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扬少年才智 激创新火花
 
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扬少年才智 激创新火花

 

◆本报记者王琳琳

5月22日,第14届“赛莱默”杯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,在广东省开平市落下帷幕。本次大赛由环境保护部宣传教育中心、Xylem(赛莱默)中国公司主办,共收到来自19个省、市、自治区的近500件参赛作品,不仅有广东、上海等地区传统强队的积极参与,还有北京、重庆、甘肃、新疆、江西、福建、海南等地多所重点中学首次参加,比赛规模不断扩大,选手水平不断提高,科技含量不断攀升。

凭借“自动化水藻监测系统与超声波除藻设备”项目,来自广东实验中学的张泽明、罗中沛、何诗咏3位同学摘得发明类项目冠军,拿到了代表中国出征世界斯德哥尔摩青少年水奖瑞典总决赛的入场券。他们将向世界展示中国青少年保护水资源的科技创新水平。

提升创新水平

环境保护部宣教中心副主任何家振表示,举办水科技发明比赛的目的之一,就是鼓励参赛学生围绕水科技主题,借助科学方法来实现自己的创意,增强自身环境意识和创新能力。

拿到大奖的广东实验中学的张泽明、罗中沛、何诗咏,其参赛项目就体现了上述特点。媒体不断报道的水华现象,让他们为所在城市河流——珠江乃至全国面临的水污染问题感到忧虑。结合自己对科技和创新的热爱,他们萌发了用超声波设备消除水体藻类的想法。

由于超声波是一种运用颇为成熟的先进技术,在历年的水科技比赛中经常会出现它的身影。

但是,让评审们惊艳的是,张泽明他们注意到了各种研究部门与高新技术产业中,对超声波技术的应用仍停留在单频技术层面,在除藻时,超声波发射器发射出的超声波频率单一,使得除藻效果有限,只能作用于少量藻类。

于是,他们设想能否发射复频超声波,有效去除不同藻类。在老师的指导下,他们在广东工业大学、佛山市水文局等单位的指导和帮助下,研发出了一套由一个在线软件互联网平台以及由由无人机、智能巡航船和浮标式超声波除藻仪组成的超声波除藻设备,不仅可以适应各种水域环境,全自动一体化在线即时监测水中藻类情况,并可实时控制藻类密度,消除过多藻类。

“完善的实验设计,强大的实用可推广性。”项目得到了评委、清华大学环境学院教授文湘华的高度评价。

关注身边水情

尽管世界斯德哥尔摩青少年水奖并没有水资源调查类和水环境知识普及宣传类比赛类别,但为了宣传水资源保护理念、增强青少年关注身边水环境意识,中国赛区扩展了比赛的形式,不仅设置了上述比赛类别,更是从去年开始,将水资源调查类项目(B类)以及水环境知识普及宣传类(C类)纳入决赛阶段。

上述两个比赛类别的评委会主席、广州大学环境科学与工程学院教授陈南表示,评审过程中,B类主要看学生调查方法的科学性,C类则看宣传方案的系统性和效果体现。但不管是B类还是C类,都体现了让学生关注身边水问题,通过调查、提炼和技术创新,寻找解决办法的初衷。

来自新疆乌鲁木齐市第80中学的《乌鲁木齐“黄雪”之谜》让人印象深刻。2015年3月底4月初,乌鲁木齐下了一场持续两天半的大雪。这场雪不仅时间长、雪量大,更为特殊的是雪落之处黄茫茫一片,令人惊异。

在指导老师的带领下,赵蒙南和卡穆冉·开沙尔开始了对“黄雪”之谜的调查。他们采用了“样方法”,通过对“样方”的理化情况与普通降雪以及自来水进行比对分析,得出了“黄雪”是由于乌鲁木齐北部古尔班通古特沙漠的沙尘对城区生态造成影响的初步结论。

“同学们对水的关注视角鲜活,触角敏锐,十分可贵。”大赛评委、广州市环保宣教中心教育培训部主任王卫权评价说。在作品评议时,来自保定市第二中学的《水龙头铅析出量研究》引起了评委们的热烈讨论。有评委认为,针对水龙头进行研究,在以水为主题的科技比赛中,稍显偏题。但也有专家表示,水龙头是人们生活用水中不可缺少的配水设施,影响着生活饮用水水质。学生能关注这一问题,体现了他们对水问题关注的深入程度。

