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17岁上海高中女生詹林摘取丘成桐中学科学奖(生物)金奖

2019-01-08 14:36:44    来源:文汇报    作者:张鹏

烧伤后的病患为了防止增生性瘢痕的扩大,通常会穿戴有压力的服装进行康复治疗。一次偶然,上海交通大学附属中学高二年级学生詹林发现了这一标准疗法的不足——因为人体各部位曲率不同,压力服传递给患处的压力并不精确。她寻思着用自己的方式进行改良,从推导数学模型到制作康复样品,她的勇气不仅打动了院士,还说服了一家设计公司,将图纸变为现实。

日前,詹林凭借这一课题,一举摘得2018丘成桐中学科学奖(生物)金奖。说起一年多来做课题的收获,这位“初生牛犊不怕虎”的高中女生自信而又腼腆地说:“敢于质疑,是探究科学的第一把钥匙。”

姨妈灼伤手腕,女孩发现治疗“漏洞”

2017年5月,即将升入高一的詹林得知,姨妈在烧菜时不小心灼伤了手腕。遵循医嘱,她需要穿戴压力套进行康复治疗,可压力套并不合身,姨妈穿在身上感觉很勒、很难受。

查阅资料后詹林得知,全球每年约有1100万烧伤病患,70%以上的患者会留下增生性瘢痕。医学界通常采用压力疗法结合硅胶贴的物理方法,对患者进行康复治疗,其最优压力值为20至32毫米汞柱。

善于观察的詹林发现,压力套看似给出了明确的压力值,但由于身体各部分曲率不同,不同患处所承受的压力其实各不相同。她解释说,压力套的压力不仅与面料弹性相关,还与压力面的曲率相关,要实现压力服压力传导的空间均一性,必须考虑三维人体的曲率变化。

“没想到如此常见的治疗手段,也会存在误差。”发现问题的詹林一下子兴奋起来,她寻思着是否可以通过初中接触过的三维扫描技术定制完全贴合人体的压力套,减少烧伤病患的痛苦。

接下来的近一年半里,詹林利用周末和寒暑假自学物理学、数学、服装设计等专业知识,研究自己发现的课题。她不仅推导出新的曲面压力值计算方式,还联系到了三维扫描设计公司,根据自己推导的数学模型来制作康复样品。詹林告诉记者,三维人体扫描建模技术可以量化人体各部位曲率,而人体三维曲率分布图又可作为压力疗法的设计参考应用于临床治疗。

毛遂自荐,五封邮件“请”来院士当导师

得到临床认可后,詹林对科学研究的兴趣愈发浓厚。实际上,这是她第一次完整地进行课题研究。谈及收获,这位女孩不止一次地提到了勇敢——敢于挑战权威,不怕碰壁。


决定要进行相关研究后,詹林在网络上查阅到,长海医院的夏照帆院士在烧伤领域建树颇深。她从公开发表的论文资料中,搜集到夏照帆的五个邮箱地址,抱着试试看的心情,逐一往这些邮箱中发送了自己的课题简介和相关材料。“没想到,第二天一早,夏院士就给我回信了!她还鼓励我在不影响学业的前提下,继续深入完成课题探究。”随后的日子里,夏照帆和烧伤科罗鹏飞博士一起带着詹林在长海医院进行实地调研,走访病患,成了詹林的指导老师。

当课题研究理论部分完成后,夏照帆鼓励詹林更进一步——利用三维扫描技术,把公式转化为临床应用产品。詹林发现,市面上在3D建模所采用的高精度传感器摄像头售价都在几十万元。如何降低产品成本,成了摆在詹林面前的又一道难题。她找到上海一家软件公司,主动登门拜访,和对方谈自己的设计想法。詹林说,这家公司的摄像头精度虽不是最高,但完全满足产品设计需求,“据我推算,摄像头成本可以控制在3000元以下,产品打印成本也不过千元。”

从生活出发,在不同学科之间观察和思考

平日里,詹林最喜欢的学科是物理。熟知她的老师们经常用“自律、有规划”来评价这位乖巧可爱的女生。詹林告诉记者,她所在的交大附中国际班,学习方式更考验学生的主动与自觉,老师布置的作业通常是开放式的。“我喜欢把事情做在前面,完成了书面作业,剩下的时间就由自己来安排。”

在上海交大附中科创中心负责人彭禹看来,“中学生没有受到单一学科的规训,可以自由地出入于不同学科之间进行观察和思考,是进行跨学科探究的最佳时机。”他说,詹林的课题就涉及生物、物理、医学、数学以及服装设计等领域,解决的是生活中的具体问题。这也让教师们思考,中学教育要想激发学生更多创新意识,不妨给“詹林们”更多观察生活、思考问题的时间和空间。

(原标题:7岁上海高中女生詹林摘取丘成桐中学科学奖(生物)金奖 挑战权威,改写烧伤康复标准疗法)



责任编辑:陆芸
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