科技創(chuàng)新小發(fā)明小論文
小發(fā)明是要求運(yùn)用科學(xué)知識和科學(xué)規(guī)律,各位同學(xué),看看下面的科技創(chuàng)新小發(fā)明小論文吧!
摘 要:是對日常生活中、學(xué)習(xí)中或勞動時遇到的不方便、不順手和不稱心的事物,進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)造性地設(shè)計制造的新產(chǎn)品。這類活動使學(xué)生手腦并用,而且容易激發(fā)學(xué)生的科學(xué)實踐興趣,開發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)他們的實踐能力和創(chuàng)造精神。
關(guān)鍵詞:提出問題;自主創(chuàng)造;制作
一、提出科技創(chuàng)新問題
在科技教育活動過程中,學(xué)生是活動的主體。他們用課本上和通過其他途徑學(xué)到的文化知識和科學(xué)技術(shù),像科學(xué)家那樣去探索和實驗,獲得創(chuàng)造知識。在科技創(chuàng)新活動中,在教師的輔導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)問題,查找資料,制訂計劃和親身實踐,在實驗中積累數(shù)據(jù),在研究中分析數(shù)據(jù),直至撰寫科技小論文或創(chuàng)造出有價值的科技作品。
每當(dāng)學(xué)生完成一個研究課題,他們就經(jīng)歷了一個完整的科學(xué)研究過程,從而學(xué)會了一定的科學(xué)研究方法,在解決實際生活、學(xué)習(xí)和工作中的問題的過程中,提高了他們的思考能力。
在科技創(chuàng)新活動時,學(xué)生提出一些研究問題或研究方法,教師要給予肯定和積極引導(dǎo)。我校是農(nóng)村學(xué)校,夏季學(xué)生家里蒼蠅很多,胡婷玉同學(xué)在滅蠅時發(fā)現(xiàn)問題:用蒼蠅拍雖能打死蒼蠅,但會留下死蒼蠅的內(nèi)臟污點,很不衛(wèi)生;如果用粘蒼蠅紙,只等蒼蠅 “自投羅網(wǎng)”,不能主動出擊,效果不佳。在教師的指導(dǎo),從研究蒼蠅拍開始,直至設(shè)計制作衛(wèi)生滅蠅兜。
衛(wèi)生滅蠅兜不但能滅停著不飛的蒼蠅,而且還能逮住在空中亂飛的蒼蠅;還會讓蒼蠅“自投羅網(wǎng)”。這個小發(fā)明獲得嘉興市第二十二屆青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎。
學(xué)校圖書室是學(xué)生的第二課堂,學(xué)生借書后,借書證放在圖書室內(nèi)。當(dāng)學(xué)生到圖書室還書時,圖書管理員要在一個班的借書證中,找到還書學(xué)生的借書證,不是件容易事。來還書借書的人多時,學(xué)生要排著長隊等候。
為此,一對同胞姐妹郭嬰、郭嬰霞動起了腦筋,想了很多辦法,經(jīng)過反復(fù)嘗試,動手實踐,不斷改進(jìn),每一次的改進(jìn),都向前跨了一步,終于設(shè)計制作出“尋找方便的借書證”。這個小發(fā)明獲浙江省第二十三屆青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。
二、探究科技自主創(chuàng)造
自主創(chuàng)造是素質(zhì)教育的培養(yǎng)目標(biāo),是學(xué)生探究科技自主創(chuàng)新的重要途徑。在科技教育實踐中,要使學(xué)生發(fā)展個性,激發(fā)學(xué)生自身的創(chuàng)造,促進(jìn)創(chuàng)造力的開發(fā),就必須讓學(xué)生自己主動大膽地去設(shè)計,突破原有的知識圈,打破常規(guī),而產(chǎn)生新的設(shè)想。特別是對那些有新意、有創(chuàng)見的方面,哪怕是星星之火,也要給予肯定和鼓勵,以增強(qiáng)學(xué)生的自信心和積極性,進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性。
