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(shí)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(duì)日常生活中、學(xué)習(xí)中或勞動(dòng)時(shí)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(jì)制造的新產(chǎn)品。這類活動(dòng)使學(xué)生手腦并用,而且容易激發(fā)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐興趣,開發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)他們的實(shí)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(dòng)過程中,學(xué)生是活動(dòng)的主體。他們用課本上和通過其他途徑學(xué)到的文化知識(shí)和科學(xué)技術(shù),像科學(xué)家那樣去探索和實(shí)驗(yàn),獲得創(chuàng)造知識(shí)。在科技創(chuàng)新活動(dòng)中,在教師的輔導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)問題,查找資料,制訂計(jì)劃和親身實(shí)踐,在實(shí)驗(yàn)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(jià)值的科技作品。
每當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)研究課題,他們就經(jīng)歷了一個(gè)完整的科學(xué)研究過程,從而學(xué)會(huì)了一定的科學(xué)研究方法,在解決實(shí)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(dòng)時(shí),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(shí)發(fā)現(xiàn)問題:用蒼蠅拍雖能打死蒼蠅,但會(huì)留下死蒼蠅的內(nèi)臟污點(diǎn),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(dòng)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(jì)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(huì)讓蒼蠅“自投羅網(wǎng)”。這個(gè)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(jiǎng)。
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(shí),圖書管理員要在一個(gè)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(shí),學(xué)生要排著長隊(duì)等候。
為此,一對(duì)同胞姐妹郭嬰、郭嬰霞動(dòng)起了腦筋,想了很多辦法,經(jīng)過反復(fù)嘗試,動(dòng)手實(shí)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(jì)制作出“尋找方便的借書證”。這個(gè)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(jiǎng)。
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(shí)踐中,要使學(xué)生發(fā)展個(gè)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(dòng)大膽地去設(shè)計(jì),突破原有的知識(shí)圈,打破常規(guī),而產(chǎn)生新的設(shè)想。特別是對(duì)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(lì),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(gè)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(gè)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(gè)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(jì)了:“有編號(hào)的一次性杯子”。有編號(hào)的一次性杯子,是把一袋一次性杯子中,給每個(gè)杯上分別印上不同的編號(hào):1、2、3……,再在杯上寫上“用杯記號(hào),再喝找它,減少用杯,環(huán)保第一”的字樣。
用簡單的編號(hào)來區(qū)分一次性杯子,避免人們在一個(gè)場合用兩個(gè)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(shí),發(fā)揚(yáng)勤儉節(jié)約優(yōu)良傳統(tǒng)。這個(gè)“有編號(hào)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(jiǎng)。
三、實(shí)踐科技制作活動(dòng)
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(diǎn),牢固樹立以學(xué)生為主的.思想,努力營造學(xué)生主動(dòng)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?dòng)中,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(dòng)的水域,校園內(nèi)沒有供學(xué)生船模活動(dòng)的水域,妨礙學(xué)生船模活動(dòng)正常展開。以前,我校船?;顒?dòng)只能組織學(xué)生跑到校外的池塘邊去試航,要花很多的時(shí)間,又不安全,特別危險(xiǎn)。
在船?;顒?dòng)中,李偉同學(xué)想到,學(xué)生中午洗飯碗的地方,有個(gè)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(yàn)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(dòng),船艏是向右偏航,船艉向右擺動(dòng),船艏是向左偏航,只要調(diào)整到船艉不擺動(dòng),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(shí)驗(yàn)時(shí)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(yàn)船模的航行速度果然很好。
實(shí)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(shí)間又十分方便,更安全,可以邊做邊試驗(yàn),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?dòng)不僅是為了獲獎(jiǎng),更重要的是在研制船模活動(dòng)中培養(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(gè)小發(fā)明為廣大船模活動(dòng)愛好者解決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(bào)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(jiǎng)。
我們的船?;顒?dòng),不但與課本知識(shí)、科技創(chuàng)新、技能技巧相結(jié)合,而且把這個(gè)科技創(chuàng)新活動(dòng)的收獲經(jīng)驗(yàn)上升為理論。通過學(xué)生自己設(shè)計(jì)活動(dòng)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(dòng)的研究,促進(jìn)小學(xué)生在家庭里、校園內(nèi)、生活中、社會(huì)上,學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)知識(shí),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(shí)能力和實(shí)踐能力,是人類主觀能動(dòng)性的高級(jí)表現(xiàn),是推動(dòng)民族進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的不竭動(dòng)力,下面是我為大家?guī)淼那嗌倌昕萍紕?chuàng)新小論文,希望對(duì)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(shí)驗(yàn)。
