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第33届全国青少年科技创新大赛侧记
发布时间:2018/8/30 11:14:00    新闻来源:中国知识产权报/中国知识产权资讯网

  原标题:放飞青少年创新梦想


  ——第33届全国青少年科技创新大赛侧记


  “少年强则国强,少年智则国智”,刚刚闭幕的第33届全国青少年科技创新大赛(下称创新大赛),展示了我国青少年的“最强脑洞”,也让我们发现了一大批具有科研潜质和创新天赋的青少年。


  来自全国31个省、自治区、直辖市,新疆生产建设兵团和香港、澳门、台湾地区的35个代表队约500名青少年和200名科技辅导员,以及来自亚洲、欧洲、大洋洲、北美洲、南美洲、非洲等50多个国家和地区的300多名国际代表参加了比赛。国际化水平显著提升,参赛国别和人数规模创下历史新高,创新大赛已经成为亚洲区域规模最大、参赛国别最多的青少年科技类竞赛活动。


  4天时间里,创新大赛得到了各界人士的关注。全国政协副主席、中国科协主席万钢,重庆市委副书记、市长唐良智,国家知识产权局党组成员、副局长廖涛等出席大赛并参观了青少年创新项目。


  4天时间里,创新大赛搭建了交流合作的平台。大赛共收到3000多项创新项目和作品,经过专家初评,共有358项青少年科技创新项目和201项辅导员科技教育创新项目入围大赛终评,参赛代表们共聚一堂,共话创新。


  4天时间里,创新大赛营造了尊重知识产权的良好氛围。设置知识产权咨询台、集中展示青少年知识产权类教材和全国中小学知识产权教育试点学校风采……国家知识产权局作为主办单位之一参与了创新大赛组织工作,相关活动在创新大赛现场密集铺开,进一步培育了中小学生的“权利意识、尊重意识、保护意识”,让“尊重知识、崇尚创新、诚信守法”的知识产权文化建设理念深入人心。


  播撒创新教育种子


  “我喜好创新,希望运用科技去帮助有需要的人。”16岁的香港佛学黄允畋中学学生吴小伟与队友带着“iWheel轮椅动力装置”项目参赛。该项目将动力装置装在普通轮椅上,具有低功耗、低成本、高便携等特点,目前已开发至第6代。


  澳门教业中学的初中生冼嘉炜、邓智锋和许瑜殷组成了一个团队,将他们的作品带到了创新大赛的现场。许瑜殷说:“澳门是一个沿海城市,看到海洋垃圾我们很心痛,于是研发了海藻酸钙薄膜,希望对环保有所帮助。”


  卢森堡高三学生麦克斯的爸爸是位外科医生,工作十分忙碌。“爸爸为了给病人做手术,很少有时间陪伴我和家人。所以我就想,如果能有一个机器人代替爸爸做手术就好了。”麦克斯成功了,他自制出了第一代R.A.M机械手,这双机械手仿照人双手的骨骼,每一个关节都可以活动,灵活敏捷,更厉害的是,“有的动作,人类双手都无法完成,但我的机械手却可以做到。”麦克斯告诉记者,第二代R.A.M机械手正在研发中,将以机器人的面貌出现。


  一张张年轻富有朝气的脸庞,一项项令人叹为观止的创新项目,在今年的创新大赛上,来自世界各地的学生代表们以“创新·体验·发展”为主题,进行了无数次的脑力激荡。正如唐良智所言,青少年最富有朝气、最富有梦想,是创新创业的有生力量,要播撒创新种子,点燃广大青少年的科学梦想,使青少年成为建设创新型城市的强大生力军。


  值得一提的是,为了保证创新大赛顺利进行,并普及知识产权知识,国家知识产权局特在现场设立了知识产权咨询服务台。“大赛期间共计发放咨询手册200余份,派专员现场向咨询者讲解知识产权分类、专利申请方式、专利运用,以及知识产权保护的基本常识和重要意义等相关知识。”国家知识产权局专利局重庆代办处有关负责人表示,很多学生都对知识产权有着浓厚的兴趣,向参赛师生普及知识产权知识是他们义不容辞的责任。


  插上知识产权翅膀


  重庆市第八中学校,作为第三批全国中小学知识产权教育试点学校,此次有4项青少年科技创新项目入围大赛终评,其中,该校学生冯路桥的“基于摩擦生电原理拉哨状供能装置的构造与应用研究”获得创新大赛最高奖项“中国科协主席奖”。