如,朱懿超同學(xué)發(fā)現(xiàn):不少人愛用一次性杯子,尤其是用一次性杯子招待客人,而客人也喜歡用一次性杯子喝水喝茶,認(rèn)為這樣干凈衛(wèi)生。但是,目前的一次性杯子都存在著一個共同問題,一袋一次性杯子中的杯子是一模一樣的。在人多的場合,杯子放手后,往往由于認(rèn)不準(zhǔn)自己喝過茶水的那個杯子,而再用新杯,造成嚴(yán)重浪費(fèi),污染環(huán)境。
怎樣來解決這個問題,減少一次性杯子的浪費(fèi)呢?朱懿超同學(xué)進(jìn)行了研究,想到了多種方法,最后設(shè)計了:“有編號的一次性杯子”。有編號的一次性杯子,是把一袋一次性杯子中,給每個杯上分別印上不同的編號:1、2、3……,再在杯上寫上“用杯記號,再喝找它,減少用杯,環(huán)保第一”的字樣。
用簡單的編號來區(qū)分一次性杯子,避免人們在一個場合用兩個以上的杯子,減少一次性杯子的使用,減少“白色污染”,增強(qiáng)環(huán)保意識,發(fā)揚(yáng)勤儉節(jié)約優(yōu)良傳統(tǒng)。這個“有編號的一次性杯子”小發(fā)明,獲得嘉興市第二十三屆青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎。
三、實踐科技制作活動
培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力,教師必須更新教育理念,轉(zhuǎn)變教育觀點,牢固樹立以學(xué)生為主的.思想,努力營造學(xué)生主動求知的學(xué)習(xí)氛圍,充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,大膽放手讓學(xué)生自主探究,做科技創(chuàng)新的主人。
如,在船?;顒又?,船模制作完畢,要進(jìn)行試航。船模試航是調(diào)整船模的穩(wěn)性、航向、航速和航程的重要措施。但是,絕大多數(shù)學(xué)校沒有船模試航活動的水域,校園內(nèi)沒有供學(xué)生船?;顒拥乃颍恋K學(xué)生船?;顒诱U归_。以前,我校船?;顒又荒芙M織學(xué)生跑到校外的池塘邊去試航,要花很多的時間,又不安全,特別危險。
在船?;顒又校顐ネ瑢W(xué)想到,學(xué)生中午洗飯碗的地方,有個長方形的水槽,只要堵住出水洞,在水槽中可做船模試航,這樣既方便又安全。
李偉同學(xué)的船模在水池內(nèi)試驗中發(fā)現(xiàn):船模的航行方向,當(dāng)船艏前面頂住池壁,船艉向左擺動,船艏是向右偏航,船艉向右擺動,船艏是向左偏航,只要調(diào)整到船艉不擺動,船模的方向就準(zhǔn)了。
船模的航行方向解決了,航行速度怎樣測試?李偉同學(xué)想到了科學(xué)課上做實驗時的測力器,把測力器鉤船模的尾部,拉力大,就是航行速度快。通過用測力器,試驗船模的航行速度果然很好。
實踐證明,船模試航用儀器在水池中可以進(jìn)行水密性、穩(wěn)性、航向、航速和航程測量得到正確的數(shù)據(jù)。這樣既節(jié)省時間又十分方便,更安全,可以邊做邊試驗,大大提高了研制船模的工作效率。我校船模選手在我的指導(dǎo)下,參加桐鄉(xiāng)市、嘉興市、浙江省比賽取得了好成績。我們研制船?;顒硬粌H是為了獲獎,更重要的是在研制船?;顒又信囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高了創(chuàng)新能力、樹立了創(chuàng)新觀念!
