发明与创新·高中生 (2024年05期) 电子版

目录

开卷有益丨以洒脱之姿，悟成熟妙境

石榴的一生要经历从幼苗到开花再到结果，而它成熟的标志则是果皮裂开，露出累累果实。人的成长与成熟亦是一个由稚嫩慢慢转变为“想开”的洒脱，悟得稳重成熟妙境的过程。 成熟，是直面人生失意困窘时仍保持洒脱心态的坦然豁达。 “一蓑烟雨任平生”是苏东坡...

本期策划丨簇五四精神之火 淬青春颂歌

1919年5月4日，一批先进青年于民族危亡之际，以热血与激情谱写了一曲浩气长存的青春赞歌，掀起了救亡图存、振兴中华的浪潮，孕育了爱国、进步、民主、科学的五四精神。 从李四光、钱学森、邓稼先等老一辈科学大家，到陈景润、黄大年、南仁东等新中国成...

玩转科学丨喷发的“火山”

火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放，是一种不定时发生的非常可怕的自然災害。 有些化学反应的剧烈程度堪比火山喷发，这次在魔法实验室，我们将制造一场人工的“火山喷发”！ 一、实验材料 高锰酸钾，乙醇，重铬酸铵，不锈钢盆，沙土，...

创意设计丨电动车指纹识别系统

电动车是一种常见的出行工具，如今，除了傳统的用钥匙启动的电动车，市面上还出现了很多用手机控制的新型电动车。但无论哪种启动方式，都有不便的时候，比如一旦出现忘带手机或手机电量不足、钥匙丢失等情况，电动车主就不能及时开启电动车了。 有了这款电动...

创意设计丨冰原上的乌托邦

我们利用温室可以模拟自然的特性，设计了在“冰川”上适宜人类生活的温室。 该设计体现了天人合一的思想，外墙的框架让它看上去像鸟笼，寓意人类是自然的“囚徒”，只有保護好环境，自然才会给予我们更好的生存环境。作品的第二层是五个大小不一的浮动地面，...

创意设计丨植物育苗手环

植物育苗手环整体为短圆桶形。其中，半环状桶为植物的生长空间，外侧分布有透气孔，方便植物幼苗生长；内侧面是光滑的，讓使用者佩戴舒适。弧形营养液腔的内侧附着营养液囊，与腔室接触面为半透膜和带孔的塑料板。内垫的棉絮等方便植物扎根与后期移栽，左右两...

创造天地丨便携式紫外线消毒牙具盒

我的爸爸经常出差，每次回家打开牙具盒时都会闻到一股难闻的气味，他说这是被“捂”出来的。能不能想个办法将牙具盒内的细菌消灭掉呢？通过查找资料我了解到，牙具在使用过程中，其表面会沾染很多对人体有害的细菌和微生物。特别是便携牙具盒内的湿度大且不通...

创造天地丨断电淋浴型电热水器

电热水器是提供热水的常用电器，虽然它的安全性比较高，但使用时需要与220 V电源连接，仍存在漏电或触电的安全隐患。因此，我想发明一个断电淋浴型电热水器。 一、设计思路 为了使用安全，设计的关键是让电热水器在人们用水时能自动切断电源，因此应具...

实践探究丨中学生对生成式人工智能认知使用的影响与对策

2022年11月底，Open AI推出Chat GPT，短时间吸引了百万用户体验。然而，它的出现也导致用人工智能写论文、做作业等负面案例屡屡发生。人工智能应用广泛，如何让其利大于弊，这是当下需思考的问题。 我们想对中学生使用人工智能的现状进...

创想美文丨我想问问您

叶叔华，我想问问您， 您于流离中完成学业， 又于排挤中打破规则， 璀璨繁星，科苑葳蕤， 如星之闪耀， 如暮之辉煌， 可是为了明日的富强？ 是啊！是啊！ 若没有梦想的坚持， 又何来科技的发展！ 胡海岚，我想问问您， 您于失败中不断努力， 又于...

