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中国科协青少年科技中心 著

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• 实践能力
• 科学实验
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店铺： 易宝易砚图书专营店

出版社： 科学普及出版社

ISBN：9787110094631

商品编码：26256277650

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

图书基本信息
图书名称	第三十一届全国青少年科技创新大赛获奖作品集
作者	中国科协青少年科技中心
定价	58.00元
出版社	科学普及出版社
ISBN	9787110094631
出版日期	2017-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装-胶订
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书以参赛学生和教师提供的研究和活动报告为基础材料，编入了获得第三十一届全国青少年科技创新大赛科技成果竞赛项目一等奖、科技实践活动一等奖（包括“十佳”科技实践活动）的全部作品介绍。创新成果竞赛项目的介绍主要侧重于研究目的，基本思路、制作过程、*终成果等；科技时间活动的介绍侧重于活动背景、活动目的，活动内容、活动形式、活动收获等；科技辅导员创新项目侧重介绍项目背景、方法与原理、项目过程、*终成果、创新点等。附录中收录了获得本届大赛创新成果竞赛项目、科技实践活动、科技辅导员创新项目二等奖、三等奖的获奖名单。

作者简介

中国科协青少年科技中心（科普活动中心）是中国科协所属社会公益性机构，从事向青少年和社会公众传播科学，开展示范性、导向性科学普及活动，组织青少年科技竞赛的工作。中国科协作为中国科技工作者的群众组织，认真履行《中华人民共和国科学技术普及法》和《全民科学素质行动计划纲要》赋予的重要职责，把促进公众理解科学提升科学素质作为自己的重要使命。中国科协青少年科技中心（科普活动中心）是中国科协开展青少年科技教育、向公众进行科学技术传播的重要力量。

