防虫树裙山西临县盛产枣子,但枣曲虫对枣子的危害很大。这种简单巧妙的防虫树裙,实用性强,受到了枣农的欢迎,荣获第六届全国青少年发明比赛一等奖。小发明样品完成后,还要进行实践检验与改进。即将作品拿去使用一段时间,在使用中发现问题,并向家长老师和同学广泛征求意见,看还有没有改进或不合理的地方。在研究性学习课中,我们以此为课题进行了多次实验研究。

能让生活更方便的科学创新小制作
为让你在青少年科技创新活动中有所遵循,开阔视野,活跃思维,我们向你介绍搞小发明常见的几种选题思路和创造技法。但愿你从中得到精神的鼓励、方法的启迪,产生研究与创作的灵感,会心地说一声:“我能行!”。一、什
么是科学小发明
一提到"发明"二字,有些同学就害怕了,那有多难啊!其实创造发明并不神秘,有好多中小学生的发明,都在全国甚至国际上获了奖呢!
科学小发明,是指青少年在日常学习、生活、劳动中,对那些感觉到用起来不称心、不方便的东西或方法,运用自己学过的科学知识,设计、制造出目前还没有的更称心、更方便的新物品或新方法。它同"大发明"比较起来,选择的范围比较窄,解决的问题比较单一,使用的材料比较好找,所花的经费也不多,所以称为"小发明"。
小发明有没有质量标准呢?有。一件优秀的小发明应具备"三性",即新颖性、创造性和实用性。
1.新颖性。新颖性是指你在完成这个小发明之前,还没有出现过同样内容或技术的产品。也就是说,你既在街上的商店里买不到同样的产品,也没有在书刊、广播电视中看或听到过介绍;同样的发明,既没有由他人向专利局提出过申请并记载于专利申请文件中,也没有由他人申报参加各级发明创造比赛。但是,如果你在别的发明上增加了新的功能、新的方法、新的用途,或是将原有的几件物品巧妙地组合在一起,构成一个新个体,增加了新的功能,那也算具有新颖性。
好客鞋
一天,魏强同学跟爸爸到一个朋友家做客,一进门就把他给难住了:主人家铺着地毯,不换鞋显得不礼貌。换鞋吧,脚又有臭味。回家后,魏强就想:如果有一种拖鞋,不用脱下脚上的鞋就能穿,那该多好!后来,他从旅游鞋上的尼龙搭扣得到启发:将拖鞋上的鞋袢装上尼龙搭扣,一按就搭上,一掀就拉开,要肥要瘦不就可以调节了吗?于是他找来一双旧拖鞋,剪开鞋袢,缝上尼龙搭扣,做成了"好客鞋"。这项小发明在第四届全国青少年发明创造比赛中获得了三等奖。
其实,魏强的小发明只不过是将尼龙搭扣这项别人的发明移植到拖鞋上,但使拖鞋有了新的功能,尼龙搭扣也有了新用途,这项小发明也就具备了新颖性。
2.创造性。创造性是指小发明同原来的同类产品已有的技术相比,有突出的实质性特点和显著的进步。
方便肥皂盒
一般的肥皂盒装点水,肥皂就会发粘,不容易取出来,肥皂的寿命也很短。天津的范平同学利用杠杆原理发明了方便肥皂盒。打开肥皂盒,肥皂就会立起来。它和同类产品相比,技术上要先进一些,获得了第一届全国青少年发明创造比赛一等奖。
3、实用性。实用性是指该发明能够制造或使用,并且产生积极的效果。小发明要能够做成实实在在的物品,不能只是想法或设计图纸,而且还要能够解决生产生活中的实际问题。
防虫树裙
山西临县盛产枣子,但枣曲虫对枣子的危害很大。刘艳同学仔细观察枣曲虫的生长活动规律,发现雌虫要爬上树干与雄虫交配再残害树叶、树果。他就想了一个办法,在树干的半腰围一圈硬塑料片,内层涂上除虫药膏,使雌虫上不了树。这种简单巧妙的防虫树裙,实用性强,受到了枣农的欢迎,荣获第六届全国青少年发明比赛一等奖。
当然,完成一件小发明并不是"眉头一皱,计上心来"这么简单,它要经过选题、构思设计、制作、实践检验与改进、成功等步骤。
搞小发明的第一步,就是要确定发明的对象,考虑研究什么问题,这就是选题。对青少年来说,应从自己所熟悉的生活实际出发,在学校、家庭及周围的生活圈中去寻找发明题材。如当你在学习、生活中遇到一些困难时,你肯定会说:"要是有某某东西就好了。"这个你想的所要发明的东西就可作为发明对象。不过,同学们在选题时,一定要结合自己的知识水平和设计制作能力,不要空想办不到的发明。
体裁选好后,接着是构思设计。也就是根据基本的科学原理和经验,设计出选题对象的形态、结构、方法与实施方案。构思时尽可能想出多套设计方案,再根据可行性与实用性精选出最佳结构方案。方案以取材简单、巧妙易行、缺点最少为好。
构思成熟后,就可以开始制作了。制作时应尽可能利用现有条件,在少花钱甚至不花钱的前提下制作出精巧的作品。某些技术上的问题,可以向老师和家长请教,有时还可以找一些有关厂家帮助制作部分部件。
小发明样品完成后,还要进行实践检验与改进。即将作品拿去使用一段时间,在使用中发现问题,并向家长老师和同学广泛征求意见,看还有没有改进或不合理的地方。然后综合各方面的意见,对小发明加以改进。几乎每件优秀的小发明都是"改"出来的。
至此,你将会享受到成功的喜悦。接下来,就可申报参加各级青少年发明创造比赛、申请专利或向报刊投稿了。参赛的申报文件主要包括组委会提供的申报表、项目说明和证明材料,其中,项目说明内容为:发明的选题是怎样发现的、发明方案是怎样设计的、发明作品是怎样制作的?这项发明如何体现出新颖性、创造性和实用性?