创想美文丨“跑”好下一程

105年前，五四运动爆发。满腔热血的中国青年用他们的勇气和智慧，高举“爱国、进步、民主、科学”的旗帜，搅动时代的风云，为国家的独立和人民的幸福而奋斗。他们的青春旋律激荡在每一个角落，激励着一代又一代的中国青年前行。 回首过往，万千感慨。每一...

创想美文丨勇立潮头敢为先，乘风破浪正当时

生而逢盛世，青年当有为。 历史的车轮滚滚向前，时代长河川流不息，五四精神如火炬般，照亮了无数青年前进的方向。 心中有阳光，脚下有力量。理想信念能为我们的人生指明方向。钱学森、李四光、华罗庚等放弃了国外优越的物质生活，选择奉献于祖国，成就了一...

趣科技节丨我给地球量“腰身”

地球是人类赖以生存的家园，建设美丽家园是人类的共同梦想。作为新时代的中学生，对地球的保护和利用应建立在科学认知的基础之上。 我校“做与学”科技社的师生开展了“我给地球量了一下‘腰身’——通过‘网络+实测’方法测量地球半径”的科技实践活动。我...

创新课堂丨“大单元”的“大项目”

工程思维是通用技术学科的核心素养之一。本文以高中通用技术“控制及其设计”为大单元，以“节水控制系统的设计”为“大项目”，围绕工程思维核心素养积极开展学历案教学策略，帮助学生更好地提升工程思维素养。 一、情境导入 在学历案教学的新课导入时，教...

创新课堂丨自动化绕线装置

暑假期間，我带领学生在企业实习时发现，不少企业设置了人工绕制线圈的岗位。经了解，企业为节约成本，并未配置自动制作线圈的设备，但因所用线圈为非标件，人工绕制存在效率低、成本高等缺点。之后，我从解决问题的角度出发，将研发“自动绕线装置”作为师生...

奥秘世界丨“雪龙”护航

“奥秘世界”栏目邀请我国首位兼具大洋深潜和南极科考经历的女科学家——唐立梅，为大家带来“南极日记”系列文章。 本期，让我们一起观大国重器，看“雪龙”护航。 时间：2017年11月25日 天气：晴 行走半月，此时的“雪龙”号开始穿越赤道。靠近...

奥秘世界丨采桑湖观鸟

“奥秘世界”栏目邀请湖南师范大学生命科学学院副教授范雄伟和他的团队带来“走出来的博物学”系列文章。 本期，让我们造访鸟类的“天堂”采桑湖，去鸟类的“朋友圈”一探究竟。 走出来的博物学（三） “蒹葭苍苍，白露为霜。”采桑湖位于东洞庭湖国家级自...

趣说科普丨打铁花的“花”烫人吗

打铁花是国家级非物质文化遗产，它起源于北宋，是一种将熔化的铁水撒向空中，使飞溅的铁花像礼花一样绽放的艺术表演形式。打铁花表演是一种专业性极强的艺术。由于金属具有较强的传热与散热的特性，铁水被击向高空后迅速化为粉碎的微小颗粒，这些小颗粒在向上...

趣说科普丨狗为何频繁摇尾巴

狗通常用摇尾巴的方式来表达自己激动、高兴等情绪。狗在驯化过程中，增强且有节奏的摇尾行为可能是一些行为的副产物，如表示温顺和驯服。近日，一篇发表于《生物快报》的研究文章中，科學家认为狗之所以频繁地摇尾巴，可能是因为人类喜欢有节奏的行为。有针对...

趣说科普丨新旧电池为何不能混用

被使用过一段时间的电池内部电阻增大，电压降低，无法输出较大电流。如果将新旧电池混合使用，旧电池的电阻会成为电路中的一个电器，从而消耗新电池中的電量，直到将其消耗到与旧电池电压相同的状态。新旧电池混用不仅会降低新电池的使用寿命，还会影响到整个...

