探索科技奧秘

　　王炳剛 馬俊芳
　　
　　主圖解讀
　　近年來，中考語文中出現了大量傳授科學知識，解釋科學現象，介紹科技新發明及其在生活中應用的文章，這就是科技說明文。中考語文試題中常見的熱點選材有航天科技、環境保護、信息技術、仿生科技、醫療科技、節能減排及新能源技術等，如2010年貴州省安順市中考語文試題中的《飛向太空》，山東省煙臺市中考語文試題中的《蜜蜂消失，人類只能再活四年？》，云南省紅河市中考語文試題中的《識別人臉的技術》，云南省曲靖市中考語文試題中的《走向3D時代》，湖北省荊門市中考語文試題中的《可以救命的一氧化碳》，四川省成都市中考語文試題中的《低碳生活處處可為》，江蘇省常州市中考語文試題中的《今天你“低碳”了嗎》，甘肅省蘭州市中考語文試題中的《天賜良“源”》等。
　　這類文章引領我們走進科學，探索科技奧秘，在設題上引導考生思考人與自然、人與科學的關系，思考人的生存狀態，思考科學思想，探尋科學精神。
　　
　　美文賞讀
　　一、隔空取電再進一步
　　——新技術實現多路無線高效充電
　　□劉霞
　　美國麻省理工學院的科學家表示，他們進一步提高了無線充電的能力和效率，新系統能夠同時給多個家用設備充電，其充電效率也大大提高，朝設計出一套給普通家用電器無線充電的設備這一目標邁出一大步，新研究發表在美國《應用物理快報》上。
　　2007年，麻省理工學院物理學助教馬林·索爾加斯克團隊利用匹配天線間的磁耦合諧振（即將兩個物體調到相同的頻率既能有力地交換能量，而對其他物體產生的影響又很弱）設計出了一個簡單的裝置：相距2米左右的傳輸器和接收器都包含有直徑為0.6米的線圈，研究人員用無線方式點亮了一個60瓦的燈泡，即使有人站在線圈中間也沒有產生影響，由此，拉開了無線充電的序幕。
　　無線充電盡管在理論上已經獲得證實，但是，在同時給兩個設備充電的情況下提高其效率卻一直沒有在實驗室獲得證實。現在，麻省理工大學物理學院博士安德魯·庫瑞斯研究團隊做到了。在實驗中，研究團隊發現，當同時給兩個設備充電時，給每個設備無線充電的效率提高了20%左右，因此，提高的總能效超過30%。另外，兩個接收線圈同時與傳輸線圈產生共振，也有助于加強磁場。庫瑞斯說，隨著加入的設備越來越多，其能效可能會繼續增加。
　　而且，在新系統中，傳輸器更大，而接收器的直徑僅為0.3米，更適合被整合進一臺電腦或者一臺電視機內。另外，傳輸器線圈能夠被放置在墻內或者天花板內。研究人員表示，他們已經證明，可以在一個普通大小的房間內實現無線充電。
　　最新的實驗中，傳輸的能量約為100瓦，但是，庫瑞斯表示，無線充電能量的大小僅僅被傳輸線圈使用的放大器所限制，很容易增加傳輸的能量。最終可能會達到幾百瓦甚至一千瓦，足夠為燈泡、計算機或者電視機等家用電器充電。
　　庫瑞斯說，減少接收器線圈的大小非常重要，還需要繼續進行很多工作來減少線圈的直徑和厚度，最終讓其可以方便地整合進入便攜式的設備中。
　　這些研究人員于2007年設立了無線電力（WiTricity）公司，旨在研發該技術，并最終將該技術推向市場。該公司起初估計可能需要花費幾年才能研發出一個商業性的產品，但他們認為，現已取得巨大進步，很快就可以推出相關產品。研究人員表示，并不需要進一步的技術突破，只需要對線圈和電力控制系統進行合理的設計。
　　除了持續工作減少接收器的線圈的大小外，研究人員也正在對該系統進行諧調，讓其獲得最大的效率。在實驗室的測試中，研究人員的大部分時間都耗在讓設備諧調上，但是，如果要設計成實用的產品，這些過程都需要自動化完成。庫瑞斯表示，諧調多個設備比較困難。
