在如今的中小学校，创新教育无疑是一个含金量颇高的新名词。不少学校把科技创新看成是尖子生的专利，认为这与大部分学生并无多大关系。但事实上，科技创新并非高不可攀、遥不可及，只要学生善于发现问题，并乐于付诸实践，都可以有所作为，而不是过于在意有多少科技含量。科技创新给学生带来的不只是最后的成果或奖项，而更是一种有别于课堂的学习方式，这种自主学习将会让学生一生受益。
今天这里介绍三名学生的创新经历可以给我们不少启示。学生们凭借自己独特的创意获得了一定成绩，然而，在他们看来，研究过程中经历的失败和挫折更值得珍视。
在失败中寻找成功之门
赵玉成
人物：孙思远（上海市七宝中学高二学生）
作品：针对盲童使用的盲文触感阅读及书写器
荣誉：第28届上海市青少年科技创新大赛一等奖
七宝中学高二学生孙思远属于学校中不戴眼镜的那15%，偶然的机会却与盲文书写器打起了交道。一个饭盒状的塑料盒，正中一块显示屏，下方是几排可以伸缩的小金属点，这个拿在手上看不出是啥的东西却是他耗费半年多青春设计出的宝贝——针对盲童使用的盲文触感阅读及书写器。凹凸的金属点组成盲文，上方屏幕显示汉字，内容与盲文按程序一一对应，可互相转化翻译，类似于学习盲文的点读机。凭借这项制作，孙思远获得了第28届上海市青少年科技创新大赛一等奖。而这个成绩却是他经历一年多的失败换来的，其中甘苦只有他自己最能体会。
起点上屡屡受挫
2011年暑假，孙思远看了《第56号教室的奇迹》这本书，突然很想帮助别人做点事。他联想到学校创新社团中陈列的一个帮助盲人喝水的小发明，沿着这个思路渐渐有了自己的想法：日常书面信息沟通对盲人来说是一种非常困难的事情，他们看不了书、看不了电视，不能再让他们看不了微博，如果能有一个装置让盲人也能在信息社会中穿梭自如，那该是一个多么有意义的发明！
经过思考与查询，最终的创意集中在六点盲文的网络时代使用上。这项发明的重点在盲文与电脑、网络的联系上。在老师建议下，他从较易解决的140字微博开始实行，课题确定为“针对盲人微博交流中使用的阅读及书写器的实现”，孙思远自信满满地着手前期资料准备。
好心情仅仅维持了一天。大量的资料查询让孙思远一下子从云端跌落到地上，“我雄心勃勃想做一个可以帮助盲人阅读的机器，想不到这个想法早已被前人所关注。”
不久，孙思远又想到了一个新的起点，“盲文阅读器不应只有阅读，还应实现输入功能。”但这个新设计实施起来困难要比原来那个大。一个多月后，孙思远交上自己精心绘制的阅读器设计图，却很快被老师彻底否定。“想不到今天被老师批评了，说我的方向错了。我专注于阅读器形态的设计，却忽视了根本问题。”孙思远在当天的实验日志里这样写道。
在遭受沉重打击的三天后，孙思远决定换个思路，他打算设计一种装置，由二进制在电子设备中的对应关系，通过CPU将二进制的中文或者英文通过某种算法变成电磁铁中直流电的通与断，当电磁铁在电流作用下表现出凹与凸的区别关系时，盲人靠触觉获取二进制中的信息。孙思远将之称为“盲人超极本”。
抓到救命稻草
正当孙思远再次踌躇满志鼓起勇气时，另一次更为毁灭性的打击袭来。他到盲童学校采访，兴高采烈地阐述设计思路，盲人老师却不停地摇头，还给他展示了一些成熟的盲用设备，并提到了孙思远从没听到过的“信息化无障碍公约”——这个由联合国倡导的公约在网站设计上充分考虑了盲人语音朗读页面的要求。这一票否决了孙思远试图建立新的盲文与网络联系的宏大理想。
不过，盲人老师给他指了一个新的方向：在盲童学习的初期，目前尚欠缺一种辅助的盲文学习设备。孙思远就像抓到了救命稻草，爬出了最初的泥潭，他终于确定了研究的题目：“针对盲童使用的盲文触感阅读及书写器的设计与实现”。
凭借前期无数失败的设计，这次孙思远很快设计出了草图。人工输入取代USB接口，五块显示屏缩减为一小块，字库只要能容纳几句话就行。三态门、触发器、单片机……这些对于初入高中的学生无疑是十分陌生的名词，孙思远硬着头皮开始自学。学习电路元件，最重要的就是了解其工作原理，而最痛苦的就是几根一模一样的引脚摆在面前，还要区分它们各自的功能。幸好，兴趣最终击败了痛苦，孙思远坚持到了最后。
