從實(shí)驗(yàn)入手開展兒童科學(xué)啟蒙教育的研究

1、從實(shí)驗(yàn)入手開展兒童科學(xué)啟蒙教育的研究，已經(jīng)成為國(guó)際科學(xué)教育新熱點(diǎn)，教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)期刊已經(jīng)刊載了多篇理論與實(shí)踐研究的成果。我們課題組發(fā)現(xiàn)從國(guó)外汲取優(yōu)秀的科學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，結(jié)合本國(guó)兒童身心發(fā)展特點(diǎn)，可以開發(fā)出系列有意義的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)（見(jiàn)文獻(xiàn)2），有利于促進(jìn)我國(guó)兒童科學(xué)啟蒙教育的發(fā)展；以下案例中的【如何讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)更完美呢】欄目都是我們動(dòng)手實(shí)踐后的體會(huì)和改進(jìn)方法。案例1：T恤的化學(xué)設(shè)計(jì)一種迅速方便的印染技術(shù)孩子們常常因?yàn)榘巡藴?、果汁滴落在白色衣服上而苦惱，也常因?yàn)樵诩抑械陌咨珘Ρ诘暮鷣y涂畫而遭到家長(zhǎng)的責(zé)備。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以讓孩子們充分享受涂鴉創(chuàng)意中的快樂(lè)，也可以引導(dǎo)他們探究作畫中的科學(xué)道理。【我們需要些什么呢

2、】一件干凈的白色T恤、顏料（紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫）、塑料杯、橡皮圈、醫(yī)用酒精（含70%乙醇）、滴管【我們應(yīng)該怎么做呢】（1）首先將塑料杯放進(jìn)T恤的內(nèi)側(cè)，確保將塑料杯的開口處置于衣服需裝飾位置的下方，可用橡皮筋將杯子和T恤固定在一起。（2）選一種顏色的墨水，滴6滴在被固定的T恤布料的中心處，讓顏料蔓延覆蓋到那塊固定區(qū)域面積的四分之一。還可以在這塊區(qū)域添加別的顏色，但仍要確保顏料覆蓋的區(qū)域不超過(guò)塑料杯固定區(qū)域的四分之一。（3）緩慢地在顏料覆蓋區(qū)域的中心處滴加20滴醫(yī)用酒精，當(dāng)酒精浸透衣衫，顏料就會(huì)向外分布漫開，所得效果就象T恤繪制了一朵花，但學(xué)生一般更會(huì)覺(jué)得這個(gè)設(shè)計(jì)看起來(lái)象是一個(gè)五顏六色的光盤。

3、（4）雖然酒精用量可以隨心所欲，但要注意的是，如果圖案較小，墨水一定要緩慢滴在設(shè)計(jì)區(qū)域的中央，不要滴加過(guò)多酒精淹沒(méi)了設(shè)計(jì)區(qū)域，導(dǎo)致圖形不美觀。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中也可以染成別的圖案，除了點(diǎn)狀，你還可以利用其他模具嘗試染成一個(gè)個(gè)每邊都有著不同顏色的小方塊、各種幾何圖案，象半圓、波浪線、多邊形讓印好的圖案干燥35分鐘即可成形，也可繼續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)作。【為什么會(huì)這樣呢】這是一個(gè)包含溶解度、混合、分子運(yùn)動(dòng)的的小實(shí)驗(yàn)。顏料中包含了永固油墨，不會(huì)被水洗掉，但油墨分子會(huì)溶于有機(jī)溶劑酒精中，而酒精帶著各種不同顏色的油墨從T恤中央散開?！救绾巫屵@個(gè)實(shí)驗(yàn)更完美呢】（1）將T恤放到烘干機(jī)中加熱約15分鐘可固定顏色，也建議將衣服