  冯路桥告诉记者,随着人工智能和大数据的发展,市场上出现了很多可穿戴装备,但这些装备充电大多需要数据线和USB接口,不够方便灵活。她联想到课本中学到的“摩擦生电”这一知识,期望以此来解决可穿戴设备的电量问题。然而,冯路桥遇到了难点:如何让摩擦产生的电量源源不断并保持稳定呢?又如何减少摩擦产生的热能,并降低热能对设备表面的损害呢?冯路桥从小学生玩具“拉哨”那里找到了灵感——转速很大的拉哨能迅速摩擦。此外,她对设备的大小和形状进行了改良,使得摩擦过程中不会直接接触到设备表面,加快频率的同时降低了损耗也提升了电能。


  “目前这种供电已在LED灯、温湿度仪和血糖仪上得到应用。”冯路桥说,目前该研究作品已处在实验室阶段,并于今年7月提交了专利申请。


  不止冯路桥,来自重庆市第八中学校的吴承锦也凭借“探寻天路之上‘地广人稀’的奥秘--高原缺氧环境对小鼠精母细胞凋亡的影响研究”受到关注。吴承锦告诉记者,由于平时学校的创新氛围好,再加上自己喜欢天马行空的想象,喜欢探寻“为什么”,因此一次高原旅行便成就了他的这一研究。“平时在重庆的路上、校园里,经常看到一些流浪猫狗,它们的数量非常大,但为什么我去西藏旅游却没发现这一现象呢?”吴承锦说,基于此他开始了自己的研究,发现缺氧抑制精母细胞增殖。“目前,我的研究还有大量工作要做,还很不完善,学校老师们也会提醒我们要根据实验情况及时提交专利申请。”


  事实上,自入选全国中小学知识产权教育试点学校以来,以重庆市第八中学校为代表的一大批试点学校,不但开设了知识产权理论课程,还针对有个性化需求的学生进行实践方面的指导,不仅为学生提供了创新的平台,也插上了知识产权翅膀。


  在此届创新大赛上,一批全国中小学知识产权教育试点学校表现突出,共有14所试点学校的26项作品参赛,其中,有2所学校的2项作品获大赛最高奖项“中国科协主席奖”,4所学校的7项作品获一等奖,6所学校的8项作品获二等奖,8所学校的9项作品获三等奖。


  正如万钢在开幕式上所言:“创新大赛为科技后备人才培养提供了坚实支撑,为各国青少年体验科学之美、创新之妙搭建起广阔舞台。创新大赛要拓展开放创新的大格局,努力开阔孩子们的科学视野;要播撒希望的种子,充分激发孩子们的好奇心和想象力;要引导孩子们敢于有梦、勇于追梦、勤于圆梦。”(本报记者 李群)


  发明之星


  庄正:环保“小行家”


  “今天是我的生日。”在第33届全国青少年科技创新大赛上,来自中国人民大学附属中学的庄正腼腆地告诉记者。这个刚满14岁的少年,过完暑假才升入初中三年级,却进行了“希瓦氏菌对土壤铬污染的修复研究”,并提交了“高校铬还原菌Shewanella MR-1在铬污染土壤修复中的应用”发明专利申请。


  庄正的研究起源于一部电影。“电影里令人深恶痛绝的环境污染问题引起了我的好奇。为什么铬污染能让一个小镇那么多居民得了癌症?这种问题会出现在我们身边吗?”带着这些问题,庄正想多了解一下铬污染。


  通过查阅相关资料,庄正发现,我国每年产生大量的重金属铬,含重金属铬的废料处理不当会对土壤造成严重的污染。那么如何对土壤中的铬污染进行修复呢?庄正带着疑问去找老师讨论。“老师告诉我现在的确没有非常成熟的办法治理土壤中的铬污染问题,但她鼓励我进一步去查资料,看有没有办法让土壤中的六价铬转变成低毒的三价铬。虽然这样没有完全去除土壤中的重金属铬,但是毒性却大大降低了,这让我很受启发。”庄正说,确定了研究方向,他便着手实验,遇到难点时常常通宵不眠。其间,他发现希瓦氏菌在土壤中对六价铬具有很强的还原能力,通过构建化学动力学模型、镜检、基因表达分析等初步探索了希瓦氏菌强还原能力的原因。


  “我这个研究结论是很初步的,还有大量的工作需要做。”庄正说,在实验过程中,有些比较难的步骤,对他是很大的考验。比如实验过程中浪费了很多试剂和药品,多花了不少钱,这让他很苦恼。“但是我的指导老师从来没有埋怨过我,他一直鼓励我不要灰心,使我克服了做错实验的担心和恐惧,也体会到了拿到理想结果之后的兴奋之情。”庄正很感谢学校老师的帮助。


