学霸不走寻常路
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学霸不走寻常路 发布于:2019/12/30
    学霸是一种怎样的存在?如果你的答案是“专注于学习、很少参加社会活动、成绩很好的学生”,谢雅兰第一个不同意。今年4月,她凭借作品“对‘倾倒二氧化碳使蜡烛熄灭实验’的探究和创新”获得第34届湖北省青少年科技创新大赛一等奖。在两个月后的中考中,她又以赤壁市实验中学第二名的成绩考入湖北省赤壁市第一中学。
  与大众眼中的学霸有些不一样,谢雅兰上课会“开小差”,看书还爱“找茬”……这样的学霸是如何炼成的?
  “上课注意力不集中,思想经常开小差。”针对老师给自己的评语,谢雅兰不好意思地笑了。不过,她很快就找了一个“借口”:“创新就是要多动脑筋。有时灵感来了得把它抓住。”
  有一次,谢雅兰看到两位盲人正拄着拐杖探路,他们走得很慢,有时还会撞到路人。她想:盲人的生活真不方便,因为眼睛看不见,他们测量物体、拨打电话时都会遇到麻烦。
  有什么办法能让盲人的生活更便捷?上课时,老师提到了人类的五种基本感觉:视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。这给了她很大的启发:既然盲人的视觉信息传递受阻,那就让物品为其传达触觉或听觉信息。譬如,让手机的每一个触摸键发出对应的声音,开发出盲人专用的手机语音系统;在普通尺子的刻度上打孔或粘上凸起物,做成可触摸识别的盲人尺。
  这样的奇思妙想还有很多。有一次,谢雅兰到家后发现家里没人,但灯亮着,电视机也开着。原来是之前停过电,但家里的电器太多,妈妈记不清哪个是开着的,导致很多电器没有断电。能不能设计一种开关,在断电的情况下也能判断电路是否断开呢?
  谢雅兰对拉线开关进行了拆解,发现拉线开关内部有一个齿轮,当齿轮上的金属部分与金属连接片接触时,电路接通。拉线后,齿轮上的塑料部分与金属连接片接触,电路断开。金属连接片触碰两种不同的材质时会发出不同的声响,只是声音较小,难以识别。于是,她在齿轮的塑料部分上粘了一层软塑料,放大两种声音之间的差别,这样就能轻松判断电路是否断开。同理,面板开关也可通过声音来判断电路的通断状态。
  在谢雅兰看来,创新并不遥远,只要多留心、多思考,生活处处可创新。除了盲人用品、利用声响判断通断状态的开关,她还设计了许多“接地气”的创新作品,如能在夜晚发光的安全伞、不怕风吹的晾衣架、防污染的热水瓶等。
  进入初三后,学习任务越来越重,但爱找茬的谢雅兰没有因此“消停”。这回,她和教辅资料、教科书较上了劲。
  教辅资料上有这样一道习题:把气球放在一个大烧杯中,向该烧杯倾倒二氧化碳后气球会浮起来,这样即可证明二氧化碳的密度大于空气。虽然理论上是如此,但谢雅兰认为,空气和二氧化碳的密度相差不大,加上气囊本身有一定的重量,气球真的能浮起来吗?很快,她就通过演算和实验证明,二氧化碳产生的浮力不足以把气球“托”起来。
  “教辅资料中有不少实验,但动手去做时发现并不是那么回事。”根据以往的经验,谢雅兰认为,“任何时候都要敢于质疑,用事实说话。教科书上的一些实验设计不合理、实验现象不明显,这些都有待改进。”
  在一次化学课上,老师按照教材演示了一个实验:在阶梯支架上放两支短蜡烛,点燃后放入烧杯,再往烧杯中倒入适量的二氧化碳,可以看见蜡烛从低到高依次熄灭,以此证明二氧化碳的密度比空气大。谢雅兰对此提出了质疑:密度与空气接近的气体是不是也能倒入烧杯?蜡烛在烧杯中燃烧时放出的热和产生的气体会导致烧杯中的气压变小,二氧化碳是不是被烧杯中的“负压”吸进去的呢?
  下课后,谢雅兰用实验证实了自己的想法。她用密度与空气很接近的氮气进行对比实验,从烛火正上方或沿着烧杯内壁倾倒氮气,蜡烛都会熄灭。之后,她又将燃着的蚊香放在烧杯口的铁丝网上,发现原本向上运动的烟雾被吸入了烧杯。
  证实了教科书上的实验设计存在瑕疵后,谢雅兰以“二氧化碳使蜡烛熄灭”为关键词在网上进行检索,发现很多学者都对它进行过研究和改进。她想,有没有其他简单又有趣的方法能证明二氧化碳的密度比空气大呢?
  经过近两个月的实验探究,谢雅兰最终提出了气球法、吹气泡法、密度计测密度法、电子手掌称称量法、石蕊试剂检驗法等五种新方案。作为这次探究活动的指导老师,黄新阶对她竖起了大拇指:“从提出问题到设计、执行,基本上是她一个人完成的,她设计的实验方案不仅具有科学性、创新性,还趣味十足。若是应用在课堂上,一定能吸引学生的注意力。”
  在科技创新舞台大放异彩的同时,谢雅兰的文化课成绩一直名列年级前茅。作为名副其实的学霸,她的学习秘笈是多“玩”、多问。
  和很多同龄人一样,谢雅兰也喜欢玩电脑、玩手机。在创新活动中,网络是她的得力助手:搜索相关资料,寻找灵感;查找相关文献,拓宽知识面;查询相关专利, 调整设计思路,保证作品的创新性。在日常生活中,各种有趣的App激发了她的学习热情,为学习带来了便利:用“形色”给植物拍照,了解植物的名字和特性;用“白描”做笔记、翻译文档;用“开课啦”观看有趣的学习视频、分享学习技巧……
  除了“玩”,谢雅兰还喜欢问,遇到不懂的,她一定会打破砂锅问到底。有一年暑假,她同父母一起去青海、新疆等地旅游,当地独特的地名、地貌和风俗习惯引起了她的注意。张掖的地名从何而来?五彩滩是怎么形成的?为什么新疆没有腊肉?一路上,导游被她问得招架不住,最后还是在网络和当地人的共同帮助下,她才将问题一个个弄明白。
  作为标准的“别人家的孩子”,谢雅兰并不知足,不论是科技创新还是文化课学习,她都相信自己可以做得更好。来源:发明与创新·中学生
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