Page 104 - 优秀学员达人录

上海市青少年科学创新实践工作站

达人 赵天琪
同济大学物理科学与工程实践工作站
上海市市北中学
科创格言：想象力比知识更重要，因为知识是
有限的，想象力概括着世界上的一切

科创经历提升了我对知识的理解
探究仿蜘蛛丝的改进和应用 科创经历提升了我对知识的理解
探究仿蜘蛛丝的改进和应用
2020 年我参加了上海市青少年科学创新实践工作站，我完成的 青少年实践工作站活动顺利结束之后，回想起这次经历，感觉收
项目是“仿蜘蛛丝的改进和应用”。在一开始的课程学习过程中， 获颇多。这次工作站的经历开拓了我的思维，激发了我的想象力，
杜艾老师的仿生科学与中小学科学研究的优势浅析，让我感受深刻。 锻炼了我独立思考的能力，我的动手实践能力。虽然在完成课题的
于是我受到了启发，在网上寻找资料，发现了蜘蛛即使在干旱的沙 过程中遇到了许多的困难，但最终我都能克服他们，磨练了我的意
漠里，依旧能生活的很好，提出了“为什么蜘蛛不会被渴死的疑问？” 志，在设计实验过程中，我对科研的流程有了一个大致的了解，也
最终发现了蛛网的积水能力很强，可以利用空气中的雾气来集水。 体会到了科研工作者的艰辛，科技成果的来之不易。在繁忙的学业
我得知了蜘蛛丝具有超强的集水能力，所以我想根据蜘蛛丝的集水 中，科创经历丰富了我的课余生活，给我的高中生活添了浓厚的一
原理来将其改进应用到生活中去。我在学习了蜘蛛丝的集水机理等 笔。
相关文献后，我得知了蜘蛛网是因为不同结构的亲水程度不同，而 此外，科创经历提升了我对知识的理解，我的课内学习提供了多
达到定向集水的功能。 种多样的方法，促进了我对理科科目的学习。工作站活动结束之后，
在实验过程中，我主要采取了以实验法为主，建立蜘蛛丝的实验 在生活中我也会对身边的方方面面进行观察和思考，在生活中的不
模型，通过实验探究对蛛丝网的材料选择及其结构的优化改造，验 便之处，并用自己所学的知识进行科学创新，为社会贡献出我自己
证材料疏水和亲水效果，验证纺锤结构比链状结构具有超强水收集 的一份力。
能力，再将其运用到实践中去。初步实验结果得出：改造电缆外表 对于想参与科创的同学，课题不需要有多么高大上，而现在科技
面链状结构为疏水性的纺锤体结构，让电线上减少凝结水滴，同时 比较发达，但是生活中依然有诸多不便，我正在这些细微之处，你
将凝结的水滴迅速排走，防止结冰，减少电线上结冰出现过重的情 的灵感能够突然迸发。在课上的路上，并不总是一帆风顺，但是只
况，造成电力设备的输电故障。 要你勤于思考，善于从本质分析思考问题，总能山穷水尽疑无路，
在完成课题的过程中，我遇到了许多困难。在学习文献的过程中， 柳暗花明又一村。
遇到了许多我从未学过的知识，在向老师虚心请教后，上网查询资
料，慢慢钻研，最终终于理解了蜘蛛网的集水原理。因为疫情原因，
我们无法到实践站用实验设备，只能利用家中现有的材料，我绞尽
脑汁，最终用铁丝来模拟蜘蛛网，小型加湿器来作为提高空气湿度
的工具，同时购买了一些温度测量计和量筒来帮助实验的顺利完成。

物理学基础扎实 拥有优秀的科学探究素养
物理学基础扎实 拥有优秀的科学探究素养
赵天琪同学通过仿生的角度研究了蜘蛛网丝的微观结构，发现了蛛网的积水的物理机制，并进一步基于该积水原理来在实验上尝试模拟，
完成了实际应用方面的改进，通过疏水和亲水材料嵌段设计制备了生物特性相似的结构，验证纺锤结构比链状结构具有更好的水收集能力。
将该实验应用到电缆外表面，将纺锤体结构应用到电线外侧，可以减少电线上的水滴聚集，并加速排除集聚的水滴，防止结冰，有望解决
防止电力设备由结冰而产生的输电故障。
在项目研究过程中，赵天琪同学表现出了优秀的创造力、思考力和不惧困难的研究能力，从文献调研到实验设计到实际应用完成的较好，
体现了他的优秀的科学探究素养。在视频答辩指导过程中，能够流利表达，积极参与讨论，及时完成指导老师的任务，后期论文整理逻辑清晰，
整体表现优秀。
——指导老师：同济大学副教授 高国华

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