走进科创项目获奖学生家中 领略"小小发明家"风采
大扫除时发现变质药品,她“抱”着药瓶琢磨一年,发明“定量药瓶”捧回专利证书,又升级“智慧药瓶”拿下奖项;家里83岁老人外出散步意外跌倒,他设计出能自动检测使用者摔倒并报警的智能拐杖;同学们穿着雨衣还是会被淋湿,她剪坏十几件雨衣,更新三个版本,研发出可充气式扩视角防渗水雨衣。
第37届福建省青少年科技创新大赛成绩出炉,厦门市代表队取得优异成绩,在福建省各地市中名列前茅。本期家访,记者走进三位省青少年科技创新项目一等奖获奖学生家中,领略这些“小小发明家”的风采。

记者(右一)采访周毅萱(左三)及其父母、指导老师(左一)。
【关键词 坚持】
“抱”着瓶子琢磨一年
她研发出定量给药的智慧药瓶
●出镜家庭
周毅萱,12岁,厦门市集美区宁宝小学学生;父亲周建平,42岁,路达(厦门)工业有限公司工程师;母亲刘兰,41岁,全职妈妈。
●地址
集美区文达路
●心愿
上初中后学有余力,继续发展兴趣爱好,得到爸爸妈妈一如既往的支持。
厦门网讯(厦门日报记者 罗子泓 图/实习生 林子滢)茶几上放着“智慧药瓶”,书架上摆着机器人,窗台上还有风筝模型……就在同龄女孩玩布娃娃时,周毅萱研究起了机械装置,还小有成绩——去年,她发明的“定量药瓶”取得实用新型专利证书,获卢嘉锡青少年科技创新奖;今年5月,从“定量药瓶”升级而来的“智慧药瓶”,更是斩获第37届福建省青少年科技创新大赛青少年科技创新项目一等奖。
2020年春节前夕,周毅萱见妈妈在家大扫除,清理出许多变质或过期药品。普通药瓶的铝箔封口被打开后,药品和空气接触面较大,氧化变质的可能性也大。“能不能发明一种药瓶,既有很好的密封性,又能为人们取药提供便利?”发明创造的想法,在周毅萱心中萌芽。
一开始,她以牙签罐为原型,着手药瓶设计。“牙签罐上的出口很小。如果把罐口当作取药口,就能减小药品和空气的接触面。”周毅萱说。她还听取父亲建议,在药瓶瓶身与瓶盖连接处,加装了扭簧、弹簧、密封垫等零部件。如此一来,使用者只需倾倒瓶身,转动瓶盖即可取药;取药完毕,瓶盖会自动弹回,恢复原本的密闭状态。
发明创造过程中,爸爸周建平发挥专业特长,帮女儿用3D打印技术制作药瓶模型。他“吐槽”“智慧药瓶”1.0版:“瓶子像保温杯那么大!”尽管如此,他选择默默旁观,看着周毅萱“往坑里跳”,毕竟“跌倒了,才知道要怎么爬起来”。
此后一年多,周毅萱一直沉浸在“智慧药瓶”的研究中。“中午回家吃完饭、做完作业,就抱着瓶子开始捣鼓,连午觉也不睡。”妈妈刘兰回忆说。经过反复试验和改进,周毅萱通过调整药瓶内部形状,瓶盖容腔大小、高度等手段,实现了药瓶定量给药功能,在一定程度上避免了使用者取得过量药品,再把药品倒回瓶中、污染其他药品的可能。
如今,“智慧药瓶”已升级到4.0版,模型瓶被周毅萱弄坏了好几个,实验药片上的糖衣膜也开裂了。集美区宁宝小学科学老师黄琛评价“智慧药瓶”说,这是一套较为完整的设计方案,包含诸多创新元素。
周建平说,女儿从小喜欢看自己画机械设计图,向同学介绍爸爸,总是说“我爸爸是修水龙头的”。没想到,设计图上的线条、机械中的部件,都潜移默化地影响着周毅萱,为她日后参加科学兴趣小组、制作编程机器人乃至完成人生中第一个发明创造“智慧药瓶”打下基础。
上个月,周毅萱参加了厦门外国语学校初中多语种语言类素质能力测试,被预录取。上初中后,还有时间做发明创造吗?面对周毅萱投来的渴望的目光。爸爸周建平给出了笃定的回答:“在学有余力的情况下,可以!”