攻克最后难关
最后一个困难是如何把电子信号转化成盲人能触摸到的机械信号。通过查阅论文，摆在孙思远面前的有三种可以驱动小金属点的方式：电磁铁、压电陶瓷和舵机。压电陶瓷最先被排除，理由也颇为“科研”——成本太高，课题经费不能承受。舵机经过试验之后，发觉延迟性太强，这个先天缺陷导致这类方法也无法采用。而电磁铁没有以上两个缺点，却非常“娇气”。用娇气这个词，是因为电磁铁可不是一般的脆弱。电磁铁最大的问题就是热效应，与其直接相关的就是通过它的电流大小。电压高，电磁铁过热失去磁性；电压低，电磁铁无法运动。
为了找到适当的电压保证能使其正常工作，又不至于电压太高而导致过热损坏，孙思远走遍学校隔壁的电子市场，买来了变压器和各种大小不同的电磁铁，一点一点确定电压范围，最终将电压定在了12V。
经历了一年的失败，孙思远终于迎来了成功。他回忆这个漫长而不断受挫的过程，收获的不仅仅是知识的学习和科学研究方法的训练，还有他享受学习的乐趣。眼下，他准备将这个发明继续完善，让盲童学校的老师学生能尽早用上。
创新发明比电玩游戏更有乐趣
本报记者 王柏玲
人物：周浩冉（上海市新中高级中学高一学生）
作品：环保盆栽花卉自动给水装置
荣誉：第八届上海市明日科技之星
在医院打点滴的时候突发灵感，找到了自动浇花器的设计思路；在高手如云的创新比赛中不断突围，最终获得“上海市明日科技之星”称号。上海市新中高级中学高一学生周浩冉的科技创新之路充满着很多“意外”，对他而言，比获奖更值得珍贵的是自己获得了一种前所未有的学习体会。
生病输液找到设计灵感
周浩冉说自己对科技创新感兴趣，很大程度上是受父亲影响。父亲喜欢动手，家里的小修小补都是自己搞定，还申请过专利。父亲的工具箱对周浩冉来说无疑就是个“百宝箱”，他在父亲指导下，用锯子、榔头做过不少东西，最得意的是用有机玻璃做的相架，比店里买的更精致。
父亲喜欢养花，家里有五针松、米兰，都是比较娇贵的植物，土壤不能太干也不能太湿，把握好度并不是一件容易的事。去年暑假，全家到香港旅游，出发前特地给花花草草们都浇足了水，但一周后回来，米兰还是枯死了，这让周浩冉很是心疼。
周浩冉和爸爸一起到附近花鸟市场买来“自动浇花器”，但用了一个多月，陶瓷头就阻塞失效了。之后，他们又尝试了多种浇花器，都不实用。有的结构太简单，只是通过小孔让瓶里的水持续流到花盆里，不能根据土壤湿度的变化作自动调整；有的利用土壤湿度仪调节水泵开关，但代价太高。周浩冉就一直琢磨着是不是可以自己动手做一个装置，来解决浇水难题。
一次，周浩冉生病，在医院吊针，看着药水一滴一滴地输入，他突然有了灵感——是否可以利用大气压强的原理来做一个给盆栽花卉自动浇水的装置。病愈后，他就在家里动手实践。
养兰花需要非常精心，因为水滴到兰花叶子上会导致烂叶，爸爸就在花盆底部的漏水孔里塞一些定型棉，浇水就浇在花盆底盘里，定型棉会吸收底盆里的水，把它输送到土壤中。周浩冉参照这个办法，利用废弃饮料瓶、细软管和吸水无纺布制成了一个简易的“自动浇水装置”——在花盆底部漏水孔内塞入具有较好毛细吸水效应、耐腐蚀的织物，并将织物的一端塞入花盆内的土壤中，使其与土壤紧密接触，另一端放在花盆的底盆内；在饮料瓶的盖上钻个孔插上软管，装水后倒置，通过软管与花盆底盆连接，伸入底盆的织物会将水吸到花盆的土壤里。依据水分能在土壤中自动扩散、土壤含水量达到田间持水量时毛管水停止运移的原理，这个装置能自动根据土壤湿度的变化调整给水量。
周浩冉把这个装置在家里养的一盆吊兰上试用，其生长状况明显比依靠人工浇水的另外一盆吊兰好。
评委“刁难”触发改进思路