這個小發(fā)明為廣大船?;顒訍酆谜呓鉀Q了沒地方試航的問題。這篇《船模在普通家用水池中試航的研究報告》科技小論文獲得桐鄉(xiāng)市青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。
我們的船?;顒?,不但與課本知識、科技創(chuàng)新、技能技巧相結(jié)合,而且把這個科技創(chuàng)新活動的收獲經(jīng)驗上升為理論。通過學(xué)生自己設(shè)計活動內(nèi)容,他們將不斷地開拓思路,不斷有新的嘗試,新的創(chuàng)造,不斷進(jìn)入自身理想馳騁的新境界。
總之,在新理念指導(dǎo)下,開展培養(yǎng)小學(xué)生科技小發(fā)明活動的研究,促進(jìn)小學(xué)生在家庭里、校園內(nèi)、生活中、社會上,學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)知識,發(fā)揮每一位小學(xué)生各自的潛力和創(chuàng)造性,是我們要培養(yǎng)的目的。
青少年科技創(chuàng)新小論文
創(chuàng)新是人類特有的認(rèn)識能力和實踐能力,是人類主觀能動性的高級表現(xiàn),是推動民族進(jìn)步和社會發(fā)展的不竭動力,下面是我為大家?guī)淼那嗌倌昕萍紕?chuàng)新小論文,希望對大家有所幫助。
【目的】
為了發(fā)現(xiàn)磁鐵磁性受高溫與強(qiáng)磁場環(huán)境的影響,并且為了找到我們在學(xué)習(xí)中常見的V形磁鐵的居里溫度,我們進(jìn)行了實驗。
【思路】
為發(fā)現(xiàn)磁鐵磁力減弱或消失的變化情況,我們準(zhǔn)備采用模擬這兩種環(huán)境的方法。強(qiáng)磁場的環(huán)境采用直流電磁鐵來模擬;高溫環(huán)境采用高溫電爐進(jìn)行模擬。
【工具材料】
永磁鐵:兩塊,分別為U形和條形。
高斯計:LakeShore制造的410型,最小分辨率為0.1GS,量程為2000GS。
電源:直流穩(wěn)流電源,最大輸出電流為400A,最大輸出電壓為50V。
兩極直流電磁鐵。
天津電爐廠制造的RJX25—13型箱式高溫電爐,最高加熱溫度為1350℃。
【制作過程】
用高斯計測量一塊V形磁鐵和一塊長條形磁鐵,分別放入強(qiáng)磁場及高溫環(huán)境中,不斷改變輸入電磁鐵的電流和電爐溫度,同時記錄數(shù)據(jù)最后進(jìn)行分析。
【科學(xué)性】
本次實驗得到了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并進(jìn)而得到一些簡單的物理結(jié)論。
【先進(jìn)性】
本次實驗完全由學(xué)生設(shè)計,親自動手操作,不拘泥于資料中的數(shù)據(jù),通過自己設(shè)計的實驗方法,找到了問題的答案。
【創(chuàng)新點】
根據(jù)設(shè)計實驗思路,提出具體的操作方法,并親手操作,得到了最后的結(jié)論。
在日常生活中原本磁力很強(qiáng)的磁鐵由于在強(qiáng)磁場的環(huán)境下磁力的方向以及大小會發(fā)生變化,例如小磁鐵在兩塊大磁鐵的干擾下磁力會有所減弱;磁鐵放在爐子旁,在高溫情況下,磁力也會有所減弱;鐵釘吸附在磁鐵上,經(jīng)過一段時間后會有磁性,我們查閱了許多資料,知道每一塊磁鐵都有不同的居里溫度(Curie Temperature),即磁鐵在該溫度下會失去磁性,而我們在學(xué)習(xí)中常見到的磁鐵的居里溫度是多少呢?帶著生活、學(xué)習(xí)中許許多多有關(guān)磁鐵磁力減弱、消失、產(chǎn)生的種種疑問,我們進(jìn)行了具體的實驗,得到了準(zhǔn)確、定量的物理結(jié)論。
經(jīng)過認(rèn)真的分析以及查找資料我們發(fā)現(xiàn),使磁鐵的磁力減弱或消失的條件有:高溫環(huán)境、強(qiáng)磁場環(huán)境以及強(qiáng)烈震動等。我們著重對高溫以及強(qiáng)磁場兩種環(huán)境下磁鐵磁力減弱或消失的情況進(jìn)行了實驗;實驗的目的是發(fā)現(xiàn)磁鐵在高溫環(huán)境下磁力的變化情況,并盡可能地發(fā)現(xiàn)其中的一些規(guī)律,預(yù)計在最后數(shù)據(jù)構(gòu)成的曲線圖像中可以發(fā)現(xiàn)一些大致的趨勢和簡單的規(guī)律。