科技创新大赛创意作品有些什么?
全国青少年科技创新大赛获奖作品选全国青少年科技创新大赛获奖作品选(二)
(论文类)
物理学科论文
对自行车前后轮受摩擦力方向的研究
湖北省黄石市第七中学徐晶晶 辅导教师 徐艳红
(全国一等奖)
摘要:
在研究性学习课中,我在徐艳红老师指导下进行了对自行车前后轮受地面摩擦力方向的实验研究,经过反复的实验探索和思考,我总结出六种有趣有效的判断方法,并充分认识到摩擦力方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
自行车能前进靠的是地面的摩擦力。我们要了解自行车的运动原理,首先就要了解当我们骑自行车沿直线正常前进时,地面对车轮的摩擦力情况。用怎样的方法,能够判断出地面对车前后轮的摩擦力方向呢?在研究性学习课中,我们以此为课题进行了多次实验研究。以下是我们总结出的几种实验判断方法,非常有趣和有效。
一、打滑判断法
寒冷的冬天,让自行车行驶在冰面上,由于冰的表面很光滑,车难以向前运动,而只是在原地打滑,我们发现车倾倒之前,只有后轮在原地打滑,而前轮并不旋转打滑。可见,后轮是主动向后“蹭”地面,所以地面对后轮的摩擦力方向是向前;而前轮,除非当自行车向前运动时地面会“主动”去“蹭”前轮,才能使它转动,可以看出地面对前轮的摩擦力向后。
二、“沙中受阻”判断法
让一个同学骑自行车在操场上的跳远沙坑中行驶,由于沙较深(约15cm),车轮会陷入沙中使行车困难,当车停止向前运动以后,由于骑车人继续奋力蹬车,旋转的后轮使它底下的沙子不断向后甩出,可见后轮对地面的摩擦力方向是向后的,根据牛顿第三定律,当然地面对后轮的摩擦力方向是向前的。
我们还观察到,车受阻后,前轮并不转动,可见它的情况与后轮不一样:自行车行驶时,前轮受到地面给它的摩擦力方向是向后。
三、“胶布卷边”判断法
在车的前、后橡胶轮胎外侧(轮胎上能够反复接触到地面的部位)各牢牢贴上一块医用胶布,在自行车向前行驶一段路程后,我们检察胶布,发现后轮所贴胶布是先挨地的一端起了卷边,而前轮所贴胶布是后挨地的一端起了卷边。可以想到,因为地面对后轮具有方向向前的摩擦力,对前轮具有方向向后的摩擦力,所以才有这样的结果。
四、“杂技联想”判断法
杂技高手可以使前轮腾空,只靠后轮着地向前行驶,只要他一直踩踏板,车就会一直向前,甚至可以加速,可见地面对后轮的摩擦力是向前。但是如果换成后轮腾空、前轮着地行驶,即使他一直踩踏板,自行车也会慢慢地停下,可见地面对前轮的摩擦力是向后。
在这里要注意,因为踏板轴链条是与后轮轴连接的,所以有这两种不同情况。
五、车轮“长”毛设想法
如果将软毛的刷子有毛的一面朝下,在桌面上拖动,那么软毛伏倒的方向,就能表明毛刷受摩擦力的方向。设想自行车前、后轮表面“长”满一圈短短的绒毛,那么这些绒毛在地面摩擦力作用下会倒向哪个方向呢?可想而知,前轮上一圈毛倒伏方向与后轮上一圈毛倒伏方向相反,如图1所示。
实验结果是否与图1相符呢?(本文为叙述方便,将后轮的毛倒伏方向称为顺时针方向,前轮的毛倒伏方向称为逆时针方向。)
1.我们用万能胶将两小块毛皮都按顺时针的毛方向分别粘牢在自行车前、后轮上。经过骑一段路程后发现,后轮顺时针的毛依然服帖,而前轮上原来顺时针的毛显出不那么服帖。
2.我们用万能胶将两小块毛皮都按逆时针的毛方向分别粘牢在自行车前、后轮上。经过骑一段路程后发现,这次是前轮逆时针的毛依然服帖,而后轮上原来逆时针的毛显出不那么服帖。
两次实验结果印证了设想的图1的结果,说明了自行车前、后轮受到地面摩擦力方向分别是向后和向前。
六、“主动、从动轮”直接判断法
观察普通的自行车,后轮胎是主动轮(它与踏板轴的链条连接),是能“主动”旋转的轮子,是使得自行车前进的“动力之源”:而前轮是从动轮,是“被迫”旋转的,起辅助行驶和辅助平衡的作用。主动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相同(向前),从动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相反(向后)。
以上六种方法,是我们在开展研究性活动课中,通过自己观察实验得出来的。用类似的方法,我们还研究了汽车行驶时前、后轮受地面摩擦力的方向,人行走时前、后脚受地面摩擦力的方向等等,充分认识到摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向相反。开展研究性学习,既有趣又有效,同学们开动脑筋,思维活跃,比坐在教室里光是听老师讲效果要好得多,我们的思维能力和创新能力得到很大的提高。
注:黄石七中徐晶晶已于2004年保送到武汉大学应用物理专业。
