经典学堂江南实验学校站是堂科学实验课,课还未开始就有家长问:“我知道多做实验对科学帮助大,可是我们普通人家里哪有那么多实验器材呢?”方老师用这堂课回答了家长的疑问:科学绝不仅是一本纸质的书,它还可以是本“家务百科全书”。
“有位科学家说,把孩子放到田地里去玩,科学自然能学好。”方老师很赞同此观点,只是生活在都市里的我们不可能有太多大自然赐予的田。没关系,我们有家务啊,这块‘田’的肥沃程度丝毫不亚于自然田呢。例如,为什么拖把握在特定地方最省力?为什么菜刀要设计成这样的形状?为什么喝酸奶和饮料时能用吸管?……”每天,孩子从起床那刻起,就已经在源源不断地接触科学了。
国庆中秋双假将至,学校科学组老师还特意为孩子们打造一套科学的“家务体验”套餐——实验器材都是家常的,实验过程却是乐趣无穷的。老师们说,把生活里的东西理解透了,还怕中高考考不出好成绩?
课堂实录
内容:科学课《大气压强》
执教人:方涛(中学二级教师,市教坛新秀)
评课人:王骏(江南实验学校科学组组长)
钟丹卿(中学高级教师,江南实验学校
资深科学教师)
周绍荣(江南实验学校资深科学教师)
许张煜(江南实验学校资深科学教师)
坐滑梯的鹌鹑蛋
一个鹌鹑蛋放在一个比它小很多的长颈烧瓶瓶口上,你猜它会怎么样?
答案一:纹丝不动;答案二:溜溜地滑下去。
很多孩子选择第一种,因为它看起来更符合逻辑:瓶口那么小,蛋又那么大,怎么可能滑下去?
“实验出真理。”方老师将鹌鹑蛋放在长颈烧瓶口,轻轻按了下,这蛋就如同坐滑梯一般,哧溜一下落底了……
“不可思议!”、“为什么?”课堂里先是疑问声一片,不过马上孩子们就反应过来了:老师,我知道了,肯定有谁对鹌鹑蛋施加了力。
匠心拆解:先把孩子熟悉的生活经验引进来,让课内外知识互相补充,这样,孩子对新知识很亲切并充满好奇,收获自然更多。
拉不开的铜半球
“在17世纪那个时候,德国有一个热爱科学的市长,名叫格里克,他将两个直径为30多厘米的空心铜半球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时,才把半球拉开。”这就是有名的马德里半球实验,格里克市长向世人证明了大气压的存在。
“想亲身体验吗?”神秘的方老师掏出一个空心铜半球(此乃“袖珍版”),并邀请了两位看似“人高马大”的男同学模拟实验。两位初二小伙子接住铜球两头的绳子,就开始“拔河”了--虎虎生威的小伙们吃奶的劲早就使出来了,这胳膊上青筋鼓鼓的,表情也越来越“狰狞”……但“球”还是拉不开!
“其实,就算力拔山河的项羽,估计也拉不开。但方老师要拉开却很容易的。”只见,球“啪”的一声,开了!原来,方老师做了个小动作——他偷偷地把真空“铜半球”里放入了空气。
答案出来了:是大气压强对“鹌鹑蛋”和“铜半球”等施加了力。
匠心拆解:从历史重演的演示实验中,让孩子和格里克一样,去深刻地体验大气压的存在和拥有的惊人力量。
是吸饮料还是“压”饮料?
方老师趁热打铁,让大家两人一组,合作做两个相关实验。(列举其中一例)
实验1:①在玻璃杯口上放一块硬纸片,将装置倒置过来后你发现什么?②如果在玻璃杯里注满水后用硬纸片将杯口封住,迅速将装置倒置过来,你又会发现什么?
等全部小组实验并讨论完毕后,两位女生自告奋勇地上台演示了:“①纸片会掉下来;②杯子怎么动,纸片都不会脱落下来,这各个方向都有大气压强。”
“很好!我要奖励你们。”方老师拿出一瓶芬达,说要请同学们喝饮料。
教室里的小手们都快疯了:“我!我!我!我口渴,我来吸!”近水楼台先得月,前排男生最先抢到手。这位男生含着吸管吸啊吸啊,脸憋得通红通红的,哈,这饮料却丝毫未少,因为他根本就吸不出来。
“哎,看来你是没口福呃!”方老师摇摇头,并拔掉了瓶口的密封塞子,再次递给男生,这下男生很轻松,饮料“呼”地被喝掉一大截了……嘿,下面的人只能咽口水了。
匠心拆解:生活中我们用吸管喝饮料时,其实不是“吸”上来的,而是“压”上来的。方老师将生活常识和科学实验相互融合,让学生更深刻地认识到现象背后的科学道理。
弹簧秤也能测大气压强
生活中有哪些物品运用了大气压强呢?学生们列举了很多例子:浴室吸盘、摄像头底座、注射器、吸尘器、中医拔火罐、搬运玻璃的专用吸盘等,看来,大气压强对生活的影响无处不在。
“大气压很大,究竟有多大呢?希望你们能亲手测出来。”课桌上有3样东西:一块玻璃、半径为1.1厘米的吸盘以及弹簧秤(单位:千克)。
“大气压强P=F(力)/S(受力面积)。”记者边上的两个女生讨论着测量步骤:
首先,把吸盘吸在玻璃上,根据半径算出受力面积;
其次,再把弹簧秤勾在吸盘的挂钩上,我用双手按稳玻璃,你用力拉弹簧秤,你把吸盘从玻璃上拉掉的瞬间,我会记住弹簧秤上显示的千克数;
再次,把千克换算为牛顿;
最后,根据p=f/s,算出大气压强为1×105pa。(10的5次方)
标准大气压是1.01×105 Pa,尽管孩子们的答案稍有误差,但已经很接近标准了。
匠心拆解:方老师课上的很多实验器材都不是实验室专用的,而是生活中常用物品,例如,妈妈买菜用的弹簧秤,浴室里的吸盘,可乐瓶等,选用孩子们熟悉的生活实验器材,除了让孩子们觉得课堂很“熟悉”外,也能间接地暗示孩子:只要我们肯动脑筋,生活里的很多物品都能收入我们的家庭实验包。
一个可乐瓶的种玩法
一些简单的材料,可以开发很多的科学实验,比如用一个可乐瓶,就能玩出N种科学道理。
●玩法一:证明大气压强的存在
将一底部扎有细孔的瓶中倒入适量的水,此时会发现瓶子里的水会外流,若继续迅速把矿泉水瓶中灌满水,然后拧紧瓶盖,这时可观察到瓶子里的水不会从小孔流出,你能解释这种现象吗?