　　無線充電的廣闊前景吸引了無數業界巨頭“競折腰”，英特爾和索尼公司等都在研發無線充電系統。英特爾和華盛頓大學的研究人員正在研究無線電力收集技術——通過一種溫度和濕度傳感器，可以在距離1兆瓦電視天線4.1公里的地方收集無線電力，不過產生的電力僅為60微瓦。同樣“沉醉”其中的還有微軟，2008年初的國際電子消費展上，由微軟亞洲研究院設計的創新無線充電設備uPad赫然出現在了展臺上。
　　（選自《科技日報》2010年4月27日）
　　賞析
　　本文的說明對象是“無線高效充電系統”，題目本身就點明了文章的說明對象，并突出了其特點——隔空取電，新奇的技術一下子就激起了讀者一探究竟的閱讀興趣。內容上主要介紹這項新技術的研究進展，因此在說明順序上采用了時間順序。為了使這項新奇的技術讓人們了解，本文采用了列數字、作比較和舉例子的說明方法，說明了該項技術不斷取得的進步。本文在語言上比較嚴密，比如“其能效可能會繼續增加”這一句中的“可能”這個詞語的運用就顯得嚴謹而慎重。
　　二、信息爆炸隱憂多
　　□韓春苗文青
　　2009年5月18日，在對去年世界產生的數字化信息的比特數總量進行合計之后，美國易安信（EMC）公司發布了一個驚人的22位數字——4870億吉比特！這個抽象的數字或許無法讓人體會到網絡信息的海量，但如果將這些數字化的信息全部印成書籍并排列整齊，它們的長度將是從地球到冥王星距離的10倍。
　　參與研究報告的專家約翰·甘茨稱，盡管去年下半年經濟開始惡化，但是人類創造數字信息并通過互聯網、電話網、無線電波傳輸數字信息的步伐，實際上卻加快了。究竟有多快？還拿上面的“書籍長城”來說，其加長速度連美國航空航天局最快的火箭也要遜色三分。這也意味著數字化信息總量在未來的18個月內就要翻一番。
　　如此海量的數字信息讓信息安全保護困難重重，從個人醫療檔案到企業金融機密，當前創造的信息有超過30%屬于安全密集型，如銀行賬號、交易數據和敏感文件等，都需要高標準的保護。國際信息咨詢機構“德勤全球”（DTT）在月初發布的《第六次全球安全年度調查》中指出，一方面，信息入侵的手段越來越高明，日益輕便的存儲設備也讓盜竊變得輕而易舉；另一方面，經濟蕭條下的降薪與裁員讓人們情緒不穩，降低了信息安全的警覺，成為信息風險中最脆弱的一環。如此一來，信息丟失的事件層出不窮。近日就有新聞稱，美國國家檔案局5月19日承認丟失了一個含有海量絕密文件的硬盤。英國國防部也在14日表示在過去的4年中丟失了700多臺電腦和100多個U盤，在國內引起軒然大波。這早已不是英國頭一次暴露出信息安全問題，就在2007年歲末，全國近一半人口的機密信息因為政府兩張光盤的不翼而飛而全部丟失，連首相一家的資料也未能幸免。
　　危機還不僅僅局限在安全問題上，數字信息的傳輸通道互聯網也面臨著崩潰的危險。《印度時報》報道稱，互聯網尚未準備好處理如此迅猛增長的信息量。隨著Web2.0（新的一類互聯網應用的統稱）時代的到來，視頻類網站已經不堪重負，早在2006年，Youtube（一種在線視頻服務）的信息流量就超過了2000年整個因特網流量的總和。同時，有著“互聯網之父”美譽的計算機科學家溫頓·科夫也預言，目前互聯網已經沒有足夠的唯一代碼允許不同的計算機之間相互交流。IP地址（網際協議地址）預計將于明年分配殆盡，這將使整個互聯網的聯通性受到影響。
　　（選自《天津政協公報》2009年第6期）
　　賞析
　　本文是一篇事理說明文，題目點明了說明的對象——信息爆炸的隱憂。文章采用了邏輯順序作為說明順序，先是介紹了“隱憂”產生的背景——每年產生的海量信息，然后以并列結構說明了隱憂的主要表現。另外，本文恰當運用了作比較、列數字、舉例子等說明方法，例如將每年產生的信息量跟地球到冥王星的距離、信息增長速度跟火箭作比較，突出了每年產生的數字信息量之大、增長速度之快；列舉了美國國家檔案局等丟失資料的例子，突出了信息安全存在的巨大隱憂。
