浙江省诸暨市陶朱初中
一、走进生活,发现问题
那一天,我正在看电视节目,奶奶突然急匆匆地从外面回了家,进门就拿着一张银行卡找我:“快给奶奶看看,这银行卡怎么取不出钱了呢?”我还以为奶奶遇到了网络诈骗,连忙带着奶奶去附近的银行检查,但是银行工作人员却告诉我,其实只是消磁了,顺便补办了一张新卡。我带着一脸懵懂的奶奶回到了家,奶奶告诉我她一直将银行卡用手绢包着,放在抽屉的最深处,我打开那个抽屉检查之后发现,里面放置了一个损坏的小音箱,我好奇心起,便找来了工具将小音箱拆卸开来,发现其中有一个可疑物品——磁铁。或许就是这其中的磁铁导致消磁了吧,虽然我找到了答案,银行卡消磁的事也解决了,但是却在我心里埋下了一颗种子,总觉得应该做些什么。于是我通过网络展开搜索,发现目前社会上使用银行卡与信用卡的人越来越多,但是由于存放的方式不当,很容易造成消磁现象,由此我就想到,是否可以制作一个小小的盒子,实现防护信用卡消磁的目的呢?我是一个想到就要行动的人,于是立刻对此展开了猜想与研究。
二、建立猜想,制定计划
为了确定研究问题的具体方向,我在网络中进行了更加细致的搜索,确定大多数信用卡消磁的罪魁祸首就是磁铁,因此防消磁信用卡盒的制作,其实就是要解决隔绝磁力的问题,那么采取何种材质制作的盒子才能有效保护信用卡不容易被消磁呢?我想需要通过一个实验来进行验证和检测。
首先,该实验应当具备检测多种材料隔绝磁力效果的功能,根据学校实验课上学过的唯一变量原则,那么就需要保证该实验过程中的磁力大小恒定不变,同时将各种材料作为唯一变量,在进行更换的同时,通过一定的变化量检测和分辨这些材料的隔磁能力。但是磁力无形无影,如何将其转化为肉眼可见的形态呢?对此我进行了认真的思考,在翻看课本中关于磁力的内容时,我突然想起一个利用磁铁吸附小钉子的实验,于是想到可以利用磁铁吸附小钉子的数量来表现磁力的大小。
但是我很快又想到,盒子的制作必然要求薄且轻,而生活中一般磁铁也会与信用卡具有一定的距离,所以在实验中,还需要将薄板材料与磁铁隔开一定的间距,但这个距离需要保持不变,通过更换薄板的材质,进而对比所吸附的小钉子数目,就可以有效验证不同材质的隔磁能力。
三、设计实验,实施操作
根据猜想,我开始设计实验,第一步进行材料准备,我将小音箱拆卸下的磁铁作为磁力源,同时收集了生活中比较常见的几种材料,其中包括铁片、塑料板、铝片、玻璃板以及木板。限于条件,金属的两种材质较薄,而其它几种略厚,但大小相同,且都适合制作为盒子,因此对实验结果不会产生较大影响。其中铁片与铝片是利用铁剪刀在两种灌装饮料瓶上剪下,而塑料板、玻璃板与木板相对获取的途径比较丰富,比如一些玩具、家具或厨房用品的部件,就可以达到实验目的。此外,还在家中找到了一盒曲别针以代替小钉子。
第二步则设计实验开展的方式。因为要保证磁力大小为固定量,因此需要固定磁铁与薄板之间的距离,我利用家中的椅腿做为支架,通过胶带、尺子以及夹子,制作了一个简易实验架,最上层固定磁铁,相隔大约十厘米之下,固定一张硬纸板,每次实验需要将薄板即变量放置在硬纸板上,进而坚持唯一变量原则。
第三步进行实际实验操作。首先确定支架稳定,将磁铁与硬纸板固定后,进行第一次磁力检测,将曲别针放置在硬纸板下,观察并记录稳定吸附的数量。其次,将铁片放置于纸板上,重新将曲别针贴近硬纸板,再次观察并记录稳定吸附的数量。然后,依次将塑料板、铝片、玻璃板以及木板等材质的薄板放置于硬纸板上,分别观察并记录稳定吸附曲别针的数量。
第四步,整理实验数据,得出实验结论。我将不同材质吸附曲别针数量的实验数据制作为如下表格:
磁铁与硬纸板之间 放入的薄板材质 | 不放物体 | 铁片 | 铝片 | 木板 | 玻璃板 | 塑料板 |