我們用高斯計對磁鐵進(jìn)行磁場值的測量。為了使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,我們采用了一個磁極多點測量的辦法,即以一個磁極的中點為主要測量點,把磁鐵四角的四個點作為輔助測量點,因為在永磁鐵中,磁感線的分布在磁鐵的四角有重疊部分,所以不很準(zhǔn)確,而中心能夠準(zhǔn)確地反映磁極的磁場值,所以在數(shù)據(jù)中我們以磁極中心的磁場值為最主要的數(shù)據(jù),具體點的命名是:N極的四角分別為A、B、C、D;S極的四角分別為E、F、G、H;N極的中點為P,S極的中點為Q。
1.強(qiáng)磁場環(huán)境下的實驗
我們在實驗室中先用高斯計測量了條形型鐵N、S兩極的磁場值,接著我們將其放入了直流電磁場中,這時將經(jīng)穩(wěn)流電源整流、濾波后的直流電通給直流電磁場一定安培的電流,用高斯表測量強(qiáng)磁場內(nèi)的磁場值,之后關(guān)閉穩(wěn)流電源,拿出條形磁鐵,再次用高斯表測量其N極、S極的磁場值的大小,進(jìn)行對比之后,重復(fù)以上步驟,只是逐步增大其輸入電流,記錄不同的數(shù)值之后畫出曲線圖,通過曲線對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2.高溫環(huán)境下的實驗
我們?yōu)榱税l(fā)現(xiàn)溫度對于磁鐵磁力的影響,我們采用高溫電爐對磁鐵進(jìn)行加熱,用高斯計對磁鐵的磁場值進(jìn)行測量,以溫度每升高20℃為界限對磁鐵進(jìn)行測量,因為條件不允許,而且通過查資料我們看到磁鐵在高溫時與降溫后的磁場值變化不大,所以我們測量磁鐵時都是在磁鐵從電爐中拿出用水冷卻后才進(jìn)行測量的。
3.對U形磁鐵重新充磁的實驗
在實驗的最后,我們準(zhǔn)備對已經(jīng)完全失去磁性的磁鐵放入直流電磁鐵中進(jìn)行充磁,即將其按照一定的方向放入(即將其側(cè)放,目的是盡可能使直流電磁鐵的磁感線符合U形磁鐵原始的磁感線分布,真正達(dá)到充磁的目的),然后再給電磁鐵通上400A的電流,五秒鐘后將電磁鐵斷電,拿出磁鐵,經(jīng)過高斯計測量后,測得S為-92.8GS,N為77.6GS,雖然它的磁場值沒有實驗前大,但現(xiàn)在仍可以吸起小塊金屬。
這次實驗最終測量出來數(shù)據(jù)基本符合我們的預(yù)料,在強(qiáng)磁場環(huán)境下的數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的曲線較為不規(guī)律。對照曲線圖可以看到對電磁鐵所加電流小于20A時,磁鐵正負(fù)磁場的磁場值變化不大,磁極也沒有發(fā)生任何偏轉(zhuǎn),當(dāng)輸入電流大于20A時,磁鐵的磁極以及磁場值發(fā)生了許多變化,N極的五個測量點大幅度減小,平均都在六分之一到七分之一左右,而S極也發(fā)生了許多變化,輸入電流由1 8A變?yōu)?1A時,S極的Q點由-319GS變?yōu)?2GS。另外,不但數(shù)值發(fā)生了很大的'變化,極性也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。在我們測量的五個點中有三個發(fā)生了偏轉(zhuǎn),之所以兩極的磁場值發(fā)生巨大的變化,是因為輸入直流電磁場的電流是21A時,電磁鐵中的磁場值明顯超過了磁鐵兩極的磁場值,所以會對磁鐵產(chǎn)生很大的影響。在后來的幾次測量中,磁極的磁場值變化都不是很大,直至將輸入電流增加到40A時,N極的幾個輔助測量點都發(fā)生了偏轉(zhuǎn),主測量點的值也已經(jīng)變得很小,而S極的磁場值也已經(jīng)完全成為正值,這說明磁鐵的兩極在此時已經(jīng)完全發(fā)生了變化。