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科技创新大赛让青少年感受科技乐趣



西安—安艺晨—美丽新世界—铁一中滨河学校。

  小荷才露尖尖角,科技雏鹰待腾飞。一场以青少年为主的科技交流盛会——第33届陕西省青少年科技创新大赛在西安建筑科技大学举行。来自全省12个市(区)和有关单位的500多名参赛学生、科技教师参加活动。数百件优秀的青少年科技创新作品在这里集中展示。
  经过前三十二届大赛的探索,本界大赛项目不断完善,其中包括中小学生科技创新成果竞赛、科技辅导员科技创新成果竞赛、青少年科技实践活动比赛、少年儿童科学幻想绘画比赛、青少年科技创意竞赛等。据悉,本次大赛的参赛者不仅有幼儿园、中小学生(包括普通中小学,特殊教育学校,中等职业学校等),还有我省中小学科学教师,科技辅导员,各级教育研究机构,校外科技教育机构和活动场所的科技教育工作者等。而且,在学科门类的设计上,增加了体现赛事学科范围全面的交叉学科,如物理与天文学,环境科学与工程,行为与社会科学等。说了这么多,不如跟着我们的记者一同来看看大赛中的闪光点。
  奇思妙想 精彩纷呈
  实用的多功能钢笔
  铜川市第一中学的李广元同学主动向记者介绍他的新型多功能实用钢笔:“我的钢笔是为了解决现在市面上钢笔储墨量少、储墨颜色单一等问题”。只见他拿出一个模型模拟钢笔的储墨空间:“我将钢笔设置成一个整体的容器,将笔杆设计成储墨管,增加了储墨空间,并且分为两部分,可以放置两种不同颜色的墨水,我在笔杆和笔项的交接出添加了一个转换装置,在需要转换墨水颜色的时候,只要将笔杆和笔项轻轻拔出旋转即可,不用担心墨水会漏出。”他对钢笔的改进不只如此,据他介绍说,传统钢笔在吸取墨水时往往无法吸满,他针对这一点专门给储墨管上方安装了螺旋旋钮来控制推墨和吸墨。他还在笔帽上添加了一个U盘和夹子,又加入了几块可以固定U盘的磁铁,这样更加方便人们使用。最后,他兴致勃勃的解释到:“我在笔杆的后端装了重力感应装置,当你握笔姿势不对时,就会有闪烁灯提示”。
  新式智能电表
  目前大多数用户采用的是插卡式电表,这一过程中存在着很多麻烦和安全隐患,西安中学的谢柯同学通过自己生活中的观察发现了这一问题并着手研究,他发现如果对这类电表进行更换会涉及旧线路的改造,成本过高,因此他提出通过蓝牙传输代替原有的插卡取电。
  他告诉我们,在传统的电表中植入蓝牙模块相关的芯片,使电表直接连接在手机上,用户可以很直观的查看用电的使用情况,通过数据传输实现用户用电数据和互联网的结合。用户的客户端上都有自己的密码,今后用户还可以直接在线买电充值,省去了跑来跑去的麻烦。谢柯同学还谈到:“我今后还想把这个应用在水表上,这样会更加方便,另外,对于一些用户不及时缴纳水电费的问题,我还设想能不能像支付宝那样建立一个征信体系,更加方便物业的管理”。
  识雾霾自动开关窗户
  来自山阳中学高二年级的雷荷青、程洋同学发明了一款识别雾霾自动开关的窗户。在窗户外安装有空气传感器用以检测空气质量,并输出高低电平,使两组放大器驱动各自继电器相互工作,带动电机正转、反转。通过使用滑轮和拉线实现窗户上的玻璃进行开关,利用设置的磁敏传感器配合活动玻璃的上的小磁铁形成磁场感应,使磁敏传感器输出低电平,通过放大器,电子开关使正在运动的窗户停止。电路中设有延时器,增强电器工作的稳定性。
  他们还向记者介绍,作品面板上安装有手动和自动开关,可以人为控制,对于参赛作品,两人各有分工,互相提出想法,在这个过程中学习收获到了很多。
  做好科学梦的引路人
  
