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“卓”爾不凡,只為實

2021-01-03 20:24:40秦銀銀黃新階
發明與創新·中學生 2021年12期
關鍵詞:校園探究實驗

秦銀銀 黃新階

8月28日下午,湖北省赤壁市第一中學高三畢業生馮卓玲參加了第35屆全國青少年科技創新大賽線上展示交流活動。她介紹了自己的研究項目《氫氧化鈉固體和二氧化碳反應的新發現》,并分享了探究過程。于她而言,跨越實地距離與來自各地對科技創新懷著熱忱之心的青少年一起交流學習,是一次難得的體驗。

無論是平時的學科學習還是開展科技創新活動,又或是參與播音主持,“主動”“熱愛”“堅持”的特質在馮卓玲身上都有深刻的體現。作為一個理想主義者,她覺得世界是一個美好的存在,“即使偶有不愉快,也可以用創新思維去改變。”

夾娃娃游戲引出的思考

月餅包裝盒中的干燥劑由什么組成?暖寶寶的發熱原理是什么?如何判斷食品包裝中的干燥劑是否變質?找不到埋在墻體和地面瓷磚下面的水管、電線的破損處怎么辦?“愛折騰”的馮卓玲不僅僅擅長提問,更喜歡自己探究,解決問題。

作為夾娃娃游戲的深度愛好者,馮卓玲只要看到娃娃機,就會忍不住想要一展身手,但大部分時間都是“竹籃打水一場空”,夾到娃娃的幾率很小。她有些不甘心,甚至上網搜索“夾娃娃秘籍”,然而并不管用。她總結后發現,每次所得物品的價值與所投錢幣的價值相差甚遠。“夾娃娃機是不是設置了什么‘機關’?算不算是一種賭博機?”經過長時間的探究,她得出了賭博機的贏錢原理,并形成項目研究報告,該項成果獲得了第32屆湖北省青少年科技創新大賽三等獎。

“后來再去夾娃娃時,我會先觀察,數數夾過的次數,去找最有可能是‘必勝夾’的娃娃機下手,這樣用同等數量的幣夾到的娃娃真的比原來多。”將研究成果用于實際并取得成效,馮卓玲頗有些得意,“我的小舅舅也是夾娃娃游戲的愛好者,后來我們一起去夾娃娃時,我告訴他我的這項研究,他當時就兩眼放光,就像全場的娃娃都是他的了一樣。”

以愛之名關注熱點

初中時,馮卓玲所在的學校地處城鄉交界處,她目睹了城鎮學生與農村學生之間因為生活習慣、交流方式等差異而引發的沖突。在一些報道中,一起起在校學生之間出現的校園欺凌事件讓她有些揪心。

校園欺凌的成因有哪些?如何減少校園欺凌現象?……圍繞學生對校園欺凌行為的認識、校園欺凌行為的主要表現形式、校園嚴重欺凌事件的發生頻率等問題,馮卓玲設計了問卷,對學校師生及家長進行了走訪調查,回收有效問卷六百余份,又利用網絡問卷對赤壁市3所公辦初中學校進行了量化研究,分析整理并形成《中學校園欺凌現狀的調查報告》。

“我希望那些不擅長交流的同學能學會與他人和諧相處的技巧,教師更加注重學生品德教育,家長更加關注孩子的性恪、行為變化,學校建設積極向上的校園文化。我希望每個同學都能感受到這個世界的美好。”馮卓玲這份飽含愛與善意的研究成果獲得了第34屆湖北省青少年科技創新大賽一等獎。

揪出教輔“小漏洞”

上高一時,馮卓玲選擇化學作為開展研究性學習的方向。一次,她在重復氫氧化鈉固體和二氧化碳反應的實驗時,為了更直觀地了解實驗過程,她加入威尼爾數字傳感器。當看到該反應的曲線變化圖時,她驚奇地發現,這與教輔書上描述的現象不太一樣。

“我測試出來的氫氧化鈉固體和二氧化碳反應過程中的反應速率不同,完全反應后容器內的氣壓不為零,這與教輔書中描述的‘勻速反應’‘完全反應后容器內的氣壓為零’有很大的出入。”為了確定這不是一個偶然現象,她重復做了多次實驗,結論還是與教輔書中的描述不一致。究竟是怎么回事?

看似簡單的反應,探究起來并不容易。比如,反應過程中氫氧化鈉固體會因吸潮而混入水,水也能消耗二氧化碳,所以僅憑氣壓減小這一現象,并不足以證明氫氧化鈉固體與二氧化碳可以反應;要精準控制二氧化碳的用量,避免誤差過大讓人誤解等。在老師的指導下,馮卓玲在傳統實驗的基礎上引入數字化技術,將反應過程“可視化”“精確化”地呈現出來。

經過大量的實驗和分析,最終,馮卓玲用事實證明了,水與二氧化碳混合后,剛開始瓶內氣壓會瞬間增大,氫氧化鈉固體與二氧化碳各階段的反應速度不一樣,反應結束后容器內的氣壓也不會降為零。這些結論顛覆了原有教輔中對氫氧化鈉固體和二氧化碳反應實驗現象的描述。這一研究成果獲得了第35屆湖北省青少年科技創新大賽一等獎。

“不唯上,不唯書,只為實,”馮卓玲覺得自己在這次探究過程中收獲了更多的學習方法,“學會轉變思維,我們就能從很常見的現象中找到新的問題。”

手機變為“學習掌中寶”

日常生活中,手機是人們不可或缺的通信、娛樂、休閑工具。可在馮卓玲的手中,手機的功能遠不止這些。

在“光的雙縫干涉實驗”中,由于實驗觀察所用的目鏡較小,馮卓玲便在手機攝像頭上裝上單反鏡頭,將手機屏幕當成特制的觀察目鏡,光的雙縫干涉條紋在手機屏幕上變得清晰可見,有效解決了空間受限問題。她還利用智能手機內置的指南針工具中附載的角度傳感器,測量物體沿斜面勻速下滑時的角度等等。

除了在實驗中善用智能手機,馮卓玲還將手機的學習功能發揮得淋漓盡致,利用信息技術助力各學科的日常學習。例如,用“語文作文智能批改軟件”在線批改自己的作文,檢查作文水平;用“形色”學習植物的分類和品種;用“星空App”快速查找星星的名稱和位置;用“化學元素App”觀賞立體化的元素周期表;用“幾何畫版”學習幾何與代數;用軟件“鋼琴”“人人鋼琴”學習音樂創作……

“對我影響最大的是在高考前,通過App上的知識樹整理答題的技巧,成功在一個月內為我的弱勢科目提升了10分。”提及自己的學習經驗,馮卓玲頗有些自豪。

看似文靜的馮卓玲是一個很主見的人,“我會積極爭取自己喜歡的東西。”高中時期的她,曾因主持一百多萬網友在線觀看的晚會而成為校園“名人”,也曾因為堅信治愈性的聲音能帶給人希望而成為配音達人,更因為深信世界的美好而成為公益達人。“我希望每年都有時間可以參加一些公益活動,從小事做起,盡自己所能幫助他人。”

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