秦銀銀 田春憶
“一閃一閃亮晶晶,滿天都是小星星。”這首兒歌對于大多數(shù)人來說,太熟悉了。然而,你是否真的關(guān)注過頭頂這片璀璨的星空?你對它又有多少了解?
在湖南省益陽市南縣第一中學(xué)(以下簡稱南縣一中)高三學(xué)生方洋軒的眼中,這片星空不僅僅代表神秘、絢爛或浪漫,更多的是帶給他思考的空間。
初生牛犢不怕虎,方洋軒是敢于在大咖如云的群里默默吸取知識的“潛伏者”,也是勤于與陌生網(wǎng)友交流分享信息的“網(wǎng)蟲”,更是勇于將想法不緊不慢變成現(xiàn)實的夢想“踐行者”。
實踐調(diào)查:探索未知的新世界
初一時,一本偶然得到的天文學(xué)雜志開啟了方洋軒的新世界:為什么會出現(xiàn)這些天文現(xiàn)象?其中有怎樣的奧秘?為了尋求心中的答案,他添加了一些與天文學(xué)研究相關(guān)的群,作為“好奇寶寶”,他在群里時不時地發(fā)問。從零基礎(chǔ)到具備扎實的理論基礎(chǔ),方洋軒很感恩那些曾給過他幫助的網(wǎng)友。
在群里看多了大家曬的用天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片后,方洋軒偷偷用壓歲錢購買了一臺天文望遠(yuǎn)鏡。一個晴天的夜晚,他以月球為對象開展了首次觀測。第一次透過鏡頭看到月球凹凸不平的表面時,他感到很震撼。緊接著,他又觀測到了八大行星。
獨(dú)樂樂不如眾樂樂。方洋軒想把天文觀測的樂趣傳遞給其他人,于是,他不僅首開先河,在學(xué)校成立了天文社,還把笨重的天文望遠(yuǎn)鏡搬到學(xué)校門口的廣場,開展路邊天文觀測活動,吸引了很多人前來圍觀。這次活動讓他收獲了“意外”的快樂:原來,大家對天文學(xué)有一定的興趣。
進(jìn)入南縣一中后,方洋軒心里一直有一個想法:如何讓更多的人了解天文學(xué)這門“小眾學(xué)科”?他決定開展有關(guān)天文學(xué)認(rèn)知度的調(diào)查。
走訪4所學(xué)校,發(fā)放、回收問卷500多份……方洋軒完成了一篇約5000字的調(diào)研報告。學(xué)校的科技創(chuàng)新顧問看過初稿后指出了不少問題:問卷設(shè)計不合理,樣本不具備普遍性,調(diào)研報告的格式也不對……小試牛刀的方洋軒雖然很失落,但很快就重振旗鼓。
他再次設(shè)計了問卷,先在南縣一中三個年級中抽了幾個班級進(jìn)行調(diào)查。為了增加樣本的普遍性,他利用課余時間到南縣其他中小學(xué)及職中等9所學(xué)校開展問卷調(diào)查,并電話采訪了湖南省天文協(xié)會會長、湖南省天文臺臺長譚巍,清華大學(xué)博士、國內(nèi)天文領(lǐng)域著名研究學(xué)者邱虹云,國內(nèi)知名天文愛好者龔雋夫。“這些頂尖學(xué)者不僅在百忙之中接受了我的電話采訪,還對我的研究表示認(rèn)可,我當(dāng)時覺得很自豪。”談及這次電話采訪的經(jīng)歷,方洋軒的眼里滿是星光。
經(jīng)過好幾天的奮戰(zhàn),方洋軒將瑣碎的材料進(jìn)行整理、分析,一篇近兩萬字的《南縣中小學(xué)生天文學(xué)認(rèn)知度現(xiàn)狀調(diào)查研究》終于完成。得知這項作品入選湖南省第41屆青少年科技創(chuàng)新大賽后,他又將調(diào)研報告的字?jǐn)?shù)刪減到符合大賽的要求。這次,經(jīng)過三次修改后的調(diào)研報告得到了學(xué)校科技創(chuàng)新顧問的點贊。
在湖南省第41屆青少年科技創(chuàng)新大賽中,《南縣中小學(xué)生天文學(xué)認(rèn)知度現(xiàn)狀調(diào)查研究》獲得了二等獎,這對方洋軒來說無疑是很大的鼓舞。
用愛發(fā)電:讓天文學(xué)變得更大眾
方洋軒覺得,想觸及天文學(xué)的門檻,如果沒有很高的理論水平,就得有雄厚的經(jīng)濟(jì)實力。“比如學(xué)生要學(xué)機(jī)器人,學(xué)校會為其配備專業(yè)的機(jī)器人教師,物理、生物、化學(xué)等學(xué)科也都有很多專業(yè)老師,而對于天文學(xué),學(xué)校的現(xiàn)狀是,不僅專業(yè)老師太少,而且天文學(xué)的器材也很少,因為它們價格昂貴。”這是方洋軒“混跡”多個與天文學(xué)相關(guān)的群后得出的結(jié)論。“我覺得,我還可以為天文學(xué)的普及做點什么。”帶著這個想法,他開始著手準(zhǔn)備。
方洋軒發(fā)現(xiàn),天文攝影等進(jìn)入大眾的生活后,越來越多的天文愛好者走上了天文攝影的道路。為了得到絢爛的星空照片,必須進(jìn)行長時間曝光,然而,由于天體的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,長時間曝光帶來的問題就是無法得到一張完整的照片。如何解決這個問題?