实验的成功让周浩冉信心倍增，在学校老师的建议下，他报名参加“上海市明日科技之星”的比赛。周浩冉坦言，当时完全是抱着试试看的心态参与，因为年龄小，之前也没有比赛经验，关键是感觉自己的参赛作品科技含量不够高。
区里的预赛就高手如云，很多作品都很“高科技”，如沙地里行走的机器人、自动吸灰的黑板擦等。相比之下，周浩冉的作品就显得“幼稚”多了，只用到了简单的大气压强原理。但他这个朴素的设计最终获得了评委肯定——中学生的创新实践不在于多少科技含量，而是如何把简单的想法付诸实践。周浩冉没有想到，进入决赛的高一学生只有他一个。
比赛的评委个个都是专家，他们对选手的提问都很挑剔。因为是自己的创意，自己完成制作，周浩冉并没有感觉很大压力，倒是觉得评委不少带有“刁难”性质的问题，给他进一步改进装置提供了思路。复赛时候有评委问，这个装置能不能为多盆花浇水。回来之后，周浩冉就一直在想办法解决这个问题。他买来水箱、浮球阀、流量仪、导管等材料，制作出一个“多盆花卉自动连续给水装置”，并进行了实验，效果相当不错。
正是这个改进，让周浩冉在决赛中脱颖而出。因为它为城市高架道路悬空盆栽绿植养护提供了一个造价低廉、运行可靠的自动给水新方式。目前普遍使用的人工浇水或滴灌系统，都是在土壤表面给水，经常发生给水过多渗漏出花盆，淋湿高架下汽车行人的情况。
而周浩冉设计的装置可根据每盆花卉的情况，将水分直接输送到中深层土壤植物根系集中的区域，不会造成水分满溢。“如果这一装置得以普遍应用，可改变目前高架盆栽绿化只能选择耐干旱、耐贫瘠的黄馨等少数品种和一段道路通常只种植一种花卉的情况，实现扩大花卉品种的选择范围，用一个管网系统就可以同时自动养护不同品种、不同大小的植株，并能节约水资源，不消耗电能，节省大量人力。”周浩冉对这一设计的应用前景非常看好。
创新实践促进主动学习
“小创意”解决了“大问题”，比赛的结果让周浩冉感觉兴奋，但对他而言，创意设计的过程更令他回味。
事实上，实验的过程并非一帆风顺。但正是在一次次失败中，在解决一个个问题时，周浩冉实践着一种前所未有的学习方式。
最先碰到的问题的是，水管出水不畅。周浩冉自己尝试了多次也没找到原因，于是到学校请教老师，原来这里涉及大气压强和液面张力等还没学到的物理知识。回家后，他又找来资料自学。原来，饮料瓶内进气软管口位置过低，使得出水软管中形成多个气泡，液面张力形成的阻碍叠加，影响正常出水。搞清楚原理，问题就迎刃而解了——周浩冉调整饮料瓶最低水面与底盆水面落差，同时将进气管口剪成斜面，尽可能扩大管口面积来减小液面张力的影响。
这样独特的学习经历对课堂学习也是一种促进，学期末的时候，物理课上开始讲大气压强的内容，经过前期的实践探索，周浩冉学起来特别有感触。
“通过课题研究，不仅使课本知识得到了验证和应用，而且使枯燥的公式、原理变得生动明了、富有趣味。”周浩冉更大的发现是：“从事创新发明比电玩游戏更具乐趣、更有成就感”。他说：“这种乐趣不会像玩电玩游戏那样随着“gameover”而终结，而是能体会到真切实在的快乐，能取得实实在在的成果。创新实践的过程激发了我对物理的浓厚兴趣，使我上课更加认真，课后主动拓展，成绩明显提高。”
为街头艺人争取一席之地
本报记者 张鹏
人物：陈诗允（上海中学高二学生）
作品：对上海市街头艺人管理政策的分析与思考
荣誉：第28届上海市青少年科技创新大赛一等奖
在巴塞罗那街头，年轻人全身涂上青铜颜色的油漆，顶着三十多度的高温站在最繁华的街道上一动不动。当游客向他投去一枚硬币，他便轻快地表演各种舞蹈动作，还会跟你握手合影……在许多欧美大都市，街头艺人作为一种文化现象不仅成为城市的别样风景，同时为市民欣赏艺术表演提供了另一种选择。
遗憾的是，在上海，街头艺人的文化现象却没有得到很好的管理和发扬。上海中学学生陈诗允和同伴实地调研上海城市街头艺人现状，并参考澳大利亚、台湾等国家和地区对于街头艺人的管理方式，为上海街头艺人管理方法献计献策……
上海街头缺了点艺术气息