　　
　　三、手機將成生活終極遙控器？
　　□游宜樺
　　手機改變你我的生活模式與習慣，早已不在話下。近來手機應用程序如雨后春筍般冒出，而且透過蘋果計算機的App Store（一種應用程序）極易取得，更迅速改變使用者與手機的互動關系。現在的手機不僅可指點哪里有好吃的、如何找到朋友、何時要左轉，也可當電子錢包使用，當然，還可以打電話。
　　永遠保持通話或聯機的時代，似乎已經來臨。手機不再只是一對一的溝通工具，更像是隨身伴侶。19歲的加州De Anza（迪安薩學院）大學新鮮人倫頓表示：“沒有手機我活不下去，它就跟水或食物一樣。”
　　蘋果公司雖是第一家透過網絡販賣智能型手機應用軟件的公司，但競爭對手已迎頭趕上。各家智能型手機操作系統商，包括Windows Mobile（微軟的軟件平臺）、Symbian（塞班網）、Google（谷歌）的Android（一種操作系統）等，都已加強在線應用軟件商店服務。獨立的應用軟件網站也不斷冒出來，提供iPhone（結合照相手機、個人數碼助理、媒體播放器以及無線通信設備的掌上設備）用戶未經正式授權的手機軟件。
　　無線通訊產業分析師夏瑪表示：“我相信手機會成為我們生活的終極遙控器。所有接觸、看到、感覺到的東西，以及所有的外在通訊，都要透過手機。”
　　人們現在利用智能手機可找到在附近餐廳用餐的朋友，也找得到價格較實惠的加油站。他們可以利用手機下載播放電視節目，或隨時隨地更新Facebook（社交網絡服務網站）網頁，或玩復雜的電玩游戲。
　　iPhone使用者只要裝上Shazam（音樂雷達）軟件，把手機朝向收音機，馬上可知道現在播放的歌曲與歌手名稱。
　　在日本與芬蘭，手機還可以充當電子錢包，民眾搭乘交通工具或在商店購物時，只要手機一刷就完成付款。
　　對于許多熱衷于擁抱新科技的年輕人，手機形同是“生活的命脈”。
　　（選自臺灣《經濟日報》，2009年第4期）
　　賞析
　　本文標題以設問的方式，激起了讀者的閱讀興趣。全文把手機作為說明的對象，主要介紹了它在生活中的豐富功能。本文主要選擇了引用、舉例子、打比方等說明方法。先是引用了倫頓的話突出了手機在現代生活中的重要性，引用夏瑪的話指出手機功能之豐富；然后采用舉例子的說明方法具體說明了手機在生活中的廣泛用途；最后運用打比方的說明方法，把手機說成是“生活的命脈”，再次突出了手機對人們生活的重要性。文章短小精悍，讓讀者對手機的豐富功能有了較充分的認識。
　　
　　強化練兵
　　一、人類可通過思維操縱數字圖像
　　□毛黎
　　美國國家衛生研究院2010年10月27日表示，科學家最新研究表明，人們可以通過傳感器，依靠思維來操縱計算機屏幕上復雜的視覺圖像。新研究為閉鎖綜合征患者打開了一扇同外界溝通的窗戶。
　　美國加州大學洛杉磯分校神經外科教授伊特扎克·福瑞德領導的研究團隊在最新一期的《自然》雜志上指出，他們在研究中發現，當研究對象的大腦通過傳感器與一臺顯示兩幅重疊圖像的計算機相連后，他們可以迫使計算機顯示其中的一幅圖像，放棄另外一幅。這表明，研究對象能夠用其思維對在計算機屏幕上看到的圖像進行選擇。此外，研究對象大腦傳給計算機的信號僅出自少量的大腦細胞。
　　研究人員稱，他們的研究代表了人機接口設備BCIs（公民與移民服務局）研發方面的新進展。BCIs允許人們利用自己的思維控制計算機或其他設備，有望幫助癱瘓者控制他們的假肢。不過，在福瑞德團隊的研究中，BCIs主要被當做一個工具，幫助人們認識大腦如何處理信息，特別是認識腦細胞的集體活動如何形成思維和決定。