记者(右一)采访姜皓予(左三)及其父母、指导老师(左一)。
【关键词 钻研】
从“拆”到“造”
他发明测摔报警的智能拐杖
●出镜家庭
姜皓予,11岁,厦门五缘第二实验学校学生;父亲姜东溟,67岁,退休人员;母亲谢力,54岁,退休人员。
●地址
湖里区钟宅社区
●心愿
愿所有孩子的创作灵感永远是自由的!
厦门网讯(厦门日报记者 杨霞瑜 图/记者 卢剑豪)“当我手上这把拐杖发生45度以上倾斜,且持续30秒,自动检测摔倒判定成功后,就会通过WiFi物联网模块实现自动报警功能,向监护人手机发送求救信息……”姜皓予从卧室拿出自己研发设计的智能拐杖,特别介绍了拐杖上长约15厘米、宽约8厘米的一个黑色“盒子”。
姜皓予解释说,别看“盒子”外形结构简单,它可安装在不同款式的智能拐杖上,赋予拐杖多功能的用途。为了缩小“盒子”的体积,尽可能地做到轻量化与模块化,他用了半年的时间反复试验,其间不断强化自己的编程能力,甚至学起了专为工科高年级学生开设的C语言编程、《电子系统设计与实践》等专业类课程。
“自动检测摔倒及自动报警的智能拐杖系统能够获得省青少年科技创新项目一等奖,‘盒子’是关键。”母亲谢力介绍说,小儿子设计研发智能拐杖的初衷,源于家人的一次摔倒。2020年春节期间,家里83岁的老人在外散步时意外摔倒,老人自己艰难起身,慢慢走路回家。家人事后得知很心疼,但始终找不到一款可以自动“报警”的智能拐杖。
于是,姜皓予开始研究如何设计一款可以在老人摔倒后立即自动向家人或指定联系人发送短信提醒的智能拐杖系统。“我为报警器做了一个手机App,并在Micro:Bit(微型比特)板将程序导入,然后在Micro:Bit(微型比特)开发板上连接WiFi无线模块、光敏模块和按钮。”姜皓予说,自己习惯先在电脑上画出需求图,包括想实现的功能需通过哪些零部件来完成,再请家长帮忙购买。
“虽然他才五年级,但已是一个专业性很强、有超前编程知识储备的学生,特别是对于数据处理方面的敏感度很好。”五缘第二实验学校小学科学一级教师、我市小学科学骨干教师刘欣吉直言,姜皓予研发设计智能拐杖时,会自己发现产品的问题,然后想办法去改进,作为指导老师,自己主要提供一些如产品哪些功能可实现等大方向的指引。
面对老师的肯定,姜皓予有些害羞说:“那是因为科技既深奥又美妙啊。”姜皓予在小学一二年级时就经常“拆家”,拆过电视、电脑,还会缠着父亲一起在家做小制作和小实验,比如用小电珠制作电池测电器、用废旧的小齿轮制作升降机。后来,他开始通过上编程课、阅读专业书籍、观看网上“大神”分享视频教程学习编程。
“小儿子是个小话痨,总是不停地向我们分享他的新发现。”父亲姜东溟笑着说,家里三个儿子各有长处,让作为家长的自己觉得很幸运,尤其是姜皓予在小学阶段就找到了兴趣点并且乐于钻研,还因此有不少收获,包括获得国家知识产权局颁发的实用新型专利证书,家人很支持他在科学道路上继续探索。

记者(右一)采访李姿岑(左三)及其父母、指导老师(右二)。
【关键词 好奇】
把家当“手工作坊”
她做的充气雨衣视野大还防渗水
●出镜家庭
李姿岑,10岁,厦门外国语学校附属小学学生;父亲李丽伟,43岁,自由职业者;母亲蒋莉,40岁,行政人员。
●地址
思明区后埭溪路
●心愿
希望自己的小发明越来越完善,可以真正帮大家解决问题。
厦门网讯(厦门日报记者 刘少敏 图/记者 卢剑豪)“这件已经是我研发的第三代雨衣了。”上周六下午,10岁的李姿岑,指着客厅三脚架上套着的明黄色雨衣,一脸自豪地介绍起她的获奖设计——可充气式扩视角防渗水雨衣。
这款雨衣在头顶增加了一个带有环状气囊的帽子,雨衣最底部也加上了一条环状气囊用以支撑。“底下的气囊是为了防止雨衣贴在身上、雨水顺着雨衣全都往裤腿淌。”李姿岑说,她还发现每次雨天过马路时,如果把帽子拉下来,就会遮挡视线,但如果不拉下来,雨水又会往眼睛、衣领里钻。
李姿岑说着一溜烟跑进卧室,又抱出来两个大袋子,袋子里装着的分别是她研发的前两代产品。“第一代产品的帽子和雨衣是分离的,风一吹就掉了。”李姿岑说,第二代用胶水完全黏合,存放很不方便。最后,她经过多次尝试,研发出了可以随时拆卸、能充气也能放气的第三代雨衣。
“不拆的地方就用PVC胶黏牢,要拆的地方就用魔术贴、塑料扣。”李姿岑指着门口到餐厅的一块空地笑着说,从自己开始研究制作雨衣,家里这块空地就变成“手工作坊”。雨衣、剪刀、魔术贴经常是散乱地摆放一地,每天晚上吃完饭爸爸妈妈就陪她围坐在地板上,尝试她的各种新想法。“我心中的最终版本,是万一遇到洪水,这两个气囊可以拆下来当救生用品。”李姿岑认真地说着,又不好意思地笑了起来,“不过现在的版本气囊还太小,起不到游泳圈的功能。”
“你已经很棒了。”厦门外国语学校附属小学科学老师谢怡君笑着拍了拍她的肩膀说。因为谢怡君主张老师和家长不过多介入,让孩子独立思考,所以从材料到想法,都是李姿岑自己一点点琢磨出来的。妈妈蒋莉也笑着回忆说,李姿岑曾对自己的设计心里没底,老师就建议李姿岑“到真实情境中去试试”。可那一阵厦门硬是一场雨都没下,着急的李姿岑灵机一动,干脆穿上雨衣,跑到浴室里测试去了。
“我们都没想到她能拿一等奖,还获得了卢嘉锡青少年科技创新奖,后面更是申请了专利。”爸爸李丽伟笑着说,参加福建省青少年科技创新大赛时看到很多参赛作品都是人工智能、机械作品类型,他们一家人都没抱太大希望。“答辩的时候,我还以为评委要问我设计难点什么的,没想到他们最关心的是我在这次创新设计里收获了什么。”李姿岑笑呵呵地说,她最深有体会的就是“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”这句古诗的含义。
就说把飞碟型雨衣改造成帽子这个小细节吧,光胶水就换了五六种才找到合适的,用来改造的雨衣更是剪坏了十几件。“有的地方怎么也黏不好,幸好爸爸扛来十斤的大米,压了一晚上才黏好。”李姿岑做出提米袋子的姿势,又笑着窝进爸爸怀里,“我一个小点子就把一家人都忙坏了,可见发明创造真的是要付出很多努力呢。”
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