趣说科普丨香蕉成熟后为何会变弯

处于生长初期的香蕉是直条形的，但随着生长时间的增加直至成熟后，香蕉开始弯曲，这主要与其生长环境以及植物细胞的特征有关。植物具有趋光性，以簇生长的香蕉只有一侧可以吸收阳光，植物细胞为吸收更多阳光促使香蕉向上生长并逐渐弯曲。吸收了足够多阳光的香...

新品新知丨“消失”的笔记本电脑

透明屏笔记本电脑是一款概念机。 该电脑搭配的摄像头通过端侧AI算法，可捕捉和“认知”用户面对的场景，将物理对象与数字信息结合，让设备自然融入周围环境。同时，用户可在键盘与绘图板之间无缝切换，利用手写笔进行创作。这款概念機展示的AI与透明显示...

新品新知丨很能装的“超级光盘”

这个由中国科学院上海光学精密机械研究所与上海理工大学等单位联合开发的很能装的“超级光盘”，其存储容量是普通光盘的上万倍、普通硬盘的上百倍，实现了我国在超大容量超分辨三维光存储研究中取得的突破性进展。 团队利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光...

新品新知丨核能“移动充电宝”

“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能機构通用安全审查的小型模块化压水反应堆，它占地面积小、安全性高、建造周期短、部署灵活，被视作核能领域的“移动充电宝”。 对于核电站来说，反应堆和反应堆冷却剂系统是最关键的组件，“玲龙一号”创新性地将关键组...

新品新知丨空气能驱动的电梯

Vacuum 是一部利用空气能驱动的电梯，它从下往上依次由大气气压区、密封电梯厢、低气压区以及真空区构成。用户只需按上升开关启动抽气泵，电梯就会通过抽取顶部空气，利用底部的气压實现电梯的上行，这与用吸管喝饮料的原理类似。下楼时，电梯通过给顶...

终结流言丨“晒太阳”的好处你真懂吗

流言：晒太阳能促进人体对钙的吸收，但缓解压力、增添欢乐这类“神力”只是说辞罢了。 真相：太阳是生命之源，晒太阳的好处还真不止一点点。 晒太阳好处多 ☆愉悦心情 阳光不仅能促进人体多巴胺的分泌，其中的紫外线还能帮助机体生成具备“天然镇痛剂”作...

世说新语丨高斯分布等

学科：地理信息系统 高斯分布又称“正态分布”和“钟形曲线”，是概率统计中最常见的连续概率分布之一。在自然科学、工程学和社会科学等领域中，高斯分布经常用于描述连续型的随机变量，如测量误差、气温、人口智力等。许多统计学和机器学习的方法都基于高斯...

逐梦象牙塔丨放飞科技梦想，少年且歌且行

在正式开始大学生活之前的那个暑假，我如愿参加了第22届安徽省青少年机器人竞赛，并获得一等奖。接过奖状的那一刻，我感慨万千，思绪流转。与VEX机器人结缘已六载有余，往事历历在目。 细细想来，“科技创新”几乎贯穿了我的中小学阶段。2016年，我...

读编往来丨一路同行，感恩有你

初识《发明与创新》 第一次听说《发明与创新》杂志，是在2013年。 那时的我已由高中物理教师改做高中技术教师。没有了高考的压力与羁绊，日子过得有时轻松得过分，但我总想做点什么来充实自己。当时赤壁市实验中学党委书记黄新阶跟我说：“要不，你就来...

悦读书吧丨《真菌：地球分解者》等

推荐書籍：《真菌：地球分解者》 作者：[美]布里特·艾伦·邦亚德 推荐指数：☆☆☆☆☆ 推荐理由：真菌是动物还是植物？有毒、致幻、精神控制……真菌的“本领”真不少。从人类餐桌上的美味到植物的菌根，从腐生生物到共生生物，从...