●玩法二:液体压强的大小与深度的关系
在可乐瓶一侧打上三个高度不同的小孔,然后在瓶子里装满水,试试看,你能观察到什么现象?
●玩法三:浮力和大气压
把可乐瓶的底部剪去,倒置,盖上瓶盖,装2/3瓶水,把一个乒乓球放在水中,会发现乒乓球会漂浮在水面上;如果去掉瓶盖,再把乒乓球放在瓶口,然后不停地往瓶子内加水,你会发现什么呢?
●玩法四:简易浮力秤
将矿泉水瓶装上适量沙子后,倒置在水中,可发现瓶子竖直的漂浮在水中;再在瓶底处粘上一个小托盘,标明刻度后,即可完成浮力秤的制作,可粗略地测出一些物体的质量。
●玩法五:水火箭
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,它利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞,再灌入一定数量的水,利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。
以上小实验和小制作都是利用旧可乐瓶或矿泉水瓶完成的,很方便也很简单,快点动手做做看吧。
延伸学习实用手册
家务活,孩子最好的科学“实验田”
长假即将来临,孩子埋怨作业多、不想做,不少家长为此烦恼。
方老师的建议是:不妨多安排孩子做家务,因为家务劳动中包含着很多的科学原理。
“一个孩子对科学的体验主要途径不外乎两种:一是玩、二是做,虽然家务劳动中的科学原理课本上也有些介绍,但没有经过身体力行,孩子的理解层次肯定不一样。”另外,新课程非常强调学生对知识的体验和应用,因此,家长们有意识地引导孩子在家务中观察一些现象,思考一些科学原理,这不失为一种学好科学的好办法。
孩子一天的科学家务套餐
★早晨7:30:做早餐
平常都是妈妈为你做早餐,假期里你完全可以好好表现下。
切面包和馒头时,特别容易切碎,更何况毛手毛脚的不擅长家务的孩子呢。老师教你一招:先把刀烧热,再切面包,面包就不会粘也不易碎,而且切得很均匀。
科学原理:物体一般有热胀冷缩的性质,面包与热刀接触时会先膨胀后收缩,切缝会变大。
★上午9:00擦玻璃窗
厨房的门窗脏了,但怎么擦都不干净。有个好办法:先用油污清洗剂喷在玻璃上,在清洗剂还未滑落时马上把保鲜膜贴上去;15分钟后撕掉保鲜膜,再用抹布擦玻璃,玻璃会非常干净。
科学原理:物质的溶解性。
★上午10:00拖地
拖地时,我们会不自觉地找一个合适的支点,使动力臂大一些,这样使用起来比较省力。不过省力一定费距离,如果动力臂太大,拖地的范围就受限制了,哪个支点最合理呢?这需要反复实践。
科学原理:功的原理和杠杆原理。
★下午14:00清理沙发
沙发上被弄上圆珠笔渍了,好办法就是先用一些牙膏再加上肥皂清洗,然后再用酒精擦拭,或用棉花蘸上烧热的牛奶反复擦拭也能达到效果。
科学原理:物质的溶解性。
★下午17:00做饭切菜
切菜的菜刀涉及的知识可多了。设计菜刀时要考虑压强问题。要使菜刀切入物体就必须使菜刀对物体的压强大于物体表面所能承受的最大压强。由公式P=F/S得:在用力较小的情况下,可以通过减小刀口与物体的接触面积来增大菜刀对物体的压强。从而在设计时要求刀口薄、刀刃锋利。
科学原理:压强。
★晚上19:00清洗抽水马桶
平时,老师经常会要求大家计算有关物理量。例如,计算当水箱放满水时,出水塞所受水的压力等。
当马桶无水时,浮球开关由于自重下到最低点,浮球开关另一端连接马桶进水开关处于打开位置,水流道通。当水积到一定位置时,由于浮力作用,上升,另一端的连杆就关闭了进水通道。
科学原理:抽水马桶的工作原理与浮力、压力有关,还有杠杆原理。
★晚上20:00清理浴室蓬头
忙了一天,好累啊,赶紧洗澡吧!却发现洗澡用的莲蓬头堵塞了。莲蓬头小孔使用时间久了会堵塞,用醋液来泡莲蓬头数小时,自然就疏通了。
科学原理:酸碱会发生反应(醋为酸,莲蓬头污垢是碱)。