緊接著我們就將輸入電流增大至200A,這時電磁鐵內(nèi)的磁場值是輸入電流為40A時的10倍,這時的磁鐵的磁極已經(jīng)與外面的涂漆標(biāo)志相反了,這塊磁鐵的涂漆為S一端已經(jīng)可以和一塊正常的磁鐵涂漆為S的那一端相吸引了。在高溫環(huán)境下的實驗數(shù)據(jù)中,我們可以明顯看到N、S極的P、Q點的磁場值都是隨著溫度的上升而下降的,當(dāng)溫度在220℃~300℃之間時磁場值下降最快,當(dāng)爐內(nèi)溫度到達(dá)300℃左右時,磁鐵被加熱至紅熱狀態(tài),溫度達(dá)到340℃時,磁鐵兩極的磁場值都降至很小,溫度到360℃時,兩極磁場值均變?yōu)?。
磁鐵在高溫以及強(qiáng)磁場環(huán)境下磁力會發(fā)生變化:磁鐵在高溫環(huán)境下磁力會減弱直至消失;磁鐵的磁場方向在強(qiáng)磁場環(huán)境下會發(fā)生變化,甚至發(fā)生磁極的偏轉(zhuǎn);沒有磁性的金屬在強(qiáng)磁場環(huán)境下會具有一定的磁力。
一切物質(zhì)都是由它的分子組成的,分子又由原子組成,原子由原子核和核外電子組成,電子在不停地自轉(zhuǎn)和繞原子核旋轉(zhuǎn),電子的這兩種運(yùn)動都會產(chǎn)生磁性。但由于其運(yùn)動的方向各自不同,普通的金屬內(nèi)部各個分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對外界不顯磁性。在外界強(qiáng)磁場的作用下,有些物質(zhì)內(nèi)部原本的、各自運(yùn)動的電子,全部排列整齊,而此時,電子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁效應(yīng)與外界磁場方向一致,物質(zhì)便呈現(xiàn)出磁性。磁鐵之所以能吸住鐵釘,是因為具有磁性的磁鐵靠近鐵釘時,鐵釘內(nèi)的原子被磁鐵磁化。同理,若是讓正常的磁鐵處在強(qiáng)磁場環(huán)境下,磁鐵內(nèi)部的電子旋轉(zhuǎn)的磁效應(yīng)與外界磁場方向不同,所以磁鐵內(nèi)部的一部分電子旋轉(zhuǎn)的取向會受到外界強(qiáng)磁場的干擾而發(fā)生變化,這時磁鐵內(nèi)部的電子旋轉(zhuǎn)的取向會有所不同,會有一部分分子電流互相抵消,使磁鐵內(nèi)部的磁場方向發(fā)生很大的變化,甚至發(fā)生磁極偏轉(zhuǎn)。而磁鐵在高溫環(huán)境下磁力消失是因為磁鐵內(nèi)的分子在高溫環(huán)境下熱運(yùn)動會加快,改變了電子運(yùn)動方向的規(guī)律性,會使分子電流互相抵消,從而使磁鐵的磁力減弱直至消失。對磁鐵進(jìn)行重新充磁,使原子的電子排列重新具有規(guī)律性,而使失去磁性的磁鐵重新具有磁力。
通過這次實驗我們對于磁鐵退磁得到了更加深刻的理解,而利用磁鐵的居里溫度以及磁極偏轉(zhuǎn)這些性質(zhì),可以為我們更好地服務(wù),例如,電飯鍋底部的控溫裝置就是利用了磁鐵居里溫度這一特性,該裝置用的就是一塊居里溫度是105℃并且在降溫后磁性還會恢復(fù)的磁鐵,當(dāng)鍋里的水分干了以后,食品的溫度將從100℃上升。當(dāng)溫度到達(dá)大約105℃時,由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失,磁鐵就對它失去了吸力,這時磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會把它們分開,同時將電源開關(guān)斷開,停止加熱,如果在不方便測溫度的情況下,可以放入一塊磁鐵性質(zhì)已知的磁鐵,最后通過分析磁鐵的磁場值的變化來估算溫度最高達(dá)到了多少。利用這些性質(zhì)在安全開關(guān)、放火滅火方面有很大作用,當(dāng)然這些都是一些設(shè)想,若要真正實現(xiàn)還需要我們的進(jìn)一步努力。
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