開。

風能利用裝置的技術難點在于，讓A4牛皮紙最大程度地接受風能，轉換成小車前行的動能并提高小車的載重量。孫智誠和陳彥博為此不斷更新方案，不斷改進風能傳導系統(tǒng)，創(chuàng)新動能架構：在調試過程中他們發(fā)現，小車使用的單條橡皮帶不僅容易打滑，載重量也十分有限。他們索性增加一條橡皮帶，用兩條橡皮帶帶動小車運轉。這一改動雖然增加了小車組裝的復雜度，但也提升了小車運行的效率。

在省賽決賽中，含山一中代表隊有了重大突破，小車負載6.75kg，名次從第二十名躍升至第一名。至此，他們將代表安徽省與全國另外二十九支代表隊一起，角逐獎項。

籌備國賽期間，正值暑假。為了不耽誤學習，孫智誠和陳彥博白天學習，晚上聚到一起討論、練習直到深夜。冒著高溫酷暑，他們突破瓶頸，對小車做全面升級，例如在原有基礎上再增加兩條橡皮帶，用四條橡皮帶挑戰(zhàn)22kg的負重;通過找到一個特定位置，解決小車支架一直晃動的問題，讓小車行進得更加穩(wěn)固。在對設備和操作進行成百上千次的調整磨合之后，兩位小將信心十足地踏上了征程。

國賽在中國科學技術館舉行。每支隊伍共進行三輪，取最大的有效負重計分。在正式比賽之前，選手還可以在賽道上先行測試。孫智誠和陳彥博在測試時，用小車成功負載了22kg，之后他們又向26kg發(fā)起挑戰(zhàn)，一舉成功。

但真正到了比賽，卻突生變故：組裝完成的小車負載了26kg之后，在起跑線上紋絲不動。孫智誠和陳彥博連忙調整設計，在第二輪時，將負重降至22kg，但小車依舊無法完成行駛任務。眼下，只剩最后一輪，如果再找不出問題，他們就只能一無所獲，鎩羽而歸。

孫智誠和陳彥博努力鎮(zhèn)靜下來，分析現場環(huán)境，檢查裝置結構。在固定風源的三個并排風扇時，他們終于發(fā)現了問題：因為風扇調整了位置，風向發(fā)生了明顯的變化，影響到小車行駛。他們當機立斷，將裝置的重心降下，并將負重減至18.2kg。輕裝上陣的小車在最后一輪行駛中成功抵達終點，拿到了大賽二等獎的好成績。

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在科技創(chuàng)新領域，含山一中的創(chuàng)造與收獲不止于此。在2021年馬鞍山市青少年科技創(chuàng)新大賽青少年科技創(chuàng)新成果競賽中，含山一中的學生憑借簡易玉米脫粒機獲得一等獎，憑借高樓火災逃生網和室內瀝·曬一體陽光干鞋箱獲得二等獎，憑借公筷使用語音提醒器獲得三等獎。

提到累累碩果，王茂華老師表示，這離不開學校積極營造的“在快樂中學習，在活動中成長”的校園氛圍。在保證學生全面發(fā)展的基礎上，學校讓學生在愛好、特長、個性上得以充分張揚，不僅組織籃球、足球、科技創(chuàng)新等各類社團和興趣小組，還開展特色大課間活動——每天上午抽出40分鐘，下午抽出30分鐘，由教師帶領學生進行跳繩、跑操等運動，強健的體魄鍛造專注的精神，為的是讓大家在學習生活中披荊斬棘、不驕不躁、勇往直前。

“曾有人擔心，學業(yè)和愛好不可兼得。我認為不盡然。文武之道，一張一弛。只要協調得當，科普創(chuàng)新類的活動反而能促進學生的學習興趣。當他們將書本上的知識應用到實際中時，當他們面對問題，查書本、動腦筋、做實驗，努力解決時，當他們與其他選手同臺交流較量，不斷拓展眼界時，他們收獲的不僅是量化的知識，還有質的提升。”王茂華老師如是說。

（感謝含山一中校長田之松、團委書記汪晶晶、科技輔導員王茂華對本次采訪的大力支持）