全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)意項(xiàng)目數(shù)學(xué)類(lèi)“創(chuàng)意之星獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)證書(shū) （南平一中 供圖）

在創(chuàng)新人才培養(yǎng)的時(shí)代號(hào)召下，全國(guó)文明校園、福建省首批示范性普通高中南平一中，以“責(zé)任在心?擔(dān)當(dāng)在行”為辦學(xué)理念，通過(guò)“情境—思維—價(jià)值”三位一體育人路徑，培育出一批善于解決實(shí)際問(wèn)題的優(yōu)秀學(xué)子。其中，2017屆畢業(yè)生張銘韜與2018屆畢業(yè)生柴佳興的成績(jī)尤為亮眼，兩人分別斬獲全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)意項(xiàng)目數(shù)學(xué)類(lèi)“創(chuàng)意之星獎(jiǎng)”，而該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來(lái)僅有的兩個(gè)數(shù)學(xué)類(lèi)全國(guó)最高榮譽(yù)，均被南平一中學(xué)子收入囊中。

張銘韜：用數(shù)學(xué)模型優(yōu)化城市公共出行脈絡(luò)

“目睹街頭公共自行車(chē)時(shí)而閑置、時(shí)而緊缺的失衡狀態(tài)，我能否用數(shù)學(xué)工具優(yōu)化資源分配？”懷揣讓城市更美好的責(zé)任感，張銘韜將研究課題鎖定南平公共自行車(chē)系統(tǒng)建設(shè)這一民生痛點(diǎn)，在包文濤老師的指導(dǎo)下，創(chuàng)新性構(gòu)建多維度數(shù)學(xué)模型，為城市綠色出行提供了科學(xué)范本。

研究中，他先建立人口分布指數(shù)增長(zhǎng)模型，預(yù)測(cè)城市未來(lái)人口流動(dòng)趨勢(shì)；再通過(guò)馬氏鏈模型優(yōu)化服務(wù)點(diǎn)布局，實(shí)現(xiàn)資源均衡配置；針對(duì)車(chē)輛損耗痛點(diǎn)，構(gòu)建輪胎磨損阻滯增長(zhǎng)模型，厘清使用頻率與維護(hù)周期的關(guān)聯(lián)；最后運(yùn)用模型規(guī)劃最優(yōu)維護(hù)路線，提升運(yùn)維效率。該研究為公共自行車(chē)服務(wù)點(diǎn)布局提供了科學(xué)依據(jù)，破解了部分站點(diǎn)“車(chē)滿(mǎn)為患”、部分站點(diǎn)“一車(chē)難求”的難題。

更難能可貴的是，他既注重技術(shù)可行性，更兼顧社會(huì)效益。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查分析市民對(duì)租金設(shè)置的接受度，建立評(píng)價(jià)模型平衡政府投入與便民需求，提出隨城市發(fā)展動(dòng)態(tài)調(diào)整的改進(jìn)方案。這項(xiàng)題為《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)下的南平公共自行車(chē)系統(tǒng)的可行性建設(shè)方案》的成果，榮獲第三十一屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)意項(xiàng)目數(shù)學(xué)類(lèi)“創(chuàng)意之星獎(jiǎng)”，其模型還可推廣至公交站點(diǎn)布局、停車(chē)場(chǎng)規(guī)劃等多個(gè)城市管理領(lǐng)域。

柴佳興：為校園服務(wù)插上“創(chuàng)新翅膀”

“校運(yùn)會(huì)期間，成績(jī)單全靠人工跑腿傳遞，不僅效率低下，還容易出錯(cuò)，若能讓無(wú)人機(jī)助力該多好！”從校園實(shí)際需求出發(fā)，柴佳興將創(chuàng)新目光投向自組裝無(wú)人機(jī)，在包文濤老師的指導(dǎo)下，開(kāi)啟對(duì)無(wú)人機(jī)的創(chuàng)造性改進(jìn)，讓科技更好地服務(wù)校園生活。

他在傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，加裝降落傘部件保障安全著陸，設(shè)計(jì)專(zhuān)用發(fā)射系統(tǒng)與多重保護(hù)裝置，讓無(wú)人機(jī)同時(shí)具備航拍錄制與物資投遞雙重功能。針對(duì)校運(yùn)會(huì)成績(jī)單傳遞效率低的痛點(diǎn)，他實(shí)地測(cè)量各比賽場(chǎng)地距離，運(yùn)用TSP旅行商問(wèn)題求解方法規(guī)劃最優(yōu)飛行路徑，實(shí)現(xiàn)了賽事全程跟拍與成績(jī)單快速投遞的完美結(jié)合。

從最初的套件組裝，到后續(xù)的部件改進(jìn)、反復(fù)調(diào)試，柴佳興歷經(jīng)多次方案調(diào)整，最終形成《自組裝無(wú)人機(jī)的改進(jìn)及其在校運(yùn)會(huì)中的應(yīng)用規(guī)劃》，并在第三十三屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽中斬獲創(chuàng)意項(xiàng)目數(shù)學(xué)類(lèi)“創(chuàng)意之星獎(jiǎng)”。

這項(xiàng)創(chuàng)新不僅為校園活動(dòng)注入科技活力，更展現(xiàn)了學(xué)子將專(zhuān)業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為服務(wù)實(shí)踐的扎實(shí)能力。當(dāng)創(chuàng)新思維與社會(huì)責(zé)任相撞相融，青春智慧便能在城市建設(shè)、校園服務(wù)的實(shí)踐舞臺(tái)上綻放璀璨光彩，更為新時(shí)代青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了生動(dòng)鮮活的參考樣本。

□本報(bào)記者 黃靚  通訊員 陳祥龍