展科学之翼，为梦想起航

随着国家越来越重视科技发展，对中小学生的科学创新教育也显得更加重要。春暖花开的三月，第37届北京青少年科技创新大赛在中国科学院大学雁栖湖校区举行。大赛以“发现创新责任”为主题，得到了社会各界的广泛关注。

《知识就是力量》杂志是中小学生的科普悦读库，一直关注青少年的学习和发展。为了激励青少年的创新学习意识，《知识就是力量》在本届北京青少年科技创新大赛上继续设立“知力专项奖”，以作为对优秀青少年团队的奖励。本文中，知力记者将带你走进中国科学院大学，看看都有哪些参赛学校获得了此项殊荣！

3月25日，第37届北京青少年科技创新大赛专项奖颁奖典礼成功举行。其中，“知力专项奖”的桂冠被四所学校摘得，他们分别是获得“知力创新团队奖”的北京市第四中学和北京市第一七一中学，以及获得“知力传播团队奖”的北京市昌平区二中和北京市牛栏山一中实验学校。知力记者在大赛上探访了这些学校的同学们。下面，就让我们看看这些获奖学校都为大家带来了哪些惊艳的项目吧！

北京市第四中学：

在学习中探索创新

创建于1907年的北京市第四中学，是北京市首批示范性普通高中，也是全国中小学现代教育技术实验学校。在本届北京青少年科技创新大赛上，北京市第四中学共有13个项目入围，并斩获了9个一等奖，也是本届“知力专项奖”获奖学校中入选项目最多的一个。那么，他们都带来了哪些项目呢？

北京市第四中学的白钰卓同学说：“我在学习数学的过程中发现立体几何的部分很难，而且它是把三维立体的模型展示在二维平面上，不便于直观地学习。”为了更直观地学习立体几何，她运用数学、信息学和人机交互等学科知识，开发出一套基于虚拟现实技术的立体几何教学系统。那么，她是怎样将立体几何变得更简单的呢？原来，她建立了Dandelin双球定理教学系统（三维圆锥切割系统），将其与Leap Motion体感控制器结合，并编写代码实现人机交互。使用者只要将手放到Leap Motion体感控制器上按照特定的手势挥动，系统上的圆锥便会转动，向使用者展现不同的视角，并会按照使用者的手势命令显示相应的知识。记者在现场体验了一番，该系统立体直观、自然简便、易于理解，不仅能培养学生的空间想象能力和学习兴趣，还可以提高学生的学习效率。如果该系统将来可以推广至其他问题甚至学科的教学，那么它将进一步发挥实际应用的价值。

同样来自北京市第四中学的耿逸芃同学，基于市场上大多数爬壁机器人普遍存在的体积庞大、行动不灵活、吸附不稳定等缺点，研制了一款体积小、吸附稳定、移动灵活且精确的爬壁机器人，其设计灵感来源于掉在地上翻滚的橡皮。机器人由双足和主体构成，双足两段各置有两个吸盘，这四个吸盘使机器人吸附更稳定。机器人的内部则是采用Arduino开发板作为控制模板，利用真空泵产生真空转化为吸盘的吸力，使机器人吸附在壁面上；利用电阀控制吸盘气路通断，以控制足部吸附状态；通过舵机的旋转，使机器人实现精准的行走任务。它不仅可以应用到壁面清洗等高空作业中，还可以作为壁面移动的平台搭载各种模块，应用到侦查、勘探、反恐等领域。

北京市第一七一中学：

全方位发展学生兴趣

自建校以来，北京市第一七一中学就先后获得了“亚太地区全面提高教学质量优秀校”、“北京市校园环境示范校”、“北京市惠普教学管理先进校”等几十项荣誉称号。这次他们带来的项目会有什么亮點呢？