　　研究人員在12名癲癇病患者的大腦中植入了十分精細的、與計算機相連的傳感器。通常，人們用此途徑記錄大腦中與癲癇發作相關區域的情況。但在此次研究中，傳感器連接的是內側顳葉——它是人體的記憶儲存區，具有識別包括人體面部形狀在內的復雜圖像的能力。
　　在實驗中，當大腦中的記錄傳遞到計算機后，研究對象在計算機屏幕上看到兩張重疊的圖像，每個圖像展示的是熟悉的物體、地方、動物或人物。隨后，研究人員要求他們選擇一個圖像作為自己的目標，并將自己的注意力集中到選定的圖像上，直到選定的圖像變得完全清晰，而剩余的那張圖像徹底消失。根據大腦傳遞的記錄信息，監視器上的顯示每隔1/10秒更新一次。研究人員表示，他們對其研究對象共完成了近900次測試，其中70%顯示出了目標圖像。
　　研究人員指出，這項研究最有意義的一點，是證明我們能夠通過調制腦細胞集中注意力來做出決定，并且我們能夠學會快速地控制這些細胞。
　　以前有關BCIs的研究已經證明，這些設備可以執行其他任務，諸如使用幾個腦細胞來控制鼠標等。然而，此次任務更加復雜而且可能包含了大腦中與視覺、注意力、記憶和做決定有關的很多細胞的很多區域。
　　（選自《硅谷》2010年第21期）
　　訓練題
　　1.從說明文分類看，這是一篇______說明文。
　　2.從本文說明的內容看，人類要通過思維操縱數字信息不可缺少的一種設備是__________________。
　　3.請列出本文中利用思維操縱數字圖像技術可能的幾種應用。
　　4.說明文的語言具有準確性，請從本文試舉一例說明這一點。
　　5.你希望應用文中介紹的技術有哪方面新的應用？
　　二、懸在天空中的“飛行發電機”
　　□吳莉
　　風力是世界上發展最快的能源。全世界現有的風力發電站裝機容量已接近五萬兆瓦，相當于50個核電站的電力總容量。但這些從表面看來運作良好的、無污染的電站也存在著一些問題，除了噪聲太大以外，不停旋轉的渦輪機也總是會干擾電視接收器，而且一旦風停，它們豎在地上就顯得又難看又礙事。現在有人找到了一個解決問題的好辦法，把風力發電站搬到了天上。
　　這是一種空中風力發電站，它取消了過去直立在地面上的一個個巨大的風力渦輪機，代之以一只只巨型風箏般懸浮于空中的飛行發電機。飛行發電機完全用航空材料制造，包括碳纖維、鋁和玻璃纖維，重約2萬多公斤。每個發電機上都安裝有四個直徑40米的轉片，既可以發電，又可以控制飛行。
　　當離地升空時，一旦接近高空急流區域，轉片又會向上傾斜40度角，停止上升，同時把轉片迎向高空激流，使飛行發電機在海拔4500～13500米的空氣急流（一種環繞地球的快速氣流）區域上下浮動，發電機群從地面上看就如同一支龐大的空軍機群，分布的面積可以達到500平方公里。
　　每個飛行發電機都通過一根1分米粗的超強系繩固定在地面站的一個絞盤上。發電機的轉片在最高時速達520公里的強風的推動下不停旋轉，產生2萬伏高壓，并通過兩根包裹著高強輕質纖維的絕緣鋁絲把電力傳送到地面接收站，再傳輸到公用高壓輸電網。
　　飛行發電機將裝備半自動電腦傾斜控制裝置。當急流速度發生變化時，這個裝置會自動調整發電機的垂直穩定器，使轉片向上或向下傾斜，以確保這些發電機在風中的角度最優化。
　　如果一個空中風力電站擁有600臺飛行發電機，每一臺能產生20兆瓦特的電力，它們所產生的總電力就足夠供應兩個芝加哥那么大的城市了。如果這種設想真的能夠進入實用階段的話，相信全世界的能源危機都會變成無稽之談。
　　（選自《少年百科》2006年第1期）
　　訓練題
　　
