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學生成長

學生實驗報告《燈火闌珊中的思考》

來源: 发布时间:2017-05-09 00:00 浏覽次數: 【字體:

【摘要】

    中国的能源问题日渐显现出它的严峻性。作为中学生,我们有义务为此贡献自己的一份力,从身边的事情开始。对于教室里的灯具放置,经过我们进行的实验研究发现,现教室的灯具布置还有很大的改进空间。若将现教室9盏灯具的布置按照不同的布置方案摆放,可减少为7盏,且光照效果不逊色于甚至更胜于原来的9盏灯的方案。长久以后,可以省下不少的电能,况且在一个电能消耗十分巨大的学校里,也能为学校省下可观的费用。若加以推广,在全国范围内可省下的电能也是巨大的。

【關鍵詞】   教室灯具布局    节能

  一研究背景

     這個年代,在中國這樣的用電大國,其日耗量恐怕是我們難以猜測的。或許一個小型工廠一天用來照明的電量就夠我們在空調間裏舒舒服服地呆上一個暑假。

    一盏普通的日光灯功率为20W,假设一个教室有9盏,一个学校有50個教室,一個城市15所學校,每盞燈日均照明5小時。那麽,一天需要多少度電?575度。這只是一個城市的學校一天總用電量,倘若範圍擴大到整個中國,這個數字將難以計算。

    我国正处于社会主义初级阶段,资源浪费严重。国家也正致力于实施可持续发展战略,构建资源节约型社会。作为中学生,我们有责任为之出一份力。             

研究目的

此次的研究性學習課題是對于教室中電燈的安裝與利用提出的。現如今,一些電燈的安裝不能使電能得到充分的利用。有一部分是燈光效果雖好,但安裝的方式使電能造成不必要的浪費;有一部分是電能得到充分的利用,但照明效果並不理想。

    而从国策出发,这也适应了可持续发展的理论战略。因为现在有很多的热电场,排放大量的温室气体与许多污染大气的气体,这威胁着人们的生活和生产,所以这样可以提高资源利用率,保护环境,减少温室气体及有害气体的排放,从另外一个角度来说,这效果等同于植树。

現在燈的制造主要是由金屬、塑料,這些都是不可循環的資源,而塑料又會對環境造成破壞,造成土壤汙染,而這會間接浪費石油這樣的緊缺資源。

    所以,为了资源的节约,我们选择研究此课题。

研究步驟

(一)實際實驗

设备:六盏小灯泡  一个盒子  二节电池  一个暗室

實驗目的:探測燈不同位置對光照效果的影響(主要光源的布局確定

實驗原理:利用照相機的相片的光亮度比較

實驗步驟:

1.取一個適合的盒子在頂上打6個不同位置的

2.再裝上燈,探討出8種不同的典型性方案(即在6個位置選2盞燈亮,看效果),再進行評估

3.然後在暗室中進行如上的實驗操作

4.洗出底片進行試驗總結

5.得出結論

(二)虛擬實驗

设备:教室平面图  作图工具  电脑专用软件

實驗目的:模擬不同燈具布局的實際效果

實驗原理:同種燈具的光照面積相似

實驗步驟:

1.在教室平面圖上畫出6種方案的燈具布局

2.以2.5CM爲半徑畫出兩端爲半圓中間用線段連接的操場型的光照範圍區域(光照強度爲30以上)

3.將平面圖紙用專用電腦軟件畫到電腦上,制成光照效果圖

4.分析並得出結論

實驗結果

实际实验:                 道具

燈1與燈3同時亮

燈1與燈4同時亮

燈1與燈2同時亮

 

 

燈1與燈6同時亮

 

燈2與燈3同時亮

燈2與燈6同時亮

 

燈3與燈4同時亮

燈4與燈5同時亮

 

 

 

由上述一組圖片,比較後得出,

實際試驗結論:主要光源集中于2、3兩點時,整體采光效果最好。所以,燈具的布局在2、3燈的位置必須放置光源來使燈光效果爲最佳。

 

虛擬實驗:方案一

 

方案二

 

方案三

 

 

方案四

 

教室方案

 

實驗數據分析:

模擬教室面積(5cm×7cm)

方案一:所需燈具數爲7盞,光照面積約爲31.685cm2 ,光照覆蓋率爲90.10%

方案二:所需燈具數爲8盞,光照面積約爲29.75cm2,光照覆蓋率爲85.00%

方案三:所需灯具数为6盏, 光照面积约为30.625cm2,光照覆蓋率爲87.5%

方案四:所需灯具数为7盏(3个点光源) ,光照面积约为25.165cm2,光照覆蓋率爲71.9%

原方案:所需燈具數爲9盞,光照面積約爲31.325cm2,光照覆蓋率爲89.5%

經比較:所需燈具數最少的三個方案爲二、一和四光照覆蓋率最高的三個方案爲一、原方案和方案三

實驗結論:

顶旺亚洲實際實驗結論以及虛擬效果相結合,分析得出方案一整體效果最好,而且相比于原教室方案效果大體相同但節能效果更佳。應按照方案一的燈具布置來對于教室燈具放置進行改進。

實驗最終采用方案:

