小学生也能当创客 灌溉神器获全国奖
段若丞与她的发明合影。｜受访者供图
因出差或旅游，回来时发现心爱的绿植因缺水枯萎了，怎么办？城里娃段若丞因亲身经历产生灵感，历经两年研发出一项发明，竟破解了密集农田循环灌溉的难题。这项发明受到专家好评，在8月19日“宋庆龄少年儿童发明奖”比赛中荣获二等奖。此前，该发明还获得了广东省中小学生创客大赛一等奖，“丝绸之路挑战”青少年节水设计大赛特等奖。
这样一项发明，为何能起到自动化、节能环保的效果呢？发明者同济小学六年级学生段若丞详细解读了她的发明创造理念，“我发明改装后的‘密集农田循环灌溉系统’，里面有湿度感应喷洒系统，光度、温度传感器等自动化设备，可以实现自动循环灌溉。此外利用海绵城市原理，通过管道和吸水棉的渗透作用，使泥土层保持水分，长时间不浇水也没事。”据指导老师张秀香介绍，这项发明的最大亮点是通过毛细原理给水方法，只要一次性给水3800毫升，然后通过湿度、温度传感感应监控，30天内可以不需人工进行浇水、灌溉植物。
宋庆龄少年儿童发明奖颁奖现场。｜受访者供图
痛失绿植 触发灵感
谈起这项发明的灵感，段若丞说，源自于四年级的那个暑假，当时全家人在外游玩了半个多月，回来后却发现，因长时间没人浇水，心爱的绿植已经枯萎，这令她难过了好一段时间。
这件事也触发了段若丞科学“雷达”，她心想可否用科技手段来解决这个问题？之后的暑假时间，她上网搜寻了大量资料，并查阅了相关书籍，但都没有头绪。直到开学前一个星期，段若丞与家人去农庄游玩，看到了人工灌溉农作物的场景，让她获得了灵感，“可以发明一款自动灌溉系统，在没人照顾的时候，植物如果缺水，系统就会自动浇水，这样就不会枯萎了。”
想到就做。段若丞把设想告诉了从事工业设计的父亲以及科学课老师张秀香，段若丞父亲并没有被她的异想天开给吓倒，而是一起行动起来。
沉迷实验忘记回家
做创客、搞发明需要大量的时间和精力，段若丞只能提高学习效率，把时间挤出来忙项目。“在不影响学习的情况下，凡是课余时间都被我用上了，每天扎根在实验室里画设计图、购买零部件、与老师制作模型……” 段若丞说，这种外人看起来枯燥无味的实验室生活，在她眼里却是乐趣无限。张秀香也说，她的书包里除了课本文具就是万能表、手绘板、测量尺等工程师用的工具，没事就拿来“捣鼓”。
爱捣鼓的段若丞首先在模型搭建上进行创作，模型所需要的植物、水泵、海绵等材料都由她精挑细选，但让她头疼的是挑选所需要的水管。“由于模型需要不同大小的水管来组装，于是我和爸爸跑了十多家建材店才找到所有的素材。”段若丞说，用了大概一个月的时间才把模型搭建出来。
之后段若丞开始对一些部位的设计进行修改。如在种植时，植物水分不够，系统该如何自动浇灌？她找到张秀香老师，张秀香耐心地指导段若丞编写程序，让“循环灌溉系统“智能起来。最后张秀香老师还建议，可增加湿度感应喷洒系统。经过3个月的“折腾”，在家人和张秀香老师的帮助下，段若丞梦想中的“循环灌溉系统”变成了现实。
可是，事情并没有那么顺利。一个星期后段若丞发现，由于模型处在一个比较潮湿的环境里，因此特别容易招惹蚊子。这样不仅对植物生长有影响，而且偏离了之前的设想。怎么办？于是段若丞又开始了改进设计，每天进行十几次实验找寻解决方法，可是半个多月还是没有破解。“这期间还因为太沉迷实验忘记了时间，经常被老师‘赶’回家，五六次被父母从实验室抓着回去。” 段若丞说。
直到一次在家吃饭，段若丞从家人那里听到，家里餐具消毒是通过碗柜的紫外线杀菌器来进行杀菌，她灵光一闪，“我当时想这个装置是否也可以用在我的模型上？于是我就上网买了一个紫外线杀菌器，后来经过实验，紫外线杀菌器解决了模型招虫害的问题。”
该项目已获得国家实用型专利。｜受访者供图
一招破解密集农田灌溉问题
在同济小学创客实验室里，段若丞向记者演示了“自动循环灌溉系统”如何运行。记者发现桌面上叠放着十多页被段若丞归纳整理好的设计图。每演示一处她就向记者展示其中的设计图，思路非常清晰。段若丞介绍，该系统未来不仅可以用于现代密集农田灌溉上，家庭种植植物、缺水地区的绿地水分保湿都可以用。
但这样一个模式，如何运用到现代农田、缺水地区植物灌溉？“面对现有的农田种植技术，要么是水培，要么就是土栽，这两种技术都有其弊端，而这款发明通过升级完善，一招破解了现代农田灌溉问题。”张秀香说，系统分为上下两层，在上层用自然土层过滤，下层为过滤后的水，一段时间后可通过紫外杀菌将水培层的水进行处理。这样对水培、土栽植物的灌溉都适用。
“虽然只是个小发明。但人们不用担心绿植长时间无人灌溉，再也不用定期检查绿植生长情况。”段若丞看来，系统能够成功与学校的教育密不可分。自2015年佛山率先在全国启动了“教育创客培养计划”项目以来，佛山的创客教育大踏步前进，今年暑假佛山学子在国内外科技竞赛中摘得了近百个奖项。张秀香老师认为，学生能够爱上科学、喜欢发明与政府、学校重视有关。“如同济小学建立创客实验室、举办科技节等活动，为孩子们自主创新营造了浓厚氛围，充分激发了孩子们对科学的热爱。”
（文/佛山日报见习记者苏宏堃）