举办创新大赛的根本宗旨在于推动青少年科技活动的蓬勃开展,培养青少年的创新精神和实践能力,提高青少年的科技素质,鼓励优秀人才的涌现;提高科技辅导员队伍的科学素质和技能,推进科技教育事业的普及与发展。 各地市、全省、全国,一级级的科技创新大赛让那些年龄稚嫩作品大气的学生有了发挥的空间。这些小小发明家是如何想到去做这些东西的?实验的过程又是怎样的?我们一起来了解吧。
唐肖潇 蒙特利尔的音乐感知
□本报记者 张丹丹
近日,合肥市第27届青少年科技创新大赛在合肥科技馆拉开帷幕。同学们的小发明、小创造一一呈现在评委们的面前。那些司空见惯的小发明,已经不足为奇,合肥市第六中学高二(24)班学生唐肖潇的发明却是一个让人看不见摸不到的小研究,给评委们留下了很好的印象。
蒙特利尔音乐感测试是一项国际化的对不同人的音乐感知能力的测试,但是在国内并没有太多关于这项的研究。要说研究这个课题的原因还得从一个故事说起。有一次唐肖潇的妈妈带她去看一位87岁的完颜老人,老人患老年痴呆症很多年了,连自己的亲生子女都不认识。为逗老人开心,孝顺的女儿哼唱了几句老人年轻时爱听的《夜上海》和《四季歌》,老人的女儿只会唱两句“夜上海、夜上海……”,老人说“你没唱完”,随后就自顾自地将整首曲全部唱完。此时,唐肖潇惊呆了,她想不明白,为什么一个连自己孩子都不认识的老年痴呆症患者居然能记得大段年轻时喜爱的歌词?是不是一个人的大脑深处能存储喜爱的音乐并在某一天会像闸门一样突然打开?
唐肖潇以“年龄与文化在音乐感知中的作用”为题展开了各项调研,分别对调查者进行音乐情绪测试以及考察基本素养的感知测试。在年龄层面上,从五至六岁到七十岁近400多名调查者中,试听国内外著名的乐曲,分别对快乐、悲伤、平静、恐惧进行感知得出了结论,幼儿与老人对音乐的认知能力差不多,但是青少年乃至成年人对音乐感知逐渐提升,高中生的能力最强。在另一个文化层面上,分别对城乡生活的人进行测试、艺校和非艺校的对比,以及找到国内外学生进行调研。得出了结论:通过城市与山区儿童的比较,发现长期音乐文化接触能够改善音乐感知水平;音乐专业训练可使节拍感知大幅提高;音乐欣赏具有跨文化性,与生俱来。然而音乐有着极强的文化特性,处于不同文化背景的人们,音乐对情绪的诱发存在不可忽视的差异。
在长达几个月的数据统计过程中,唐肖潇也打过退堂鼓,但是一想到那个完颜老人脑袋里就萌生出“有想法就一定要走下去”的念头。如今,国外的蒙特利尔测试,在安徽地区实属首创,在得到一系列的肯定后,唐肖潇信心十足:“无论是在创新上还是在发明上,人们总要努力去创造一些有的,没有的,去改变我们对事物的认知能力。音乐这种跨文化跨国界的艺术,我们需要对它进行更深刻的研究。”
张卫民 机械代替人力的潜心研究
□本报记者 孙玉萍
摩托车是人们生活中常用的交通工具,具有快速、灵活的特点,给人们出行提供了很大的方便,但是中国摩托车生产技术却无法处于前列。出于这个考虑,蚌埠市第三中学高一(5)班学生张卫民开始研究《模拟摩托车脚踩启动机构——“机械脚”的研制》。
去年暑假,张卫民的爸爸带着他出去玩,中间到了一家摩托车生产厂。摩托车在出厂前都会进行相关的测试,确保出厂的产品是合格的。在对脚启动的各项数据进行检测时,都是采用人工的方式。连续的脚踩实验对测试人员来说会有很大的体力消耗,并且测试时由于体力下降致使脚踩力等数据前后有变化。另外由于检测时发动机是放在实验台上,此时再用脚踩就不方便了。正是这个契机,让张卫民有了研制出一种代替人脚装置的念头。
因为发动机的脚踏板已经设计成型,所以需要的就是以一个机构来代替脚踩,由此他想到利用一种往复运动机构来实现人的脚上下踩踏的动作。发动机转速很高,所以要使用减速器进行减速,利用不完全齿轮传动实现动作和停止,再利用曲柄滑块机构最终实现“脚踩”动作中的一个来回,从而最终模拟人的脚踩踏摩托车启动杆的动作,以实现脚启动发动的目的。整体构思已经形成,但是要实现这一构想,中间的过程是曲折的。从摩托车厂回来以后,张卫民就着手开始了自己的研究。光是弄明白摩托车的工作原理,就耗费了他很多的精力和时间去翻阅各类书籍、上网查资料。每天放学回家,完成功课以后,张卫民就开始在电脑上制作模型。这其中,也碰到不少难题,比方说在齿轮的制作方面张卫民就卡壳了,如何让它做到跟真实工作的原理一样,绞尽脑汁,他也没想到解决办法。最后,张卫民只好来到徐校长的办公室,向他请教。