莱菔硫烷是目前蔬菜中所发现的抗癌效果最好的植物活性物质，存在于西兰花、芥蓝、北方圆红萝卜等十字花科蔬菜中。那么，有什么方法可以让西兰花中莱菔硫烷的含量增加呢？北京市第一七一中学的王若晨同学通过模拟日常烹饪的条件，从加热时间、加热温度、水解pH环境等预处理条件，考察西兰花中抗癌有效活性成分莱菔硫烷的含量变化，从而提出了提高西兰花中莱菔硫烷转化率的方法。这项研究结果发现，条件为70℃处理5分钟、pH值为5，并与油菜一起烹饪时莱菔硫烷的转化率最高。生活中可以用水焯5分钟，然后加入食醋以及油菜一同食用。

记者已经试验过了，西兰花加醋翻炒的味道并没有想象中那么奇怪，而且用这种烹饪方法做出的西兰花和油菜一起吃有益于我们的健康哦！

北京市昌平区二中：

勤思敏学，乐研善育

在今年的大赛上，北京市昌平区二中在行为与社会科学、环境科学、微生物学和工程学领域都有涉及，且初中部和高中部均斩获了奖项。

王悦萁同学来自北京市昌平区二中初中部，她的参赛项目—关于白族扎染的历史与发展研究报告，是此次大赛中唯一一个关于中华民族传统文化的研究。

中华民族文化博大精深，各民族的传统工艺也独具特色，扎染技术就是其中之一。2006年以及2008年，云南大理的白族扎染技艺、四川的自贡扎染技艺先后被文化部列入国家级非物质文化遗产。王悦萁同学对中华民族传统文化的现状很是担忧，她皱着眉头向参观者介绍说：“目前，从事扎染技术的大都是少数民族中的年长者，而年轻人为谋生多到东部地区打工，对这项技术无甚了解；而且，我们的传统文化被国外品牌关注并开发，这也是目前民族文化发展的一大问题。”她通过对不同的社会人士进行调研，了解了他们对扎染的看法。在她的调研中，有超过2/5的人愿意选购扎染产品自己使用，而且大多数人还是对扎染的天然染料、健康环保更看重，传统扎染结合现代时尚元素在市场上肯定能受到更多的欢迎。对此，王悦萁提出了自己的想法：若想使这种传统工艺品在市场上更有前景，一定要有更强的实践经验和设计灵感；还要改善手工艺者的生活条件，使更多的年轻人投入民族文化传承中。

希望越来越多的青少年朋友们可以向王悦萁同学学习，关注并了解中国的民族传统文化，使我们各民族的文化能一起传承，永远流传下去。

牛栏山一中实验学校：

求实创新

此次大赛上，北京市牛栏山一中实验学校入围决赛的项目虽然不多，但其中严瑞卿、范天烨和柳均泽三位同学的参赛项目—基于机器视觉的无人机小型移动平台自主起降系统，却格外引人注目。

近几年，越来越多的无人机在高空飞行作业。为了增强无人机针对小型移动目标飞行时的稳定性和精确性，牛栏山一中实验学校的严瑞卿、范天烨和柳均泽三位同学开发了一款利用深度学习算法和机器视觉的无人机自主起降系统。为了优化算法、提高效率和鲁棒性，他们在飞控系统中添加了深度学习模块。这使得它可以通过之前平台的走向预测出未来平台的走向，以便于提前作出判断，从而使无人机在飞行和降落过程中更加稳定。在图像识别方面，他们以开源硬件OpenMV作为原型，在保留OpenMV原有结构的基础上，向其软件层添加了深度学习算法；确定目标后，摄像头会计算出所需的信息，编码成UART的数据，并通过虚拟串口将数据传送给飞控系统。

此系统通过机器视觉技术、深度学习以及飞行控制系统，实现了精确跟踪、自主起降等功能，它可以令无人机实现在移动小型平台上的精确起飞、着陆。未来，这个系统可进一步优化，实现空中接物、子母机等技术。

上述这些同学真可谓是“小小发明家”，他们的调研关注点和发明都让人眼前一亮。同时，每种创新发明需要的学科知识也不止一种。青少年朋友们，你们羡慕他们的知识储备量吗？那就好好学习科学文化知识吧，说不定以后的你也会成为一名伟大的发明家！

（责任编辑/朱文超）