OFS接力支教 | 关于科学实验

我的支教回忆(二)
文 | 朱福斌 2017年秋季OFS志愿者支教老师

       服务于云南省昭通市巧家县炉房乡噜布完小

关 于 科 学 实 验

我教的六年级各科中,只有科学这科教科书不够用,平均2或3个学生用一本书,而且本学期课本中的九个实验,学校几乎找不到配套的器材。还好村上有个超市,还能赶集,可以获得一些简单的材料来做实验。下面举几个例子,以供参考:

「 一 · 铁 钉 生 锈 实 验 」

这个是教科书上的实验内容,让同学们观察不同环境下的铁钉生锈情况。我稍稍做了改动,设置了6个小环境,观察在这些情况下,铁钉的生锈情况。

准备6个一样的玻璃杯,6根一样的未生锈的铁钉,少许食用油,少许自来水,保鲜膜,胶带。6个小环境:A、空杯子里放一根钉子;B、空杯子里放一根钉子,杯口用保鲜膜胶带密封;C、杯子里放足够的水,放进一根钉子,使得钉子被没过;D、杯子里放少量水,放进一根钉子,使得钉子被没过一半;E、杯子里放足够的食用油,放进一根钉子,使得钉子被没过;D、被子里放少量食用油,放进一根钉子,使得钉子被没过一半;

因为生锈是一个缓慢的过程,上课演示给同学设置的这些小环境后,我跟同学们一起简单制定了一个观察计划,在后续的不断观察过程中,体验铁钉生锈的过程。因为这个实验的现象不是很明显,周期又很长,小孩子很容易失去兴趣,所以可以想些其他办法,比如可以把铁钉人格化,给他们起上名字,编出故事,例如他们都被关进了不同的监狱,大家可以在什么时间探视,记录好他们的境况,直到“刑满释放”之类,会更好的增加孩子们的兴趣。

现在这6只玻璃杯还在学校图书室“关押”着,开学的时候就“释放”他们。

「 二 · 认 识 气 流 实 验 」

这是本期教科书上没有的实验,但是由于科学实验器材有限,很多实验都做不了,我就想着利用一些生活中简单的材料帮孩子们设计些符合他们学习的实验。以下系列的有关气流的实验,就是在这样的想法下产生的。

2-1

准备一个电吹风,两根长纸条,透明胶带,分别将两根长纸条的一端相对的粘在电吹风口的两边,用手虚掩着电吹风的进风口,打开电吹风的开关,由于进风口被手挡住,吹出的风力很弱,纸带几乎不动(如果纸带抖动,可适度增加宽度减小长度)。放开虚掩着进风口的手,吹出的风力变大,两个纸带会不断贴起分开,剧烈抖动,发出声音。

这个实验可以借此讲到气体速度快压力低,并启发学生思考为什么被压到一起的纸带又会分开。同时可以联系到飞机可以起飞的原理,讲得不用太理论化,关键是可以启发同学去思考并和生活中的现象去联系。

2-2

准备一个电吹风,一个乒乓球,打开电吹风开关,将电吹风垂直向上,是的出风口气流向上垂直吹出,另一只手将乒乓球放在出风口处,松开乒乓球,乒乓球被垂直吹起,缓慢偏斜电吹风,乒乓球在这个过程中仍被裹在气流中,不会落下,直到角度过大,乒乓球掉落地上。重复讲再次吹起,用手快速切割吹出的气流,乒乓球并不会掉落,也可邀请同学参与用手快速切割气流。

可以通过这个实验进一步说明上面的气压原理,这个实验当时做的效果也很好,同学们都觉得很神奇,很喜欢这个实验。

2-3

准备若干竹签和橡皮筋,制作出如下图一个竹签架子,再用纸条做出如下图的“螺旋桨”(粉色所示)

 

再准备一个当地人常用的电烤炉,电烤炉放在竹签架子中间,把“螺旋桨”挂满竹签架子的顶部,将电烤炉通电,随着电烤炉把其周围空气加热,热空气开始上升,螺旋桨也随着上升的气流旋转起来。

通过对螺旋桨旋转情况的观察,除了让同学们了解热空气上升的道理,还可以发现很多说不清楚的细微现象,比如,有的地方螺旋桨转得快有的转的慢,有的一会快一会慢,打开电烤炉不同的加热面会呈现不同的整体变化等,引导同学们大胆去提问去假设。

而且类似这样的科学实验器材还具有一定的美感,可以结合美术课来上成综合课,鼓励同学自己制作实验器材,除了从科学的视角去研讨科学道理,也可以从艺术的视角去创造美感,比如设计旋转图案。