在大赛中,学生的科技综合素质得到充分的锻炼,这离不开广大科技辅导员在背后的默默支持。他们是广大青少年追求科学梦的引路人,是直接面向青少年开展科技教育和科技活动的指导者。这些来自陕西各个地市县的科技辅导员也带来了他们精心设计、制作的科教用具和科教方案。
  基于光伏温差电效应空间太阳能发电站演示仪
  你了解空间太阳能发电站吗?你知道它应用了那些科学方法和原理吗?同学们想要了解空间太阳能发电站只能通过视频或者图书文献进行查阅,然而西安建筑科技大学附属中学的程纬老师设计的“基于光伏温差电效应空间太阳能发电站演示仪”可以让你非常直观的看到空间太阳能发电站的工作原理。
  空间太阳能发电站由三部分组成:太阳能聚光和发电装置、能量转换与空间发射、地面接收与能量转换。不要以为只有三部分模块组成,就很简单。它其中涉及的科学方法和原理可不少,包括光直射,反射、折射,光伏效应、温差电效应,塞贝克效应,谐振,电致发光,激光能量无线传输,能量转换,温差发电,能量守恒等原理。
  超大型太阳能聚光镜与光伏电池阵,将太阳能转换为电能储存在锂蓄电池组。磁控管组与配套电源将电能转换成微波能,经过多端波导流导环形器耦合汇集,通过喇叭天线向地面定向发射微波束,谐振喇叭天线接收空间发射微波束,通过传输馈线引导到高频整流电路,将微波转换成电能供给地面电源。或太阳能电池阵与温差发电模块组,将太阳能转换为电能储存在锂蓄电池。通过高功率激光器把电能转换为激光束,向地面发射激光束能量,经过光学接收天线汇集,通过能量转换装置将激光能再转换成电能。
  探究机翼升力产生的实验及方法
  飞机为什么能飞上天空?不少人都会不加思索的回答:“像鸟儿一样,靠狭长的“翅膀”——机翼,鸟儿的翅膀是会动的。那么固定的机翼又是怎样产生向上的升力呢?虽然初中教科书上浅显的解释为“机翼‘上凸下平’气流在相同时间通过的路程不同”,这仅是从意向上说,并不容易让大多数学生很快认同,很难让学生顺理成章的认知、掌握,必须通过实验来强化。
  宝鸡凤翔县南指挥镇页渠中学赵永忠老师介绍他的实验方案时说,我的实验方案主要由模拟机翼(用废旧圆筒形铁皮弯卷制),并用鼓风机模拟风洞,再用带一小段红色水柱的改型U型管制做的微小压强计和相应的导管,以及固定台架组成。
  实验设计克服了现有实验装置不能测量机翼上、下面上的空气流速大小,以及压力(压强)大小,不能直接印证说明课本中的核心知识点“流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大”的缺点与不足,不仅设计用微小压差计比较上下表面的流速(文特利原理),用压差计实际测量机翼上下表面的压强值的差异大小情况,探究飞机升力产生的原因,并通过设置变量条件如不同风速(飞机速度),不同机翼造形时,测量比较上下对称点处及任意点处的压强差,从而探究得出影响机开力产生及大小的一些基本因素。
  实验设计及方法,不仅可用于初中物理教学中进行探究性实验,使学生更快更好更透彻的理解和掌握飞机机翼上升力产生的原因,还可供高校物理专业教学中进一步验证有关流体力学原理与公式如茹科夫斯基公式等。
  画笔绘出的科技
  地震好比一个“刺刀”,深深地扎入了人类生活的环境,影响着人类的生活,甚至威胁着人类的生命。地震灾害的发生,伴随着道路被破坏、房屋倒塌,此时的我们需要与时间赛跑,抢救被压在废墟中的人们成为我们的首要工作。如果,这个时候能有一辆地震救援车那该多好呀!来自西安市莲湖区远东第一小学的熊宇佳充分发挥自己的想象力画出了她的作品“地震救援车”。
  既要金山银山,也要绿水青山。在社会高速发展的今天,我们更加关注我们的生活品质,绿色消费、绿色出行、绿色居住成为人们的自觉行为,让人们在充分享受绿色发展所带来的便利和舒适的同时,履行好应尽的可持续发展责任,实现广大人民按自然、环保、节俭、健康的方式生活。西安铁一中滨河学校的安艺晨通过他自己手中的画笔来诠释一幅他自己所期待的“美丽新世界”。
  当今社会,网络正在不知不觉的影响着我们的生活,足不出户便可知道天下事。人们手机不离手,随时随地的上网已经成为一种大众现象。但是,你想过吗?只需一幅眼镜便可以轻松的上网。来自宝鸡陈仓区青少年校外活动中心的马愈菲,通过她自己的作品“能上网的智能眼镜”展现着科技正在不知不觉中改变了我们的生活。
  通过青少年科技创新大赛,发现和培养了一大批热爱科学、具有创新精神和实践能力的青少年科技创新后备人才,活动越来越受到广大青少年学生以及老师、家长的喜爱。本届赛事活动必将在我省青少年科技教育事业上写下浓墨重彩的一笔,也将激励更多青少年积极参与到科技创新体验活动中来。

(文/赵文强 孟星晨 于天涯)


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