吸附曲别针的个数 | 5 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 |
根据表格中的数据显示,单独放置硬纸板的情况下,吸附的曲别针共5枚,以此为标准,塑料板、铝片、玻璃板以及木板在放置到硬纸板上后,吸附的曲别针均为四枚,说明对于磁力的隔绝具有一些效果,但效果十分微弱,而铁片在放置后吸附曲别针的个数锐减到1枚,通过对比可以鲜明地发现铁片是隔绝磁力效果最佳的材质,因此利用铁片制作防消磁盒子是这些常见材料中的最佳选择。
四、分析结论,分享成果
根据实验得出的结论,我利用曾经用过的铁质文具盒,为奶奶做了一个存放银行卡与信用卡的防消磁卡盒,在当天晚饭的过程中,我还向家人们分享了这次实验探究的过程与结论。
1.通过实验认证,在实验用到的材质之中,铁的防消磁作用最强,因此利用铁质的容纳盒,可以有效防止银行卡、信用卡的消磁问题。
2.目前市面上存在的大量所谓“防消磁卡套”,应当是不具备防消磁功能的,或者说无法防止银行卡近距离接触磁铁情况下的消磁问题。
3.防消磁卡盒适用于不经常携带银行卡出门的老年人使用,而对于将各种卡带在身上的年轻人来说,卡盒的携带不方便,使用不便捷,还需要通过其它手段进行防消磁。
4.最简单的防消磁方法就是远离磁力源,一般各种家用电器、移动设备、电子产品等,都具有磁铁或磁力,长期近距离接触,就会容易导致卡片消磁。
在我分享结束之后,妈妈和奶奶夸我是个小科学家,爸爸却给我提出了两个问题:
1.金属镍具有与铁类似的隔绝磁力作用,为何不使用镍呢?
2.铁与磁铁接触,也会被“传染”磁力,这会影响其防消磁功能吗?
我一时被爸爸的问题难住了,但立刻展开了接下来的研究,首先通过查阅资料,我发现镍这种金属虽然与铁具有类似的防消磁功能,但是其一方面价格比铁昂贵,另一方面具有致癌作用,因此在防消磁卡盒材质的选择上,镍就被排除在外。至于第二个问题,我决定设计一个新的实验进行进一步验证,通过被“传染”磁力的铁片与未被“传染”磁力的铁片进行对比实验,验证其磁力隔绝效果的差异。
五、实践感悟,走进科学
通过这次独立科学实践活动,我感觉自己收获满满,不仅利用自己掌握的实验设计能力解决了一个常见的生活问题,而且让我得到了丰富的感悟,受到了良好的启迪。
1.科学无处不在
作为一名初中生,我曾经认为科学只是科学家们辛苦研究的项目内容,但是经过这次实践探索,我发现科学就在我们身边,只需要我们拥有一颗善于探索未知的心,就可以拥有一双发现科学的眼睛,进而掌握探索与设计实验的基础能力,就具备了一双探索科学的手。就像此次探索活动,原本只是奶奶一个人发生的问题,但是我却对这个问题进行了深入剖析,并且发现这还是一个社会常见问题,于是在一步步的研究过程中,利用所学的知识,完成了科学探索,还得到了良好的成果。
2.探索其乐无穷
科学探索并非枯燥乏味的过程,虽然需要动用脑力思考,但是探索未知是可以带给我们乐趣的,尤其在探索科学的过程中,我们就如同寻宝的猎人,在破解着各种密码与线索,而当我们走到最后一步时,就会发现埋藏的宝藏烁烁放光,给我们带来了无限的欢乐与成就感,这也是我热衷于科学探索活动的重要原因。
3.生活就是学习
此次科学探究活动其实就是我生活中的一部分,正如我国的著名教育家陶行知先生所说,生活即教育。我认为生活也是一种学习,我们本来学习的目的,就是要掌握各种知识与技能,解决生活中存在的问题,而在生活之中通过自己的努力与探索,发现其中存在的问题并设计实验进行解答,同样具有学习的效果,更是我们这一代人应该坚持和挖掘的科研道路。只有立足于生活,才能脚踏实地地成长;只有走进生活,才能真正走进科学;只有拥抱生活,才能让我们的人生绽放光彩。