  作为首批全国中小学知识产权教育试点示范学校,中国人民大学附属中学早在上世纪90年代就成立了科技办公室,知识产权教育由人大附中联合总校统筹,发起与开展系列活动,活动辐射人大附中分校、人大附中二分校、人大附中西山学校等。通过深入挖掘知识产权教育对学生创新精神、实践能力培养的作用和价值,充分体现其教育功能,为庄正这样的孩子营造了良好的创新氛围。(李群)


  卢天南:创新比“蜜”甜


  “这是便携式诱蜂箱,携带、取蜜、维护起来都很方便,不仅提高取蜜质量,也能更好地保护蜜蜂幼虫,这个创新产品还拥有专利哦!”在第33届全国青少年科技创新大赛上,年仅12岁,来自福建省漳平市实验小学的卢天南和爸爸一起,带着10余个木质诱蜂箱来到重庆,兴致勃勃地向观众介绍着自己的发明。


  卢天南的父亲是一名养蜂人,她心疼父亲清晨出发取蜜,至晚方归时却又收获甚微,便用一年时间钻研发明便携式诱蜂箱。“传统蜂箱体积巨大,拆装维护不便,携带不便,诱蜂慢。传统蜂箱中的自然蜂巢顶部是储蜜区,中部是储粉区,下部是育儿区,蜂巢只有依靠顶部悬挂受力,割取蜂蜜的同时把花粉和蜜蜂宝宝也割了。”据卢天南介绍,养蜂人割取巢蜜时,要先将蜂箱顶部的巢盖打开,再将蜜蜂收入收蜂笼中,扫掉蜂巢上的蜜蜂,割下幼虫脾和花粉脾后再割下顶层巢蜜,“蜂巢一般都有7个至10个巢脾,我们就要重复这样的动作7次至10次。取蜜后,再将花粉脾和幼虫脾进行绑定加固挂回蜂箱,这样做程序繁琐,对蜂群影响很大。爸爸在野外辛苦一天,却只能割两窝,这样的产蜜速度实在是太慢了。要是能够巧妙地储存顶层巢蜜,好好保留住花粉和蜜蜂宝宝,不用抓蜜蜂,省去其他繁琐的过程,那就好了。”说起爸爸取蜜的艰辛,卢天南很是心疼。


  在研究过程中,卢天南发现,空心大树内的自然蜂巢是粘贴在树洞内壁的,产蜜量较高,但空心树桩取材不易,取蜜更加繁琐。受到豆腐格、蒸笼卖完一层放到最底部得以循环使用的启发,卢天南模拟野外空心大树内的自然蜂巢尺寸,缩小传统蜂箱的长和宽,用4块木板组合成四边形单箱框,每层设一个小口。“这个小口一定要蜜蜂飞得进去马蜂飞不进去,多层叠加可调节高度,利用储蜜、储粉、育儿分区习性减小蜂巢定部受力,增加它的侧面受力,取蜜时可单独割取储蜜区,保留储粉区和育儿区,割下顶层储蜜去单箱框取蜜后放到蜂箱最底部,这样做就可以新巢育儿,老巢储蜜,合理循环使用。”卢天南说。


  卢天南告诉记者,在研发过程中,她提交了两件实用新型专利申请,目前都得到授权。“新的蜂箱已投入野外使用,携带、取蜜、维护极为方便,诱蜂时效、蜂蜜质量明显提升,目前已更新至第4代。”卢天南高兴地说。(沐知)


  王映婷:茯茶开“金花”


  “茯茶,又称茯砖茶,在新疆几乎家喻户晓,大街小巷,无论走进哪家饭馆,老板都会给客人倒上一杯茯茶。茯茶不但味道清香,并且有排油,清热降火的功效。”在第33届全国青少年科技创新大赛上,来自新疆维吾尔自治区克拉玛依市第一中学的王映婷指着面前的两杯茯茶骄傲地告诉记者,“这是普通的茯茶,这是经过培育后的茯茶,后者茶色更好,味道更醇厚。”


  说起自己研究的初衷,王映婷告诉记者,茯茶的价格天差地别,尤其是带有“金花”的茯茶价格明显高出许多。“所以我对茯砖茶上的‘金花’产生了好奇心。”王映婷说,茯茶是黑茶的一种,种类繁多,“为什么只有在黑茶上才长有‘金花’?‘金花’改变了黑茶的什么成分?”带着这些疑问,王映婷开始了自己的研究。


