紫牛头条｜学霸父亲和13岁儿子自建家庭实验室，“手搓”多个微缩版大国重器，成了科普好搭档

近日，在上海科技馆一楼舞台中央，立着一台涡喷发动机实验装置，叶片旋转的嗡鸣声与加力燃烧室喷出的火焰交织在一起；旁边依次陈列着十余件手工打造的涡喷、涡扇、涡桨发动机剖面模型以及风洞设备……前来参观的孩子们踮起脚尖、伸长脖子，惊叹声此起彼伏。站在这些大国重器模型旁从容讲解的，是上海市进才中学北校初二学生段砚觉和他的父亲段昌志。

2025年9月29日，扬子晚报曾报道过这对“父子兵”，报道刊出后，他们受到很多网友的关注。今年8月，父子俩受邀成为上海科技馆首批家庭志愿者，开展了一场《航空发动机科学实验秀》，为现场数百名观众揭开“大国重器”的奥秘。他们的故事，不仅被人民海军拍成专题片，还被央视新闻报道。

“手搓”缩微版大国重器的“父子兵”

兑现承诺，做出了涡扇发动机

“我们花了一年时间做了航空母舰电磁弹射器，它的主要部分是加速系统，由启动系统触发后，依靠100个电磁线圈依次加速，弹射后能量回收系统负责将剩余的电能回收利用……”此前在接受扬子晚报紫牛新闻记者采访时，段昌志和儿子已做出了缩微版的电磁弹射器，并表示，接下来将做涡扇发动机模型。

段砚觉在做实验

如今，这项工程也完成，他们还做出了一个系列，涡扇、涡喷、涡桨发动机等模型……

段昌志毕业于同济大学，主修通信工程和法学专业，还自学了天体物理知识。这些让观众赞叹的模型，全部出自他家63平方米居室里辟出的10平方米“家庭实验室”。这位“学霸”父亲告诉记者，“好多高科技原理我其实也不懂，我就和儿子一起摸索，慢慢摸到门道后，在实验中一点点验证。”

段昌志告诉记者，从段砚觉三岁起，他便开始对其进行科普启蒙，并带着孩子一起做科学实验。小学时，父子俩还一起给同龄孩子做天体观测和天体物理讲座，这时候是父亲讲一部分，孩子讲一部分。到了初中，两人立下约定：每年复刻一件大国重器模型，通过研究其原理与结构，逐步动手制作出一个可以真正运转起来的大尺寸模型。

从天文观测起步，到如今聚焦航空发动机，这些模型的外壳和零部件大多是他们在网上查资料、修改图纸后，用家用3D打印机打印而成，而最复杂的一台发动机，就需要上百个零件。

为了让孩子们看清内部结构，父子俩还专门制作了耐高温玻璃壳体的可点火带加力燃烧室的涡轮喷气式航空发动机，火焰燃烧间，叶片旋转、气流走向，一目了然。

连续两年斩获市级大奖

他们还受邀登舰参观

今年13岁的段砚觉动手能力和学习能力都很强。因为参与制作，他解说缩微版大国重器之时，信手拈来，自信满满。

父子俩在上海科技馆展示并讲解大国重器模型

段砚觉自己录制的科普视频，也收获了全网点赞。比如，视频《科学小子带你认识航空发动机》单条抖音播放量即超过345万，获赞10万；他和父亲制作的科普视频，全网播放总量已超500万。

在2025年上海市科学实验展演汇演中，段砚觉一家凭借耗时近一年打造的长2.2米、重130斤的航空母舰电磁弹射器模型，以民间选手身份获得第三名；2026年，他们带着航空发动机系列实验再次出战，先夺得上海市浦东新区科学实验大赛第一名，后在市级决赛中以0.2分之差位居第三，再次站上领奖台。两次比赛的前两名，均为上海市的专业场馆。

这份影响力引起了多方关注。今年4月，人民海军官方专程来到段砚觉家的家庭实验室，拍摄了专题片《我与人民海军的故事》，并在多个平台置顶发布。段砚觉也因此受邀登上导弹驱逐舰宿州舰、沂蒙山舰参观。因段砚觉需参加学校期中考试，父亲段昌志独自参加海军节舰艇开放日，登上导弹护卫舰阜阳舰和综合补给舰千岛湖舰，和舰上的官兵交流。这一幕也被央视捕捉到，并以“导弹护卫舰的特殊客人”为题在央视播出一分多钟；此外，“上海发布”也以段家“手搓”缩微版大国重器为主题，拍摄了专题片《家庭实验室的科技逐梦》。

热心公益科普宣传，惠及万人，

“家庭实验室开放日”异常火爆

虽然这对父子的实验室仅10平方米，但他们的科学梦并未局限于家中一隅。在过去的数年间，这一家人走进周边社区，开展公益科普讲座300场。

今年8月30日，段家的家庭实验室迎来了第二次开放日。从上午10点到傍晚6点，全天划分8个时间段，每个时间段接待5至6组家庭，共有40多组邻居家庭走进这间10平方米的实验室。

段家家庭实验室向孩子们开放

儿子段砚觉作为主讲，向前来参观的家庭成员系统讲解了航空发动机、风洞、电磁炮、电磁弹射器等大国重器的原理，并穿插大量基础物理知识，现场的生动演示吸引了参观的市民。而父亲段昌志在旁查漏补缺，确保每一个科学原理都被讲透。值得一提的是，整个讲解过程伴随着多个科学实验，前来的孩子们不仅能眼看耳听，还能亲手触摸模型部件、观察实验现象，真正实现了“在动手中学科学”。

为了给孩子们打开仰望星空的窗口，这个家庭还在天文观测上不遗余力——自费购置了口径280mm的超大口径行星望远镜和专业的太阳日珥镜，仅这两台设备的花费就近10万元。从深空行星到太阳表面的剧烈活动，孩子们在家门口就能亲眼看见宇宙的壮丽。

父子俩自置天文器材开展公益科普

段昌志告诉记者，这些年投入在家庭实验室和科普设备上的资金已超过20万元，仅天文观测设备就占了一半。

“他们父子俩为了把科普做得纯粹而公益，所有的资金全部自掏腰包。”段昌志的妻子李子花告诉记者，她始终全力支持父子俩，包括他们拒绝多家企业和社会机构的投资捐赠。

“10月12日，我们将去武汉参加全国科学实验比赛，这个算是国家赛事了。据说每个省市的名额非常少，竞争激烈，我们争取能拿个好成绩。”段昌志说。

未来想报考军校

好好学习科技报国

“我们的家庭实验室虽然小，但能让更多小伙伴参与进来，展示我国科技的发展和强大，我就很开心了。”段砚觉对记者说。

段昌志向记者表示，他和妻子一直以实际行动支持儿子。记者了解到，段砚觉就读的上海市进才中学北校，是一所科技教育氛围浓厚的学校。在校长金卫东看来，“好学”比“学好”更重要，“育人”比“育分”更根本。该校以“少年科学院”为主阵地，将课外科技教育融入日常教学，依托创新实验室与馆校合作资源，开展自然探究、工程创造、社会调研、文创科创等项目化实践，组织学生参与各级科创赛事。

段昌志称，除了科技教育，他还注重孩子的爱国主义教育，希望儿子始终保持这份对科学的热忱，成为一个对国家、对社会有用的人。

谈及未来，段砚觉的目标清晰而坚定，“我要好好学习，将来报考国防科技类专业，为祖国贡献力量。”

扬子晚报/紫牛新闻记者 梅建明

编辑 张冰晶

主编 陈迪晨