4、放在溶解食醋的水中，能更好的固定顏色。（2）如果擔(dān)心顏料商品可能對(duì)兒童的危害，還可從天然農(nóng)作物中提取天然色素作為實(shí)驗(yàn)原料，例如紫甘藍(lán)汁、西瓜汁、藍(lán)莓汁以及綠葉植物壓榨得到的汁液。案例2：跳跳糖實(shí)驗(yàn)曾經(jīng)這么一個(gè)傳說(shuō)讓很多家長(zhǎng)膽戰(zhàn)心驚：將跳跳糖和汽水一起吞服會(huì)讓胃爆炸。那么這個(gè)傳說(shuō)是真的嗎？讓跳跳糖在你嘴里噗噗跳為什么呢？一包跳跳糖里能釋放多少氣體呢？【我們需要些什么呢】一包跳跳糖、一個(gè)氣球、用玻璃瓶承載的雪碧汽水【我們應(yīng)該怎么做呢】（1）將一包跳跳糖都倒進(jìn)一個(gè)氣球。（2）打開汽水瓶，將氣球系在汽水瓶上。先注意，不要讓跳跳糖掉進(jìn)汽水中。（3）當(dāng)系好氣球后，把氣球拎起來(lái)，讓跳跳糖都落入汽水中，看看氣

5、球會(huì)變多大。（你也許會(huì)很驚訝氣球并不會(huì)膨脹多少，這是為什么呢？）【為什么會(huì)這樣呢】跳跳糖和普通糖果一樣，都要混合蔗糖、乳糖、玉米糖漿和調(diào)味料，這樣的組成被加熱到沸點(diǎn)，然后在高壓下與二氧化碳混合。當(dāng)降溫后二氧化碳?xì)馀荼环庠谀痰奶抢?。?dāng)跳跳糖在口中融化時(shí)，氣體從糖粒的不同部位中釋放出來(lái)，發(fā)出噗噗的聲音，讓舌頭的味蕾感受快樂(lè)的跳躍感覺(jué)！這個(gè)實(shí)驗(yàn)中氣球中的二氧化碳?xì)怏w大多數(shù)是汽水釋放的，而不是跳跳糖中的。跳跳糖掉進(jìn)汽水中，導(dǎo)致汽水中部分二氧化碳跑出來(lái)，這才是氣球膨脹的原因。所以，吃跳跳糖又喝汽水是不會(huì)爆炸的，但是你會(huì)打一個(gè)大大的飽嗝。【如何讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)更完美呢】為了進(jìn)行對(duì)比，可選擇同樣的裝置，但是

6、把汽水換成熱水，將同樣一包跳跳糖投入水中，看看氣球是否會(huì)脹大？案例3：一種不可思議的壓扁罐頭的方法壓扁罐頭的方法多種多樣，用手、用腳、用車壓但沒(méi)有哪個(gè)方法比這個(gè)實(shí)驗(yàn)所介紹的方法更有趣。【我們需要些什么呢】一個(gè)空的鋁制飲料罐、一個(gè)電爐、一把鉗子、一只臉盆；冷水【我們應(yīng)該怎么做呢】（1）首先將鋁制飲料罐洗凈，確保里面沒(méi)有殘余的飲料；（2）將冷水倒進(jìn)盆里，水的溫度越低越好；（3）往飲料罐里加一小勺水，只要確保水能沒(méi)過(guò)罐子的底部；（4）將鋁罐放在電爐上加熱，很快就能聽到罐子里水沸騰的聲音，水蒸氣從罐子里冒出來(lái)，繼續(xù)加熱約1分鐘。（5）用鉗子緊緊抓住罐子的底部將鋁罐夾起來(lái)，將鋁罐倒轉(zhuǎn)，使鋁罐的“頭部”向

