创新引领艺术为伴
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创新引领艺术为伴 发布于:2021/01/03
    因为新冠肺炎疫情,今年的高考时间推迟了一个月。有的学生对此深感恐慌,有的学生却暗自窃喜。南宁市第一中学高三学生李鑫锐属于后者。
  作为一名艺考生,李鑫锐除了文化课的学习,还要将精力集中在艺术类专业课。这多出来的一个月,他可以把上网课时未能完全掌握的知识再巩固,这样离理想中的高校更近一步。
  在第34届全国青少年科技创新大赛中获得北京理工大学科技创新奖后,李鑫锐就立下目标:将艺术与科技创新融合,做自己喜欢而又擅长的事。
  从幼儿园起,李鑫锐就开始学习绘画,素描、速写、油画等都是他的“拿手好戏”。此外,他还常常拿着相机,捕捉生活中的美。
  在一次戶外摄影中,李鑫锐不经意间发现,蝗虫蹬腿时,脚关节处钩爪与脚掌垫会一起协同运动,脚掌与物体表面接触时产生相应的运动反力,有效增强了跳跃的高度。发现蝗虫神奇的运动机制后,他的脑中冒出了一个念头:能不能发明一种模仿蝗虫运动原理的装置,让其能在复杂的野外环境中承担运输工作?
  在科技辅导老师王冈的指导下,李鑫锐开始着手制作。虽然看上去简单,但这种装置的制作难度特别高:无论是空中姿态的调整还是控制原理,都需要大量的知识储备;缺乏数据库,实现弹跳功能所需的技术参数无法预判;所有的数据都要通过各种实验积累,只有获得充足的数据才能更新设计;如何避免各个功能模块之间的相互干扰、如何完美协调彼此之间的工作,等等。
  虽然这么多的实际困难摆在眼前,李鑫锐依然按照自己的想法,有条不紊地进行着。最初,他用竹筷和弹簧制成了一种V形弹跳正关节方向的验证结构装置,但该装置起跳后,无法平稳地向上跳跃。怎么办?在接下来的大半年时间,他查阅了大量有关跳跃、滑翔等运动机制的资料,并反复实验,积累了大量的原始数据。
  紧接着,李鑫锐尝试制作了第一代弹跳小车。之后,又在第一代弹跳小车的基础上,调整尾部的质量分布、弹跳腿长度与前机架的重心位置以及机翼可变迎角的结构,并增加了扭力弹簧、齿轮箱与垂直舵面等部件……经过数次改进,第三代弹跳小车终于出炉了,小车整体的跳跃高度可达60cm,向前跃进距离达2m,空中滑翔姿态平稳,在各项测试中都表现出色。
  李鑫锐将研究过程整理成《通过弹跳加滑翔实现小车越障的研究》,带上这项研究,他一路过关斩将,不仅获得第34届全国青少年科技创新大赛二等奖,还因为完整的实验数据、颇具科学性的实验结论而获得北京理工大学科技创新奖。
  取得这样的成绩是所有人都没有想过的,指导老师王冈直言:“李鑫锐的项目是我所带学生中做过的最难的一个,第一代作品的效果非常糟糕,我也一度认为,即使参加科技创新比赛,能撑到省级的比赛就非常不错了。”感叹之余,王老师毫不吝啬地表扬了自己的学生:“从选题到作品完成,项目探究时间超过一年,有太多的细节需要不断完善,但他能把问题一个个地抠出来并一一解决,很了不起。”
  因为觉得“好玩”,从小学开始,李鑫锐坚持参加航天航模以及科技创新类的比赛。而妈妈也给了他最大限度的支持:“俗话说‘行行出状元’,如果孩子在某个方面有一定的天赋,而且很喜欢做这件事,他的兴趣爱好能得到充分发挥,对他的职业规划、个人发展都很有益处。”
  小学五年级时,受科学课上用到的测力计的启发,李鑫锐和同学用油性笔及石膏板、微型马达制作了一个地震检测仪,虽然最终的成品仅能完成简易的振动图谱绘制,并不能实现在危险环境中记录的功能,但在家人看来,小小的他能独立思考并付诸行动,“已经是很大的惊喜了”。
  随着年龄的增长,李鑫锐制造的惊喜也越来越多。刚上初中,音乐老师布置了一项特殊的作业:做一个MV。和小伙伴们商量后,他决定为《阳光照在回忆里》这首歌重做一个MV。尽管技术有限,拍摄设备简陋,但所有镜头、拍摄方式都参照了众多MV的效果,最终的成品赢得了众人的点赞。
  在2017年全国青年科普创新实验暨作品大赛南宁赛区中科普实验单元风能利用组赛事中,李鑫锐设计制作的逆风小车以绝对优势赢得比赛。这背后,是他赛前一个月的努力与付出——除了吃饭、睡觉、学习,其他时间全部投入到设计、实验、测试中:不断改良逆风小车的传动系统、风扇形状,实验验证各种数据,推翻之前的设计重做……
  “科技创新不一定就是那些繁复、花哨的作品,用简单的物理原理也可以做出精妙的作品。”对于李鑫锐来说,探寻作品原理、培养创新精神远比获得奖项重要。
  “拥有成熟的心智和独立思考的能力,做好自己”,对于李鑫锐的家人来说,这些是他们最看重的。
  “如果学生从小学、初中一直坚持科技创新,他在高中进行科技创新研究时就会更加得心应手。”王老师认为,李鑫锐的想法能实现,得益于从小积累的知识和经验。
  除了科技创新,李鑫锐还喜欢还原物理课本上的经典实验,将知识用于实际。至今,他已经还原了20多个经典实验。虽然现有的实验条件与当时科学家的实验条件和环境有所区别,但他会想方设法去接近当时的实验条件。“比如,做泊松亮斑实验时,学校没有密闭光室,于是我用桌子和KT板搭建临时‘光室’,效果也不错。”
  在科技创新活动中,李鑫锐逐渐养成了用创新的眼光看问题的习惯,比如,当自行车的挡泥板失效时,他会去研究挡泥板的工作原理、车轮转动时泥巴的走向等,再尝试去解决问题,而不是将别人的“绝招”信手拈来。
  李鑫锐一直觉得,科技创新与艺术创作一样,是一个需要不断超越自己、提升自己的过程。将艺术与科技创新结合,这是他今后最想做的。作者:秦银银  来源:发明与创新·中学生
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