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发布: 7:00am 08/12/2021

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亲子一起动手做趣味实验

提供:3M

12月学校假期到了,相信许多家庭已安排好各种活动给孩子。虽然防疫措施已放宽,但大家面对开放的生活仍然战战兢兢,谨慎为上。

孩子今年宅在家学习的日子已很长,那么若不出门,又不想孩子玩手机的话,还有什么有趣活动呢?不如大人也放下手机,跟孩子一起做些趣味,培养他们对生活科学的求知欲。

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我们身处于这个充满激励人心与科学奇迹的世界。在成长过程中,无论是在单杠上荡秋千、在美术课上混合颜色,还是用系着绳子的纸杯电话筒和我们最好的朋友聊天,都能用科学的原理来解释这些神奇时刻是如何形成的。

通常孩子们都不知道自己不懂得什么,因此身为父母、监护人或教育工作者有必要向他们解释每一个科学背后的小乐趣,学会新知识。这也有助于鼓励他们随时都保持着好奇心,即使因为疫情而被困在家中。

今时今日,我们看到越来越多年轻人重视科学、技术、工程以及数学科目(STEM)。全球科学公司3M今年委托第三方进行的3M科学现状指数(SOSI)研究结果也反映了这个现象。在亚太区,73%的人认同年轻人比过去任何时,拥有更多机会接触科学和科学相关的问题(全球为69%)。

保持好奇心

为了保持年轻人对科学的高度重视,我们需要继续培养年轻人的好奇心,并鼓励他们释放内心的科学家,可以通过几个简单的家庭实验来刺激孩子的思维和享受实验过程,借此提升他们对STEM的兴趣。

在此提醒,在与孩子一起尝试之前,一定要自己事先实验,因为下面列出的活动都需要父母的监督。

实验01:液体烟花

所需材料:一个碗或碟子、牛奶、食用色素、棉花棒和肥皂液。
01. 倒入半碗牛奶,然后在中心滴入3至4滴食用色素。您可以用多种颜色,以获得更色彩缤纷的饰面。
02. 用棉花棒的一端浸入肥皂液。
03. 将棉花棒轻轻地放在食用色素的中心,观察颜色如何扩散。不要混合或搅拌,看看会发生什么事情。

 
04.尝试将棉花棒移动到碗的不同地方,然后看看食用色素的图案会产生什么变化。

为什么食用色素会自动从棉花棒移开?因为牛奶含有脂肪和水,脂肪是不会溶于水的。而肥皂是由特殊分子组成,可以和脂肪与水产生化学作用,因此当肥皂接触到牛奶中的脂肪分子时,就会溶解并在水中四处移动。肥皂分子寻找脂肪分子结合,当它们在牛奶中移动,就会推动食用色素。这个过程最终会结束,因为所有肥皂分子都会找到连接的脂肪分子,而且它们不再需要四处移动。这就是为什么洗碗剂可以有效去除盘子上的油脂。肥皂分子一旦粘附在油脂分子上,会使它们更容易溶解在水中,所以就能直接冲进下水道。

实验02:著名的伯努利原理(Bernoulli’s Principle)

所需材料:一粒乒乓球、吹风机、彩色纸张和胶纸。
05. 将吹风机放在管子一端的开口处,并按钮开电。这时较长的纸管内将产生低压气流。然后将乒乓球放在较短纸管另一端的开口处,观察管子内的气压如何使乒乓球从一侧拉入,并从另一侧推出。
01. 用3张纸来搭建一个简单的乒乓球发射器。首先,将第一张纸卷成管状,然后用胶纸固定住。必须确保纸管足够大,能让乒乓球轻松通过。接着用第二张纸重复同样步骤,确保纸管的直径大致相同。
02. 在将两个纸管放在一起之前,在其中一个纸管的中间切开一个小孔。同样的,确定洞孔够大,以便乒乓球可以轻松通过。完成之后,将两个纸管粘在一起。
03. 将最后一张纸剪成两半,制成一个比较短的管子,插入中间的孔中。为了确保洞孔大小合适,你需要在纸管尾端切出笑脸(曲线)。看看较短管子上的洞孔,确保你可以看穿。再用胶纸牢牢固定,必须确保没有可见的气孔。
04. 然后,用胶纸将乒乓球发射器固定在桌子上,或者在实验过程中让其他人帮忙握住它。

 

实验03:用纸火箭发射

在科学中,我们了解到变量可能会影响实验的结果。让我们来探索不同的设计如何改变火箭推进方式:

所需材料:2张纸、剪刀、吸管和胶纸。
02. 拿出其中一张小长方形,绕住吸管滚动以卷成管状(不要太紧)。用胶纸粘住你制作的管子,让它保持卷起的状态。
03. 接下来,捏住管子的一端并用胶纸粘住以制作火箭的顶部。
04. 用另一张小长方形的纸张,剪出一些直角三角形来制作翼片,然后将它们贴在管子上。重复同样步骤,以制作不同管长和不同翼片数量的火箭。

05. 将火箭放在吸管上,用吹气来发射。当进行试验时,可能会发现一些更改,会产生大差异。一旦知道哪些变化的重要,可以尝试设计一种可以飞得最远、最准确的火箭。

实验04:用棉花糖建造一座塔

如果只有棉花糖和未煮熟的意大利面,你可以搭建多高的塔呢?

所需材料:一盒未煮熟的意大利面、一袋棉花糖和一把尺或卷尺。
01. 找一个干净的工作空间。
02. 使用棉花糖作为关节,意大利面作为梁,尝试搭建一座高塔,尽可能越高越好。
03. 完成后,使用尺或卷尺来测量高塔的高度。

 
通过尝试不同类型的结构和构造,你会发现最稳固的塔具有宽阔、坚固的底座,以及使用三角形和金字塔作为支撑结构。三角形是一种很好的结构,因为它们是唯一一种在不改变边长的情况下,也不会改变角度的形状。这使到它非常坚固,能够很好地支撑物体。宽阔的底座也为塔架提供了更高的稳定性,并更好地分布重量。

科学实验(五):用纸火箭发射

以上实验及更多视频,可浏览3M Science at Home网站或扫描二维码:https://www.3m.com/3M/en_US/gives-us/education/science-at-home/science-experiments-for-kids/

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