方案一(所需灯具数:7盏  光照覆盖率为90.10%)与原方案(所需灯具数为9盏 光照覆盖率为89.5%)相比较:一年可节省大约23360度电。

導師點評

此課題從高一學習物理後的疑難問題入手,展開具有一定開放性的自主研究。這是對于學生而言的提升自我的價值。對于明確的問題他們能夠學會搜集資料、開展實驗等一系列方法和手段來解決問題也同樣是值得肯定的。對于此次課題的研究內容同學們從節能的角度出發考慮是符合當代社會可持續發展的理念的,能夠很好的樹立起一種節能環保的意識。同時也是在爲社會發展現出自己的一點力量。同學們認真研究的過程也鍛煉自己團結協作的能力,克服困難的勇氣和堅持不懈的精神。課題的順利展開對同學們來說是成功的,通過此課題的研究,同學們更是收獲了一份成長。

存在問題及解決方案

   對于燈相間排布無法在實際中操作(大範圍)

方案:用遮光線好的布遮住光線達到不開燈時的同樣效果

成員感想

丁一泓這是一個幸福的過程。

还记得在对课题进行选择时,各组员都搜肠刮肚,聚在一块儿讨论。有一丝前途不明的预兆。然而当我们确定下课题方向之后,大家似乎成了一家人,团结一致。记得在组长家,我们为一个电路而绞尽脑汁,终于让那小小的灯泡发出了梦想与汗水的光芒;记得大家为了一个电脑模型绘出了一个又一个图形;记得大家骑车穿街走巷,在春节前为了寻找一个灯具店而奔波;记得大家在车库里为了营造黑暗的环境而堆起了“人墙”,遮挡住了阳光,而点亮了整个团队的信念…… 经历太多的欢喜与挫折,我们变得更加坚强;品尝多无数的争论与协作,我们变的更加团结。

再渺小的夢想也會讓我們明白擁有夢想的意義,無論會有怎樣的結果,我們都經曆了幸福。

趙子瑜通過了此次的實踐活動的最大感觸爲人可創造,因爲我們有自己的思維能力。如我們碰到了一些實驗中材料不合理問題,我們會努力找到。而無良好的黑暗效果的白天,我們用人牆堵住,因此團結可以戰勝問題也是此次的最大感悟。在學習中感到計劃的重要性。沒有良好的計劃與思維是很難完成一件事的。惟有齊心協力,把勁往一起使才行。我們遇到了課題難等問題,但是最終依靠外力解決了。

在活動中的確收益很多,但上述是最大感受。

嚴明義這不僅是一次探索的過程,更是一次享受與收獲的過程。

從研究性學習過程中,我明白了作爲一個團隊的成員,應該具備的素質。我個人認爲我們這個研究性小組的課題還是比較有意義的。若能成功,一定能夠爲國家節約大量的電能與資源。

研究性學習不僅可以豐富我們的課外生活,而且有利于培養我們的思維方式,有利于增進同學間的友誼,也接觸了社會,品嘗到了團隊協作的樂趣。提高了我們的動手能力,也豐富了自己的課外生活,增長了課外知識。

蔣可旖第一次接觸這樣的課題活動,我和小組所有的成員都感到又新鮮又害怕。一路走來大家都努力去嘗試做到最好,從最初的挑選課題簡單構思,設計實驗,一點點、一點點我們一幫十六歲的孩子、這樣憑著自己的雙手近幾乎完美的順利開展了一切活動。可能用專業的角度來評價我們的成果仍會顯得我們的想法創作依舊是簡單稚嫩的,但團隊合作互幫互助卻真的徹徹底底的讓我們知道什麽叫集體的力量。

   最簡單的想法,最稚嫩的設計是我們的起步

   最不平凡的過程,最耀眼的嘗試是我們的努力

   最真實的記錄,最燦爛的成功是我們的期待。

即使沒有專業的實驗工具,我們依舊可以順利開展實驗,即使沒有技術的指導,我們依舊憑自己的努力慢慢嘗試,即使沒有最好的結果,我們依舊可以因自己的付出笑得更燦爛。

周隽宜通過這次的實驗我學到很多,我們這些平時就嬌生慣養的00後,在簡陋的小車庫裏,呼吸著沈悶的空氣,還不辭辛苦的制造良好的實驗環境……這些都令我感受了另外的一種生活。還有從我們的實驗中我也明白了我們平日裏的奇思妙想也許就是一種節能的好方法,不要輕易的放棄我們生活中的點點滴滴的想法,要勇于去實踐、去探索,才會有價值!

陳益匡從上第一節研究性學習課到分組到擔任組長的的職務,從艱難地選課題到定方案再到最終實驗的完成,其中說經曆的所有的退縮和懷疑,堅定與自信,還有激動和驕傲,這些感情,只有親身經曆過的我和其他組員們才可以感受得到的。

也許是由于自己肩上的責任重大,在進行實驗時有著極大的壓迫感。常常擔心會因爲自己的失職而使整個組成員們的努力泡湯。但當我打好實驗結論上的最後一個字時,我深深地感受到了欣慰和自豪。通過這次的研究性學習,我認識到了只要有決心和毅力,任何人都可以創屬于他們的奇迹。團結就是力量,沒有所有成員在各個方面的努力,就絕不會有這次課題的成功。

這裏要感謝物理張娟老師的精心點撥,感謝爸爸妈妈们鼎力的支持和资金援助,特别要感謝沈珂学长的熱心幫助。他給予的幫助使我們徹底地走出了困境,並且走了一條實際試驗和虛擬實驗想結合的路。並且爲我們的實驗增強了科學性,也解決了實驗地點太難取的問題。 

至此,這次的研究終于完成。相信這一定是高中階段留下的最美好的一次回憶。

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