往科研笃定前行——访湖南师范大学附属中学唐子璇

本刊记者 李 瑚

唐子璇在实验室做动态平衡实验

龙卷火是什么？它是如何产生的？人们可以采取哪些预防措施？为了解决心中的疑问，湖南师范大学附属中学高三学生唐子璇在一年多时间里，走访消防队、请教高校教师、开展模拟实验、实地采集影像信息，将探究过程整理成上万字的论文《建筑群龙卷火火灾成因及预防研究》。

这次探究活动让唐子璇体验到了艰辛，也收获了满满的成就感。“我的作品获得第40届湖南省青少年科技创新大赛一等奖。在公开展示期间，很多人来观看我的展板，其中有一名消防员开玩笑地说‘这项研究很有价值’。”得到了专业人士的肯定，他笑得很开心。

闲暇中探究龙卷火

唐子璇关注火灾已经很多年了，自记事起，每次看到相关的新闻报道，他都特别揪心，很想为其做点什么。初三暑假，他决定付诸行动。

在查阅文献的过程中，唐子璇认识了龙卷火 。“它的形状像龙卷风，高度可达数十米。虽然十分罕见，可一旦发生在城镇，就会造成毁灭性的灾难，消防救援工作也很难开展。2015年7月，广州惠城区就发生过一次龙卷火。”龙卷火如此可怕，它的形成原因是什么？

唐子璇带着疑问继续查找资料，却没有找到答案，因为相关研究太少了，在知网上以龙卷火为主题的文献搜索结果只有十多条。失落之余，他的心中又燃起了火花：“科学研究不就是为了解决那些难以回答的问题吗？这正是我想要做的事情啊！”

在学校的物理实验室，记者看到了几块弧形的不锈钢板和长方形的木板，还有酒精、打火机等，这些就是唐子璇用来寻找答案的工具。刚开始的几个月里，他尝试用不锈钢板、木板组建各种建筑群，模拟龙卷火的形成。

“龙卷火的形成主要是由涡漩气流引起，与建筑群的结构和空间布局有很大关系。有的建筑群不会引发龙卷火，有的建筑群引发了龙卷火，但现象不明显、状态不稳定。”经过反复试验，唐子璇终于总结出三种易发生龙卷火的建筑群：弧形、四方形包围状和火墙形。接下来，他又不断调整“弧形建筑群”中两块弧形钢板的高度、距离、弧度，以观察火焰的燃烧情况。在老师的指导下，他还将挡光片、光电门、标高尺、数据采集器等制成一个简易装置，利用现代技术分析风速与火焰高度的关系。

唐子璇（右一）向大家演示龙卷火模拟实验

唐子璇用弧形钢板模拟建筑群内龙卷火的形成

理论研究必须应用到实际才能体现它的价值。唐子璇利用周末对长沙的建筑群进行影像采集，找到易形成龙卷火的建筑群。经过实地考察与讨论分析，他提出重建或增减部分建筑、在风口处设置遮挡物等措施防治龙卷火。

“对于一名高中生来说，这次探究活动涉及的很多知识已经超纲了，但勤能补拙，只要有时间，他就会去做实验、查资料、请教老师。做实验很枯燥，他性格沉稳，耐得住寂寞，在实验室一待就是几个小时。实验不可能一次就成功，他心理素质过硬，有一种积极向上、不断进取的科学态度。”作为这次探究活动的指导老师，邓放明发现了唐子璇身上很多的闪光点。

创新中收获快乐

在学校，除了教室，实验室可能是唐子璇去过次数最多的地方，在这里，他开展了龙卷火的相关探究活动，还与两位同学制作了一个整合式实验柜。它的体积不大，可以摆放在教室里，平时用来收纳物理实验器材。上课时，老师把台面上的展板打开就可以演示实验，下课后，感兴趣的同学不用去实验室，在教室里就能动手做实验。

唐子璇坦言：“这个作品的科技含量并不高，但每个螺丝都是我们自己拧上去的，每块板子都是我们自己切割的。”为了将台面安装在柜体上，他们需要在塑料板制成的台面上打孔。这项工作看似简单，难度却很大，往往是孔打好了，塑料板也开裂了。在打破了几块塑料板后，他们转换思路，将台面材料改为有机玻璃，这才顺利将作品完成。

中学的学习任务并不轻松，但唐子璇一直认为，进行科技创新活动不仅没有浪费时间，还会学到很多知识。“比如，这个作品就让我认识了一种新材料，也让我懂得遇到困难时既要坚持，又要想办法变通。”

唐子璇与爸爸参加2018人工智能与创新教育思享汇

实际上，只要是与科技创新有关的活动，唐子璇都会挤出时间参加。如悬臂梁设计与制作、“生活中的物理”研究性学习、“爱护地球 低碳生活——从节约做起”科技实践活动等。

有一次，学校举办“纸质模型承重设计与制作”活动，要求用A4纸制作承重模型，然后往上面摆放矿泉水瓶，水瓶数量越多，成绩越好。“在准备阶段，我们做的模型可以承受十多瓶矿泉水的质量，大家都很震惊，也很开心，稳稳的第一名啊。不过，参赛时我们临时改变结构，本以为会得到更好的成绩，结果只放了几瓶水，模型就塌了。”现在回想起来，唐子璇脑海里都是大家的欢呼声和惋惜声，“真是又好气又好笑！”

生活中培养兴趣

对唐子璇来说，兴趣是最好的老师。因为对科技创新、科学研究抱着极大的热情，他才会选择在实验室度过无数个周末，夜深人静时还在琢磨连续性原理、伯努利方程等知识，经历不断的失败后仍能坚持。

兴趣的养成与唐子璇的家庭环境有很大关系。“我的爸爸是一名劳技老师，小时候，我觉得他就是个超人，家里有什么需要维修的，他拿出工具箱，一阵敲敲打打就搞定了。”唐子璇笑着说，“学着他的样子，我也拿着工具箱四处捣鼓，有时候把东西拆坏了，他也不会批评我。”

在爸爸的引导下，唐子璇不仅动手能力强，思维也十分活跃。小学时，他家楼下有一家包子铺，每天早上，老板都在不停地揭蒸笼盖，有时候蒸笼叠得很高，把老板的头都盖过了。看到这样的情形，他很担心老板会因体力不支而失手将蒸笼打翻。有什么办法可以避免吗？

唐子璇向爸爸说出了心中的疑惑。爸爸没有直接回答，而是拿出一张四方形蒸笼的图片。看到这个四方形的蒸笼，他突然来了灵感：这个形状和抽屉很像，如果把蒸笼做成抽拉式，就能方便拿取了。有了想法后，他立马动手制作，经过多次实验和改进，“抽屉式快捷蒸笼”诞生了，达到了理想的效果。

喜欢做实验、看科幻电影，关注智能生活和前沿科技，推崇“两弹元勋”邓稼先不畏艰难、不迷信权威的科研精神……不知不觉中，唐子璇的生活点滴都和科技创新产生了千丝万缕的联系。2019年11月，他被评为“长沙市优秀青少年科技创新人才”，还在全国“明天小小科学家”奖励活动中荣获三等奖。而这些并不是他看重的，对于未来，他希望自己能“真正投身到神秘而伟大的科学研究中”。

唐子璇参加第19届“明天小小科学家”奖励活动