经过半年的努力,《模拟摩托车脚踩启动机构——“机械脚”的研制》最终帮助他获得了今年蚌埠市科技创新大赛的一等奖,同时他也将代表蚌埠市参加安徽省科技创新大赛的角逐。
李兆星 学会环保从研究泥鳅开始
□本报记者 吴 琼
泥鳅想必是很多同学喜爱的一道菜肴,特别是在春天这个泥鳅上市的季节,新鲜泥鳅的口感十分鲜美。不过随着城市的发展,工业越来越发达,大量铅、镉等重金属不断流入水域生活环境,污染也越来越严重,各类重金属污染给泥鳅的生存环境带来巨大影响,污染使得泥鳅存活量降低的同时质量也大打折扣。究竟重金属对泥鳅的影响是如何体现的?合肥市第38中学七(12)班学生李兆星用了两个月的时间去探讨不同程度的铅对泥鳅淀粉酶活性的影响。
今年的元旦前后,李兆星在爸爸的陪同下前往安徽省农科院购买了100条新鲜泥鳅,回到家又从中挑选了70条个头相当的进行生物实验和研究。每周李兆星都往圈养泥鳅的水桶中加入一定数量的铅。为了保证泥鳅的正常生长,他还购置了专业的供氧设施以及染毒处理器和碘应用液等一系列相关物品。从1月份开始,每个周末他带上几条泥鳅前往安徽省农业大学生物研究室进行实验,解剖出泥鳅的肝胰脏并捣碎,通过离心机取其上清液测试光密度。经过两个月8周的实验,李兆星发现随着有明显毒性的重金属铅的加入,泥鳅的淀粉酶活性并没有得到促进,反而被抑制。
3月9日,李兆星带着自己的实验成果参加了合肥市第27届青少年科技创新大赛并获得了一等奖。这次的实验经验不仅是让李兆星走进了大学的科研实验室,接触到了很多书本上所没有的知识,更重要的是让他明白环保的重要性和必要性。“在未来的日子里,由于社会的发展很多事情不是我们个人的努力能够解决的,但是我们可以从自己做起,这样才能够让更多人加入环保这个大家庭!”
刘子涵 冰冻方法鉴别地沟油
□本报记者 鲁振荣
我们每天都会在生活中遇到各种问题,生活中积攒的一些小窍门就是针对生活中出现的一些问题而总结归纳出的解决方法。那你有没有想过,这些窍门中蕴含着哪些科学道理呢?如果自己在生活中遇到问题,如何运用自己所掌握的知识去解决问题呢?合肥市第八中学高一(27)班学生刘子涵在这次科技创新大赛夺得了第一名的好成绩,她不是依靠什么高深的科学研究,而是对我们生活中常见的问题做起了文章。
刘子涵参加本次科技创新大赛的选题取材于生活,解决的问题就是我们日常最关心的地沟油鉴别问题。“我当初也没有想到这个选题,有一次看新闻的时候,在播放关于地沟油的新闻。于是我就想到如何运用家常的方法将地沟油鉴别出来呢?”在确立选题后,刘子涵立即付诸于行动,到图书馆查阅资料,首先了解地沟油与普通食用油的区别,然后再利用两者之间的差别去鉴定。
刘子涵在不断的了解中发现,地沟油与正常食用油主要有几点区别。“因为地沟油是从各个饭店回收的,其中除了植物油以外,还有动物油,因为动物油是无法从中剥离出来,于是我就想到了利用它们的不同物理原理来鉴别。”刘子涵采用的是冰点和溶点相结合的方法鉴别。动物油与植物油的冰点不同,在0℃的冰箱中放置5.5个小时后,地沟油会结冰,而正常的食用油则无太大变化;或者将油放到零下10℃的环境中,待到全结冰后拿出来,正常的食用油很快就会融化,而地沟油需要达到接近20℃的时候才会开始融化。因为这种物理鉴别方法操作简单便捷,非常适合生活,所以刘子涵比较喜欢这种方式。
“还有一种方式是利用地沟油的化学原理,因为地沟油在下水道中腐败,会产生NaCl,将地沟油用酒精溶解后,加入硝酸银,如果有氯化银沉淀,则说明是地沟油。还有就是检测Na离子,在地沟油回炼的时候通常会加入一些碳酸钠,这样油中就会有大量的Na离子存在,加入乙酸铀酰锌后会生成柠檬黄沉淀。但是乙酸铀酰锌在市面上很难买到,所以这种方法虽然简单,但是不容易操作。”刘子涵同样利用地沟油的化学性质来作为分辨的根据。
这次比赛中,很多发现发明都来源于生活。“参加这次比赛,让我的信心得到了很大的提高,而且也开阔了眼界。在比赛展览中我看到许多发明都很贴近生活,比如自动脱泥机等,还有热心市民为我们提意见完善发明,让大家的创新精神得到极大的鼓舞。”刘子涵如是说。