目录

编辑推荐

本书可供广大青少年科技活动爱好者及科技辅导员或教师借鉴与参考

文摘

序言

科技之光：探索与创新的无限可能 本书精选了近年来在各类科技创新竞赛中脱颖而出的优秀作品，旨在为广大青少年科技爱好者提供一个汲取灵感、学习前沿科技知识的平台。书中收录的作品涵盖了从人工智能、生物技术到新能源、环境保护等多个热门领域，充分展现了新一代青年学子的创新思维与实践能力。 第一部分：智能时代的脉动——人工智能与信息技术前沿探索 本部分聚焦于当前科技浪潮的核心——人工智能。收录的作品不仅展示了对机器学习、深度学习等核心算法的深刻理解，更将其应用于解决实际生活中的复杂问题。 1. 智慧医疗：AI赋能下的早期疾病筛查系统 近年来，医疗健康领域对精准诊断和个性化治疗的需求日益迫切。本章介绍了一套基于深度学习的图像识别系统，能够从海量的医学影像（如X光片、MRI扫描）中，辅助医生快速、准确地识别早期病灶。该系统的创新点在于其采用了多模态数据融合技术，结合病患的临床数据和影像特征，极大地提高了诊断的灵敏度和特异性。书中详细阐述了模型训练的数据集构建、网络结构优化过程，以及在模拟临床环境中的实际测试结果，突显了技术的可行性和社会价值。 2. 自然语言处理（NLP）的创新应用：多语种跨文化交流助手 全球化背景下，跨语言交流的需求巨大。本作品展示了一个基于Transformer架构的实时翻译与文化语境适应系统。它不仅仅是简单的词汇替换，而是深入理解了特定语境下的习语、俚语和文化内涵，确保翻译结果既准确又自然。书中重点探讨了如何构建高质量的平行语料库，以及如何利用强化学习来优化翻译的流畅度，为国际合作与文化交流提供了强有力的技术支撑。 3. 机器人与自动化：服务型机器人的环境适应性提升 随着家庭和社区服务需求的增加，服务型机器人的自主导航和人机交互能力至关重要。本章展示了一款结合了先进传感器融合技术和边缘计算的机器人原型。该系统通过融合激光雷达、视觉SLAM（同步定位与地图构建）以及触觉反馈，使机器人在非结构化、动态变化的环境中（如拥挤的商场或复杂的家庭场景）能够实现高精度的定位和避障。作品深入剖析了传感器数据校准的复杂性以及实时决策算法的效率优化。 第二部分：绿色未来与可持续发展——环境科学与新能源技术 面对全球气候变化和资源短缺的挑战，本部分的作品紧密围绕“可持续发展”这一核心理念，展示了青少年在环保科技方面的积极探索。 4. 高效能源转化：钙钛矿太阳能电池的稳定性突破 太阳能是未来清洁能源的主要来源之一，但现有光伏技术的转化效率和长期稳定性仍有待提高。本作品聚焦于新一代光伏材料——钙钛矿电池。研究团队通过引入新型界面钝化层材料和优化器件封装工艺，显著提升了钙钛矿电池在潮湿和高温环境下的工作寿命，使其商业化应用前景更加广阔。书中详细记录了不同钝化剂对晶体结构和电荷传输性能的影响分析。 5. 智能水资源管理：基于物联网的精准灌溉系统 水资源的高效利用是农业现代化的关键。本章介绍了一套低成本、高精度的物联网（IoT）农业灌溉系统。该系统部署了多点土壤湿度传感器、气象监测站，并通过云平台实时分析作物的需水模型。系统能够根据天气预报、土壤墒情和作物生长阶段，自动调节灌溉水量和频率，实现了比传统定时灌溉节水30%以上的效果。作品的亮点在于其低功耗无线通信方案和数据异常预警机制。 6. 污染治理新思路：生物酶催化降解塑料微粒 塑料污染已成为全球性难题。本研究探索了利用基因工程改造的特定微生物及其产生的酶，对水体和土壤中的微塑料进行高效生物降解的技术路径。书中展示了酶活性的优化过程，以及在不同pH值和温度条件下，该生物降解系统对聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）的降解效率测试数据，为环境修复提供了生物技术层面的新思路。 第三部分：生命科学的奥秘——生物技术与健康探索 本部分的作品深入生命科学的微观世界，展示了对人类健康和生物机制的深刻洞察力。 7. 精准诊断：基于CRISPR技术的特定基因突变快速检测平台 基因编辑技术CRISPR-Cas9的突破为疾病诊断带来了革命性的工具。本作品将CRISPR系统与侧流层析技术相结合，开发出一种操作简便、成本低廉的快速检测盒，用于现场筛查特定遗传病或病毒感染的基因标志物。书中详述了引导RNA（gRNA）的设计原理，以及如何优化Cas9核酸酶的切割效率，确保检测的灵敏度和特异性。 8. 食品安全监测：基于微流控芯片的农药残留快速检测 食品安全是社会关注的焦点。本研究利用微流控芯片（Microfluidics）技术构建了一个“实验室芯片”（Lab-on-a-Chip）平台，用于快速、现场检测农产品中的有机磷农药残留。微流控芯片极大地减少了试剂用量，加快了反应速度，并实现了多通道并行检测。作品提供了详细的芯片制造工艺流程和定量分析方法的建立过程。 第四部分：基础科学的魅力——物理、数学与交叉学科创新 本部分的作品回归基础科学的严谨性，同时也展示了跨学科思维在解决复杂问题中的强大作用。 9. 新型材料结构分析：三维打印模型的缺陷无损检测 增材制造（3D打印）技术正日益成熟，但其内部结构缺陷的检测是制约大规模应用的关键。本研究提出了一种结合超声波散射和深度学习重建的三维无损检测方法。通过分析超声波在复杂几何结构内部的传播和反射信号，构建出材料内部的密度和应力分布图，实现了对打印部件内部裂纹和孔隙的精确三维可视化定位。 10. 复杂系统建模：城市交通流动的多智能体仿真研究 城市交通拥堵是一个典型的复杂非线性问题。本作品采用多智能体系统（Multi-Agent System, MAS）的建模方法，将每辆车和信号灯视为独立的智能体，并根据实际驾驶行为参数设置交互规则。通过大规模仿真，研究者们测试了不同交通信号配时策略和应急限速措施对整体路网通行效率的影响，为城市交通管理部门提供了数据驱动的决策支持模型。 全书内容丰富、技术前沿，不仅是科技创新成果的集中展示，更是对未来科技发展方向的积极探索与思考。它激励着每一位阅读者，勇敢地将科学原理转化为解决现实问题的创新实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了略带磨砂质感的纸张，触感温润而有分量，中央的烫金工艺勾勒出大赛的徽标，在光线下闪烁着低调而庄重的光芒。整体色调偏向沉稳的深蓝与典雅的米白，即便只是放在书架上，也散发着一种学术气息与青春活力的完美融合。我尤其欣赏内页的排版，字体的选择兼顾了易读性和专业性，图表和插图的印刷清晰度极高，色彩还原真实，这对于阅读那些复杂的科技设计图来说至关重要。可以看得出，出版社在制作过程中对细节的把控极为用心，装订处也十分牢固，即便是频繁翻阅也不会有散页的担忧。这不仅仅是一本作品集，更像是一份精美的档案资料，体现了对这些未来科技之星成果的尊重。它的物理呈现本身，就预示着里面承载的内容绝非泛泛之辈，让人在动手翻阅之前，就已经对其中蕴含的智慧和努力抱持着高度的期待与敬意。这种对实体书品质的坚持，在如今电子阅读盛行的时代，显得尤为珍贵。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的震撼，更多地来自于其中所蕴含的“问题意识”和“解决问题的勇气”。我翻阅了一些关于环境监测和可持续能源的小组项目，里面的孩子们提出的解决方案，已经远远超出了许多成年人墨守成规的思维定势。他们没有满足于指出问题，而是真正沉下心来，从最基础的物理原理和材料科学出发，设计出了一系列令人拍案叫绝的创新原型。我特别留意到一篇关于利用微生物降解塑料的研究，其实验设计之严谨、对照组设置之完善，几乎达到了本科科研项目的标准。这让我深刻体会到，这些年轻的创新者们，他们在面对复杂现实挑战时所展现出的那种不畏艰难、力求实效的精神是何等可贵。他们没有把创新当作空谈，而是将其转化为可以触摸、可以测量的具体行动和产品模型，这种脚踏实地的实干精神，比任何华丽的辞藻都更有说服力。

