科技论文获奖作品

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。

2005年度中国食品科技学会优秀论文二等奖　　2005年度中国食品科技学会优秀论文三等奖　　2005年美国农业工程师协会学术论文优胜奖　　2005指导作品《可再生能源—动植物废弃油脂制备生物柴油新工艺的研究》荣获第九届“挑战杯”全国大学生学术科技作品竞赛三等奖　　2005指导作品《可再生能源—动植物废弃油脂制备生物柴油新工艺的研究》荣获第九届“挑战杯”江西省课外学术科技作品竞赛科技发明制作特等奖2007-2008学年被评为福州大学“挑战杯”科技创新活动先进工作者　　2007-2008学年被评为 “福州大学毕业生就业工作先进个人”　　2007年论文“核磁共振技术在脐橙保藏和质量评估中的应用”获得福建省科协第七届学术年会食品科技与食品安全研究生论坛论文二等奖　　2008年论文“Study on An New Non-thermal Pasteurization Technique for Liquid Foods”荣获第八届福建省自然科学优秀学术论文二等奖　　《利用竹废料开发绿色环保新材料研究》（成果编号：J090103）获得 2007-2008年度江西省高校科技成果一等奖 （排名第五）　　2009年授予“学生暑期三下乡社会实践先进工作者”荣誉称号。　　2009年 《食品科学与工程专业创新性人才培养模式》荣获福州大学特等奖、福建省第六届高等教育教学成果二等奖（排名第四）　　2008-2009学年被评为 “福州大学毕业生就业工作先进个人”。

