充满“湘西”味的科技创新

作者: 李瀛

在依山傍水的湖南省吉首市有一所面积不大的民办中学——湘西雅思实验学校(初中部),它成立的年头不算长(于2005年成立),但近几年它在科技创新教育方面取得的成绩绝对让人刮目相看,单单在2017年的湖南省青少年科技创新大赛上它就收获了四个一等奖和一个三等奖,这在整个湘西土家族苗族自治州中学里绝对称得上是首屈一指。而它之所以能获得这么多荣誉是与学校的特色教学和注重实践分不开的。

特色民俗,启发创新

湘西土家族苗族自治州是湖南省非物质文化遗产最富集的地区,共有非物质文化遗产10大类3200项,其中包括了世界非物质文化遗产名录1个,国家级非物质文化遗产名录24个,民族文化根深叶茂。所以,雅思实验学校在此基础上开设了有别于其他中学的特色民俗文化课程。

为了让特色民俗文化课程更加专业,雅思实验学校会在各年级各学科选拔一些优秀教师,并让他们根据自己的专业特长和学生的学习情况编纂出一套系统的教学材料,这样学生在开学之初就能按照自己的兴趣选择喜欢的民俗文化课。这些民俗课程可谓五花八门,既有让人垂涎欲滴的湘西腊肉制作课,也有让人赏心悦目的湘西蜡染工艺传承课,还有绕梁三日的湘西民歌课……而且,学校还经常会邀请本地的技艺大师来给学生授课,这些大师当中有很多可都是非物质遗产文化的传承人。

非物质遗产文化传承人的民歌教学

学习民俗文化课程不仅能让学生了解并掌握湘西特有的风俗、技艺以及传承,还能开阔他们的创新思维和创新方法,同时还能增强他们的动手能力并且激发出他们的学习兴趣,可谓一举多得。

走出课堂,探索实践

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”在课堂上学习科学知识很重要,但有时还需放下书本、走出课堂去更广阔的天地亲自实践一番,湘西雅思实验学校的同学们就很好地做到了这一点。

近年来,被青山绿水环绕的吉首市空气质量却是每况愈下,雾霾天气频现,有一些雅思实验学校的同学认为这都是湘西部分地区过度开采钒矿(钒是高熔点金属之一,颜色呈浅灰色。只需在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,极大提升其抗磨损和抗爆裂性)造成的。于是在学校的组织下,同学们拿着空气质量检测仪实地考察了当地的钒矿废墟。最终得出的结论是钒矿开采和提炼都需要很高的技术支持,但湘西大部分钒厂技术落后,在生产过程中往往会产生大量污染,不仅严重破坏了当地的环境,还给附近居民的身体造成了不同程度的伤害。

湘西多山,所以有很多石料。在2016年的夏天,雅思实验学校组织了学生去参观了当地的石料场,在这个过程中,吴昭卓同学还给石料场的工人解决了一个大麻烦。原来,在观看小型破碎机碎石的时候,吴昭卓发现机器常常会出现卡石问题,不但碎石效率不高,还存在一定的危险。于是他决定用自己所学的知识解决这一问题,最后在科学老师的指导下,他运用数控技术成功解决了小型破碎机的卡石问题。

湘西自然资源丰富,于是走访大山、探索峡谷便成了雅思实验学校的同学们每年都会做的事。在旅途中,同学们不仅看到了迷人的风景,还发现了很多珍惜的植物,其中就包括了极度濒危植物吉首蒲儿根。更厉害的是,同学们还通过一系列严谨的实验得出了适合吉首蒲儿根生长的自然条件,为保护这一珍惜植物做出了不小的贡献。

黄云迪同学正在测算吉首蒲儿根叶片的相对含水量

校长寄语

“思路决定出路,实力展示魅力。”站在“十三五”的起点上,行进在学校发展的新航程上,我认为,只要我们思路正确,目标长远,就一定能够推动学校不断向前发展。我们要培养具有民族精神和世界眼光的现代湘西人,所以我们从课程建设入手打造学校特色,让每一个学生都出彩,为学生的终身发展奠基。祝愿我们的学校在各级领导的关怀指导下,在全体师生的共同努力下,不断迈向更加辉煌的明天!

