当化学实验遇上益智文创，会碰撞出怎样的火花？民盟南通市虹桥二中支部主委、56岁的葛德新给出了答案。

　　他既是传道授业的化学园丁，也是脑洞大开的科创高手，还是痴迷益智玩具的“老顽童”。其自研教具“集气瓶挂扣器”纳入教育部中学化学实验仪器目录，让十万师生受益；开发益智玩具“南通六桥巧板”，把濠河六桥风光融进特色文创，尽显本土魅力；深耕九连环、鲁班锁、牛头扣等传统益智玩具收藏与科普，300余场公益讲座，将科学的种子与文化的根脉播撒在孩子们的心田。在第26个全国科技活动周到来之际，记者对话这位跨界出彩的“发明达人”，探寻他用巧思与热爱，打通科学与人文的壁垒，让科创赋能童心的故事。

　　小小挂扣惠及十万学子

　　5月25日，在市虹桥二中初三（1）班，葛德新正带领学生在化学实验室进行实验，而在诸多实验器具中，有一件就出自他的发明。

　　在初中化学课上，氧气制备是一项常见的化学实验。然而，葛德新发现常用的排水法收集氧气时有一个明显的弱点——在水中向倒置且装满水的集气瓶内通氧气一段时间后，集有大半瓶氧气的瓶身往往摇摇欲坠，需要学生用手扶住瓶身，稍有不慎集气瓶就会滑倒，导致实验前功尽弃。能否有一种方法既能解放学生的双手，还能提高氧气收集效率？2015年，葛德新反复思考后，决定设计一款“集气瓶挂扣器”，既能固定住集气瓶的瓶身，还能利用“氧气不易溶于水”的特点，提前制备多瓶氧气，让教学效率更高。

　　“我先画了一个草图，又多方打听联系到一家塑胶公司的技术人员，和他商量这个设计的可操作性。”在得到技术人员的验证后，葛德新果断决定自掏腰包1万元定制这款教具，“制作集气瓶挂扣器的原材料并不贵，但必须达到一定的生产数量，厂家才会开模生产。”就这样，首批6000只集气瓶挂扣器成功脱模生产，在市区各中学推广后，大受同行及学生欢迎，这给了葛德新极大的信心。

　　这一年，他凭借这一发明，成功拿到了国家知识产权局授予的实用新型专利，同时获得江苏省中小学优秀自制教具比赛一等奖。“除了收集氧气外，在收集氢气、甲烷等难溶于水的气体时，也可以用到这种挂扣器，给排水收集气体实验带来很大的方便。”

　　2019年，葛德新的这一发明被教育部纳入《初中化学教学装备配置标准》，要求全国每所初级中学必配“集气瓶挂扣器”30个。截至目前，这款“集气瓶挂扣器”已在全国几十个省市、近千所中学得到推广和使用，惠及师生10万名。

　　方寸板块承载城市文脉

　　“六一”将至，益智玩具“南通六桥板”在南通博物苑附近的文创商店展销，吸引了众多外地游客特别是孩子的关注。这款玩具同样出自葛德新的发明。

　　作为理科老师，葛德新对数学也有着浓厚的兴趣。受中国传统游戏七巧板的启发，他改良发明了一款“益智六巧板”。“由正方形、三角形、梯形等6块不同形状的巧板组成，可拼出‘古钱’‘斧头’‘矮脚杯’‘钻头’等200多种对称图形，能加深孩子对图形的认识。”葛德新强调，这对于培养学生的空间想象能力、手脑协调能力都大有裨益，还能为几何学习打下基础。

　　为了将这款玩具设计从图纸上搬到现实生活中，2019年，葛德新自掏腰包8000元联系厂家生产制作，“用两副‘益智六巧板’还可以拼成‘勾股定理演示板’，方便明了地证明勾股定理，让学生更好地理解数学原理。”这一年，葛德新发明的“益智六巧板”再次成功获批实用新型专利。

　　2024年，葛德新对这款玩具又进行了“焕新升级”——将六块板形制对应濠河六桥，即濠河上友谊桥、北濠桥、长桥、和平桥、文化宫桥、人民公园桥这6座标志性桥梁，由此制作成“南通六桥板”，使这一益智玩具兼具几何教育与文化传承功能，并成功入选“2024南通优秀旅游文创商品”。“这也是我在濠河边散步得到的灵感。”他说，通过“南通六巧板”不仅可以启发孩子们找到数学中的对称美，还能了解“六桥文化”和城市变迁的历史，可谓“一举多得”。

　　记者注意到，在随“南通六巧板”附赠的使用说明上，还配上了二维码，方便购买者扫码了解200多种对称图形拼法，“我请人设计了一款小程序，方便数学迷在手机或电脑上沉浸式仔细研究拼法。”葛德新说。

　　公益科普点亮益智童心

　　“你转过身去，别偷看。过一分钟你再转过来，这把锁扣就解开了。”周日下午，在虹桥二中图书馆一楼的“中国民间传统数学智力游戏活动室”内，葛德新化身“老顽童”，和几个学生玩益智玩具，欢声笑语不断。

　　鲁班锁、九连环、牛头扣、问号扣、对色棋、华容道……活动室内，陈列着葛德新收藏的近百种益智玩具。课余时间，这里就成了他和学生们进行脑力PK的小天地。

　　在诸多益智玩具中，葛德新对九连环尤其喜爱。“《红楼梦》的第7回就写到了‘林黛玉在房中玩九连环’的情节。据说，爱因斯坦也喜欢玩九连环。”他介绍，九连环是各种环类游戏的代表，最早可以追溯到战国时代。作为中国传统文化中最有代表性的数学智力玩具，九连环是中国古人智慧的结晶，“对于锻炼逻辑思维、培养专注精神、活动手指筋骨，都有很大的帮助。”葛德新说，完整解下九连环至少需要256步，蕴藏着“环环相扣”“欲进先退”等丰富的人生哲学。

　　2000年，葛德新在上海出差时，购买了一只九连环，放在家里很长时间都解不开。“虽然可以上网查解法，但我更愿意自己琢磨。”从无从下手到用4分多钟解环，从右手解环到左手解环，从一个人玩到带领一群学生玩，葛德新花了整整十年研究、练习，并在校园推广。他告诉记者，玩法的核心在于“隔环解环”的递归规则，“就是把大麻烦拆成小麻烦，直到能直接解决为止。它核心是把复杂问题层层简化，像剥洋葱一样，直到露出最核心的简单情况。”在葛德新的影响下，虹桥二中很多孩子都爱上了解九连环，“有些孩子手小，解环的速度比我还快呢。”

　　这些年，葛德新将业余的大量时间精力投入公益科普活动。作为“江苏省青少年优秀科技辅导员”“江苏省青少年高校科学营优秀带队教师”，他利用节假日将九连环、七巧板、鲁班锁等十多项益智科普项目带入几十所中小学校课堂和相关社区，开展了300多次公益活动，在实践中普及了科学知识和创新思维，更增强了广大师生的文化自信。在他的积极推动下，崇川区教体局于2018年、2019年连续两年将“九连环”纳入崇川区中小学生科技制作与创新技能大赛的项目之一。

　　“我最大的乐趣就是发明创造，未来希望能够设计出更多寓教于乐的教学用具和益智玩具，让孩子们找到学习的快乐。”56岁的葛德新说，他正在筹划成立“南通九连环手脑运动研究室”，鼓励更多九连环爱好者加入进来，“比如，培训一批解环高手，定期在相关景点表演，以文旅展演项目的形式向外地游客秀出‘教育之乡’的智慧风采。”（冯启榕）