【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(jì):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(jì)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(shí)記錄數(shù)據(jù)最后進(jìn)行分析。
【科學(xué)性】
本次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)完全由學(xué)生設(shè)計(jì),親自動(dòng)手操作,不拘泥于資料中的數(shù)據(jù),通過自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法,找到了問題的答案。
【創(chuàng)新點(diǎn)】
根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(huì)發(fā)生變化,例如小磁鐵在兩塊大磁鐵的干擾下磁力會(huì)有所減弱;磁鐵放在爐子旁,在高溫情況下,磁力也會(huì)有所減弱;鐵釘吸附在磁鐵上,經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)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(huì)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(shí)驗(yàn),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(dòng)等。我們著重對(duì)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(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)對(duì)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(gè)磁極多點(diǎn)測量的辦法,即以一個(gè)磁極的中點(diǎn)為主要測量點(diǎn),把磁鐵四角的四個(gè)點(diǎn)作為輔助測量點(diǎn),因?yàn)樵谟来盆F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(diǎn)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(diǎn)為P,S極的中點(diǎn)為Q。
1.強(qiáng)磁場環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)
我們在實(shí)驗(yàn)室中先用高斯計(jì)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(shí)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(duì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2.高溫環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)
我們?yōu)榱税l(fā)現(xiàn)溫度對(duì)于磁鐵磁力的影響,我們采用高溫電爐對(duì)磁鐵進(jìn)行加熱,用高斯計(jì)對(duì)磁鐵的磁場值進(jìn)行測量,以溫度每升高20℃為界限對(duì)磁鐵進(jìn)行測量,因?yàn)闂l件不允許,而且通過查資料我們看到磁鐵在高溫時(shí)與降溫后的磁場值變化不大,所以我們測量磁鐵時(shí)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(duì)U形磁鐵重新充磁的實(shí)驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)的最后,我們準(zhǔn)備對(duì)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(jì)測量后,測得S為-92.8GS,N為77.6GS,雖然它的磁場值沒有實(shí)驗(yàn)前大,但現(xiàn)在仍可以吸起小塊金屬。
這次實(shí)驗(yàn)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(duì)照曲線圖可以看到對(duì)電磁鐵所加電流小于20A時(shí),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(shí),磁鐵的磁極以及磁場值發(fā)生了許多變化,N極的五個(gè)測量點(diǎn)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(shí),S極的Q點(diǎn)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(gè)點(diǎn)中有三個(gè)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?yàn)檩斎胫绷麟姶艌龅碾娏魇?1A時(shí),電磁鐵中的磁場值明顯超過了磁鐵兩極的磁場值,所以會(huì)對(duì)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(shí),N極的幾個(gè)輔助測量點(diǎn)都發(fā)生了偏轉(zhuǎn),主測量點(diǎn)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(shí)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(shí)電磁鐵內(nèi)的磁場值是輸入電流為40A時(shí)的10倍,這時(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,我們可以明顯看到N、S極的P、Q點(diǎn)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(shí)磁場值下降最快,當(dāng)爐內(nèi)溫度到達(dá)300℃左右時(shí),磁鐵被加熱至紅熱狀態(tài),溫度達(dá)到340℃時(shí),磁鐵兩極的磁場值都降至很小,溫度到360℃時(shí),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(huì)發(fā)生變化:磁鐵在高溫環(huán)境下磁力會(huì)減弱直至消失;磁鐵的磁場方向在強(qiáng)磁場環(huán)境下會(huì)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(huì)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(dòng)都會(huì)產(chǎn)生磁性。但由于其運(yùn)動(dòng)的方向各自不同,普通的金屬內(nèi)部各個(gè)分子電流的取向是雜亂無章的,它們的磁場互相抵消,對(duì)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(dòng)的電子,全部排列整齊,而此時(shí),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?yàn)榫哂写判缘拇盆F靠近鐵釘時(shí),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(huì)受到外界強(qiáng)磁場的干擾而發(fā)生變化,這時(shí)磁鐵內(nèi)部的電子旋轉(zhuǎn)的取向會(huì)有所不同,會(huì)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?yàn)榇盆F內(nèi)的分子在高溫環(huán)境下熱運(yùn)動(dòng)會(huì)加快,改變了電子運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)律性,會(huì)使分子電流互相抵消,從而使磁鐵的磁力減弱直至消失。對(duì)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(shí)驗(yàn)我們對(duì)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(huì)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(shí),由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失,磁鐵就對(duì)它失去了吸力,這時(shí)磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會(huì)把它們分開,同時(shí)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(shí)現(xiàn)還需要我們的進(jìn)一步努力。
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