评分☆☆☆☆☆

不得不提的是，这本书在细节处理上体现出的对“过程记录”的重视。许多篇幅并非仅仅展示最终的成品，而是留有大量的篇幅用于记录“失败的尝试”和“中途的调整”。有一篇关于无人机导航系统的报告，详细描述了他们因为传感器误差导致前期多次试飞失败的经历，以及他们如何通过修改算法参数和重新标定硬件来逐步逼近最优解。这种对“试错成本”和“迭代优化”的坦诚记录，远比一蹴而就的成功案例更具教育意义。它告诉每一位读者——无论年龄大小——真正的创新从来都不是一条直线，而是充满了反复、挫折与坚持。这本书不仅是表彰卓越的成果，更是记录了攀登者留下的脚印和汗水，这使得整本书的价值超越了单纯的“获奖作品展示”，而成为了一部关于科学精神和创新毅力的教科书。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，对我而言更像是一次精神上的“充电”和视野的拓展。我并非科学教育领域的专业人士，但其中一些项目的概念阐释，即使是对于非专业人士也保持了相当高的可理解性。作者（或者说是作品的呈现者）在用词上做到了科学的精确性与大众的普及性之间的平衡。例如，在介绍某项人工智能算法优化时，他们使用生动的类比来解释复杂的数学模型，让原本高冷的科技概念变得平易近人。这种成功的沟通技巧，本身就是一种重要的创新能力。更重要的是，这些作品所关注的领域极其广泛，从生物医药、信息技术到工程技术、社会科学方法论，几乎涵盖了当前社会发展的主要热点和瓶颈。它像一个微缩的中国科技创新景观图，让人清晰地看到下一代正在关注什么、思考什么，充满了对未来的无限想象。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来说，这本书的结构安排显得极为人性化和逻辑清晰。它似乎不是简单地按照获奖等级或学科领域进行堆砌，而是构建了一个引导性的阅读路径。初读时，我发现它巧妙地将一些基础学科的前沿探索放在了较为靠前的位置，仿佛是在为后续更复杂的跨学科项目打下坚实的理论基础。每篇作品的介绍部分都详略得当，既有对研究背景和核心创意的精炼阐述，也有对实验过程、技术实现和最终成果的详尽描述。尤其让我感到惊喜的是，其中穿插了一些“导师点评”或“评审意见摘录”的栏目，这些简短的批注如同画龙点睛之笔，不仅丰富了作品的背景故事，更直接揭示了该项研究在当前科技浪潮中的独特价值和潜在局限性，这种多维度的呈现方式极大地提升了阅读的深度和广度。这种精心编排的叙事节奏，让读者能够如同跟随一位经验丰富的向导，逐步深入了解中国青少年科技创新能力的脉络。