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“卓”尔不凡,只为实

2021-01-03秦银银黄新阶

发明与创新·中学生 2021年12期
关键词:氢氧化钠娃娃气压

秦银银 黄新阶

8月28日下午,湖北省赤壁市第一中学高三毕业生冯卓玲参加了第35届全国青少年科技创新大赛线上展示交流活动。她介绍了自己的研究项目《氢氧化钠固体和二氧化碳反应的新发现》,并分享了探究过程。于她而言,跨越实地距离与来自各地对科技创新怀着热忱之心的青少年一起交流学习,是一次难得的体验。

无论是平时的学科学习还是开展科技创新活动,又或是参与播音主持,“主动”“热爱”“坚持”的特质在冯卓玲身上都有深刻的体现。作为一个理想主义者,她觉得世界是一个美好的存在,“即使偶有不愉快,也可以用创新思维去改变。”

夹娃娃游戏引出的思考

月饼包装盒中的干燥剂由什么组成?暖宝宝的发热原理是什么?如何判断食品包装中的干燥剂是否变质?找不到埋在墙体和地面瓷砖下面的水管、电线的破损处怎么办?“爱折腾”的冯卓玲不仅仅擅长提问,更喜欢自己探究,解决问题。

作为夹娃娃游戏的深度爱好者,冯卓玲只要看到娃娃机,就会忍不住想要一展身手,但大部分时间都是“竹篮打水一场空”,夹到娃娃的几率很小。她有些不甘心,甚至上网搜索“夹娃娃秘籍”,然而并不管用。她总结后发现,每次所得物品的价值与所投钱币的价值相差甚远。“夹娃娃机是不是设置了什么‘机关’?算不算是一种赌博机?”经过长时间的探究,她得出了赌博机的赢钱原理,并形成项目研究报告,该项成果获得了第32届湖北省青少年科技创新大赛三等奖。

“后来再去夹娃娃时,我会先观察,数数夹过的次数,去找最有可能是‘必胜夹’的娃娃机下手,这样用同等数量的币夹到的娃娃真的比原来多。”将研究成果用于实际并取得成效,冯卓玲颇有些得意,“我的小舅舅也是夹娃娃游戏的爱好者,后来我们一起去夹娃娃时,我告诉他我的这项研究,他当时就两眼放光,就像全场的娃娃都是他的了一樣。”

以爱之名关注热点

初中时,冯卓玲所在的学校地处城乡交界处,她目睹了城镇学生与农村学生之间因为生活习惯、交流方式等差异而引发的冲突。在一些报道中,一起起在校学生之间出现的校园欺凌事件让她有些揪心。

校园欺凌的成因有哪些?如何减少校园欺凌现象?……围绕学生对校园欺凌行为的认识、校园欺凌行为的主要表现形式、校园严重欺凌事件的发生频率等问题,冯卓玲设计了问卷,对学校师生及家长进行了走访调查,回收有效问卷六百余份,又利用网络问卷对赤壁市3所公办初中学校进行了量化研究,分析整理并形成《中学校园欺凌现状的调查报告》。

“我希望那些不擅长交流的同学能学会与他人和谐相处的技巧,教师更加注重学生品德教育,家长更加关注孩子的性恪、行为变化,学校建设积极向上的校园文化。我希望每个同学都能感受到这个世界的美好。”冯卓玲这份饱含爱与善意的研究成果获得了第34届湖北省青少年科技创新大赛一等奖。

揪出教辅“小漏洞”

上高一时,冯卓玲选择化学作为开展研究性学习的方向。一次,她在重复氢氧化钠固体和二氧化碳反应的实验时,为了更直观地了解实验过程,她加入威尼尔数字传感器。当看到该反应的曲线变化图时,她惊奇地发现,这与教辅书上描述的现象不太一样。

“我测试出来的氢氧化钠固体和二氧化碳反应过程中的反应速率不同,完全反应后容器内的气压不为零,这与教辅书中描述的‘匀速反应’‘完全反应后容器内的气压为零’有很大的出入。”为了确定这不是一个偶然现象,她重复做了多次实验,结论还是与教辅书中的描述不一致。究竟是怎么回事?

看似简单的反应,探究起来并不容易。比如,反应过程中氢氧化钠固体会因吸潮而混入水,水也能消耗二氧化碳,所以仅凭气压减小这一现象,并不足以证明氢氧化钠固体与二氧化碳可以反应;要精准控制二氧化碳的用量,避免误差过大让人误解等。在老师的指导下,冯卓玲在传统实验的基础上引入数字化技术,将反应过程“可视化”“精确化”地呈现出来。

经过大量的实验和分析,最终,冯卓玲用事实证明了,水与二氧化碳混合后,刚开始瓶内气压会瞬间增大,氢氧化钠固体与二氧化碳各阶段的反应速度不一样,反应结束后容器内的气压也不会降为零。这些结论颠覆了原有教辅中对氢氧化钠固体和二氧化碳反应实验现象的描述。这一研究成果获得了第35届湖北省青少年科技创新大赛一等奖。

“不唯上,不唯书,只为实,”冯卓玲觉得自己在这次探究过程中收获了更多的学习方法,“学会转变思维,我们就能从很常见的现象中找到新的问题。”

手机变为“学习掌中宝”

日常生活中,手机是人们不可或缺的通信、娱乐、休闲工具。可在冯卓玲的手中,手机的功能远不止这些。

在“光的双缝干涉实验”中,由于实验观察所用的目镜较小,冯卓玲便在手机摄像头上装上单反镜头,将手机屏幕当成特制的观察目镜,光的双缝干涉条纹在手机屏幕上变得清晰可见,有效解决了空间受限问题。她还利用智能手机内置的指南针工具中附载的角度传感器,测量物体沿斜面匀速下滑时的角度等等。

除了在实验中善用智能手机,冯卓玲还将手机的学习功能发挥得淋漓尽致,利用信息技术助力各学科的日常学习。例如,用“语文作文智能批改软件”在线批改自己的作文,检查作文水平;用“形色”学习植物的分类和品种;用“星空App”快速查找星星的名称和位置;用“化学元素App”观赏立体化的元素周期表;用“几何画版”学习几何与代数;用软件“钢琴”“人人钢琴”学习音乐创作……

“对我影响最大的是在高考前,通过App上的知识树整理答题的技巧,成功在一个月内为我的弱势科目提升了10分。”提及自己的学习经验,冯卓玲颇有些自豪。

看似文静的冯卓玲是一个很主见的人,“我会积极争取自己喜欢的东西。”高中时期的她,曾因主持一百多万网友在线观看的晚会而成为校园“名人”,也曾因为坚信治愈性的声音能带给人希望而成为配音达人,更因为深信世界的美好而成为公益达人。“我希望每年都有时间可以参加一些公益活动,从小事做起,尽自己所能帮助他人。”

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