「 三 · 酸 碱 反 应 实 验 」

我在当地超市买了白醋和泡打粉(因为没有小苏打可以买,所以买了泡打粉,泡打粉里也有碳酸氢钠成分),为了让学生们从多角度认识这个化学反应产生的气体,我设计了一系列小实验:

3-1

将喝过的1.5L纯净水塑料瓶从底部向上大概6cm处剪断,再将一根普通蜡烛从上向下剪出一截8cm左右,点燃后用融化的蜡油粘在已剪好的塑料瓶底部,吹灭蜡烛,在瓶底放些泡打粉,用一次性筷子把泡打粉在瓶底铺开,泡打粉平铺厚度4mm左右即可,然后点燃蜡烛,待火焰稳定后,向瓶里倒白醋,没过泡打粉5mm左右即可,之后有效成分醋酸和碳酸氢钠就会迅速反应释放二氧化碳,产生泡沫向上涨,蜡烛火焰开始缩小直到熄灭。

这个实验在视觉上迅速产生大量泡沫向上涌出,没有接触到火焰,可是火焰却熄灭了,小孩子很感兴趣,就像看变魔术一样。

瓶子和蜡烛的高度不是一定要这样,但是要保证蜡烛稍高一点,使得涨出的泡沫不会淹没火焰,蜡烛又不能太高,太高则很难被产生的二氧化碳熄灭。泡打粉最好换成小苏打,效果会更好,而且泡打粉和白醋的量不是绝对的,可在上课前先做一下确定使用多少量。先放泡打粉后放白醋是考虑既使反应充分又操作方便,不用搅拌或是一点点慢慢在白醋里加进泡打粉。

3-2

准备一个喝过的250ml塑料可乐瓶,向瓶里放入少量泡打粉,再放入少量白醋后,立即在瓶口处套上一个气球,保证瓶口处密封良好。可以轻轻摇动可乐瓶,观察气球胀大过程,在气球爆裂前拔下气球。

如果是直接用瓶盖将可乐瓶密封住,感受瓶体“变硬”。要切记白醋的量不要超过2ml(这个数值是考虑产生的最大气体量不超过安全气压的情况下计算出来的,老师可以自行根据化学反应方程,一般白醋浓度,醋酸摩尔质量等物理量自行计算),瓶体稍微变硬,就拧开一点瓶盖放气。但不建议做这个实验,以防孩子模仿,有安全隐患。

这个实验一样在视觉上可以迅速看到彩色的气球被吹起,引导孩子想到有气体产生。

3-3

准备一个细高透明的玻璃花瓶,里面倒满白醋至接近瓶口,取一个完整鸡蛋放入花瓶(鸡蛋最好是煮熟的,以防破碎影响实验。也可以先把鸡蛋放进花瓶,再往里加入白醋)。鸡蛋会沉入花瓶底部,白醋和鸡蛋壳中的有效成分醋酸与碳酸钙开始发生反应,产生的二氧化碳会附着在鸡蛋壳表面,随着气泡增多,鸡蛋首先会在花瓶底部由原来的“平躺”姿势变成“站立”姿势,接下来鸡蛋“腰部”的气泡会不断从鸡蛋表面脱离漂到瓶口液面,在页面上形成一个圆圈,最后随着鸡蛋壳表面的气泡越积越多,鸡蛋会缓缓的浮上瓶口,当用干净的一次性筷子关掉鸡蛋表面足够多的气泡后,它又会慢慢沉到瓶底。

在演示这个实验的过程中,也可以模仿魔术师那样,加上一些肢体动作和神秘的语言,增加孩子们的兴趣。

3-4

让孩子自己动手做一做:将班级分成几个实验小组,每个小组发放同样的器材:若干一次性透明塑料杯,少量泡打粉和一杯白醋,若干一次性筷子,若干个鸡蛋,若干个蜡烛。

让他们自己重复1-1和1-3的实验,进一步观察实验现象,提出问题。从安全角度考虑,1-1这个实验也可以不提供蜡烛,单纯让孩子们感受大量泡沫产生的过程。

以上做的各种科学小实验,学生们的兴趣都非常高,而且有时会出乎我的意料,比如,他们会在1-1这个实验中自行添加了红墨水或是蓝墨水,制作出了“冰激凌”,还要送给我吃,孩子们还是很有创造力的。

 

不过在孩子们动手做实验的过程中,一定要反复强调安全注意事项,孩子这方面的意识不是很强,虽然以上实验设计基本没有安全隐患,但一定要让他们树立起一些科学实验存在很高危险的意识,提前打好预防针。


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