——王莉

学生作品展示

走进德夯峡谷,探秘植物宝库

一、概述

本活动将德夯峡谷内的陆生种子植物作为主要调研对象,旨在培养学生热爱自然、探究科学、关注环保的志趣。活动过程中,学生们完成了自主调研、实地考察、鉴定植物种类、采制植物标本等一系列任务。活动经学生逐户宣传和媒体报道,唤起了人们的环保意识。

二、地理背景

德夯峡谷,地处湘西自治州首府吉首市境内,面积164平方千米,年均气温16~17摄氏度,无霜期为215~286天,全年日照1400小时左右,年降雨量1200~1600毫米,由于其独特的地理位置和复杂多样的自然条件,峡谷内孕育并保存了极其丰富的植物资源。

三、定位模式

本次活动采取独创的“2234681”的植物考察知识点的定位模式。

“2”:两种生长方式——野生、种植;

“2”:两个生长区域——陆生、水生;

“3”:三大宏观类型——木本、藤本、草本;

“4”:四种繁殖方法——营养繁殖、种子繁殖、孢子繁殖、组织培养繁殖;

“6”:六大植物器官——(营养器官)根、茎、叶、花、果、种子;

“8”:八种生活型分类——常绿乔木,

湖南省湘西雅思实验学校科技兴趣社团落叶乔木,灌木,草质藤,木质藤,一年、二年、多年生草本植物;

“1”:一个科学鉴定——植物学分类方法。

四、重大发现

活动过程中学生发现了一种外观特征呈茎生叶、叶椭圆状披针形、上表面密布绒毛、叶脉为羽状、瘦果无冠毛的植物。后经植物学家鉴定,这种植物是仅生存于德夯峡谷流沙瀑布周边的菊科蒲儿根属“吉首蒲儿根”,存量稀少,属极度濒危的草本植物。

极度濒危的吉首蒲儿根

五、活动总结

1.编撰了陆生种子植物图鉴1册、制作植物标本439个、教师设计活动方案2篇、学生拍摄活动小影片1部、学生创新作品6项;2.发现德夯峡谷考察区域表现为喀斯特地貌特征;3.发现地方政府和民众对植物多样性的保护意识不够。

(指导老师/彭德志熊力麻二平)

(注:该作品获第三十二届全国青少年科技创新大赛一等奖,有删节)

学生作品展示

梯田多功能抽水控制器

湖南省湘西雅思实验学校李珣阳陈五航

一、概述

在湘西有很多梯田,给梯田浇水灌溉是一个费时费力的工程。而且,由于很多农村抽水设备的自动化水平不高,抽水需要人工看守,不仅浪费人力,而且还可能出现事故。为了解决梯田的自动化灌溉难题,我和指导老师经过研究和分析,最终设计出一款新型的多功能抽水控制器。

二、系统结构

多功能抽水控制器系统结构示意图

三、工作原理

1.在低水位区的水井、小溪、小河安装“低水位”水位传感器,当水位低于该传感器的位置时,关闭抽水泵从而防止水泵烧坏;在高水位区的水池安装“高水位”水位传感器,当水位高于该传感器的位置时,停止抽水从而防止水溢出。

2.在用于梯田灌溉时,在高水位区的水田(水池)安装“池低水位”水位传感器,当水田(水池)水位低于该传感器位置时停止灌溉,高于该位置时才开始灌溉。

3.在用于太阳能发电抽水时,安装一块12伏,长15厘米,宽15厘米的太阳能电池板,用于检测阳光强度。该太阳能电池板的安装方位角和仰角与附近太阳能发电站的太阳能电池板一致,它的电压、电流的乘积与太阳能发电站的输出功率是成正比关系,这样可以用测量得到的电压、电流计算开启水泵的个数。

4.在用于农作物幼苗浇灌时,安装阳光直射传感器,当检测到阳光直射或散射光很强时(表明是在中午时间段),停止灌溉,从而保护农作物幼苗遭受伤害。

四、主要用途

多功能抽水控制器最多可以控制四个抽水泵,接收三个水位信号、一个阳光直射信号、一个阳光强度信号。可用于:1.家庭生活水池自动抽水;2.梯田自动抽水灌溉;3.太阳能发电站自动功率分配抽水;4.菜地和农田的自动化间歇性抽水。

(指导老师/彭德志熊力)

(注:该作品获第三十八届湖南省青少年科技创新大赛一等奖,有删节)