利用Arduino單片機(jī)、云臺支架、驅(qū)動板、步進(jìn)電機(jī)、攝像頭等,方洋軒設(shè)計了一種裝置,該裝置能通過程序自動控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,同時通過修改不同的程序指令,克服天體自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的拍攝拖影等問題,使拍攝出來的照片具有連貫性、完整性。
原理簡單,制作的過程卻不輕松。“編程語言我一點都不會,所以只能從中文編程入手,再慢慢學(xué)習(xí)新的編程。”能熟練編程后,方洋軒將自家的雜物間變成了工作坊。由于切割模板時木屑亂飛,各種膠粘、焊接導(dǎo)致家里總是彌漫著一股怪味,他的行為招來了家人的“嫌棄”……盡管頗具波折,但模型總算出爐了。
方洋軒將這個模型寄給他的網(wǎng)友之一、曾兩次在全國青少年科技創(chuàng)新大賽中獲得大獎的“前輩”尹曉峰。尹曉峰試用后,指出了作品的不足:天文觀測活動大多在深山老林里進(jìn)行,裝置精度足夠,但體積不夠小,不防水,不抗摔,載重也不夠。針對這些建議,方洋軒又多次改進(jìn),終于讓裝置能自動化控制,且造價低廉,便于攜帶。
執(zhí)念引領(lǐng):不負(fù)追夢赤子心
“方洋軒具有很強(qiáng)的發(fā)散思維能力。比如,這個作品基于天文望遠(yuǎn)鏡赤道儀,有一次我提出了通過提升減速比來提升赤道儀跟蹤精度的想法,第二天,他便針對精度問題,提出通過后期升級導(dǎo)星的方式來解決。而導(dǎo)星是專業(yè)天文望遠(yuǎn)鏡才有的功能,這點讓我覺得很驚訝。”對于這個從未見過面的網(wǎng)友,尹曉峰給出了很高的評價。
在第二十四屆全國發(fā)明展覽會上,方洋軒的“一種基于單片機(jī)控制的多功能天體克服自轉(zhuǎn)的便攜裝置”大放異彩,不僅獲得“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·項目獎”金獎,還榮獲了第二十四屆全國發(fā)明展中國寶武青少年發(fā)明獎。
得知獲獎后,方洋軒給為他提出過建議、曾鼓勵過他的網(wǎng)友們一一發(fā)了信息,分享自己的喜悅。湖南省科技創(chuàng)新名師張永強(qiáng)就是收到這條信息的人之一。提到方洋軒,張老師連連稱贊:“方洋軒很有個性,我和他亦師亦友。他善于思考、敢于質(zhì)疑但又能接受他人建議,不怕困難,解決問題后很快又能發(fā)現(xiàn)新的問題,然后再想方設(shè)法去嘗試解決,對科技創(chuàng)新有一股執(zhí)念。”
“絕大多數(shù)人對天文學(xué)有探尋未知的本能沖動,但跨進(jìn)門之后,很多人會退卻,因為維持對這門學(xué)科的愛好不僅需要一定的經(jīng)濟(jì)實力,更需要堅持不懈地去鉆研。聚是一團(tuán)火,散是滿天星。我希望通過自己的努力匯聚每個人的力量,讓天文學(xué)更好地發(fā)展。”方洋軒很開心,因為他的努力,更多的人開始關(guān)注天文學(xué),這也是他的初衷。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2021年5期