王克偉 李蕾蕾
“紙杯里的科學”是我們學校獨創(chuàng)的活動,以“玩創(chuàng)”為理念,以學校的吉祥物龍龍、騰騰的對話導入,設計了一系列簡單、有趣的小實驗,通過準備器材、體驗操作、分析原理、拓展思維等環(huán)節(jié)讓學生認識紙杯,感知紙杯里的科學。
一、紙杯里的聲音科學
聲音是由物體振動產(chǎn)生的。為了驗證聲音的存在,了解聲音的大小變化,教材中的實驗用到了沙石、鋼尺、鼓、音箱等器材。用紙杯巧妙地代替這些器材,能大大降低學生實驗的門檻,因此,我們設計了“紙杯里的聲音科學”活動,這項活動包括“土電話”“紙杯母雞叫”“擴音器”“小牛愛唱歌”等4個子活動,從聲音的產(chǎn)生到聲音的大小變化,內容層層遞進。
紙杯母雞叫
我們先在紙杯底部打孔,再將毛線系在牙簽中間,接著把毛線和牙簽放入紙杯,將毛線從紙杯底部的小孔穿出,然后將浸濕的A4紙對折兩次,夾住毛線往后拉拽。毛線受力產(chǎn)生振動,我們可以聽到紙杯內發(fā)出聲響。
A4紙被浸濕后夾住毛線,與毛線的摩擦力增大。我們用力拉毛線會使毛線產(chǎn)生振動,從而使與毛線相連的牙簽、紙杯以及杯內空氣一起振動,發(fā)出類似母雞“咯咯”的叫聲。
在學生充分了解聲音產(chǎn)生的原理后,我們又通過拓展延伸讓學生感知摩擦力在生活中的應用。例如,機器運轉時會產(chǎn)生摩擦,造成能量損耗,可以使用潤滑油減少機器的摩擦。
二、紙杯里的空氣動力學
學生在探究風的形成、熱氣球上升的秘密等時需用到可樂瓶、火柴、蚊香、蠟燭、抹布、螺母等材料。用紙杯替代這些材料,能節(jié)省實驗準備時間,提高實驗效率。
我們設計的“紙杯里的空氣動力學”活動,包括彈跳紙杯、紙杯降落傘、小陀螺、氣球動力小車等4個子活動,讓學生在學習知識的同時探索空氣的奧秘。
彈跳紙杯
我們找來兩個紙杯,其中一個紙杯用保鮮膜封口,并在保鮮膜上開一個與紙杯底部一樣大的圓孔。將另一個紙杯放入封有保鮮膜的紙杯中時,因為封有保鮮膜的紙杯內有一定量的空氣,所以這個紙杯會彈起,說明壓縮的空氣具有一定的彈性。
接著,我們引導學生撕掉保鮮膜,再輕輕地將兩個紙杯疊在一起,對著紙杯連接處吹氣,上面的紙杯會自動彈跳。這是因為紙杯連接處的空氣流動速度加快,氣壓減小,而紙杯下方的空氣流動速度慢,氣壓大,就把上面的紙杯往上推,這就是著名的伯努利原理。
三、紙杯里的技術設計
小學科學課本里有技術與生活、電的本領、制作小臺燈等知識,學生需要領悟技術設計在科學中的應用。
我們利用紙杯設計了“紙杯里的技術設計”活動,其中包含節(jié)能小手電、七彩小臺燈、趣味甩干機、小風扇4個子活動,內容從電能、動能到太陽能,層層深入,讓學生充分展示紙杯藝術創(chuàng)意。
小風扇
我們引導學生將小風扇葉片、紙杯、小木條等組裝在一起,再將太陽能電池板和微型電動機的導線連接在一起,太陽能電池板將太陽能轉化為電能,驅動微型電動機轉動,使其帶動小風扇葉片轉動。紙杯是小風扇的底座,我們讓學生在紙杯上繪制多彩圖案,將技術和設計巧妙結合,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
四、紙杯里的航空科學
小學科學課本里有不少關于太空探秘、航天飛行器的相關知識,這些與學生的實際生活相距較遠,僅僅通過圖片、視頻無法激發(fā)學生的探究興趣。
我們設計的“紙杯里的航空科學”包含了彈力小火箭、紙杯飛行器、直升機、紙杯滑翔機4個子活動。學生通過制作不同的紙杯航天模型,了解其中的科學原理,提升動手能力和創(chuàng)造能力。
彈力小火箭
我們將橡皮筋剪成等長的兩段,把橡皮筋的兩端都系在小木棒上,再把它們固定在紙杯口下方的杯壁上,使橡皮筋在紙杯中呈“十”字形。然后在紙杯口下方貼上火箭裝飾物,并涂上自己喜歡的顏色,這個紙杯則為“火箭杯”。
我們將另一個紙杯制作成“火焰杯”。將“火箭杯”套在“火焰杯”杯底,用力往下按,“火箭杯”在壓力的作用下向上沖。
橡皮筋具有彈性。當受到外力作用時,橡皮筋發(fā)生形變,從而產(chǎn)生彈力,“火箭杯”就被彈出去了,受力越大,離地距離越遠。簡易的火箭模型制作讓學生對航空航天產(chǎn)生了濃厚的興趣。
紙杯是生活中常見的物品,具有成本低、易獲取的特點,我們以紙杯為材料設計了一系列有趣的科學實驗,涵蓋了聲音科學、空氣動力學、技術設計、航空科學等方面的內容,拉近了科學與生活的距離,提高了學生的動手能力和思維能力,真正做到了讓學生學在其中、樂在其中。