南平一中數學建模社:鑄魂筑夢守文脈 青春創(chuàng)新向未來

第31屆福建省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎獲得者嚴宇康(右二) (南平一中 供圖)
提及2017年5月對南平古城墻的專項研究,南平一中數學建模社的同學們至今記憶猶新:用激光測距儀記錄古城墻殘余高度時,需避開風化嚴重的磚面,方能確保數據精準;借助Sketchpad軟件構建三維模型,能將復雜的現實地形簡化為可量化計算的斜面。
面對文化傳承的時代使命,南平一中積極引導數模社學子以現代科學為筆,在探尋閩北歷史文脈的研究報告中,書寫下厚重的青春答卷。這場跨越千年的“文脈對話”,正是該?!柏熑舞T魂·創(chuàng)新筑夢”育人理念的生動實踐與鮮活詮釋。
“最初看到古城墻斑駁的墻磚時,我們只覺得它是歷史的‘見證者’。能否通過數學和物理知識,讀懂它的‘前世今生’?”數模社指導教師包文濤回憶,社團成員們通過實地勘測、文獻考證與數學建模,開啟了這場穿越時空的對話。
在延平區(qū)延壽樓、老城區(qū)城墻、福建林業(yè)職業(yè)技術學院后山城墻遺址、明翠閣經龍山至環(huán)城路后山城墻等地點的實地勘測階段,同學們利用周末時間,攜帶激光測距儀、卷尺等工具分組收集數據。研究團隊從墻磚銘文入手,查閱《南平縣志》中關于古城墻的記載,逐句比對銘文內容與史料細節(jié),通過殘存文字與史書記載的交叉印證,首次確證部分城墻始建于南朝時期,距今已有1500余年歷史。
最具挑戰(zhàn)性的是數學建模環(huán)節(jié)。為解析古城墻的防御智慧,同學們先運用Sketchpad建立三維模型,將現實地形簡化為可計算的斜面,把城墻抽象為長方體,再引入非線性規(guī)劃分析,模擬不同墻高、墻寬下敵軍進攻的難度系數,比如古代弓箭的有效射程、士兵攀爬的最大高度等因素。最終得出結論:墻高3米可有效阻止近戰(zhàn)進攻,墻寬4.5米能抵御古代弓箭射擊,總長5000米的城墻體系可攔截大規(guī)模敵軍。這項研究深刻揭示了古代勞動人民的營造智慧。
“科學研究不僅要讓千年城墻‘開口說話’,更要為古城墻修繕和現代防御工程提供有效依據?!卑臐蠋煹倪@番話,讓團隊將目光進一步投向社區(qū)與文化傳承。他們走進城墻周邊的社區(qū)街道,走訪年長居民,記錄“城墻根下的故事”,并將這些口述歷史整理成文。數模社成員運用線性規(guī)劃優(yōu)化保護方案,提出“分級保護、活態(tài)利用”的創(chuàng)新思路,讓千年文脈在青少年手中煥發(fā)新生。該校數模社的這項研究,最終榮獲第三十三屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽青少年科技實踐活動一等獎。
數模社的研究成果,只是南平一中育人成果的一個縮影。近年來,學校依托“責任鑄魂·創(chuàng)新筑夢”理念,培育出一大批兼具文化素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的優(yōu)秀學子:2016屆盛哲瑾專注城市規(guī)劃相關研究,獲清華大學降40分錄??;2018屆嚴宇康結合地理與數學知識,設計“福建九地市最佳旅游路線”,高考成績躋身全省前十;2023屆張博深憑借直線與曲線旋轉問題的現實應用,征戰(zhàn)歐盟青少年科學家競賽;2024屆袁宇揚從“相機光圈與三角形縮放的關系”切入,用數學思維解析光學原理,最終以數學、物理雙滿分、全省第二的成績考入北京大學……
這些學子的成長軌跡,共同勾勒出南平一中“責任鑄魂·創(chuàng)新筑夢”的生動圖景。從守護一方城墻到胸懷萬里山河,從解決身邊問題到服務國家戰(zhàn)略,南平一中走出了一條“科技+人文”融合育人的特色之路。在教育強國、文化強國建設的征程中,學校培養(yǎng)的不僅是掌握知識的學習者,更是兼具文化根脈、創(chuàng)新思維與時代擔當的新人。當責任融入血脈,創(chuàng)新成為習慣,青春就能在實現民族復興的征程中綻放最耀眼的光芒。在南平一中這方育人沃土上,更多夢想正在孕育生長,學校正著力培養(yǎng)更多助力民族復興的棟梁之才。
□本報記者 黃靚 通訊員 陳祥龍
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