　　1.本文的說明對象是___________。
　　2.地面風力發電站存在的主要不足有哪些？
　　3.請簡要概括空中風力發電站的主要優點。
　　4.請分別指出文中畫線的句子所使用的說明方法及作用。
　　5.文章最后一自然段為什么沒有列數字說明600臺飛行發電機產生的總電力，而是說“足夠供應兩個芝加哥那么大的城市了”？
　　三、被人“捉摸”的氣味
　　□朱肖夏
　　氣味，摸不著，看不見，但你可知道，眼下，它正廣泛地應用于各個領域，一門新興的邊緣科學——氣味學，正在悄然興起。
　　在現代偵破技術中，氣味學已越來越顯出神威。美國科學家發明了一種新的破案技術，稱為氣味鑒定法。同人的指紋一樣，人的氣味也各有差異。在犯罪現場，將作案地點的空氣采樣帶回去，經過處理再裝入一個特制的罐頭盒中，就可以用來破案了。一只受過特殊訓練的警犬，能輕而易舉地將罐頭盒中的氣味，和犯罪嫌疑分子身上的氣味進行對照，確定兩種氣味是否一致。科學家認為：這種用氣味鑒定罪犯的方法比用指紋破案更為優越。
　　①許多動物在尋食、報警、集結、求偶時，都會利用神秘莫測的化學信號“語言”。②如今，科學家破譯了這種氣味語言，人們可以有的放矢地施放類似氣味，招致害蟲前來自投羅網，以提高農業產量。③昆蟲學家發現，很多種類的昆蟲是通過氣味中的性信息素來召喚異性和繁殖后代的。④在現代農業科技領域內，氣味學已經在大顯身手。
　　在大千世界里，樹木花草的馨香有著奇特的效果。科學研究表明，青枝、綠葉、紅花中分泌出來的殺菌素和清香味，對人的循環系統疾病有一定的防治作用，還可用來保護視力。通過研究，人們發明了利用香味治病的方法，利用不同的氣味來改變人們的健康狀況。我國古代將艾葉、白芷、蒼術和雄黃等中藥制成煙熏劑，利用其氣味來殺滅結核、傷寒、白喉等病菌。人們早已注意到，在工廠和學校，如果林木蔥郁、蒼翠欲滴、花草競秀、清香撲鼻，人的工作和學習效率就較好。不同的花香對不同的疾病有其特殊功能，比如丁香花氣味對牙痛病人具有安定止痛作用，香竺葵氣味可舒張支氣管平滑肌，故能平喘。目前，人們先后人工合成一些特定的香味物質，利用它們散發出來的香味，可調節精神和治療疾病。
　　在競爭激烈的市場上，氣味學也一展宏圖。國內外的食品行業，都很重視氣味學的應用。在國外，氣味學還被廣泛運用于輕工業產品，比如香味衣服、香味電扇、香味雨傘、香味墨水等紛紛應市，并壓倒無香味的同類產品。
　　更有趣的是，異性氣味是一種潛在的藥物。在協調男女身心健康方面，氣味起著微妙的作用。據科學家研究，只要微弱的異性氣味在擴散，就會引起強烈的刺激，從而改變其情緒，化焦慮為平靜，使煩躁變平和。科學家還匠心獨具，觸類旁通，把氣味學運用于航天事業中，也收到了滿意的效果。現已發現，女性氣味有神奇的調節作用。在宇宙飛行中，一半以上的宇航員會出現各種宇宙病，諸如頭痛、惡心、渾身不適等。后來醫生建議每次飛行應有一位女性陪同。于是，美國婦女莎莉被第一個選中，在她參加的那次飛行中，只有一人得病，其他人都安然無恙。難怪美國專利局和商標局宣布，氣味和詞語、名字、聲音等也可以作為商標來登記了。
　　看來，似乎不可捉摸的氣味，已經被人們扎扎實實地“捉摸”住了。
　　（選自《穿越時空》）
　　訓練題
　　1.本文采用了________結構。
　　2.文章第二自然段中的畫線句子運用了什么說明方法？其作用是什么？
　　3.在學校管理中有人提出“環境育人”，建設“花園式學校”，你能從本文中找出依據嗎？請簡要說明。
　　4.文章第三自然段已經打亂了原來的順序，請按照句子之間的聯系重新調整語序，調整后的順序是________________。（只填句子序號即可）
　　5.你在生活中有過“利用氣味”的經歷嗎？請舉一例。