赛场内外

一个人来参赛

家长没来,指导老师也没来,上海市延安中学高一学生杨曙鸿成为这次比赛唯一一个独立完成赛事的选手。

他的作品是《水溞对产毒蓝藻的适应性进化的初步研究》,通过实验生态学的方法,研究水溞两大生命过程(存活和繁殖)对蓝藻短期暴露和长期暴露的响应模式。

之所以进行这项研究,杨曙鸿说是因为他从小喜欢动物,但是发现由于人类活动的增加,以及化工工业、农业生产的快速发展,很多湖泊、河口、海湾等水体藻类迅速繁殖,导致水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡。

为此,高一刚入学,杨曙鸿就主动找到指导老师,寻求解决方案。在老师的帮助和指导下,他了解到枝角类动物水溞是蓝藻的天然捕食者,其适应性广、繁殖力强,而且繁殖周期短,是理想的控藻生物。为了研究蓝藻的毒素对水溞的伤害、水溞对蓝藻的适应程度,杨曙鸿从短期毒理作用和长期抗性进化两个方面,设计了实验方案并开展了室内受控实验,结果证明了蓝藻对水生生物有毒性作用,并创新性地发现了水溞对产毒蓝藻的抗性进化。

最终,他获得水科技发明类 (15周岁~20周岁)组二等奖。“这次比赛,我觉得最大收获就是锻炼了自己的独立能力。”杨曙鸿说,这个研究还只是初步性研究,回去后会进一步实验完善,明年再来。

无声胜有声

“他们说我们生来不一样,但我不这么想。我们呼吸着同样的空气,享受着同样的水。保护水资源,我有我的方式。”当来自江苏省徐州市特殊学校的纵彦芳用无声的语言认真“说”出上面的话,在场的所有专家评委、老师同学都被震撼了。

2014年1月,纵彦芳所在的学校被评为国际生态学校,大家深受鼓舞。不过,按照国际生态学校七步法中的社会参与一项,纵彦芳感觉学校的爱水、节水行为,还达不到环境教育的要求,应进一步加强宣传、倡导,让更多人参与进来。在指导老师朱树林的建议下,纵彦芳准备了简单的检测水质工具,到学校附近的丁万河调研,并和伙伴们撰写了爱水、节水倡议书。

因为是聋哑人,和正常人语言交流有困难,纵彦芳每次外出都需要老师帮助翻译手语。不少人看到纵彦芳的行动,都深为震撼,表示今后将节约利用每一滴水,保护水资源。但也有少部分人很漠视,认为环保是政府的事情,甚至有人说,正常人都不管不问,聋哑学生出来干这个做什么?好好学习就行了。

面对这些争议,纵彦芳并没有退缩,反而坚定了她继续行动的决心。她决定每年对丁万河进行一次水质调查,通过调查研究水质污染的情况以及居民的环境行为变化。纵彦芳说,她没有别的什么想法,只是希望告诉大家,保护水资源,他们在行动。

数读比赛

12岁

年龄最小

“再过6天我就满12周岁啦。”这是本次大赛年龄最小的选手、华东师范大学第四附属中学的林嘉怡。别看年纪小,当谈及与水有关、与比赛项目有关的内容时,林嘉怡可丝毫不含糊,说得头头是道。

这次,她和同学参加的是水环境知识普及宣传类组别的竞赛。2014年9月,林嘉怡所在的学校迁入新校区,结果发现水、电、煤等资源的消耗量大大增加。为实现资源的有效利用,创建节水型学校,他们从节水这个小处着手,准备用活动促进学生绿色生活习惯的形成。最终,林嘉怡所报的《中国梦·生态情·节水行》项目获得宣传创意类组别的特等奖。专家评价,他们的节水活动系统全面,还实现了用定量手段对活动效果进行监测,具有很强的推广性。

谈及获奖后的感受,林嘉怡激动地说:“我高兴得都说不出话了。专家给我们提出了很多意见建议,回去我们将把它们落到实际行动中。”

70岁

年龄最大

“我不是为得奖而来的。”说这话的是来自新疆乌鲁木齐市第80中学的带队老师辛国秦。他是本次大赛年龄最大的指导老师,已经70岁了。带队参赛11年,其中6次进入总决赛,这次他带领学生凭借《乌鲁木齐“黄雪”之谜》第一次获得一等奖。

谈及获奖后的感受,辛国秦表示,心情很平静。“我不是为得奖而来的。获不获奖,我都会继续带队,关键在于通过比赛增强青少年对维护国家水安全的责任意识、忧患意识和行动意识。”

带队十几年来,辛国秦也注意到了东西部地区参赛队伍数量、水平的差异。他表示,西部地区的学校太少了。经济越落后,资金保障就越不充足,学生也就没有资源。他希望环保、教育等部门今后能发挥更大的作用,为在西部地区推广环境教育寻找更好的方法。

 
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