7、下整個(gè)浸入冷水中。整個(gè)過(guò)程應(yīng)該一氣呵成，動(dòng)作要快。（6）此時(shí)會(huì)發(fā)出“砰”的一聲，鋁罐想被踩了一腳似的，神奇地被壓扁了。【為什么會(huì)這樣呢】在加熱前，鋁罐里是水和空氣。當(dāng)水沸騰時(shí)，水的狀態(tài)發(fā)生了改變，由液體變成氣體，水汽將鋁罐中的空氣趕出來(lái)。當(dāng)鋁罐倒轉(zhuǎn)浸入冷水中，罐中溫度迅速降低，水汽隨之迅速凝結(jié)成水滴，由于液態(tài)中的水分子比氣態(tài)中的水分子體積小得多，所以所有水汽轉(zhuǎn)變后，只有一兩滴水，占用空間比原先小得多，于是鋁罐外面大氣的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于罐內(nèi)壓力，鋁罐瞬間就被壓扁了。案例4：自制冰激淋炎炎夏日，冰涼美味的冰激凌是夏季常見(jiàn)的消暑食品之一，據(jù)說(shuō)它起源于幾百年前英國(guó)皇宮一頓盛宴上的形似新鮮冰雪的佳肴。其實(shí)早

8、在3000多年前，聰明的中國(guó)人就已經(jīng)利用天然冰在夏天開發(fā)消署食物，更在元朝時(shí)政府就開始了冰激凌的生產(chǎn)，是馬可波羅將這樣的美味帶到西方從而得以發(fā)揚(yáng)光大。很多國(guó)內(nèi)的孩子迷戀于麥當(dāng)勞、肯德基展現(xiàn)的口味多樣的美味冰激淋，如果讓他們親手制作冰激淋，不僅讓他們品嘗到自己勞動(dòng)成果，更從制作過(guò)程中學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本操作，感受勞動(dòng)的無(wú)窮快樂(lè)。【我們需要些什么呢】一個(gè)大瓶子（900mL裝蜂蜜瓶）、兩個(gè)個(gè)聚乙烯食品塑料袋，手套；奶油、碎冰、白砂糖、鹽、香草精。【我們應(yīng)該怎么做呢】（1）將碎冰倒入大瓶子里，大約占據(jù)瓶子容積的一半；（2）在冰里加6勺的鹽，給瓶子封蓋搖晃。如果此時(shí)測(cè)量冰的溫度，會(huì)發(fā)現(xiàn)鹽和冰的混合物的溫度是1

9、0。由于溫度極低所以該步驟需要帶上手套以防凍傷；（3）在塑料袋里加入半杯的奶油、一勺糖和半小勺的香草精，盡量排出袋子里的空氣后密封袋子翻轉(zhuǎn)使其混合；（4）將塑料袋放進(jìn)大瓶子，封蓋后就不停地翻轉(zhuǎn)瓶子使碎冰與冰激凌原料的溫度逐漸平衡，約810分鐘后檢查冰激淋是否結(jié)凍。如果沒(méi)有，則繼續(xù)翻轉(zhuǎn)瓶子。（5）將塑料袋取出來(lái)，用水將表面沖洗干凈，然后就可以嘗嘗其中的冰激淋了。【為什么會(huì)這樣呢】不同冰激凌的化學(xué)組成不一樣。并沒(méi)有固定的配方。若按重量計(jì)算，冰激凌主要是成分是牛奶和奶油中的水，還包含甜味劑、調(diào)味品、乳化劑、穩(wěn)定劑和牛奶脂肪。關(guān)鍵成分牛奶脂肪賦予了冰激凌濃烈而細(xì)膩的獨(dú)特口感，一般要占組成的10%以上，當(dāng)然它的作用不止有助于風(fēng)味，更增加了產(chǎn)品的耐嚼性和可塑性。混合物在冷卻過(guò)程中粘稠度增大，也與奶油中的脂肪和蛋白質(zhì)等有密切關(guān)系。冰的結(jié)晶物是冰激凌的另一個(gè)主要成分，通常在凝凍過(guò)程中由于強(qiáng)烈攪拌作用而形成，冰中添加鹽，主要是降低凝固點(diǎn)，使原料溫度迅速降低，加速冰激凌中結(jié)晶物的形成?！救绾巫屵@個(gè)實(shí)驗(yàn)更完美呢】冰激凌的制作與加工實(shí)驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)入美國(guó)的中學(xué)科學(xué)