青岛中学生解决海水倒灌难题 巧用杠杆原理(图)

　　青岛初二生解决海水倒灌难题 震撼科学界(图)

　　5月15日上午，北京，中国中日友好环境保护交流中心。上午10点，2010年第八届全国中学生水科技发明比赛总决赛初中组答辩正在紧张进行中。在全国10万余件参赛作品中，青岛57中初二学生的作品引起评委兴趣，原定12分钟的答辩时间，用了20分钟。

　　“他们用了一个小技术解决了一个大难题。 ”中国环境科学研究院的专家评价说——青岛57中初二学生张自牧、李志威和曹柠等8人完成的 《青岛水资源调查暨中水处理中防治海水倒灌的解决方案》项目夺得大赛（初中组）一等奖。

　　8名初中生用了四个月获得全国一等奖

　　课题领头人张自牧今年14岁，上小学5年级时，就曾在全市的航模比赛中获得二等奖。15岁的李志威与曹柠，一个是市级三好学生，一个是校长助理。其他学生都是各种创新活动的积极分子。

　　今年1月底，学校接到“全国中学生水科技发明比赛暨斯德哥尔摩青少年水奖中国地区选拔赛活动”的通知，将任务交给了他们。

　　在接下来的寒假里，他们到自来水公司、水库、水质监测站、污水处理厂等地实地调研。

　　寻找课题用了23天。他们发现：目前中水（再生水）在本市利用仅限于部分家庭的冲厕，像生产用水、绿化用水、建筑用水等并未普及。原因是由于海潮产生的海水倒灌现象，导致中水氯化物含量超标，制约了中水的广泛应用。

　　接着，他们开始探寻解决海水倒灌的办法。

　　长期以来，专家们用生物和化学降解法解决此问题，但这种办法很容易带来二次污染，且成本较高。

　　初中二年级物理课上，他们刚刚学过的两个物理学原理：杠杆原理和连通器液面平衡原理。

　　“如果将这两个原理结合在一起，设计一个自动闸门控制，不就能够解决这个问题了么？ ”这个创意让学生们兴奋不已。他们开始分头行动，设计图纸、做物模实验。此时学校已经开学，所有工作必须利用课余时间完成。

　　原理看似简单，但他们遭遇了一个拦路虎——如何设计控制闸门。试验一次次失败，光图纸就攒下了厚厚一摞。

　　攻下这个难关，他们又用了两个多月的时间——在一次讨论中，小时候玩过的儿童遥控汽车让他们一下子找到了灵感。原来，遥控玩具汽车中加装了一种叫做涡轮涡杆的设备，他们马上想到，能否将涡轮涡杆运用到闸门控制装置上？

　　试验，成功了！

　　到作品送交组委会，他们一共用了四个多月的时间。

　　“如果其他学生有这样机会，同样也能完成。 ”

　　在孩子们艰苦奋斗的四个月里，青岛57中比赛领队高兴俊老师一直陪伴在他们身边。高老师最大的感受是，学生们的创新能力让人想象不到，他们的潜能不可估量。

　　“参加这次比赛的很多选手是带着专利证书的。我们这件作品没有申请专利，却从10万件的参赛作品中脱颖而出，夺得一等奖。这说明我们的作品从各个方面来说都是出类拔萃，经得起考验的。 ”高兴俊说。

　　高老师认为，从这次比赛来看，孩子们的潜力表现在他们不仅有活学活用的能力，还有难能可贵的创新灵感。

　　“所有初二的学生都学过那两个物理定理，几乎所有孩子都玩过儿童遥控车。如果没有这次比赛，参赛学生也和所有的孩子一样，物理知识就是物理知识，儿童玩具就是儿童玩具，但是因为这个比赛，让他们苦思冥想，夜不能寐，然后，他们就能破茧而出，用自己并不多的科学知识和生活经验成功地解决了科技难题。这不就是人的潜力吗？ ”

　　记者采访的另一位教师——青岛2中特级教师、青岛市教育名家王忠正老师从2000年开始就带领学生参加国内外的学生科研创新比赛，据他的观察，“并不是只有平时考试得高分的学生才具备科技创新的能力，其实，在科技创新上，能力与分数没有必然的联系，相反，学生们的潜力本来是差不多的，”王老师说，关键是看他们有没有机会，有没有信心，还要看老师、家长和学生敢不敢挑战，敢不敢参与。

　　“57中初中生所取得的成绩极为不易，因为这个比赛的含金量非常高，”王老师说，这次获奖对这些孩子来说，是一次重大的人生飞跃。 “参加这种全国性的比赛，要经历很多步骤，比如赛前准备、选题确定、撰写论文、准备答辩等，特别是在答辩环节，考官的问题非常苛刻，要求学生知识全面，思维敏捷。这无形中锻炼了学生收集信息、总结归纳等综合能力，对学生成长就起到了催熟和升华的作用。 ”王老师甚至认为，如果普通学生有这样的机会，同样也能完成这个项目。

　　“全国一等奖”的含金量不在奖杯本身

　　既然如此，家长、学校、社会，怎样为学生们创造释放潜力的条件呢？

　　张自牧的母亲徐政辉说，张自牧从上小学起就喜欢钻研，经常动手组装模型。作为家长，他们发现孩子这一兴趣后，特别注意有意识地引导。在这次参赛过程中，她也是全程关注，亲自带着大家到污水处理厂联系调研，遇到问题后帮孩子们找专家……家长的这种做法增强了孩子们攻克难题的信心和勇气。

　　高兴俊老师说，学校每年都会组织创新周、科技节等活动，特别是在环保教育方面更是营造了浓郁的氛围。学校依托水科技创新大赛这个平台，每年都组织学生专题研究节约水能源课题。平时鼓励学生结合社会热点寻找感兴趣的话题，“没有这些积累，我们不可能取得今天的成功。 ”

　　“学校平时要引导学生注重综合素质的提高。 ”王忠正老师说，现在2中有一个现象，越是优秀的学生对创新和能力看得就越重，反倒对分数看得并不那么重了。 “这种重能力轻分数的导向对学生的成长非常有利。 ”

　　那么社会能做些什么呢？高兴俊老师说，全国中学生水科技发明比赛从2003年由环保部宣传教育中心发起，市环保局宣教中心每年都组织学校参与。目前，全市所有学校都参与了。 “省、市、区教育主管部门以及社会各界，应该每年定期举办各类创新大赛。各种大赛对孩子们来说，都是机会。 ” 本报记者 周建亮