身高1.8米、长相清秀、性格乐观开朗的他被同学们亲切地称为“大高个”;他还喜欢弹钢琴、唱歌、打羽毛球,能说一口流利的英语,这又为其“颜值”加分不少;14岁的他凭借着发明作品“便携式高效发电装置——重力势能太阳能风能互补蓄电演示仪”屡获国内和国际大奖。他,就是本期的封面人物——广东省廉江市第一中学高一级学生叶德瑜。
“挤”时间钻研小发明
“从小我就喜欢观察周围事物,而且特别想知道各种事物的运行原理,渐渐地就迷上了搞小发明。”出生在小乡镇的叶德瑜虽然没有像城市孩子一样拥有很多见识先进科技的机会,但是他的好奇心、求知欲一点也不逊色于他们。强烈的求知欲驱使他尽一切可能去寻求心中未解疑惑的答案。
叶德瑜结缘科技创新发明是在初二上学期的一次校运会上。开幕式结束后,一枚水火箭在操场上空缓缓上升,上升到一定高度后下降。他很好奇它为什么可以上升。“那时候我对科技还是一无所知,带着这个问题,我加入了学校的科技协会 。经过一段时间的学习中,我初步了解了水火箭的发射原理。”叶德瑜说。
叶德瑜的中学物理老师陈钟晴,同时也是他的科技指导老师,可以说是他科技发明之路的启蒙者和引路人。陈老师说:“叶德瑜平时爱动脑动手拆装各种器械。遇到不懂的问题,他会很积极地追问老师,势必要得到满意的答案。”叶德瑜打破砂锅问到底并虚心请教的精神让陈老师印象深刻。
兴趣是最好的老师,叶德瑜经常从互联网上查询和获取新的科技信息,弥补自己理论知识的不足,还翻阅《模型世界》、《航空模型》等科普书籍为自己“充电”。他平时一有空就钻进校科技协会的工作室,用焊枪、台钳、切割机等工具捣鼓小发明。由于还是一名中学生,课业十分紧张,所以他能花在科技小发明的时间十分有限。周末、假期,甚至从下午下课到晚自习前的一点空隙他都用上了。他说:“时间都是‘挤’出来的,这话真是一点没错。”他积极进取的态度让辅导老师很受感动,于是鼓励他去报名参加当时一项科技比赛的选拔。在老师辅导下,他以一个打鼾治疗仪的项目参加了第一次科技比赛,并在那次比赛中获得了银奖。这对他是莫大的激励,让他更有激情投入到科技创新发明中去。
苦攻关誓要能量转换“清晰可见”
叶德瑜善于将课堂上学到的知识与现实生活联系起来。在高一的物理课堂上,关于能量间相互转换的知识让他觉得很抽象,那触发了他的创作灵感。他说:“太阳能如何转成电能、风能如何转换成电能、重力势能如何转换成电能,这一系列能量间的转换,我都觉得很抽象。”当时他萌发了一个想法:是否能够做一个仪器,用于演示能量之间的转换呢?
怀揣着这个想法,叶德瑜找来自己的班主任谢永老师、物理老师宋维森和科技指导老师陈钟晴一起研讨。他的想法得到了肯定。经过了一系列的困难及挫折,他最后做出了作品:便携式高效发电装置——重力势能太阳能风能互补蓄电演示仪。该装置可以合理组合风能、太阳能、重力势能、温差能等多种能源形式发电,通过蓄存而获取备用电能;无需机械能量投入,就能随时随地获得电能,可以解决日趋严重能源与环保的问题。他演示和解释说,先将重物提升至一定高度后,使重物下降,带动变速器将重力势能转换成电能。随后,又利用阳光照射在太阳能电池板上所产生的电能,使重物提升。“同时,若将模型的体积和重量缩小到原来的十分之一,可给户外无线用电器、航天飞行器、户外摄像头等无电源状态下的设备供电,无需其他能源介入,就能随时随地获得电源,无公害、无环境污染。”他介绍说。此外,这个装置还可以用作教学演示,让同学们对复杂的能量转换过程“一目了然”。
这项发明,叶德瑜花费了3个多月来琢磨、研究和制作,期间也遇到了很多难题,如有些需用到的机械设备,学校里并没有。他说:“比如,作为一个演示仪,主要用于室内演示,但室内没有太阳,如何获取光能让我十分苦恼。但后来经过反复尝试,我终于找到了一个替代方法,问题迎刃而解。还有在运行效率方面,也在一直改进和完善。”难题不少,但他从来没有想过半途而废,“失败是成功之母,不断发现问题并想办法动手解决,更能促进自己成长。”
创意作品演示能量转换屡获奖
叶德瑜这一颇具创意的装置参加了多次比赛并荣获了各种奖项:第31届广东省青少年科技创新大赛银奖、第14届广东省广东省少年儿童发明奖一等奖、第12届中国青少年科技创造力大赛全国总决赛金奖。但他并没有就此骄傲不前,而是不断完善自己的作品,力求做得更好。
今年10月25日,叶德瑜从湛江出发到北京,再随中国创新代表团飞赴德国参加纽伦堡国际发明展。在创新代表团中,他这样的“00后”十分少见。他说:“走出国门,我心里既兴奋又自豪,因为自己代表的是中国。”展会中,他用流利的英语大方地向外国评委、朋友介绍自己的作品,经过现场宣讲以及严格的3轮专业答疑后,他的作品最终获得了第68届德国纽伦堡国际发明展银奖、第9届国际发明创意大赛金奖。德国之行让他大开眼界,获益匪浅。他说:“读万卷书,行万里路。我在纽伦堡看到了来自世界各地、琳琅满目的上千项发明创新,自己很受启发,学到了很多新东西。这对我接下来的学习和发明创作有很大帮助。我的偶像是爱迪生,我很钦佩他为钻研发明不怕犯错误、不畏失败、越挫越勇的精神。”他表示,自己年龄还小,虽然还未想好将来要从事什么职业,但肯定会始终与科技为伴。在他看来,搞科技发明是一件很快乐的事情,自己非常享受这个过程。
“科学需要不断探索,科技发明之路永不停步。能亲手做出实用的东西,改变世界、改善人们生活,这多么令人自豪和骄傲啊。”叶德瑜介绍说,他已经在思考下一个课题了,“希望自己能越做越好,给大家带来更多、更好的发明。”
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德国纽伦堡国际发明展创立于1948年,与美国匹兹堡国际发明展、瑞士日内瓦国际发明展并称为“世界三大发明展”。因其评审权威公正、规模宏大、参展者踊跃,在国际享有盛誉,迄今已有逾3万项发明创造作品走进大众视野,很多已经被应用到实际生活中。由中华人民共和国驻德国大使馆支持的中国创新代表团,已连续8年组团参展,向全世界展示中国创造的风采。在今年来自世界各地参展的1000多件发明作品中,仅有100件专利获奖。