  王映婷在研究中发现,不同品质的茯茶,所呈现的茶汤颜色及味道也不相同:特制茯砖砖面色泽黑褐,内质香气纯正,滋味醇厚,汤色红黄明亮,叶底黑汤尚匀;普通茯砖砖面色泽黄褐,内质香气纯正,滋味醇和尚浓,汤色红黄尚明,叶底黑褐粗老。泡饮时汤红而不浊,耐冲泡,特别要求砖内金黄色真菌(俗称“金花”)颗粒大,干嗅有黄花清香。而且人们常常将“金花”作为茯茶的评价标准。因此市面上的茯茶的价格也天差地别了。“金花”的学名叫“冠突散囊菌”,属益生菌,是茯茶在特定温湿度条件下,通过“发花”工艺长成的自然益生菌体。在国家标准中,茯茶是唯一要求“冠突散囊菌”这项指标的黑茶类品种。


  “通过研究我决定着重探索冠突散囊菌对茯砖茶中成分的影响,同时对冠突散囊菌的‘药理作用’提出依据。同时,我还决定尝试人工将菌株接种在茶叶上,缩短‘发花’所需要的时间。”王映婷说,她利用在黑茶上十分常见的冠突散囊菌,改变了西北地区很常见的茯茶的品质,让这种有着悠久历史文化的茶叶品质发生了变化,促进了新疆等地区与其他地区的文化及物质交融。


  王映婷说,除了自己努力研究外,学校也为她提供了很大的帮助。“从最初的一个好奇的想法,到搭建起一个实验框架,再到后来完成实验得出结果,前后历经了不少时间。当我觉得枯燥、苦恼时,老师们会鼓励我。他们从紧张的时间里,抽出时间,帮助我完成实验,让我头脑中模糊的概念渐渐清晰,让我稚嫩的作品一步步完善。”王映婷说。(李群)


  王科润:滑雪有新招


  两年前,王科润以中考状元的身份进入了哈尔滨市第三中学校,这个学习上的“尖子生”,也是个兴趣广泛的孩子。熟悉王科润的老师和朋友都知道,他“文”能拿中考状元,“武”能参加运动会比赛,平时还喜欢动手琢磨,创新能力超强。


  受父亲影响,王科润从6岁起开始学习滑雪,每年寒假,他几乎都是一头扎进滑雪训练中。几年前,曾获得过哈尔滨市中学生滑雪比赛亚军的王科润发现了一个问题:随着我国学习滑雪的人数快速大幅度增加,各滑雪场内配备的滑雪教练员供不应求,由于培训费用过高,或一名教练员同时指导多名滑雪初学者,教学效果差等原因,85%以上的滑雪初学者没有聘请教练员,人身伤害的机率大幅提升。


  如何解决这个问题?王科润开始着手研究。在研究过程中他发现,近年来,为推广普及滑雪运动,各种结构的“滑雪练习器”“手扶式滑雪板”“双板滑雪训练器”等器材已有研发,但均是模拟学习训练器材,不能在实际雪面上使用,不具有实践性和实践功能,学习培训效果差。为此,他用一年多时间,研发出了“一种高山滑雪初学者手扶雪上练习器”,并于今年7月提交了发明专利申请。


  王科润告诉记者,他的发明包括两个扁马蹄形环状雪撬,通过固定连接架固装成坦克状流线型器体,限位挡网和防踏拦网分别安装在固定连接架和扁马蹄形环状雪撬上,在扃马蹄形环状雪撬的前、后下部上分别配装由手控制动杆、支架、拉力弹簧构成的手控制动机构和由自控制动舌、扭力弹簧、销轴构成的自控制动机构,手扶连杆安装在两个扁马蹄形环状雪撬上侧中间部位上,在手扶连杆左、右侧上分别配装带有制动手柄的握把,制动拉线将制动手柄与手控制动杆连接。该练习器整体稳定性好,实用性强,制动可靠,安全性高,结构新颖、合理、简单,操控简易,运行灵活。


  “我发明的练习器已经有6台应用于哈尔滨体育学院附属滑雪教学基地,滑雪初学者的反馈很好,不仅克服了恐惧心理,还保障了人身安全。目前,还有50台产品将要投放市场。”王科润说,希望以北京冬奥会为契机,更好地推广创新产品,让更多人爱上滑雪。(沐知)



  (编辑:李星仪)


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