青少年科技活动充满趣味性、探索性、好奇性和创造性，积极开展科技活动是贯彻实施以培养创新意识为核心的素质教育的一个重要渠道。科技小论文是科技活动的总结，是在科技实践活动的基础上进行分析归纳、演绎推理、类比想象、抽象概括，从而得出具有普遍推广意义的新规律、新理论、新假设等结论。指导学生写作科技小论文，是引导学生进行科学探索，了解和学习科学研究的一般方法，提高学生科技素质和培养创造型人才的有效途径。我在1997年开始从事科技活动辅导以来，就如何指导学生写作科技小论文作了一些尝试和探索，取得了一点成效。在我指导学生完成的10多篇科技小论文中，获全国二等奖1篇，广西一等奖1篇，三等奖1篇，地、市级奖励6篇。现将本人的肤浅认识和体会简单介绍如下，以向同行请教。一、提高认识，激发兴趣，消除科技小论文的神秘感首先，坚持在课堂教学中渗透科技教育，培养和提高学生的科技素质。备课时，选择教学内容要突出科技知识，并及时将本学科的最新研究成果充实到教学内容中。改革教育观念和教学方法，重视科学研究方法的训练和科技史教育。比如在学习铁的性质时，介绍α－Fe2O3和γ－Fe2O3在录音材料上的重要用途，学生往往热情高涨，感到科学技术离他们并不遥远，从而增强学生的科技意识。其次，通过讲座、板报、科技知识竞赛、科技读书笔记比赛、科技手抄报比赛等活动，使学生充分认识科学技术的迅猛发展及其对世界各国综合国力的巨大影响。例如，在1997年第一届全国中师化学科普知识竞赛中，我辅导的学生获全国二等奖1人，全国三等将2人，广西一等奖3人，二等奖5人，三等奖12人，我本人获全国中师化学科普知识竞赛优秀辅导员称号；在2000年7月广西首届中师科技艺术节的各项比赛中，我辅导的学生均获得优异成绩；在2000年12月第二届全国中师化学科普知识竞赛中，我辅导的学生获全国一等奖1人，二等奖2人，三等奖8人，广西一等奖13人，二等奖38人，我本人获全国优秀辅导员称号。这些成绩的取得，极大地激发了学生对科技活动的兴趣和热情。第三，向学生介绍一些他们熟悉的短小精悍的优秀科技小论文，揭开科技小论文的神秘面纱。例如，联系生活实际介绍获全国一等奖的科技小论文《水浮莲净化污水的观察与调查》、《银杏快速培育的实验》、《音乐对某些植物生长发育影响的实验》等，联系教学内容向学生介绍变废为宝利用柑子皮水解后进行银镜反应的科技小论文《柑子皮的妙用》以及《蓟草可解烟毒》、《禾苗枯萎之迷》等科技小论文。这些通俗易懂的例子说明科技小论文的写作并不是高深莫测、可望而不可及的事情，同时也为学生写作科技小论文提供了良好的范例。二、联系实际，选好科技小论文的写作题材第一、引导学生选择自己熟悉的感兴趣的题材。我们是指导学生写作科技小论文，所以要放手让学生自己选题，这样才能选出学生感兴趣的、能独立完成的好题材。我校学生大部分来自农村，学校培养的目标是小学教师。因此，我指导学生选题的要求和原则是：面向小学，立足农村，服务农村，选择身边熟悉的感兴趣的题材。比如，我指导的获奖科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》、《龙眼罩网防果蝠实验》、《油茶树抵御砖厂污染的调查》等题材都是学生从自己熟悉的生产生活中选择的，其实践结果对促进农村经济发展起到一定的积极作用。比如《流动灌溉——马蹄优质高产试验》的结果可使农民种植马蹄每亩增收500多元，在学生家乡已得到广泛推广，并于2000年8月26日被广西科技报在第一版宣传推广。立足农村选择的题材所需实验条件简单易行，适合学生今后在小学教学中开展科技活动。第二、选择的题材要具有新颖性。选择新颖的好题材意味着科技小论文的写作成功了一半。我首先是在学生中开展各种形式的读书活动，积累科技知识，引导学生用科学眼光观察生活，大胆质疑，发现生活中的科学现象和科学问题，从多种角度分析问题产生的原因，筛选提炼论文题材，确定实践方案。其次，还结合具体例子说明科技小论文选题的方向和规律。例如，《肉桂驳枝繁殖试验》的“驳枝繁殖”、《人工上篱种植绞股蓝试验》的“人工上篱种植”、《生姜倒种优质高产》的“倒种”、《西瓜嫁接栽培试验》的“嫁接栽培”、《竹荪的室内栽培试验》的“室内栽培”、《磁化水对几种花卉生长发育影响的实验》的“磁化水”等等，代表了科技小论文选题的一般方向和规律，都是优秀的选题。第三、了解不宜选择的题材。除了青少年科技活动规定不宜选择的如药物、药理、药效等题材外，我认为需要时间较长的、不具备实验条件的、不符合青少年学生特点的题材也不宜选择。第四、选题宜早不宜迟。这样才能保证有足够的时间开展科学实验，查阅图书资料以及论文的写作修改。我指导学生写作的获奖科技小论文的题材一般都是学生提前1年甚至2年就选好了的。三、明确要求，规范格式，培养学生的科研能力严格地说，科技小论文不是“写”出来的，而是科技实践活动的结晶。指导学生写作科技小论文的最终目的是使学生了解科学研究的一般方法，培养学生的科研能力。据了解，许多科技小论文在各级评比中落选的原因，是内容和格式不符合要求，或者是数据材料不足，尽管学生和辅导员都作了大量的实践工作。因此，指导学生写作科技小论文之前，必须使学生了解科学研究的一般方法和步骤、科技小论文的选题要求、实验数据记录的方法和要求、写作的格式等等。这样才能有计划有目的有步骤地开展科学实践活动，作好原始记录，为科技小论文的写作做好准备。此外，还要使学生明确一篇好的科技小论文，应该有一定数量的图表和照片等直观说明材料，才能更好的体现真实性，增强说服力。四、指导学生查阅资料，分析归纳，提高科技小论文的质量如何依据诸多个别的实验考察的现象和数据记录得出具有普遍推广意义的结论？这是指导学生写作科技小论文至关重要的一步。首先引导学生根据科技小论文的主题对实验考察的现象和数据学会分辨取舍，去伪存真，归纳出一般结论。其次，指导学生查阅图书资料和运用学到的科技知识进行演绎推理，从一般结论得出特殊的新观点、新发现、新方法、新设想等。最后，指导学生运用类比思维将上述的特殊结论进行推广，从而得出具有普遍推广意义的新结论、新规律，运用想象思维对原始的朦胧的观点、设想进行加工、改造，突破时空限制，得出创造性的结论。这样，既提高了科技小论文的质量，又锻炼了学生的创造性思维，培养了学生的科研能力五、刻苦钻研，认真总结，不断提高辅导水平 刻苦钻研，虚心请教，是提高辅导水平的主要方法我开始从事科技活动辅导的时候，对科技活动了解甚少。由于我校将青少年科技教育定位为学校的办学特色，浓厚的科技活动氛围激励我认真系统地学习有关青少年科技活动的内容、途径和要求。尤其是我校教务科陈勇副科长和贺州市教育局原科技活动专干高兴平老师的热心指导，使我的辅导水平产生了质的飞跃。1998年我辅导学生写作的科技小论文《流动灌溉——马蹄优质高产试验》获全国二等奖。这极大地增强了我指导学生开展科技活动的信心，同时也有了更强的责任感。为了进一步提高辅导能力，我先后参加了计算机培训和研究生主要课程进修，2000年又考取了在职研究生班，现在正在学习中。 指导学生写作科技小论文需要有热心、耐心和无私奉献的精神就拿我指导学生完成《流动灌溉——马蹄优质高产试验》一文来说，虽然学生在我的指导下做了大量的实践工作，但写出的初稿过于简单，尚不足300字。于是，我从实验方案的设计到实验数据的记录，从实验结果的分析到图书资料的查阅，一一指导学生改进，其间八易其稿，整个辅导过程倾注了我大量的心血，花费的精力决不亚于自己撰写一篇在国家级刊物发表的学术论文。有人问我这样做值得吗？我笑之以答：“这是一名科技辅导员的职责。只有全身心投入辅导活动中，才有可能辅导出好成绩，辅导水平才会不断提高。” 勤于动笔，善于总结科技活动的经验教训1999年，我在辅导学生科技活动中受到启发而设计的一个创新实验，获全国中师化学老师实验大赛二等奖。2000年，我将辅导学生科技活动的一点做法和经验整理成文章参加第八届中国青少年科技辅导员论文比赛，获一等奖。这些成绩的取得对我辅导学生科技活动具有很大的促进作用，也是学生写作科技小论文的榜样和动力。总之，指导学生写作科技小论文是一项艰辛而又繁琐却富有意义的工作。教师虽然不是科学家，但应该是科学家的引路人