头号创新玩家

2019-01-12田春忆

发明与创新 2019年2期

文本刊记者田春忆

和同伴玩水枪，激发了他对水的表面张力的兴趣，课题《探究水的表面张力》获得第九届中国少年科学院“小院士”课题研究活动一等奖；用手机听音乐时，他有了手机扩音器的设计思路，“简易手机扩音器”获得第三十届成都市青少年科技创新大赛二等奖；和同学打电子游戏时，他又想：“何不自己设计一款游戏？”于是，他便用易语言设计了“凑24点”，这项作品最终获得第三十一届成都市青少年科技创新大赛一等奖……成都市树德中学高一学生陈艺铭告诉记者，自己是在日常的玩乐中开启了科技创新的旅程。

从第一次接触科技创新时的懵懂到渐渐有了自己的心得，陈艺铭用实力为自己赢得了“头号创新玩家”的称号。

初识创新

二年级的暑假，陈艺铭用一个月的时间裁剪、组装了八级云霄飞车模型，并召集小伙伴们一起“对决”。

2011年春天的一个周末，陈艺铭跟随华西都市报的小记者团来到四川省科技馆参观，顿时被馆内展示的神奇科学世界深深地吸引了，也喜欢上了那里风趣幽默、和蔼可亲的科技老师。他缠着父母参加了科技馆内开设的小实验家工作室，结识了他的第一位科技老师——张新华。

在张老师的指导下，陈艺铭打开了科技创新的大门。从小学二年级到初中三年级，从“观察蚂蚁”到构思设计“新型3D打印机”，每发现一个问题，他总会想办法逐步解决。“他有一股不服输的精神。”张老师这样评价他。

陈艺铭常常随身携带一个记事本，遇到不懂的问题便记下来，之后与志同道合的朋友们一起研讨、探究。“那时，感觉每天都充满了创新的乐趣。”回想起最初的创新经历，陈艺铭兴奋地说。

四年级的一次书法课上，陈艺铭发现用毛笔写字特别不方便，写一两个字就要重新沾墨水，写字速度太慢。有什么“好玩”的方法能解决这个问题？突然，他想到曾拆卸过的钢笔墨囊——为何不把毛笔与钢笔的墨囊组合，既保持毛笔“中国风”的外观，又能让其自动吸墨？就这样，陈艺铭萌生了人生第一个发明的念头，“储墨式毛笔”就此诞生。

储墨式毛笔

“可调焦放大镜”的构想也是陈艺铭和同学在课间用放大镜聚光燃烧枯树叶、以此攻击蚂蚁时的突发奇想。只是当时的他知识储备不足，没能将其实现。不过，这项创意不仅作为发明金点子入围了2013年德国IENA发明展，更激发了他在玩中不断创新的热情。

再识创新

进入初中后，渐渐地，陈艺铭发现，只有想法远远不够，他希望自己的创意能被精美地制作出来，不仅是静态的模型，而是整合了产品设计、电子制作和软件编程，让它能运动，能发光、发热，更具可控性、趣味性和实用性。

带着这种想法，陈艺铭加入了学校的3D社团。在这里，神奇的3D建模和立体打印让他大开眼界。通过对犀牛和3D MAX建模软件、3D设计原理和打印技术的学习，他将自己的设计图从平面拓展到三维空间。

当然，科技创新不能停留在外观设计上，还需要电子制作的功底。陈艺铭为此还自筹了装备：电烙铁、热熔胶枪、电钻、小型切割机、小型球磨机、LED灯等。学习了电路的基本原理、焊接技术以及切割、打磨等技巧和基础软件的编程方法后，他的思路渐渐被拓宽，很多困惑也迎刃而解，如“可调焦放大镜”的设计图已被他用3D技术完成。

陈艺铭（左二）与队员们参加成都市第一届青少年3D工程设计大赛

“在进行科技创新时，一次次攻克困难，最能‘玩’出刺激而有趣的事。”陈艺铭坦言，在完成自己第一个大型项目——无人驾驶水面清洁船时，虽然面临前所未有的挑战，但他体会到了团队合作的乐趣。“队员有时候会因意见不同发生争吵，但当问题解决后，会发现争吵过程能带来更多的思路。”

无人驾驶水面清洁船设计初期，队员们在网上分别查找外观设计、浮力、动力、电路、传感器等问题的相关资料和文献。在老师的指导下，在队员们激烈的争论和思想碰撞中，几个方案初现雏形，再结合当前的知识水平和建模分析，最终，他们构想了油污及漂浮物清理的设计。

接下来需要3D打印清洁船的部件。3D打印的速度十分缓慢，数小时才能完成一个部件，一旦出错就要重新设计和打印。还有清洁船的组装问题、太阳能和风能的动力转换问题等，都亟待解决。但即便困难重重，队员们从不灰心丧气，而是群策群力，找原因、找替代办法。

“我们开始想用插销组装清洁船，但打印机精度有限，导致插销无法起到固定作用，然后我们决定放弃使用插销，直接用ab胶粘贴，再在外部加固、防水。”对于清洁船的动力问题，陈艺铭和伙伴们最终通过光电互补得以解决，即使用两块“锂电池+太阳能板”，可在一块用电的同时对另外一块充电，当太阳能能提供足够动力时，可以停用电池。

在大家的努力下，无人驾驶水面清洁船获得了“汇星风云”杯2016年全国青少年电子制作锦标赛科技创新少年组三等奖。