创新,初心大于胜负

2023-05-30 09:55秦银银
发明与创新·中学生 2023年1期
关键词:科创痛点打印机

提起自己的得意门生张锦昆,亦师亦友的广东省江门市实验中学教师梁华标赞不绝口:“他对科技创新的热爱与坚持,在同龄人中很少见。”小时候观看露天电影时,外公发现,张锦昆的心思并不在电影情节上,而是在放电影的设备上,他意识到,这个小外孙“不一般”。

在有节制的情况下,家里人并不反对张锦昆玩电子产品。张锦昆从5岁开始就自行摸索着拆卸、重装电脑,之后又接触了编程、电路知识,如今已熟练掌握嵌入式硬件、电子电路的技术,成为同龄人眼中的“技术大拿”。跌跌撞撞中,他早就定下目标:进入计算机硬件行业,成为一名嵌入式工程师。

小学三年级时,因为出色的表现,张锦昆和他制作的智能家居模型就被《江门日报》报道过。在很多人眼里,张锦昆在科技创新方面“颇有天赋”,可他自己并不这样认为——他人眼里所谓的“天赋”,只是自己大量训练后的呈现。

平时,张锦昆会看一些比较有深度的科普视频,其中的知识点一时半会消化不了,他就反复观看,直到弄懂为止。初二时,他在某网站上发现了一个介绍电容的视频,观看五六遍后,他才明白了什么是电容、电容如何工作。高二时,一段关于核磁共振的视频又深深地吸引了他,然而,仅仅是核磁共振的相关概念,他都难以理解,只能通过查资料、观看其他科普视频帮助了解,再回过头来思考视频中的内容,……

初三寒假,张锦昆参加第35届江门市青少年科技创新大赛,在示范时出了状况:作品中的杜邦线接口在运输过程中松了,以致作品不能正常工作。事后他就请教老师,如何避免这个问题?梁老师告诉他,使用电路板提升系统集成度,并更换可靠的接线端子就可以较好地提升系统的稳定性。

令梁老师吃惊的是,一个寒假过后,张锦昆竟然学会了用电子设计自动化软件(EDA)设计和制作电路板:“当时的学习时间很紧张,他还可以利用业余时间自学EDA软件,我觉得这种精益求精的精神、需要用到新技术就立马去学习的态度,难能可贵。”

几乎所有的业余时间,你都能在学校的创客室找到张锦昆。在他眼中,这里不仅仅是能实现想法的场所,也是临近考试时安心复习的自习室,还是疲惫时放松的休息室。

沉浸式的学习不仅让张锦昆拓宽了知识边界,也让他更加自信:“对于一些复杂的、抽象的知识,我很乐意去思考、去学习。掌握这些知识后,我也更有信心应对学科上的各种难题。”

解决“痛点”,让生活更舒适

FDM3D打印机热床及水冷散热系统被张锦昆认为是自己的第一个“正式”的作品,其创意源自梁老师的建议:“解决痛点,或将生活中让人觉得舒服的方面延伸。”

张锦昆小时候就对3D打印机有所了解,在不断操作中,他发现了几个问题:3D打印机工作的时间久了,其步进电机易被烧坏;将打印模型从热床上取下时,稍不注意就会烫伤手;……为解决这些“痛点”,他设计将打印过程中步进电机产生的热量提供给热床,既能保护步进电机,又能提高热床工作效率。在3D打印完成后的冷却阶段,通过驱动电路改变半导体制冷片中的电流方向,在热床热面变冷面的过程中实现快速降温。

然而,每块半导体制冷片的内阻差异较大,接在没有恒流模块的驱动电路中易被烧坏。在参加2018广东省中小学生创客大赛前,张锦昆做足了准备工作,在设计电路时增加了冗余系统。“若半导体制冷片只剩一块了,我会向评委解释——不能演示热床完整的升温和降温的过程,但可以演示热床部分区域内正常升温、降温的过程。”不过,直到比赛结束,6块半导体制冷片只烧坏了2块,他笑称“运气比较好”。

虽然第一次参加大赛就获得了特等奖,但是张锦昆没有就此止步。之后,为了让水冷散热系统工作更稳定,他又对驱动电路进行了迭代:增加恒流模块以及相关的保护电路。

学校功能室使用不规范、功能室钥匙经常找不到等问题一直难以解决,于是开发一套功能室钥匙管理系统;家庭柑普茶储存条件有限,于是设计柑普茶智能存储柜;……“发现生活中的多个痛点时,就先集中解决一个。”张锦昆用善于发现的眼睛,不断在科技创新的道路上翻山越岭。

不止喜欢,让热爱更有深度

在张锦昆卧室的门后,挂满了他每一次参加比赛时的胸牌。这几十张不同的证件,是他成长的见证,更是他逐梦科技创新之旅留下的印记。

2021年12月,江门市种子创客工坊举办了青少年科创成长之路竞赛经验分享讲座,邀请近几年表现突出的不同学龄段的学生,讲述各自的科创成长过程,张锦昆受邀作为高中组的代表进行了分享。他以“高中阶段应该如何玩转科创”为主题进行了演讲,并针对家长和学生比较关心的“怎样规划科创成长路径、如何分配时间、如何提升自己的科创能力、不同学段应该注重什么”等问题,给出了自己的解答——在小学科技活动中培养兴趣、在初中积累数理化和信息技术等知识,高中才会在科技创新活动中有质的提升。

2022年暑假,张锦昆第二次以进阶营营员的身份,参加了由大疆创新与中国科学院深圳理工大学(筹)/中国科学院深圳先进技术研究院联合主办的“中国科学院深圳理工大学(筹)/中国科学院深圳先进技术研究院未来卓越人才RoboMaster 2022‘疆来计划’活动”。

这次活动为期14天,张锦昆在团队中担任的是“嵌入式工程师”,这就需要他带领团队在14天内完成机器人整套嵌入式系统的编写。“大家分工合作,为了完成任务,最后两天我几乎彻夜未眠,虽然很累,但這个过程有趣又好玩。”回忆起那次的经历,张锦昆意犹未尽,“我的个人、团队协作能力都得到了提升,我也结识了很多优秀的、志同道合的同龄人。”

喜欢和热爱是有区别的,热爱就一定要投入时间和精力。张锦昆一直谨记在“疆来计划”进阶营开营仪式上一位机械工程师对营员们的寄语。

为修好学校的打印机,用翻译软件硬着头皮从500多页的打印机维修手册中寻找有用的信息;在学校科技艺术体育节中,以一己之力搭建校园局域网的直播系统;因为自己在朋友圈发的调试大疆无刷电机视频得到“大神”的点赞而雀跃;……从爱上科技创新活动开始,张锦昆身上展现出来的勤勉、执着、有担当,让家人和老师既惊喜又感动。

尽管常常会被同龄人误认为“不合群”,但张锦昆并不在意,也没有过多地去解释或迎合,而是享受活跃在创客圈的乐趣。他一直认为“初心大于胜负”。短期内,他的目标很明确:“到了大学,我想参加电子设计大赛、Room master全国机器人大赛以及全国大学生‘飞思卡尔’杯智能车竞赛等。”

(栏目编辑  秦银银)

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