　　
　　答題技巧
　　科技類文章多以說明文的形式出現，因此考生可從以下幾方面著手：
　　一、把握說明對象及其特征。一般來說，說明文的說明對象一般就是題目，也有些出現在文章的開頭，極少數需根據文章內容歸納提取。說明對象特征的歸納一是要注意標題中的修飾性詞語，二是要注重從文章開頭中捕捉重要信息，三是從各段中歸納提取最能揭示說明對象的本質的詞語。如以上選文的標題都點明或者蘊涵了文章的說明對象或說明的中心內容，而說明對象的特征在關鍵段、關鍵句都已清晰給出，如《被人“捉摸”的氣味》在每自然段開頭的中心句就點明了氣味學的神奇應用。
　　二、把握說明順序，理清層次結構。說明順序一般分為時間順序、空間順序和邏輯順序三種，時間順序、空間順序比較明顯，科技說明文大多數是邏輯順序。考試時有的要求考生指出全文或局部的說明順序，有的讓考生按一定的說明順序排列句序。難點是排列句序，這類題關鍵是要找出這一組句子的內在聯系；其次，找準首句，首句一般為統領句；然后按照句與句之間的關系，依次銜接，做到上下連貫即可。在判斷清楚說明順序后，可根據各段之間總分總、并列、遞進等關系將文章劃分層次。如《被人“捉摸”的氣味》中的第4題，首先可根據前一自然段的結構規律，找出能夠作為中心句的放在段首，然后根據先有“現象”，后有“發現”，最后是“應用”這一邏輯順序重新排序。
　　三、緊扣說明對象及其特征，分析說明方法的作用。注意要考慮這一說明方法所處段落的中心句，并根據不同的說明方法運用不同的詞語歸納表述。
　　四、分析說明文語言的準確性，要注意那些反映事物性質、狀態、數量、范圍、程度等的有關詞語，分析它們所起到的修飾限制作用。如《人類可通過思維操縱數字圖像》中的第4題要求舉例分析說明文語言的準確性，考生就可抓住表明數量的詞“近900次”來分析“近”去掉前后語意的區別。
　　五、綜合分析，發揮推理和假想的能力。考生應在通讀文本的基礎上對事物發展趨勢作出推斷，也可以根據現有的材料對可能出現的結果進行大膽的判斷。這類題目具有一定的開放性，但指向是明確的，回答中允許有較強的個性。如《人類可通過思維操縱數字圖像》《被人“捉摸”的氣味》中的最后一題就需要考生根據對文本知識的理解，結合自己積累的知識和生活經驗，創造性地發表自己的見解。
　　
　　侯夫強
　　
　　主題導引
　　科學是人類智慧的結晶，它已經滲透到我們生活的方方面面，并改變、影響著人們的生活。綜觀近幾年各地中考語文試題，我們發現中考作文題的選材內容重視開闊考生的視野，引導考生關注未來發展。這完全符合《語文新課程標準》中“現代社會要求公民具備良好的人文素養和科學素養，具備創新精神”的導向。雖然2010年中考作文試題中沒有直接與此主題相關的題目，但間接涉及此主題內容的為數不少。命題作文如福建省廈門市中考作文題“打開一扇窗”，黑龍江省綏化市中考作文題“勇往直前”，江蘇省泰州市中考作文題“它也很重要”；半命題作文如重慶市綦江縣中考作文題“_______，讓生活更美好”，河北省中考作文題“_______來了”等等。關注科學發現，植根現實，暢想未來，是中考作文試題的熱點主題之一。下面讓我們一起走進科學的世界，去盡情地遨游和感受吧！
　　
　　寫作支著
　　科學是一個寬泛的話題。從內容來看，科學不僅僅指科學知識，它還包括科學精神、科學素養、科學思維、科學方法、科學態度、科學想象等等。比如寫作“打開一扇窗”，不同層次的考生均有發揮余地，但考生必須要用科學的方法進行思考。對寫作水平處于中低層次的考生來說，可以選擇自己身邊的事情來寫，將平時積累的一些作文素材合理運用到作文中去。其實這里的“窗”既可指心靈之窗、交