陈诗允从小酷爱音乐，曾经在学校发起组织过自己的小乐队。“我们站在热闹的广场上卖唱，也不知道哪来的勇气。”面前这个阳光大男孩不好意思地笑了笑说。但伙伴们好不容易鼓起的勇气，没两天就被“浇灭了”——城管以扰乱秩序为由不允许乐队在这里演出。“当时很委屈，因为我们没有收费，完全是爱好而已。”
一次偶然的机会，陈诗允到伦敦游学，在地铁站看到一个失去双臂用脚弹吉他的年轻人，立刻被他的执着和乐观所感动，这也激发了陈诗允对于上海街头艺人状况的思考：同样是国际大都市，为什么上海就缺少这样富有人文味道的表现方式呢？
为了了解上海市民对于街头艺人的接纳程度和对街头表演的认知，假期里，陈诗允和同伴设计并发放了500份调查问卷，在学校、广场、地铁站等公共场所开展调查。
结果显示，在观念上，上海市民对街头艺人的整体认同感较高，绝大多数人认同街头艺人是城市文化的一部分，接受他们的存在并愿意给予一定酬劳和尊重；认为街头献艺存在不文明和低素质表现的比例只有13.7%。
但在行动上，真正欣赏街头艺人的表演并给予报酬的市民比例并不高；市民普遍认为街头艺人整体水平不高，表现形式单一；过半艺人表演内容为乐器演奏，20%的街头艺人选择街头画像或其他。
冬日扫街寻访街头艺人
街头艺人本来就是流动的，想要采访他们，到哪里去找？这可难坏了学生们。“一开始我们就像丈二的和尚摸不到头脑，只能盲目扫街，靠运气去碰。经常是听说哪里有街头艺人，等我们打车赶过去，他们已经走了。”说起当时的情形，陈诗允至今颇为感慨。
一次，陈诗允偶然从“的哥”口中得知四川北路上有一支相对固定的乐队，他赶紧叫上同伴一同前去。这是一个四人组成的摇滚乐队，主要的表演乐器包括架子鼓、电吉他等。因为他们的表演精彩多样，流行元素丰富，过路行人纷纷驻足观看。乐队主唱告诉陈诗允，原来乐队是在酒吧驻唱的，收入颇丰。但因为酒吧环境嘈杂，烟气冲天，几个人实在受不了就在街头“自立门户”。现在他们的收入每天平摊下来也就十几块，是出于对音乐和表演的热爱才让他们坚持下来。在陈诗允看来，这样的街头艺人应该拥有属于自己的街头艺术舞台。
花大力气找到了街头艺人，也发现了其中的问题，如何才能找到相关管理部门和专家学者针对诸如此类的问题进行解读呢？陈诗允想到了看似最笨拙却行之有效的办法：毛遂自荐。
陈诗允带着团队走进复旦大学校园。“教学楼办公室的门牌上会显示这位老师在忙、空闲还是不在，看到空闲的我们就敲门，进去说明我们的来意，然后请教老师对于街头艺人相关问题的看法。”做法虽然唐突，但幸运的是，大部分老师都给予他们很多支持和鼓励。一些教授表示，高中生能将社会问题调查得如此周全，真不容易。得到这样的认可，陈诗允团队更有信心了。
对法规建设大胆建言献策
既然街头艺人为城市文化不可或缺的部分，市民也对街头艺人有较高的接受程度，那为何上海的城市文化却唯独缺少街头艺人这片风景？“无法可依，这就是上海街头艺术面临的最大问题。”陈诗允经过调研发现，现有的相关法规都是从“维护城市公共秩序”和“市容环境”角度来制定的，忽略了街头文化积极的社会功能和意义，即促进文化传播和发展、丰富大众文化娱乐的作用。
在实地调研和查阅各国法规的基础上，陈诗允团队以“艺术观赏性”和“职业化程度”两个维度将街头艺人划分为“纯爱好型”、“艺术型”和“乞讨型”三类。根据不同类型的街头艺人，学生们大胆提出了自己对于法规建设的想法：“通过规范街头艺人行为，使街头艺人能够与周围的环境和公众和谐相处。特别强调对于街头艺人表演的时间空间管理，规定公共场所向街头艺人开放的时间（如早晨7点前、夜间10点后不得表演）与空间（如在主干道一定距离内、人流极度密集区域不得表演）。更重要的是，要让街头艺人成为上海文化的宣传和推广者，政府更要树立服务意识。”他们将成文的报告和具体实施方案建议书传送给市文广局的相关负责人，获得了主管部门的肯定。“能为上海城市建设出一点点力，就觉得非常骄傲。”陈诗允说。
