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我的发明人生
——成都市列五中学的教师发明家沈昌生
1943年12月25日,我出生于江西省南昌市。我的父亲江苏淮安人,公司小职员;母亲江苏丹阳人,家庭妇女。我的前面有1个姐姐,大两岁,下面有1个弟弟,小两岁。
对于3到6岁发生的事情,我已经记不太清了,只是记得1946到1949期间,上过幼儿园,但时间不长。但我记得小学就读于重庆市北碚区朝阳小学,1955年毕业时因为成绩优异,被班主任推荐保送到重点中学——重庆一中。
记忆中重庆一中的素质教育很好,很全面。我参加了很多兴趣小组,比如读书小组、美术小组、乐器小组等。我们的音乐老师对我们的影响很大,教大家五线谱,她是一位个子高高的,很有人格魅力的老师,她叫倪启华。不过,还没有等到我们毕业,她就调到重庆幼儿师范学校去培养老师去了。美术老师是美术学院毕业的,教美术很有一套方法,让很多不喜欢美术的学生都喜欢上了美术。体育老师更是名气大,是足球比赛的国际裁判。总之,重庆一中的老师都是楷模,对学生的影响是终身的。在那个困难的年代,为我奠定了热爱学习的一个基础,培养了我良好的学习习惯。
初中我看了很多书,那时候图书馆都会选学生做管理员,每个班上两名,被选上的学生就拥有了管理员的特权,可以进入书库自由选书来看。这一时期我看了很多书,虽然科普书不多,但却是我的最爱。特别是法国作家凡尔纳的系列科普书,对我影响太大了。他把科学知识变成了实用的科学幻想,不论是在生活中,还是海洋、宇宙探索中,都很引人入胜。他的书涉及面很广,让人时时处处都能感受到科学的味道,以及科技无处不在的魅力。到现在,我认为凡尔纳的系列科普书都不过时,很好的将科学与文艺结合,只是可惜,现在的学校却不太推崇。初中时我还爱踢足球,虽然个子小,比赛老打不过个子大的,偶尔我们的一小队也会想到向二小队借几个大个子来,虽然后来依然没打赢,但却是一段特别、特别美好的回忆。
1958年,我上高中,记得有一段时间大家都吃不饱饭,虽然学生有饭吃,但很多学生也吃不饱,身体都很差,我也瘦弱得很难想象。但大家学习都特别努力,非常自觉,都向往着一个更加美好的未来。高中时我最喜欢的科目是化学,也是班上的化学课代表。但高考时物理却比化学考得好,所以被物理专业选上了。那个时候读大学都要被分配,不能按照自己的爱好来选择,我被分配到重庆师范大学。
1961年进入重庆师范大学物理专业后,我才发现物理其实挺有趣,也很实用,伴随着学习的深入,对物理的喜爱也与日俱增。后来我一直很喜欢的发明,就是在这个时期奠定的坚实的专业基础。
我对物理的认识始于初中,一开始了解得比较浅,只是了解到一些物理思维方式。高中物理偏向计算比较多,相对要难一点,导致很多人有点怕学物理,现在回顾自己学习物理的经历,觉得高中偏重计算,计算太过严密,其实不好。计算的东西应该为物理的理论服务,不应该太繁琐。虽然学校当时已经开设了一些实验,但是我觉得还不够,应该加强,特别是应该强调亲自动手,而不仅仅只是老师演示而已。
记忆中大学阅览室很大,里面有各种各样的杂志。杂志有开阔人眼界的功能,所以学校订阅了很多,展示也很全面。每到阅览室我就像鱼儿进入海洋,一会翻翻这本,一会翻翻那本。《知识就是力量》、《科学画报》,还有很多物理专业方面的杂志,都办得很不错,即开拓视野,又引人入胜,令人爱不释手。
有一年放假,我选择留在学校,练了一个假期的手风琴。同时也读了各种各样的书,很多经典的世界名著都是那时读的。
我的第一个发明灵感来源于生活。在上个世纪80年代,成都彩虹电热器厂首创生产了数百万个“电热暖手器”。人们争相购买,一时间无论是老人、小孩,干部、工人,教师、学生几乎人手一个。为何如此热销?缘于当时很多居民房屋破旧、冬天不保暖,空调昂贵,而暖手器新颖而价廉。所以,大家摩肩接踵、争先恐后购买、几乎踏破了彩虹电热器厂销售部的门槛。我也不例外。但当购买使用后发现,该暖手器必须使用交流电源加热,加热后放入手中,保暖的时间不够长,最多两个钟头,而且携带还有些笨重。
从物理角度观察,该暖手器由发热芯、储热器、保温层及外壳等部件组成,其储热原理并不难。发热芯由电热丝缠绕在绝缘好又耐热的云母片上,用以加热陶瓷块,陶瓷为储热介质,外层再裹以保温材料,使其缓慢释放热量。
后来,市场上又出现了液体储热介质的“暖手宝”,以及借化学材料来发热的“即时热”,这种“电热暖手器”逐渐退出了市场。
其实,当时每个初中生都学过:凡是晶体熔解都能够释放出大量“熔解热”,可是很少有人去想怎么利用这个热量。当时我就想:倘若把陶瓷储热器换成“晶体相变储热器”,将其“熔解热”加以利用,岂不是可以储存更多的热能,大大延长暖手器的保暖时间?
于是我就开始做实验,并申请了我的首个专利《高效电热暖手器》,专利号:ZL 93238006.9。这项发明同时获得了四川省科技发明比赛的二等奖。
这个专利的核心: (1)绝热层与保温层之间的高温蓄热体是两个饼状密封金属容器盒,盒内装高熔点相变材料,两盒之间通过连接件将电加热器、绝缘板与两盒紧固为一整体; (2)高熔点相变材料采用硝酸钾和硝酸钠的混合物,其相变点可在160度(C)~300度(C)之间任意调整。
这个专利后来获得了省级奖和专利证书,在别人眼中,这次发明创造看似很成功,但我却觉得有些遗憾,因为投产无门。
我的第一个专利虽然没变成赚钱的利器,但发明的乐趣却鼓舞我更投入地去学习发明、探索发明、实践发明,还启发和带领学生动脑动手大搞发明。于是才有了我后来的上百项国家专利证书和数百个各种各样的奖项。我的发明事迹也连续多年、多次被多个媒体所报道。其中,国家级奖6项:2002年,声音传播演示器;2004年,微型无线电测向信号笔;2006年,电子寻宝活动套材;2007年,中学磁电演示技术创新设计;2010年,多功能便携检测器;2014年,激光通信实验目标光电管加装受光罩技术。
此外,还有省级奖数十项,市级奖数百项。还自编了师生喜爱的教材《科技发明与创新》,主编了中国教育学会重点课题用书《带你去创新》。最让我欣慰的是,从教四十多年,培养了许许多多对科技发明兴趣盎然的中小学生。
(沈昌生口述,张利华记录和整理)
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