金师附小六年级学生张博的科学探究项目“纸蜻蜓的科学探究”,获得了第32届浙江省科技创新大赛一等奖,是金华三个科技创新成果一等奖之一。
这个一等奖,差不多可以算是玩出来的。
三年前的“为什么”
4月27日,记者在金师附小见到张博,他个子挺高的,稍微有些腼腆。
纸蜻蜓,在多数孩子手里是玩具,在张博手里,当然起初也是玩具,不过,爱动脑筋的他玩着玩着就有了发现,有了疑问:“为什么纸蜻蜓有时候下落得快,有时候下落得慢?”
“为什么有时候纸蜻蜓顺时针落下,有时候逆时针落下?”“为什么纸蜻蜓有时直落有时歪斜?”“为什么不同材质做成的纸蜻蜓下落的情况会很不一样?”……张博告诉我,其实这 些问题,他在三年前跟妈妈去美国上夏校的时候就跟老师提出来过,当时,他认识了Judy和Norman两位热衷科学教学的教授,他们特别强调亲身体验,在一堂科学探究课堂上,他们让
孩子们拼接恐龙骨骼,有趣的是同样的骨骼材料每个人拼接出的恐龙都不一样,有会飞的,有能跑的,有吃素的,有肉食类的。还做了一些实验,如吃糖实验、太空取物实验、机械手制作等。其中最吸引他的是纸蜻蜓,两位专家用一张A4纸简单地裁剪后做成了能够在空中翩翩起舞的纸蜻蜓,但教授并没有直接解释答案而是让大家课后查阅资料去理解,找出其中的道理。张博提出了那么多个“为什么”,两位教授虽没有正面给出回答,但表扬了他善于发现问题,鼓励他自己去探索其中的奥秘。
回国之后,一次偶然的机会,张博和妈妈又一次拿出纸蜻蜓玩,“能不能用探究恐龙骨、探究吃糖实验的方法去探究纸蜻蜓呢?”张博想着,就在课后活动安排表上添了几个字“探究纸蜻蜓背后的真谛”,这就成了他后来参加青少年科技创新大赛的科研小课题。
“现在我长大了,学习了一些数学知识,再想这些问题,妈妈和科学老师都认为,以我现有的知识,已经能解决其中一部分问题了,比如影响纸蜻蜓的下落时高度与速度的关系,那就先解决这个问题,其他的问题比如旋转角度的问题估计还要等我再多学一些知识才能研究。”张博说,他的探究就这样开始了。
高级的玩法
怎样设计实验?张博首先查资料,大体了解了纸蜻蜓之所以能够旋转飞行的一些理论。
接下来就要制作纸蜻蜓。他设计了七种不同类型的纸蜻蜓,耗费了好多精力。随着探究的深入,一些奇思妙想在张博的脑海里涌现:“该如何让纸蜻蜓具备动力系统,模拟旋翼飞行器,是不是可以用电动机?”“但我很快打消了这个念头,因为这违背了我用最简单的材料制作纸蜻蜓的初衷,同时复杂的电动机系统也是我不容易掌握的。”张博说,他还想到了用气体作为驱动力,后来一想,那不就变成了纸蜻蜓直升机吗?这个过程充满趣味,张博边想边做,边做边想,设计逐渐完善,实验方案也成型了。
接下来就是实验和收集数据。实验怎么做呢?他从课本上学到,做实验可以在相同条件下设置一个变量,他认为纸蜻蜓的悬停时间是核心,就是他的变量。那么在各种条件下,悬停长度会怎么变化呢?
为了找到答案,就得做实验。这种高级的玩法,让张博乐此不疲。
从小喜欢做玩具
张博的妈妈告诉我,从小,张博就喜欢读科普书,喜欢做玩具,最普通的吸管、塑料、水瓶什么的,在他手里,会变戏法似的变成好玩的玩具,尤其是他去美国上过夏校之后,更是对STEM的各种科学游戏非常入迷。用纸做桥,用气球做潜水艇,用四通管和气球做直升飞机,在粗的吸管上剪出几个洞做成笛子。他喜欢跑到实验室里去,做各种各样的实验,失败是常有的事,不过那有什么关系,再继续做就是了。
他的妈妈说,她带着儿子无论到哪里,第一站永远都是科技馆,各地的科技馆有很大的不同。
张博讲了一件趣事,那是他三年级上美国夏校的时候,老师带着他们解剖了小鲨鱼,还解剖了羊心脏,后来大家提议比赛制作火箭,看谁制作的火箭射得最高最远。没想到,年龄最小的张博做的火箭夺得了冠军。当时评委还“故意刁难”,让他当着大家的面重新组装,张博就用可乐瓶等最简单的东西重新做了一个,一飞冲天!
没想到,这样的一幕重新出现在浙江省青少年科技创新大赛上,评委在听了张博8分钟的答辩后,也请他重新组装纸蜻蜓,试飞,张博自然是做得得心应手。后来,评委评价他的科创作品是“用低成本的制作呈现了深刻的科学原理,体现了工程思想”。
张博说,他的理想就是搞科学研究,其实,现在已经开始了。
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