用创新点亮青春

何郑燕 马圣童 陈莹

用眼神操纵电脑

如今计算机已经步入千家万户，且与人们的生活结合得越来越紧密，但计算机鼠标+键盘的操作模式却不一定适合所有人。葛韵枫、陈舒扬和迟迅来自华东师范大学第二附属中学，他们关注到一部分手部有疾病，甚至无法在日常使用双手的人在操控电脑时常常会遇到困难，于是联想到，或许能用双眼代替双手来实现相同的操作过程。三位同学现场展示了他们的设计“基于OpenCV的眼控鼠标”，包括起固定作用的透明镜框和镜框上面的摄像头，以及能够拍摄并识别人眼照片的电脑软件。通过特殊处理，软件可以去掉瞳孔以外的躁点，并自动区分出自然眨眼和有意识眨眼，从而实现眨眼点击屏幕的功能。

为了对适用人群进行更全面的了解，他们还请了康复中心的病人戴上眼控鼠标进行测试，虽然产品的反应速度不如普通鼠标，硬件的功能也仍需进一步完善，但它的成本低，商业推广价值很高，未来不仅可以供残疾人使用，还可以为有频繁操作电脑需求的程序员提供便捷服务。

小帘立大功

窗帘是每个学校和家庭必不可少的装置物，不过，除了装饰和遮光作用，窗帘是否还有其他妙用呢？来自金门县金湖镇国民小学的颜宇谦、欧阳雪妍和袁登俊同学发现，在上课的时候，教室外的噪声经常会干扰大家听讲，从而影响课堂效率，因此，他们集思广益，基于“窗帘能不能成为吸音与隔音的媒介”这一疑问做了一系列的实验，并研究出了一款对吸音与隔音帮助最大的面料。

颜宇谦同学提到，他们首先研究了窗帘厚度与吸音、隔音的關系以及不同材质的孔隙大小，并总结出了窗帘不同波折数目及含水量对于吸音的影响。在实验过程中，他们使用了棉质窗帘，并自己制作了模拟教室墙面的硬纸箱，再使用闹钟模拟噪声的来源，用分贝计测量音量。在研究过程中，他们克服了资金不够的问题，多次改进了实验装置，例如把纸箱换成更加便于测量、记录实验数据的“炮筒”，等等。就像项目名称里写的那样，“小帘立大功”，小发明也能对我们的生活和学习产生意想不到的帮助。

看得见的磁场

众所周知，磁场是一种客观存在却看不见、摸不着的物质，如果我们能通过某种方式操控这种形态特殊的物质，是否会有不一样的发现呢？

来自重庆市南开中学的邓嘉阳同学和罗萱同学基于“磁致相变效应”发明了一种观赏性、互动性与趣味性共存的创新装置。仪器中的液体是一种带有磁性的混合体，操作者可以通过顶部的电磁铁向它施加一个磁场，产生的相变效应使它从液态变成类固态。邓嘉阳和罗萱别出心裁，尝试把这个装置与语音和表情识别结合起来，通过对声音阈值的控制、电脑开发板识别表情，来操控电磁铁。值得一提的是，通过编程，装置会根据五种表情生成不同的心理映射效果，液体会做出不同的律动。

邓嘉阳解释道，他们原本想用随机数控制磁场，但是磁性液体的频域是有限的，有时无法达到装置的控制需要，为了解决这个问题，他们加装了一些彩灯，既达到了随机数控制的效果，又增加了视觉上的观赏性。

机器人水质监测员

本次青创赛中有许多为环境保护做出贡献的科技发明，来自澳门培正中学的刘冠华老师就向我们展示了他的科技项目—让环保机器人保护绿水青山。刘冠华老师介绍，他们从初一年级开始，就引导学生了解水资源和水污染的问题，然后在此基础上，带领学生学习潜水器方面的知识，进一步学习了解机器人的设计和制作方法。

在系统化地开展STEM教育之后，澳门培正中学科技创新成果斐然。本次青创赛中刘冠华老师有三个学生的作品参加比赛，比如“二合一全自动智能水底机器人”，因为澳门常经历台风，许多人会因为台风受困受伤。所以学生们设计了水下机器人，来帮助蛙人确认水下情况，保证蛙人的安全。而“智能方舟救援系统”的研发，就是学生们思考在发生危险时，能不能制造一艘船来自动化找寻受困人员，先通过图像辨识化进行搜寻，再进行救援。

学生何旻骏设计了“子母式深水水质检测机器人”，他发现水库在人工进行水样采集时存在一定的弊端，所以设计了一艘无人船去自动采集水样，其中装有传感器，可以24小时搜集水库的水质情况。目前这个产品已开始与水库公司进行合作。这项设计荣获本届青创赛“《知识就是力量》杂志（全国）专项奖的创新奖。师生在同届比赛中双双获奖，值得庆贺！

安培力定量实验好帮手

对很多学生来讲，物理是让人既爱又怕的科目，但学好物理对未来学业的选择来说又有举足轻重的作用。在高中物理教学中，安培力实验就是一个难点，如何能让学生理解这一难点呢？来自福建省同安第一中学的康良溪老师带来他设计的“新型安培力定量实验探究装置”。

这个项目主要致力于探究安培力的大小跟各相关物理量之间的关系。市场上现有教具中，针对定性探究的较多，针对定量探究的较少。物理学科作为一门需要大量动手实验探究的科目，有一款直观的实验探究装置，将大大提高学生的学习兴趣，加深学习印象，提升学习效果。通过“新型安培力定量实验探究装置”，可以全面、定量、直观地探究安培力与相关物理量的关系。实验装置在角度传感器的安装、电磁铁电源供电导线的安装、旋转圆盘等地方的设计都很巧妙，同时设计了配套软件，使探究安培力实验过程中有数据、有图像、有方程、有相关系数，从而可以直观地进行呈现。通过这套装置，老师在讲解安培力与其他物理量的关系将更加轻松，学生对实验过程和结果将有感性认知，这对于他们理解和掌握安培力公式的关系更有帮助！

此外，知力记者还在现场采访了佛山市顺德德胜小学的郭丽萍老师，她连续四年在全国青少年科技创新大赛中获一、二、三等奖。郭老师喜欢利用身边的事物激发孩子的科学兴趣。一个塑料盒，一根筷子、一点小苏打……任何事物，只要学生感兴趣的，有探讨价值的，都是她研究的对象。她说，为了把科技创新活动与课堂教学相结合，她会在课堂上有意识地引导学生思考、探究，让孩子们举一反三，将课堂知识延伸到课堂外。同时，郭老师也会教导学生们积极阅读，积極写作，《知识就是力量》杂志就是她常向同学们分享的读物之一。

全国青少年科技创新大赛为全国各地的师生搭建了一个交流分享科技心得、展示个人科技作品的良好平台，众多各具特色的科技创新产品在此一一展示，但由于篇幅有限，本期仅报道了几位同学和老师的优秀作品。《知识就是力量》杂志也将持续关注大赛的后续情况，与老师、同学们建立良好的沟通，将科技科普知识传递下去。