分享创意快乐传承<br/>——访辽宁省凌源市第二中学学生张昊茵

分享创意快乐传承
——访辽宁省凌源市第二中学学生张昊茵

2022-04-29秦银银

发明与创新 2022年13期

◆本刊记者秦银银

2021年7月16日，大连海事大学东山礼堂内，第36届辽宁省青少年科技创新大赛的布展现场，参赛选手们都在紧张地张贴作品海报，组装调试参赛作品。

在凌源市第二中学的作品展示区，学校科技辅导教师王昭宁有些着急，本应带着作品早早候场的参赛学生张昊茵还没有出现，他不时盯着手机屏幕，又看一看入口处。过了一会儿，他终于看到了张昊茵的身影，与她一同出现的，还有一个看上去体积颇大、质量超重的箱子。

张昊茵的参赛作品是“生物显微图像远程共享系统”，并不需要大型器材，箱子里是什么？不仅是王昭宁，其他参赛选手的脑海里也满是问号。张昊茵不慌不忙地来到自己的展台前，小心翼翼地从箱子里搬出一块21寸的电脑显示屏。原来，她想将用于显像的手机屏换成电脑显示屏，让装片的观测图像与数据更醒目。

这个大大的显示屏吸引了评委的目光。张昊茵可不是用它来“充门面”的，对评委提出的问题，她从容自若，头头是道，演示了如何将显微镜下生物装片的图像在电脑显示屏上显示。流畅的操作赢得了评委的一致点赞。最终，“生物显微图像远程共享系统”荣获本次大赛一等奖。

热心带来的创意

张昊茵是班级的生物课代表，也是学校科技社团的一员。“生物显微图像远程共享系统”创意的产生，还要从她热心帮助同学调试显微镜说起。

“做生物实验需要用到显微镜，我从小就对显微镜很感兴趣，对它的操作很熟练。但很多同学并不熟练，所以我经常帮他们调试。在观察细胞的时候，显微镜里的世界特别小，如果能将其呈现在大屏幕上，就可以方便大家观察了。”张昊茵发现，随着实验课程越来越受到重视，学习生物时，显微镜的实验课程课时大幅度增加。

然而，用于教学的显微镜价格昂贵，一般学校的设备配置数量有限，同学们需排队使用。显微镜功能单一，教学内容局限性大，不能对实验现象、过程保存。演示实验无法让全班同学近距离同时观察实验的进展，因此，需要实时图像共享系统来配合实验教学。但受限于显微镜的专业特点，现有的专业级共享系统不仅需要使用专业软件，还要部署专用硬件，这需要投入大量的人力、财力，一般学校无力承担。此外还存在布线困难、不易维护等问题。

图2 张昊茵展示『生物显微图像远程共享系统』

图3 “生物显微图像远程共享系统”直播界面

利用课余时间，张昊茵借用当下流行的网络直播概念，设计搭建了一套基于无线局域网的实时显微图像共享系统，该系统包括电子目镜、图像整合端（笔记本）、本地局域网流媒体直播服务器（OBS）。电子目镜采集显微镜图像并将其传输至笔记本电脑，利用OBS实现无线局域网推流，手机或平板电脑就能接收实时的显微镜图像。

想要显微镜在大的显示屏上成像，看似简单实则复杂。显微镜是光学仪器，不能换一个摄像头就完事。为了选择合适的摄像头，张昊茵先后试用了球面镜、鱼眼镜等9种摄像头，然而，摄像头与显微镜的焦距不一致，结果往往以失败告终。不是没有过放弃的念头，但作为一个完美主义者，她“不希望自己的作品留下遗憾”，经过三天的对焦，显微镜下的图像终于在手机屏幕上清楚地呈现。为了以防万一，张昊茵又进行了多次实验，确保每一次都能成功成像，这才松了一口气。

眼看辽宁省青少年科技创新大赛就要到了，在手机上成像虽然方便，但成像效果并不理想。看到家中的电脑显示屏，张昊茵便临时起意，三下五除二就将其拆下来搬到大赛的现场，给了所有人一个惊喜。

赤子之心，弘扬传统文化

在科技社团中，“生物显微图像远程共享系统”“创意纸巾收纳盒”“智能饮水机”等作品的设计提升了张昊茵的创新能力，天文观测活动则让她对头顶的这片星空有了更多期待与向往。

图4 张昊茵设计的智能饮水机

图5 张昊茵参与无人机制作

除了参与社团的日常观星活动，张昊茵经常翻阅与天文有关的书籍，观看天文科普视频，在这个学习过程中，她发现不同文明对星空的不同解读形成了不同的星空文化。中华文明源远流长，先人将古代社会与传统文化映射到漫天星斗，建立了与西方星座完全不同的星官体系，体现“天人合一”理念的中国传统星象是历经千年留传的世界文化瑰宝。

有一次，张昊茵观看完一部国外星空科普片后，产生了灵感：“人们对有关星座的文化或多或少有些了解，但对中国的星空文化，比如三垣二十八宿这种含义等却不太熟悉。我们是否也能制作介绍中国星空故事的科普片？”于是，她与社团的伙伴们一起，收集、整理素材，并将其形成文字稿，最后将中国传统星象的资料在万维望远镜软件平台（WWT）进行了可视化的呈现，制成《中国星空》。